DE4227822C2 - Gurtstraffer in einem Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer in einem Sicher­ heitsgurtsystem für Fahrzeuge, mit einem durch einen pyro­ technischen Gasgenerator aktivierbaren Kolben/Zylinder- Linearantrieb, der mittels eines Sockels in einem Lagerge­ häuse angeordnet ist.

Die Zündung eines pyrotechnischen Gasgenerators bei einem Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme in Fahrzeugen kann mittels eines elektrischen Zünders erfolgen, der durch eine die Fahrzeugverzögerung auswertende Elektronikzentrale ange­ steuert wird. Der Aufwand für eine solche Elektronikzentrale und die für jeden einzelnen Gurtstraffer benötigten elektri­ schen Ansteuerleitungen ist jedoch hoch.

Eine mechanische Auslösung des pyrotechnischen Gasgenerators kann durch einen Ansteuermechanismus erfolgen, der mit einer fahrzeugsensitiven, beweglich gelagerten Trägheitsmasse aus­ gestattet ist. Ein solcher Ansteuermechanismus hat jedoch einen erheblichen Raumbedarf und kommt daher bei beengten Einbauver­ hältnissen nicht in Betracht.

Aus der DE 38 17 042 A1 ist eine pyrotechnische Spannvorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Rückhaltevorrichtung, z. B. ein Sicherheitsgurt, bekannt, die mit einem durch einen pyrotechnischen Gasgenerator akti­ vierbaren Kolben/Zylinder-Linearantrieb ausgestattet ist. Die dort beschriebene Spannvorrichtung weist einen Mechanismus zur Anpassung der Spannkraft an die aufzufangende individuelle Masse der einzelnen Fahrzeuginsassen auf. Dieser Mechanismus wirkt sich jedoch nachteilig hinsichtlich des Platzbedarfs der Spannvorrichtung aus.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Gurtstraffers mit einem durch einen pyrotechnischen Gasgenerator aktivierbaren Kol­ ben/Zylinder-Linearantrieb, der bei geringem Raumbedarf und Material­ aufwand eine mechanische Zündung des Gasgenerators bei guter Reprodu­ zierbarkeit und Beherrschung der Auslösekriterien ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der Kolben/Zylinder-Linearantrieb umfaßt außer Kolben und Zylinder den Gasgenerator und den Sockel, worin der Zylinder befestigt und der Gasgenerator aufgenommen ist. Die so gebildete Baugruppe weist eine erhebliche Masse auf, die bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer als fahrzeugsensitive Trägheitsmasse genutzt wird. Durch das Entfallen einer gesonderten Trägheitsmasse können Raumbedarf und Aufwand an Material sowie Montage gering gehalten werden.

Die bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer verwendete Feder, die den Schlaghebel beaufschlagt, zeichnet sich dadurch aus, daß sie über den gesamten Bewegungsweg des Schlaghebels eine nahezu konstante Kraft auf diesen ausübt. Diese Eigenschaft ist besonders bei kompakten Bau­ formen, die einen Schlaghebel mit geringer Hebelarmlänge erfordern, von Bedeutung. Eine übliche Zug- oder Druckfeder, die unter den gege­ benen, beengten Raumverhältnissen unterzubringen ist, kann nicht so dimensioniert werden, daß sie ausgehend von der Ruhelage des Schlag­ hebels bis zum Auftreffen desselben auf dem Schlagzünder des Gasgene­ rators eine weitgehend konstante Kraft abgibt. Um eine sichere Zün­ dung zu gewährleisten, muß aber der Schlaghebel nach seiner Beschleunigung durch die Feder eine bestimmte Mindestgröße an mechanischer Energie aufweisen. Diese Energie ist proportional zu der durch zwei geteilten Summe aus Anfangskraft und Endkraft der Feder über den Be­ wegungsweg des Schlaghebels. Bei einer üblichen, zwischen Schlaghebel und Sockel eingehängten Schraubenfeder kann die Anfangskraft durchaus um 30 bis 50% oder mehr größer sein als die Endkraft. Eine große Dif­ ferenz zwischen Anfangs- und Endkraft ist auch insofern nachteilig, als mit der erhöhten Anfangskraft entsprechend erhöhte Reibungsver­ luste an der Abstützfläche des Sockels, auf welcher der eine Arm des Schlaghebels abgestützt ist, einhergehen. Durch diese Reibungsverlus­ te wird das Auslöseverhalten des Gurtstraffers beeinträchtigt. Da bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer die Feder aber eine konstante Kraft über den gesamten Bewegungsweg des Schlaghebels abgibt, werden erhöhte Reibungsverluste an der Abstützfläche vermieden, so daß der Gurtstraffer sich durch ein gut reproduzierbares und beherrschbares Auslöseverhalten auszeichnet.

In der nicht vorveröffentlichten DE 41 09 776 A1 wird ein solcher Gurtstraffer in einem Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge beschrie­ ben, bei dem die Achse des Kolben/Zylinder-Linearantriebs und die Achse des Gasgenerators parallel zueinander angeordnet sind.

Einzelheiten mehrerer Ausführungsformen ergeben sich aus der folgen­ den Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt einer ersten Ausführungsform des Gurtstraffers;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine perspektivische Explosivansicht des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Gurtstraffers;

Fig. 5 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform des Gurtstraffers;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie VI-VI in Fig. 5; und

Fig. 7 eine Detailansicht in vergrößertem Maßstab.

Bei den gezeigten Ausführungsformen ist der Gurtstraffer zur Montage an einem Gurtaufroller bestimmt und greift in bekann­ ter Weise über ein Zugseil am Umfang einer Seilscheibe des Gurtaufrollers an, die mit der Gurtspule durch einen Kupp­ lungsmechanismus gekopelt werden kann. Die gezeigten Ausfüh­ rungsformen des Gurtstraffers können aber auch an anderer Stelle des herkömmlichen Sicherheitsgurtsystems angreifen, beispielsweise am Gurtschloß.

Der Gurtstraffer umfaßt ein Lagergehäuse 10, das zur Befesti­ gung an einem Gurtaufroller bestimmt ist, und zwei schwenkbar in diesem Lagergehäuse gelagerte Baugruppen, nämlich eine erste Baugruppe 12, die einen pyrotechnischen Kolben/Zylin­ der-Linearantrieb bildet, und eine zweite Baugruppe 14, in der ein Schlaghebel und eine diesem zugeordnete Feder mit einem Lagerstift vereinigt sind.

Die erste Baugruppe 12 besteht aus einem Sockel 16, der an seinem lagerseitigen Ende mit zwei seitlich abstehenden Lagerstiften 18 versehen ist, einem in eine erste Bohrung des Sockels 16 eingesetzten Gasgenerator 20 mit Schlagzünder und einem Zylinder 22, der in eine zweite, mit Gewinde versehene Bohrung des Sockels 16 eingeschraubt ist und in seinem Inne­ ren einen gleitverschiebbaren Kolben 24 aufnimmt. An dem Kol­ ben 24 ist ein Zugseil 26 befestigt, das durch eine Öffnung im Boden des Sockels 16 herausgeführt ist und sich durch eine entsprechende Öffnung im Boden des Lagergehäuses 10 er­ streckt. Das Lagergehäuse 10 ist an seinen Seitenwänden 10a, 10b mit je einem L-förmigen Schlitz 28 versehen, in den die seitlich abstehenden Lagerstifte 18 des Sockels 16 eingesetzt werden.

Die zweite Baugruppe 14 besteht aus dem zweiarmigen Schlaghe­ bel 30, an dem ein beiderseits abstehender Lagerstift 32 be­ festigt ist, und der bereits erwähnten Feder 34. Der Schlag­ hebel 30 bildet mit dem Ende seines ersten, längeren Hebelar­ mes 30a einen Amboß und weist am Ende seines zweiten, kürze­ ren Hebelarmes 30b eine Kerbe auf, in die das freie Ende ei­ nes gesonderten Abstützteils 36 eingreift, das in eine Außen­ fläche des Sockels 16 eingelassen ist. Die seitlichen Enden des Lagerstiftes 32 sind in entsprechenden, schlitzförmigen Lagerausnehmungen in den Seitenwandungen 10a, 10b des Lager­ gehäuses 10 gelagert.

Die Feder 34 ist eine Schraubenfeder mit zwei entgegengesetzt gewundenen, schraubenförmigen Endstücken 34a, 34b und einem schlaufen- oder nadelförmig abstehenden Mittelstück 34c, das an dem ersten Hebelarm 30a abgestützt ist. Die freien Enden der Endstücke 34a, 34b der Feder bilden je einen frei abste­ henden Schenkel 34d, 34e, der sich an einem Zapfen 38 bzw. 40 abstützt, der seitlich von dem Sockel 16 absteht.

Fig. 1 zeigt den Gurtstraffer im Ruhezustand. In diesem Zu­ stand ist die Feder 34 gespannt und beaufschlagt den Schlag­ hebel 30 in solchem Sinne, daß er bestrebt ist, gegen den Schlagzünder des Gasgenerators verschwenkt zu werden. Der Schlaghebel 30 ist jedoch mit der durch die Kerbe am Ende des Hebelarms 30b gebildeten Abstützfläche über das Abstützteil 36 am Sockel 16 der Baugruppe 12 abgestützt. Er befindet sich daher in einer stabilen Bereitschaftsstellung. Die Baugruppe 12 ist auf den Lagerstiften 18 verschwenkbar. Die Fahrtrich­ tung im Einbauzustand des Gurtstraffers ist durch einen Pfeil F in Fig. 1 angegeben. Bei einer Fahrzeugverzögerung, die ein bestimmtes Maß überschreitet, welches auf einen Aufprall des Fahrzeugs schließen läßt, wird die Baugruppe 12 in Richtung des Pfeiles F auf den Lagerstiften 18 verschwenkt. Wenn, die Verzögerung nicht weiter anhält, wird die Baugruppe 12 durch die Feder 34 in die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung zurückbe­ wegt. Dauert die Verzögerung aber weiter an, so wird die Bau­ gruppe 12 soweit verschwenkt, daß der Hebelarm 30b des Schlaghebels 30 von dem Abstützteil 36 freikommt, woraufhin der Schlaghebel 30 durch die Feder 34 beschleunigt wird und schließlich der Amboß am Ende des Hebelarms 30a auf den Schlagzünder des Gasgenerators 20 auftrifft. Durch die nun von dem Gasgenerator 20 erzeugten, unter hohem Druck stehen­ den Gase wird der Kolben 24 im Zylinder 22 zu dessen freiem Ende hin verschoben, wobei das Zugseil 26 mitgenommen wird. Dieses greift beispielsweise über eine Seilscheibe und einen Kupplungsmechanismus an der Gurtspule eines Gurtaufrollers an, um diese in Drehung zu versetzen und die Gurtlose aus dem Gurtsystem herauszuziehen.

Die Ausführungsform nach den Fig. 5, 6 und 7 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen durch die Abstützung der Federschenkel 34d, 34e an einer Endwandung 10c des Lagerge­ häuses 10, statt am Sockel 16. Um auch bei dieser Ausfüh­ rungsform eine Rückstellung der Baugruppe 12 in die in Fig. 5 gezeigte Ruhestellung zu gewährleisten, wenn die Fahrzeugver­ zögerung nicht andauert, ist eine bestimmte Gestaltung der Abstützfläche am Ende des Hebelarmes 30b in Verbindung mit der Gestaltung des mit ihr zusammenwirkenden Endes des Ab­ stützteils 36 vorgesehen. Fig. 7 zeigt in größerem Maßstab das Ende des Hebelarmes 30b und das in die Außenfläche des Sockels 16 eingesetzte Abstützteil 36. Die Abstützfläche am Ende des Hebelarmes 30b ist durch eine V-förmige Kerbe 42 gebildet, in die das einen spitzen Winkel bildende Ende 36a des Abstützteils 36 eingreift. Die Schmalseite am freien Ende des Abstützteils 36 bildet eine Rampe 44, auf welcher die benachbarte Berandungskante der Kerbe 42 abgestützt ist. Durch den Neigungswinkel der Rampe 44 ist gewährleistet, daß unter der Wirkung der Feder 34 ein Drehmoment auf die Bau­ gruppe 12 ausgeübt wird, durch welches diese bestrebt ist, ihre in Fig. 5 gezeigte Ruhestellung einzunehmen. Wenn also die Baugruppe 12 weniger weit als bis zur vollständigen Freigabe des Schlaghebels 30 verschwenkt wird, kehrt sie an­ schließend selbsttätig in ihre Ruhestellung zurück.

Claims (6)

1. Gurtstraffer in einem Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge, mit einem durch einen pyrotechnischen Gasgenerator (20) aktivierbaren Kolben/Zylinder- Linearantrieb (12), der mittels eines Sockels (16) in einem Lagergehäuse (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass:

• a) der Kolben/Zylinder-Linearantrieb (12) mit dem Sockel (16) an dem La­ gergehäuse (10) zwischen einer Ruhestellung und einer Auslösestellung verschwenkbar gelagert ist;
• b) der Kolben/Zylinder-Linearantrieb mit dem Sockel (16) und dem darin aufgenommenen Gasgenerator (20) eine fahrzeugsensitive Trägheits­ masse bildet, die durch Federspannung in Richtung der Ruhestellung be­ lastet und durch verzögerungsbedingte Trägheitskräfte in die Auslöse­ stellung bewegbar ist;
• c) der Gasgenerator (20) mit einem Schlagzünder versehen ist;
• d) an dem Lagergehäuse (10) ein durch eine Feder (34) belasteter zweiarmi­ ger Schlaghebel (30) gelagert ist, der an seinem ersetn Arm (30a) einen Amboß zum Aufschlagen auf dem Schlagzhünder aufweist und durch Auflage seinse zweiten Arms (30b) an einer Abstütztfläche (36) des Soc­ kels (16) in einer Bereitschaftsstellung gehalten ist;
• e) die den Schlaghebel (30) beaufschlagende Feder (34) als Schraubenfeder ausgebildet ist, die einen an dem Schlaghebel (30) abgestützten Schenkel (34c) aufweist und bei Verschwenken des Schlaghebels (30) um ihre Schraubenachse tordierbar ist;
• f) der Gasgenerator (20) und der Zylinder (22) des Kolben/Zylinder- Linearantriebs (12) allgemein V-förmig mit ihren Achsen in einer ge­ meinsamen Ebene angeordnet sind; und
• g) der Sockel (16) zwei gegeneinander geneigte Bohrungen aufweist, von denen die erste den Gasgenerator (20) und die zweite ein Ende des Zylin­ ders (22) aufnimmt.

2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (34) zumindest annähernd symmetrisch mit zwei entgegengesetzt gewundenen, schraubenförmigen Endstücken (34a, 34b) und einem die benachbarten Enden dieser Endstücke verbindenden, schlaufenförmig über die gemeinsame Man­ telfläche der Endstücke hinausragenden Mittelstück (34c) ausgbildet ist, das den am Schlaghebel (30) abgestützten Schenkel bildet, und die freien Enden der zwei Endstücke je einen am Sockel (16) oder Lagergehäuse (10) abge­ stützten Schenkel (34d, 34e) der Feder (34) bilden.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlaghebel (30) mit einem Lagerstift (32) und der Feder (34), deren zwei Endstücke den Lagerstift (32) auf der einen bzw. auf der anderen Seite des Schlaghebels (30) umgeben, eine vormontierte Baugruppe (14) bildet.

4. Gurtstraffer nach einem der vorstehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichent, dass der Kolben/Zylinder-Linearantrieb (12) mit dem Sockel (16) und seitlich von diesem abstehenden Lagerstiften (18) eine vorgefertigte Baugruppe bildet.

5. Gurtstraffer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppen (12, 14) in das Lagergehäuse (10) unabhängig voneinander ein­ setzbar sind, wobei die Lagerstifte (18; 32) in entsprechende, schlitzförmige Lageröffnungen des Lagergehäuses (10) eingreifen.

6. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichent, dass die durch die freien Enden der Feder (34) gebildeten Schenkel (34d, 34e) an dem Lagergehäuse (10) abgestützt sind, und der zweite Arm (30b) des Schlaghebels (30) auf der einen Rampe (44) bildenden Abstützfläche des Soc­ kels (16) in solcher Weise aufliegt, dass ein Rückstellmoment für die Rück­ führung der Trägheitsmasse in Ruhestellung erzeugt wird.