DE3932643A1 - Betaetigungsvorrichtung zum spannen eines sicherheitsgurtes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrich­ tung zum Spannen eines Sicherheitsgurtes in einem Fahrzeug.

Es handelt sich dabei um eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Durchhangs des Sicherheitsgurtes im Falle eines Fahrzeugzu­ sammenstoßes und speziell um eine Kolbenvorrichtung zur Verwendung in einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Spannung im Sicherheitsgurt.

An einem Fahrzeugsitz ist ein den Fahrzeuginsassen haltender Sicherheitsgurt vorgesehen, um dessen Schleudern nach vorn oder zur Seite im Falles eines Fahrzeugzusammenstoßes zu verhindern. Da ein derartiger Sicherheitsgurt die normale Bewegung des Insassen nicht beeinflussen und lediglich gespannt werden soll, wenn das Fahrzeug eine einen vorgege­ benen Wert übersteigende Abbremsung erfährt, ist eine Anzahl von Spanneinrichtungen für Sicherheitsgurte bekanntgeworden, welche einen Aufprall des Fahrzeugs durch Verschiebung eines elastisch gehalterten Pendels detektieren, welche durch die auf dieses Pendel wirkende Schwerkraft hervorgerufen wird. Dabei wird ein Treibmittel gezündet, das sich durch chemi­ sche Reaktion durch die Wirkung eines mit dem Pendel in Eingriff stehenden Auslösers schnell ausdehnen kann, wobei der Sicherheitsgurt mittels eines Kabels aufgewickelt wird, das mit einem in einem Zylinder befindlichen Kolben verbun­ den ist. Der durch die schnelle Ausdehnung des Treibmittels erzeugte Druck wirkt dabei auf den Kolben ein. Derartige Maßnahmen sind im einzelnen in schwebenden US-Patentanmeldun­ gen der Anmelderin mit den Nr. 07/0 30 630, 07/1 32 257 und 07/2 50 782 beschrieben.

Da eine derartige Vorrichtung in Ausnahmesituationen, beispielsweise im Falle eines Fahrzeugzusammenstoßes, zur Anwendung kommt, ist es praktisch unmöglich, ihre Funktions­ fähigkeit unter Normalbedingungen zu testen, obwohl eine extrem hohe Betriebszuverlässigkeit erforderlich ist. Die Stärke der Kopplung zwischen dem den Expansionsdruck des Treibmittels aufnehmenden Kolben und dem damit verbundenen Kabel ist sehr wichtig. Normalerweise sind das Kabel und der Kolben dadurch miteinander verbunden, daß ein Ende des Kabels in ein Loch im Kolben eingeführt und das dem Druck­ aufnahmeende des Kolbens abgewandte Ende des Kolbens ge­ kröpft wird. Die Länge des Kolbens muß daher zur Anpassung an den gekröpften Teil vergrößert werden, so daß es schwie­ rig ist, eine ausreichende und stabile Stärke der Kopplung zwischen dem Kabel und dem Kolben sicherzustellen.

Weiterhin ist die Paßgenauigkeit zwischen Zylinder und Kolben zum Zwecke einer effizienten Einwirkung des Expan­ sionsdruckes des Treibmittels auf den Kolben und der Sicherstellung einer weichen Gleitbewegung des Kolbens im Zylinder von Bedeutung. Zur Realisierung einer genauen Einpassung muß die Herstellungsgenauigkeit vergrößert werden. Dadurch werden jedoch die Herstellungskosten erhöht und ein zusätzlicher Aufwand bei der Qualitätskontrolle hervorgerufen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kolben- und Zylindereinrichtung in einer Betätigungs­ vorrichtung zum Spannen eines Sicherheitsgurtes für ein Fahrzeug anzugeben, bei der eine stabile und hohe mechani­ sche Festigkeit in der Kopplung zwischen dem Kolben und dem Kabel sichergestellt und gleichzeitig die Herstellung vereinfacht ist.

Darüber hinaus soll dabei die Luftdichtigkeit der Einpassung zwischen Kolben und Zylinder ohne Komplizierung der Herstel­ lung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die erforderliche Stärke der Kopplung zwischen dem Kolben und dem Kabel zur Übertragung der Betätigungskraft sichergestellt und die Befestigung des Kabels am Kolben vereinfacht.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteran­ sprüchen.

Insbesondere durch ein beispielsweise aus Kunstharz herge­ stelltes ringförmiges Schürzenelement mit einem sich aufweitenden kreisförmigen Rand, der am hinteren Ende des Kolbens befestigt ist und mit einer Innenumfangsfläche des Zylinders zur Abdichtung einer hinter dem Kolben gebildeten Kammer zusammenwirkt, ergibt sich ein zusätzlicher Dich­ tungseffekt, der selbst dann ausreichend ist, wenn ein Kolben als Gußstück ohne jede Bearbeitung verwendet wird.

Andererseits kann der Kolben im wesentlichen vollständig in einer aus Kunstharz hergestellten Abdeckung eingefaßt sein, um den gewünschten Dichtungseffekt zu erzielen. Die Abdek­ kung kann einstückig mit dem vorgenannten ringförmigen Schürzenelement ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Einrichtung zur Montage einer Betätigungsvorrichtung zum Spannen eines Sicherheitsgurtes an einem Mittelholm einer Fahrzeugkarosserie aus der Sicht des Fahrzeugin­ nenraums;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt eines wesentlichen Teils der Vorrichtung; und

Fig. 3 einen Teilschnitt einer abgewandelten erfindungs­ gemäßen Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Betätigungs­ vorrichtung zum Spannen eines Sicherheitsgurtes. Diese Betätigungsvorrichtung für eine Sicherheitsgurt-Spannein­ richtung 1 ist mit einer konventionellen Notblockier-Rück­ zieheinrichtung 3 (im folgenden abgekürzt als ELR-Einrich­ tung bezeichnet) versehen, um einen Sicherheitsgurt 2 im Notfall zurückzuziehen. Weiterhin sind eine Zugeinrichtung 4 zum Spannen des Sicherheitsgurtes 2 lediglich im Falle etwa eines Fahrzeugzusammenstoßes, ein Leistungsgenerator 5 zum drehenden Antrieb der Zugeinrichtung 4 sowie ein Bremssensor 5 zur Detektierung eines auf die Fahrzeugkarosserie im Falle eines Zusammenstoßes wirkenden Schlages vorgesehen. Der Bremssensor 6 ist dabei am unteren Ende eines Mittelholms 7 befestigt.

Der aus der ELR-Einrichtung 3 herausgezogene Sicherheitsgurt 2 läuft durch die Zugeinrichtung 4 und sodann durch einen am oberen Teil des Mittelholms 7 befestigten Ring 8, von wo aus er nach unten geführt und am hinteren Seitenteil eines nicht dargstellten Sitzes oder an einem Teil einer Seitenschwelle befestigt ist. Der Sicherheitsgurt 2 selbst unterscheidet sich nicht von bekannten Sicherheitsgurten und wird daher im einzelnen nicht erläutert.

Die Zugeinrichtung 4 besitzt eine an einer Seitenwand eines Rahmens 10 drehbar montierte Riemenscheibe 11, wobei der Rahmen durch Biegen einer Metallplatte einstückig mit dem Gehäuse der ELR-Einrichtung 3 ausgebildet ist. Weiterhin besitzt die Zugeinrichtung 4 einen an sich bekannten Sperrmechanismus 12, der durch eine Sperrscheibe und eine auf der anderen Seitenwand vorgesehene Sperrklinke gebildet ist, sowie einen Klemmechanismus 13, der zwischen sich gegenüberliegenden Flächen der Riemenscheibe 11 und des Sperrmechanismus 12 verläuft und zur Einklemmung und Zurückziehung des aus der ELR-Einrichtung 3 herausgeführten Teils des Sicherheitsgurtes 2 dient. Um die Riemenscheibe 11 ist ein Kabel 20 geführt, das mit dem Leistungsgenerator 5 an seinem einen Ende und mit einem Teil der Riemenscheibe 11 an seinem anderen Ende verbunden ist.

Der Leistungsgenerator 5 umfaßt gemäß Fig. 2 einen in Tangentialrichtung der Riemenscheibe 11 verlaufenden Zylinder 21, einen einstückig gegossenen Kolben 22, in den ein Ende 20 a des Kabels 20 eingebettet ist und der gleitend vom Zylinder 21 aufgenommen ist, eine in einem Basisteil des Zylinders 21 aufgenommene Treibmittelpatrone 23 zur Ausübung eines Drucks auf den Kolben 22 sowie einen am oberen Ende des Rahmens 10 befestigten Zünder 24 zur Zündung des Treibmittels in der Patrone 23. Das Treibmittel in der Patrone 23 wird unter der Wirkung des Bremssensors 6 gezündet, welcher fest am Basisende des Zylinders 21 befestigt ist, so daß das Kabel 20 durch den im Kolben 21 gleitenden Zylinder 22 unter der Wirkung des Verbrennungs­ druckes des Treibmittels in der Patrone 23 gezogen und die Zugeinrichtung 4 mittels der Riemenscheibe 11 drehbar angetrieben wird. Das Basisende des Kolbens 22 bzw. dessen Endteil, auf das der Verbrennungsdruck des Treibmittels in der Patrone 23 einwirkt, ist mit einer aus hitzebeständigem Kunstharz hergestellten ringförmigen Schürze 25 versehen.

Der Bremssensor 6 kann so ausgebildet sein, daß er einen Auslöser durch Verschiebung eines Pendels unter der Wirkung einer Trägheitskraft betätigt und einen Zündstift gegen den Zünder 24 schlägt.

Wenn der Zünder 24 bei Detektierung einer starken Abbremsung aufgrund eines Fahrzeugzusammenstoßes gezündet wird drückt der resultierende Verbrennungsdruck auf den Kolben 22. Bei Betätigung des Kolbens 22 wird das Kabel 20 in einer in Fig. 2 durch einen Pfeil P angegebenen Richtung gezogen und die Riemenscheibe 11 gedreht. Der Klemmechanismus 13 klemmt daher den Sicherheitsgurt 2 und zieht ihn in einer in Fig. 1 durch einen Pfeil D angegebenen Richtung. Erreicht der Hub des Kolbens 22 seinen Grenzwert, so verhindert der Sperrme­ chanismus 12 eine umgekehrte Drehung der Zugeinrichtung 4. In der vorbeschriebenen Vorrichtung ist die Erhöhung der Stärke der Kopplung zwischen dem Kabel 20 und dem Kolben 22 erwünscht, welcher den durch die Verbrennung des Treibmit­ tels in der Patrone 23 hervorgerufenen Druck aufnimmt, um die Riemenscheibe 11 soweit wie möglich zu drehen. Weiterhin soll dabei eine gleichmäßige Fertigungsqualität gewährlei­ stet sein. Zur Realisierung einer höheren Kopplungsstärke gegenüber einem konventionellen Verfahren mit Kröpfung ist erfindungsgemäß das Ende 20 a des Kabels 20 in den Kolben 22 eingegossen.

Um den Expansionsdruck des Treibmittels in der Patrone 23 auf den Kolben 22 zur Einwirkung zu bringen und ein weiches Gleiten des Kolbens 22 im Zylinder 21 zu gewährleisten, ist eine hohe Paßgenauigkeit zwischen dem Zylinder 21 und dem Kolben 22 erforderlich. Bei Erhöhung der Paßgenauigkeit zwischen Zylinder 21 und Kolben 22 wird der Herstellungs­ aufwand erhöht. Erfindungsgemäß ist daher die aus Kunstharz hergestellte Schürze 25 mit einem sich aufweitenden kreis­ förmigen Dichtungsrand koaxial an der druckaufnehmenden Fläche des Kolbens 22 vorgesehen. Aufgrund dieser Ausgestal­ tung weitet sich die aus Kunstharz hergestellte Schürze 25 auf und tritt bei Aufnahme von Druck an ihrem kreisförmigen Rand mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 21 in Kontakt. Dadurch wird nicht nur der Dichtungseffekt verbessert sondern es ergibt sich auch eine Selbstschmierung des Harzmaterials, wodurch der Kolben 22 weich im Zylinder 21 gleiten kann.

Es ist weiterhin auch möglich, den gesamten Kolben 22 mit einer aus Kunstharz hergestellten Abdeckung abzudecken, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Abdeckung kann als einstückiger Ansatz ausgebildet sein, welcher in seiner Form identisch mit der vorgenannten Schürze 25 ist.

Erfindungsgemäß wird also die Stärke der Kopplung zwischen dem Kolben und dem Kabel erhöht, wobei die Kolbenlänge reduziert werden kann, weil kein Kröpfen erforderlich ist. Da der größte Teil des Drucks durch den Kolben aufgenommen wird und ein Druckverlust durch die den Spalt zwischen Zylinder und Kolben verschließende Schürze verhindert wird, muß die Herstellungsgenauigkeit des Kolbens und des Zylin­ ders nicht sehr groß sein, um die notwendige Luftdichtigkeit sicherzustellen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet daher einen wesentlichen Vorteil durch Verbesserung der Betriebszuverlässigkeit der Vorrichtung und Reduzierung der Herstellungskosten.

Claims (6)

1. Betätigungsvorrichtung zum Spannen eines Sicherheitsgur­ tes (2) für ein Fahrzeug mit folgenden Komponenten:
ein Kolben (22) aus Gußmetall oder einer Legierung, der von einem Zylinder (21) mit einem im wesentlichen abgeschlossenen Basisende aufgenommen ist,
ein Bremssensor (6) zur Detektierung eines ein Maß für einen Fahrzeugzusammenstoß darstellenden Bremswertes
ein Treibmittel in einem Behälter (23), der mit einer durch eine hintere Endfläche des Kolbens (22) und das Basisende des Zylinders (21) definierten und mit einer auf die Detektierung des Bremswertes durch den Bremssen­ sor (6) ansprechenden Zündeinrichtung (24) versehenen Kammer in Verbindung steht,
ein mit dem Kolben (22) an seinem einen Ende (20 a) ver­ bundenes Kabel (20), das an seinem anderen Ende mit einer Sicherheitsgurt-Zugeinrichtung (4) zum Einklemmen eines Teils des Sicherheitsgurts (2) verbunden ist und von die­ ser gezogen wird,
und ein Einguß des einen Endes (20 a) des Kabels (20) in den Kolben (22) .

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel (20) durch eine Drahtdrossel gebildet ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, gekennzeichnet durch ein ringförmiges Schürzenelement (25) mit einem koaxial am hinteren Ende des Kolbens (25) befestigten sich aufweitenden kreisförmigen Rand zur Abdichtung der hinter dem Kolben (22) gebildeten Kammer durch Zusammenwirken des Randes mit einer Innenumfangs­ fläche des Zylinders (21).

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Schürzenele­ ment (25) aus Kunstharz hergestellt ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) im wesentli­ chen vollständig von einer aus Kunstharz hergestellten Abdeckung eingefaßt ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung einstückig mit dem ringförmigen Schürzenelement (25) ausgebildet ist.