DE4217969A1 - Gurtstraffer mit mehrstufigem Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit einem sensorgesteuerten pyrotechnischen Antrieb, der einen in einem Zylinder geführten und über ein Verbindungsmittel mit einem zugeordneten Gurtaufroller, Gurtschloß oder anderer Straffeinrichtung gekoppelten Kolben und einen mittels einer Zündvorrichtung auslösbaren pyrotechnischen Treibsatz zur Erzeugung eines den Kolben beaufschlagenden Gasdrucks hat.

Ein gattungsgemäßer Gurtstraffer ist bezüglich des Zusammenwirkens mit einem Gurtaufroller in der DE 34 07 378 A1 beschrieben; die Antriebsvorrichtung dieses Gurtstraffers besteht aus einem in einem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolben, der seinerseits mit einem die Gurtaufwickelwelle des Gurtaufrollers in geeigneter Weise beaufschlagenden Antriebsseil gekoppelt ist. An dem Zylinder ist ein Druckstutzen zur Aufnahme eines pyrotechnischen Treibsatzes angeschlagen, der bei von einem Sensor ermittelter Beschleunigung oder Verzögerung mechanisch oder elektronisch auslösbar ist, wobei das in dem Treibsatz befindliche Treibladungspulver gezündet und so ein Gasdruck erzeugt wird, der den Kolben in dem Zylinder vorantreibt und somit das Antriebsseil spannt.

Mit der bekannten Anordnung ist der Nachteil verbunden, daß einerseits eine größtmögliche Antriebsenergie erforderlich ist, um eine ausreichende Straffung des Gurtbandes zu gewährleisten; der Erhöhung der Antriebsenergie steht aber entgegen die schockartige Belastung der nachgeschalteten Bauteile wie Kupplung des Antriebsseiles mit dem Gurtaufroller oder dem Gurtschloß und des Gurtaufrollers oder des Gurtschlosses selbst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtstraffer mit den eingangs genannten Merkmalen die Antriebsenergie zu vergrößern, ohne die mechanische Belastung der nachgeschalteten Bauteile im Sicherheitsgurt­ system bei Auslösung des Treibsatzes zu vergrößern.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß an dem Zylinder zwei pyrotechnische Treibsätze angeschlossen sind, deren Zündvorrichtungen mit zeitlichem Abstand nacheinander ansteuerbar sind. Die Erfindung sieht somit vor, zwei oder nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auch weitere Treibsätze für die Erzeugung der Antriebsenergie zu verwenden, die mit einem einstellbaren Zündverzug nacheinander gezündet werden, so daß die jeweils bei Zündung eines Treibsatzes schlagartig auftretende Energie im Gesamt­ system eine vorgegebene Belastungsgrenze für die nachgeschalteten Bauteile nicht überschreitet. Der Zündverzug läßt sich gemäß den nachstehend erläuterten Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise entweder elektronisch oder auch durch eine mittels konstruktiver Elemente verwirklichte Reihenschaltung der Treibsätze erreichen; solche konstruktiven Mittel sehen insbesondere die Auslösung des zweiten Treibsatzes durch den vom ersten Treibsatz erzeugten Gasdruck unter Einschaltung von Düsen, Drossel oder deformierbaren Elementen vor. In vorteilhafter Weise lassen sich dabei durch unterschiedliche Treibladungsmengen und Treibladungsarten sowie durch unterschiedliche Düsenquerschnitte und Baugrößen bei den mechanischen Einzelteilen beliebige Druckkurven und beliebiges Strafferverhalten einstellen.

Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine mit dem Sensor gekoppelte elektronische Steuervorrichtung zur zeitversetzten Ansteuerung der die beiden Treibsätze jeweils beaufschlagenden Zündvorrichtungen vorgesehen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die dem zweiten pyrotechnischen Treibsatz zugeordnete Zündvorrichtung durch den vom ersten pyro­ technischen Treibsatz nach dessen Auslösung erzeugten Gasdruck auslösbar ist, so daß eine störungsanfällige Elektronik damit vermieden ist.

In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß als Zündvorrichtung für den zweiten Treibsatz in dem zugeordneten Druckstutzen ein Aufschlagbolzen angeordnet und der zweite Treibsatz in dem mit dem Zylinder verbundenen zweiten Druckstutzen unter der Wirkung des im Zylinder anstehenden Gasdruckes gegen den Aufschlagbolzen verschiebbar angeordnet ist. Damit ist der Vorteil verbunden, daß der Aufschlagbolzen und der Druckstutzen einstückig ausgeführt sein können. Dabei kann vorgesehen sein, daß der zweite Treibsatz in dem Druckstutzen über einen Sicherungsring festgelegt ist, so daß hier eine erste mechanische Maßnahme zur Festlegung der Ansprechschwelle zur Verfügung steht. Der Sicherungsring kann dabei eine düsen­ artige Bohrung zum Durchlaß der vom zweiten Treibsatz im Auslösefall abgegebenen Gase aufweisen, wobei über die Bemessung des Durchmessers dieser düsenartigen Bohrung ebenfalls eine Steuerung des Antriebes des Gurtstraffers möglich ist.

Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Treibsatz gegen den Boden des ihm zugeordneten zweiten Druckstutzens in seiner Verschieberichtung durch einen deformierbaren Körper abgestützt, so daß auch über die Einstellung der Deformationsenergie eine Festlegung der Auslöseschwelle für den zweiten Treibsatz möglich ist.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Aufschlagbolzen in Verschieberichtung des zweiten Treib­ satzes bis zu einem Anschlag nachgiebig gelagert, vorzugsweise mittels einer vorgespannten Feder in eine Anlage am zweiten Treibsatz vorgespannt, so daß sich gegen die Kraft der Feder die Verschiebemöglichkeit für den Aufschlagbolzen ergibt. Damit ist der Vorteil verbunden, daß durch die Verschiebung des Aufschlagbolzens die Aufschlagenergie beim Auslösevorgang begrenzt werden kann, und damit die maximal zulässige Durchschlagkraft, deren Überschreiten zu einer Fehlzündung führen kann, nicht überschritten wird.

Eine weitere Sicherungsmaßnahme ist bei einem Ausführungs­ beispiel der Erfindung insoweit vorgesehen, als zwischen dem Zylinder und dem zweiten Treibsatz ein mit dem zweiten Treibsatz verschiebbares Rückschlagventil angeordnet ist, welches derart eingerichtet ist, daß es den zweiten Treibsatz gegen den Zylinder abschließt und sich nur bei vom zweiten Treibsatz ausgehenden Gasdruck öffnet. Damit ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß bei dem Auftreffen des Gasdruckes nach Zündung des ersten Treibsatzes sich zwar der zweite Treibsatz bis zum Aufschlag auf dem Aufschlagbolzen verschiebt, daß aber durch die Gasdruckwirkung der bei jedem Treibsatz vorgesehene Berstboden zur Freigabe des Gasdruckes nach Zündung des Treibladungspulvers nicht durch den die Verschiebung des Treibsatzes herbeiführenden Gasdruck beschädigt wird.

Bei den Ausführungsbeispielen, bei denen der zweite Treibsatz in dem zugeordneten Druckstutzen verschiebbar angeordnet ist, sind die Druckstutzen zur Aufnahme der beiden Treibsätze jeweils radial einander gegenüberliegend an dem Zylinder angebracht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, bei in dem zugeordneten zweiten Druckstutzen festliegendem zweiten Treibsatz nun den Aufschlagbolzen verschiebbar anzuordnen, und hierzu ist eine Überleitung des Druckes auf die Auslöseseite des zweiten Treibsatzes erforderlich. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß der Zylinder über eine Gasbohrung an den im zweiten Druckstutzen verschiebbar angeordneten Aufschlagbolzen, angeschlossen ist, und daß zwischen dem zweiten Druckstutzen und dem Zylinder ein Rückschlagelement angeordnet ist. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Bohrung zur Überleitung des Gasdruckes auf den Aufschlagbolzen vom ersten Druckstutzen ihren Ausgang nehmen zu lassen. Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es zweckmäßig, den verschiebbar angeordneten Aufschlagbolzen in seiner Verschieberichtung mittels eines deformierbaren Körpers abzustützen, um auch hier den Auslösezeitpunkt entsprechend einzustellen.

Die Erfindung sieht auch vor, mit den vorstehenden Merkmalen einem Zylinder mehrere Treibsätze mit jeweils zeitversetzter Zündung zuzuordnen.

Der pyrotechnische Antrieb für Gurtstraffer kann sowohl mit einem Gurtaufroller, als auch mit einem Gurtschloß als auch mit einer anderen, am Gurtband angreifenden Straffein­ richtung gekoppelt sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Zylinder mit zwei Treibsätzen im Schnitt,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel des Druckstutzens mit zweitem Treibsatz im Schnitt,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach Fig. 2,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Zylinders mit zwei Treibsätzen.

Wie sich aus der Darstellung in Fig. 1 ergibt, ist in einem Zylinder 10 ein Kolben 11 verschiebbar angeordnet, an den ein Antriebsseil 12 angeschlossen ist, welches zu einem nicht dargestellten Teil einer Sicherheitsgurtvorrichtung in Form eines Gurtaufrollers oder auch eines Gurtschlosses führt, so daß bei Bewegung des Kolbens 11 in dem Zylinder 10 das Antriebsseil 12 die aufgebrachte Straffenergie überträgt. Auf den Zylinder 10 ist eine Antriebsvorrichtung 13 mit einem ersten Druckstutzen 14 zur Aufnahme eines ersten Treibsatzes 15 und mit einem zweiten Druckstutzen 16 zur Aufnahme eines zweiten Treibsatzes 17 aufgeschoben. Der erste Treibsatz 15 ist in einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise elektronisch oder mechanisch zündbar.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen der vom ersten Treibsatz erzeugte Gasdruck zur Auslösung des zweiten Treibsatzes benutzt wird; selbst­ verständlich ist es auch möglich, die entsprechende Zündabfolge mittels einer Elektronik vorzugeben und zu bewirken.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zweite Treibsatz 17 in dem zugeordneten zweiten Druckstutzen 16 verschiebbar gegen einen am Boden 19 des Druckstutzens 16 fest angeordneten Aufschlagbolzen 18 angeordnet; zwischen dem Boden 19 des Druckstutzens 16 und dem zweiten Treibsatz 17 befindet sich ein den Aufschlagbolzen 18 umgebender Ring 20 aus einem,deformierbaren Material wie Gummi oder einem anderen geeigneten Werkstoff; alternativ kann hier auch eine Feder vorgesehen sein. Mit dem Ring 20 ist daher einstellbar, bei welchem im Zylinder 10 herrschenden Gasdruck nach Auslösung des ersten Treibsatzes 15 die Zündung des zweiten Treibsatzes 17 erfolgen soll. Der zweite Treibsatz 17 ist in dem zugehörigen Druckstutzen 16 mittels eines Sicherungsringes 21 festgelegt.

Fig. 2 gibt grundsätzlich den gleichen Aufbau der Antriebsvorrichtung wieder mit der Maßgabe, daß der Aufschlagbolzen 18 in einem im Boden 19 des zweiten Druck­ stutzens 16 angeordneten Gehäuse 33 gegen die Wirkung einer darin angeordneten Feder 22 verschiebbar ist. Damit kann bei Verschiebung des zweiten Treibsatzes 17 im Druckstutzen 16 der Aufschlagbolzen 18 dieser Bewegung zunächst einmal nachgeben, so daß die Aufschlagenergie begrenzt und ein Durchschlagen des am Boden des zweiten Treibsatzes 17 angeordneten und in Fig. 2 nicht dargestellten Zündhütchens vermieden wird. Der Sicherungsring 21 weist eine düsenartige Bohrung 34 zum Durchlaß der vom zweiten Treibsatz 17 im Auslösefall abgegebenen Gase auf, wobei der im Einzelfall gewählte Durchmesser der Bohrung 34 die abgegebene Energie und damit den Antrieb des Gurtstraffers steuert.

Auch das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt grundsätzlich den gleichen Aufbau der Antriebsvorrichtung; hier ist eine zusätzliche Sicherung gegen Beschädigung des zweiten Treibsatzes 17 insoweit vorgesehen, als im Druck­ stutzen 16 zwischen dem zweiten Treibsatz 17 und dem Zylinder 10 ein Rückschlagventil mit einem Ventilboden 23 und einer Ventilklappe 24 derart angeordnet ist, daß das Rückschlagventil zusammen mit dem zweiten Treibsatz 17 in dem Druckstutzen 16 verschiebbar ist. Das Rückschlagventil ist so angeordnet, daß es den zweiten Druckstutzen 16 gegen den im Zylinder 10 nach Auslösung des ersten Treibsatzes 15 anstehenden Gasdruck abschottet, sich aber nach Zündung des zweiten Treibsatzes 17 öffnet und den vom zweiten Treibsatz 17 erzeugten Gasdruck in den Zylinder 10 wirken läßt. Da der zweite Treibsatz 17 entsprechend der Darstellung in Fig. 3 an seinem dem Zylinder 10 zugewandten Ende einen Berstboden 25 zur Freigabe des vom zweiten Treibsatz 17 erzeugten Gasdruckes hat, wird durch die Anordnung des Rückschlagventils dieser Berstboden 25 gegen den zur Zündung des zweiten Treibsatzes 17 erforderlichen Gasdruck geschützt. Die gesamte aus zweitem Treibsatz 17 und Rückschlagventil mit Ventilboden 23 und Ventilklappe 24 bestehende Einheit ist mittels eines Sicherungsringes 26 in dem zweiten Druckstutzen 16 festgelegt.

Fig. 4 zeigt nun einen anderen Aufbau der Antriebsvorrichtung 13, bei welcher der Aufschlagbolzen 18 bei gleichzeitig feststehendem zweiten Treibsatz 17 verschiebbar ist. Hierzu sind die beiden Druckstutzen 14, 16 im Schnitt auf, der gleichen Seite des Zylinders 10 angeordnet. Der Aufschlagbolzen 18 ist in einer Kammer 27 verschiebbar gegen ein in dem feststehenden zweiten Treibsatz 17 angeordnetes Zündhütchen 28 angeordnet; die Kammer 27 ist über eine zur gleichmäßigen Verteilung des Druckes vorgesehenen Ringnut 29 mit einer Bohrung 30 verbunden, und diese Bohrung 30 führt zu dem ersten Druck­ stutzen 14, so daß nach Zündung des ersten Treibsatzes 15 das freigesetzte Gas über die Bohrung 30 und die Ringnut 29 den Aufschlagbolzen 18 beaufschlagt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Zündhütchen 28 des zweiten Treibsatzes 17 und dem Aufschlagbolzen 18 ein Ring 20 aus einem elastischen Material angeordnet, um die Aufschlagenergie zu begrenzen. Weiterhin ist der zweite Druckstutzen 16 über eine Verbindungsbohrung 31 mit dem Zylinder 10 verbunden, so daß das vom zweiten Treibsatz 17 erzeugte Gas in den Zylinder 10 abströmen kann. Am zylinder­ seitigen Ende der Verbindungsbohrung 31 ist ein Rückschlag­ element 32 angeordnet, welches wiederum dafür sorgt, daß nach Zündung des ersten Treibsatzes 15 der im Zylinder 10 sich aufbauende Gasdruck nicht den Berstboden 25 des zweiten Treibsatzes 17 vorzeitig zerstört.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (15)

1. Gurtstraffer mit einem sensorgesteuerten pyrotechnischen Antrieb, der einen in einem Zylinder geführten und über ein Verbindungsmittel mit einem zugeordneten Gurtaufroller, Gurtschloß oder anderer Straffeinrichtung gekoppelten Kolben und einen mittels einer Zündvorrichtung auslösbaren pyrotechnischen Treibsatz zur Erzeugung eines den Kolben beaufschlagenden Gasdrucks hat, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder (10) zwei pyrotechnische Treibsätze (15, 17) angeschlossen sind, deren Zündvorrichtungen mit zeitlichem Abstand nacheinander ansteuerbar sind.

2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Sensor gekoppelte elektronische Steuer­ vorrichtung zur zeitversetzten Ansteuerung der in den beiden Treibsätzen (15, 17) enthaltenen Zündvorrichtungen vorgesehen ist.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zweiten Treibsatz (17) zugeordnete Zünd­ vorrichtung durch den vom ersten Treibsatz (15) nach dessen Auslösung erzeugten Gasdruck auslösbar ist.

4. Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündvorrichtung für den zweiten Treibsatz (17) in dem zugehörigen Druckstutzen (16) ein Aufschlagbolzen (18) angeordnet und der zweite Treibsatz (17) in dem mit dem Zylinder (10) verbundenen zweiten Druckstutzen (16) unter der Wirkung des im Zylinder (10) nach Auslösung des ersten Treibsatzes (15) anstehenden Gasdrucks gegen den Aufschlagbolzen (18) verschiebbar angeordnet ist.

5. Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbar angeordnete zweite Treibsatz (17) in dem Druckstutzen (16) über einen Sicherungsring (21) festgelegt ist.

6. Gurtstraffer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (21) eine düsenartige Bohrung (34) zum Durchlaß des vom zweiten Treibsatz (17) im Auslösefall abgegebenen Gases aufweist.

7. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Treibsatz (17) gegen den Boden (19) des zweiten Druckstutzens (16) in seiner Verschieberichtung durch einen deformierbaren Körper (20) abgestützt ist.

8. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlagbolzen (18) in Verschieberichtung des zweiten Treibsatzes (17) am Boden (19) des zweiten Druckstutzens (16) bis zu einem Anschlag nachgiebig gelagert ist.

9. Gurtstraffer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlagbolzen (18) in eine an dem zweiten Treibsatz (17) anliegende Lage mittels einer Feder (22) vorgespannt ist.

10. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zylinder (10) und dem zweiten Treibsatz (17) ein mit dem zweiten Treibsatz (17) im Druckstutzen (16) verschiebbares Rückschlagventil (23, 24) angeordnet ist.

11. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckstutzen (14, 16) zur Aufnahme des ersten Treibsatzes (15) und des zweiten Treibsatzes (17) radial einander gegenüberliegend an dem Zylinder (10) angeordnet sind.

12. Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (10) über eine Gasbohrung (30) an den im zweiten Druckstutzen (16) mittels Gasdruck verschiebbar angeordneten und im Auslösefall den zweiten Treibsatz (17) beaufschlagenden Aufschlagbolzen (18) angeschlossen ist und daß zwischen dem zweiten Treibsatz (17) und dem Zylinder (10) ein Rückschlagelement (32) angeordnet ist.

13. Gurtstraffer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (30) zwischen dem Aufschlagbolzen (18) und dem ersten Druckstutzen (14) verläuft.

14. Gurtstraffer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschlagbolzen (18) in seiner Verschieberichtung gegen den zweiten Treibsatz (17) durch einen in der den Aufschlagbolzen (18) führenden Kammer (27) angeordneten deformierbaren Körper (20) abgestützt ist.

15. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Treibsätze mit dem Zylinder (10) verbunden und in zeitlicher Abfolge zueinander auslösbar sind.