WO2012022419A1 - Gurtstraffer für einen sicherheitsgurt eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Gurtstraffer für einen sicherheitsgurt eines kraftfahrzeuges Download PDF

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Thomas Schmidt
Tobias Voss
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Autoliv Development Ab
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4628Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2022/4642Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators the gas directly propelling a flexible driving means, e.g. a plurality of successive masses, in a tubular chamber

Definitions

  • the invention relates to a belt tensioner for a safety belt of a motor vehicle having the features of the preamble of claim 1.
  • Belt tensioners basically have the task of pulling slack belts out of the seat belt at an early point in time of the accident so that the occupant held back by the safety belt is coupled as early as possible to the vehicle deceleration during a subsequent forward displacement.
  • a proven embodiment of a belt tensioner is that the belt tensioner has as drive a piston tube unit, in which the piston can be driven by means of a pressure generated by a pyrotechnic gas generator.
  • a piston tube unit in which the piston can be driven by means of a pressure generated by a pyrotechnic gas generator.
  • the belt shaft of the belt retractor is non-rotatably connected to a drive wheel which has dome-shaped recesses adapted to the shape of the mass body.
  • the mass bodies driven in the tube exit at a position of the tube and drive the drive wheel and the belt shaft by engagement in the recesses in the winding direction of the safety belt, so that it is finally tightened.
  • Such a belt tensioner is e.g. from DE 195 12 660 AI known.
  • the seat belt will be following the belt tightening during the forward displacement of the occupant at exceeded a predetermined force limit levels with force limitation again pulled out.
  • the belt tensioning movement and the force-limited belt webbing extension during the force limiting phase are accordingly opposite directions.
  • the tensioning movement of the drive wheel can be blocked by the piston wedged in the drive wheel after exiting the tube and prevents further rotation of the drive wheel.
  • the tightening movement of the drive wheel is stopped abruptly, whereby the tightening power is unnecessarily reduced.
  • the object of the invention is to provide a generic belt tensioner, in which the disadvantages described above are avoided.
  • a belt tensioner with the features of claim 1. Further preferred embodiments of the invention are described in the subclaims, the figures and the associated description.
  • a retaining element be provided which protrudes into a section of the tube in front of the drive wheel in the direction of movement of the piston and is dimensioned such that the drive device can pass unhindered, and the piston is stopped.
  • the piston is actively stopped and prevented from entering in the further movement in the drive wheel and to block it.
  • the invention uses the fact that the piston and the drive device basically have different tasks and are therefore dimensioned differently.
  • the piston has the task of sealing a pressure chamber in the tube and thus has an outer diameter which corresponds approximately to the inner diameter of the tube.
  • the drive device abuts only on the piston and is shaped so that it transmits by the engagement in the drive wheel, the tensioning movement on this. Accordingly, the shape of the drive device depends on the drive wheel, the drive device being intentionally dimensioned so as to minimize friction losses, so that as little friction as possible results from the contact with the inner wall.
  • the drive device therefore basically has different outer dimensions than the piston. Because of this different dimensioning of the piston and the drive device, the retaining element can be specifically dimensioned so that the drive device can pass unhindered while the piston is held.
  • Fig.l belt tensioner with a retaining element in the form of a clasp
  • Fig.2 belt tensioner with a retaining element in the form of a projecting into the outlet opening of the tube blocking tooth
  • Fig. 3 Belt tensioner with a retaining element in the form of a projecting into the outlet opening of the tube spring element.
  • FIG. 1 shows a belt tensioner designed according to the invention, which comprises a piston tube unit with a tube 1 and a piston 2 which can be displaced in the tube 1 and can be driven pyrotechnically.
  • the piston 2 closes a pressurizable in the tube 1 by means of a pyrotechnic gas generator, not shown
  • a drive wheel 3 can be seen with an internal toothing 5, which is rotatably connected to a belt shaft, not shown, a belt retractor, on which the seat belt is wound.
  • a drive device 6 is provided in the form of a chain of mass bodies lying loosely against one another, which are guided in the tube 1 and for transmission the tensioning movement after exiting the tube 1 in engagement with provided on the outer diameter of the drive wheel 3 dome-shaped recesses 4 can be brought.
  • the dome-shaped recesses 4 are adapted to minimize the surface pressure force on the shape of the mass body.
  • the mass bodies are spherical and the recesses 4 are accordingly part-spherical domes with substantially identical radii.
  • the belt tensioner corresponds to the From DE 195 12 660 AI known belt tensioners, which is therefore expressly added to the disclosure of this application.
  • a retaining element in the form of a two-sided engaging in corresponding recesses of the tube l clasp 7 is provided in a direction of movement of the piston 2 in front of the drive wheel 3 section of the tube.
  • the clasp 7 secures itself by the two-sided engaging arms on the wall of the tube l, wherein the arms can be resilient, so that they exert a spring bias on the wall of the tube 1 in the assembled state.
  • the arms are dimensioned so that they have a distance from each other in the mounted state, which allows unhindered passage of the mass body. Since the piston 2 is dimensioned with a larger outer diameter corresponding to the inner diameter of the tube 1, the piston 2 is stopped by the collet 7 when it rests on the clasp 7 and can therefore not enter the drive wheel 3.
  • the mass bodies pass in this case with a spherical end face the retaining element, this is widened, for which purpose its resilient property is utilized, and the mass body can pass unhindered.
  • the piston 2 has a fundamentally different outer shape, since it is not intended to engage in the dome-shaped recesses 4 of the drive wheel 3, and therefore, it will consciously remain attached to the retaining element with a correspondingly shaped end face.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention, in which the retaining element is formed by a spring element 9, which protrudes with a free end 10 into the outlet opening 11 of the tube 1.
  • the spring element 9 can be produced inexpensively as a stamped part of a metal sheet with any shape.
  • the different shape of the piston 2 and the drive device 6 is used to ensure that the retaining element stops only the movement of the piston 2.
  • the drive device 6 basically has a smaller outer diameter than the piston 2, or by the drive means 6 displaced by a conical or spherical end face the retaining element to the outside, while the piston 2 by a correspondingly less conical or spherical end surface to hang on the retaining element.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges umfassend: eine Kolben-Rohreinheit mit einem in dem Rohr (1) pyrotechnisch antreibbaren Kolben (2), eine von dem Kolben (2) antreibbare Antriebseinrichtung (6) welche die Antriebsbewegung des Kolbens (2) auf ein Antriebsrad (3) zur Straffung des Sicherheitsgurtes überträgt, wobei ein Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens (2) vor dem Antriebsrad (3) befindlichen Abschnitt des Rohres (1) hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung (6) ungehindert passieren kann, und der Kolben (2) gestoppt wird.

Description

Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Gurtstraffer haben grundsätzlich die Aufgabe, in einem frühen Zeitpunkt des Unfalls vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt heraus zu ziehen, so dass der durch den Sicherheitsgurt zurückgehaltene Insasse bei einer nachfolgenden Vorwärtsverlagerung möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt ist.
Eine bewährte Ausführungsform eines Gurtstraffers besteht darin, dass der Gurtstraffer als Antrieb eine Kolben-Rohreinheit aufweist, in der der Kolben mittels eines von einem pyrotechnischen Gasgenerator erzeugten Drucks antreibbar ist . Zur Ü- bertragung der Straffbewegung des angetriebenen Kolbens auf den Sicherheitsgurt ist z.B. eine in dem Rohr geführte Kette von lose aneinander anliegenden Massekörpern vorgesehen, welche durch den Kolben antreibbar ist. Ferner ist die Gurtwelle des Gurtaufrollers drehfest mit einem Antriebsrad verbunden, welches kalottenförmige an die Formgebung der Massekörper an- gepasste Ausnehmungen aufweist. Die in dem Rohr angetriebenen Massekörper treten an einer Stelle des Rohres aus diesem aus und treiben das Antriebsrad und die Gurtwelle durch Eingriff in die Ausnehmungen in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes an, so dass dieser letztlich gestrafft wird. Ein solcher Gurtstraffer ist z.B. aus der DE 195 12 660 AI bekannt.
Sofern der Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung versehen ist, wird der Sicherheitsgurt im Anschluss an die Gurtstraffung während der Vorwärtsverlagerung des Insassen bei einem Überschreiten eines vorbestimmten Kraftbegrenzungsniveaus kraftbegrenzt wieder ausgezogen. Die Gurtstraffbewegung und der kraftbegrenzte Gurtbandauszug während der Kraftbegrenzungsphase sind demnach entgegengerichtet.
Aufgrund der zeitlichen Abfolge und des sehr schnellen Bewegungsablaufs mit der beschriebenen Drehrichtungsumkehr kann es dabei passieren, dass der kraftbegrenzte Gurtbandauszug durch die vorangegangene Straffbewegung zumindest kurzzeitig gestört wird, so dass das Kraftbegrenzungsniveau zu Beginn der kraft - begrenzten Vorwärtsverlagerung kurzzeitig höher als das Kraftbegrenzungsniveau gemäß der Auslegung der Kraftbegrenzungseinrichtung ist. Dies kann z.B. durch ein Festklemmen oder Verkeilen des Kolbens in dem Antriebsrad verursacht sein, wodurch die für die kraftbegrenzte Gurtbandauszugsbewegung erforderliche Rückdrehbewegung des Antriebsrades und der Gurtwelle gestört wird.
Ferner kann auch die Straffbewegung des Antriebsrades dadurch blockiert werden, indem sich der Kolben nach dem Austritt aus dem Rohr in dem Antriebsrad verkeilt und eine Weiterdrehung des Antriebsrades verhindert. Die Straffbewegung des Antriebsrades wird in diesem Fall abrupt gestoppt, wodurch die Straff- leistung unnötig vermindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Gurtstraffer zu schaffen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gurtstraffer mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass ein Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens vor dem Antriebsrad befindlichen Abschnitt des Rohres hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung ungehindert passieren kann, und der Kolben gestoppt wird. Durch das vorgeschlagene Rückhalteelement wird der Kolben aktiv gestoppt und daran gehindert, in der weiteren Bewegung in das Antriebsrad einzutreten und dieses zu blockieren. Die Erfindung nutzt dabei den Umstand, dass der Kolben und die Antriebseinrichtung grundsätzlich verschiedene Aufgaben haben und demnach anders bemessen sind. Der Kolben hat die Aufgabe, einen Druckraum in dem Rohr abzudichten und weist demnach einen Außendurchmesser auf, der in etwa dem Innendurchmesser des Rohres entspricht . Die Antriebseinrichtung liegt lediglich an dem Kolben an und ist derart geformt, dass sie durch den Eingriff in das Antriebsrad die Straffbewegung auf dieses überträgt. Die Formgebung der Antriebseinrichtung richtet sich demnach nach dem Antriebsrad, wobei die Antriebseinrichtung zur Minimierung von Reibungsverlusten be- wusst so dimensioniert ist, dass durch die Anlage an der Innenwandung möglichst wenig Reibung entsteht . Die Antriebseinrichtung weist daher grundsätzlich andere Außenabmaße als der Kolben auf. Aufgrund dieser unterschiedlichen Bemessung des Kolbens und der Antriebseinrichtung kann das Rückhalteelement gezielt so bemessen werden, dass die Antriebseinrichtung ungehindert passieren kann, während der Kolben festgehalten wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei- spiele näher beschrieben. Es zeigen:
Fig.l: Gurtstraffer mit einem Rückhalteelement in Form einer Spange; Fig.2 : Gurtstraffer mit einem Rückhalteelement in Form eines in die Austrittsöffnung des Rohres hineinragenden Blockierzahnes;
Fig.3 : Gurtstraffer mit einem Rückhalteelement in Form eines in die Austrittsöffnung des Rohres hineinragenden Federelementes .
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Gurt- straffer zu erkennen, welcher eine Kolben-Rohreinheit mit einem Rohr 1 und einem in dem Rohr 1 verschiebbaren und pyrotechnisch antreibbaren Kolben 2 umfasst. Der Kolben 2 verschließt einen in dem Rohr 1 mittels eines nicht dargestellten pyrotechnischen Gasgenerators mit Druck beaufschlagbaren
Druckraum, indem er dichtend an der Innenwand des Rohres 1 anliegt. Ferner ist ein Antriebsrad 3 mit einer Innenverzahnung 5 zu erkennen, welches drehfest mit einer nicht dargestellten Gurtwelle eines Gurtaufrollers verbindbar ist, auf der der Sicherheitsgurt aufgewickelt ist. Zur Übertragung der Straffbe- wegung des Kolbens 2 auf das Antriebsrad 3 bzw. auf die Gurt- welle und schließlich auf den Sicherheitsgurt ist eine Antriebseinrichtung 6 in Form einer Kette von lose aneinander anliegenden Massekörpern vorgesehen, welche in dem Rohr 1 geführt sind und zur Übertragung der Straffbewegung nach dem Austritt aus dem Rohr 1 in Eingriff mit an dem Außendurchmesser des Antriebsrades 3 vorgesehenen kalottenförmigen Ausnehmungen 4 bringbar sind. Die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 sind dabei zur Minimierung der Flächenpresskraft an die Form der Massekörper angepasst. In dem vorliegenden Ausführungsbei- spiel sind die Massekörper kugelförmig und die Ausnehmungen 4 dementsprechend teilkugelförmige Kalotten mit im Wesentlichen identischen Radien. Insoweit entspricht der Gurtstraffer dem aus der DE 195 12 660 AI bekannten Gurtstraffer, welcher damit ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung hinzuzurechnen ist .
An dem Rohr 1 ist in einem in Bewegungsrichtung des Kolbens 2 vor dem Antriebsrad 3 befindlichen Abschnitt des Rohres 1 ein Rückhalteelement in Form einer mit zwei Armen zweiseitig in entsprechende Ausnehmungen des Rohres l eingreifenden Spange 7 vorgesehen. Die Spange 7 sichert sich durch die zweiseitig eingreifenden Arme selbst an der Wandung des Rohres l, wobei die Arme federnd ausgebildet sein können, so dass sie im montierten Zustand eine Federvorspannung auf die Wandung des Rohres 1 ausüben. Die Arme sind derart bemessen, dass sie im montierten Zustand einen Abstand voneinander aufweisen, der ein ungehindertes Passieren der Massekörper ermöglicht. Da der Kolben 2 mit einem größeren dem Innendurchmesser des Rohres 1 entsprechenden Außendurchmesser bemessen ist, wird der Kolben 2 bei einer Anlage an der Spange 7 dagegen von dieser gestoppt und kann dadurch nicht in das Antriebsrad 3 eintreten. Da die Massekörper in diesem Fall mit einer kugelförmigen Stirnseite das Rückhalteelement passieren, wird dieses aufgeweitet, wobei hierzu dessen federnde Eigenschaft ausgenutzt wird, und die Massekörper können ungehindert passieren. Der Kolben 2 weist dagegen eine grundsätzlich andere Außenformgebung auf, da er nicht dazu vorgesehen ist, in die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 des Antriebsrades 3 einzugreifen, und bleibt daher be- wusst mit einer entsprechend geformten Stirnfläche an dem Rückhalteelement hängen.
Durch das Stoppen des Kolbens 2 vor dem Antriebsrad 3 wird verhindert, dass der Kolben 2 durch den Eingriff in die kalottenförmigen Ausnehmungen 4 das Antriebsrad 3 blockiert, so dass die Massekörper einerseits die Straffbewegung vollständig auf das Antriebsrad 3 übertragen können und andererseits, sofern eine Kraftbegrenzungseinrichtung z.B. in Form eines in der Gurtwelle vorgesehenen Torsionsstabes vorgesehen ist, die Rückdrehbewegung des Antriebsrades 3 bei der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung im Anschluss an den Straffvorgang nicht gestört wird.
In der Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der das Rückhalteelement durch eine in eine Austrittsöffnung 11 des Rohres 1 hineinragende, fest an dem Gurtstraffer angeordnete Blockiergestaltung 8 gebildet ist .
In der Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der das Rückhalteelement durch ein Federelement 9 gebildet ist, welches mit einem freien Ende 10 in die Austrittsöffnung 11 des Rohres 1 hineinragt. Das Federelement 9 kann als Stanzteil aus einem Metallblech mit beliebiger Formgebung kostengünstig hergestellt werden.
Der Vorteil der Ausführungsformen in den Figuren 2 und 3 ist darin zu sehen, dass das Rohr 1 selbst keiner gesonderten Bearbeitung für die Anordnung des Rückhalteelementes bedarf.
In allen drei Ausführungsformen wird dabei die unterschiedliche Formgebung des Kolbens 2 und der Antriebseinrichtung 6 dazu genutzt, dass das Rückhalteelement jeweils nur die Bewegung des Kolbens 2 stoppt. Dies kann z.B. dadurch verwirklicht sein, indem die Antriebseinrichtung 6 grundsätzlich einen kleineren Außendurchmesser als der Kolben 2 aufweist, oder indem die Antriebseinrichtung 6 durch eine konische oder kugelförmige Stirnfläche das Rückhalteelement nach außen verdrängt, während der Kolben 2 durch eine entsprechend weniger konische oder kugelförmige Stirnfläche an dem Rückhalteelement hängen bleibt .

Claims

Ansprüche :
1. Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges umfassend:
-eine Kolben-Rohreinheit mit einem in dem Rohr (1) pyrotechnisch antreibbaren Kolben (2) ,
-eine von dem Kolben (2) antreibbare Antriebseinrichtung (6) , welche die Antriebsbewegung des Kolbens (2) auf ein Antriebsrad (3) zur Straffung des Sicherheitsgurtes überträgt ,
dadurch gekennzeichnet, dass
-ein Rückhalteelement vorgesehen ist, welches in einen in Bewegungsrichtung des Kolbens (2) vor dem Antriebsrad (3) befindlichen Abschnitt des Rohres (1) hineinragt und derart bemessen ist, dass die Antriebseinrichtung (6) ungehindert passieren kann, und der Kolben (2) gestoppt wird.
2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Rückhalteelement selbstsichernd an der Wandung des Rohres (l) gehalten ist.
3. Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass das Rückhalteelement durch eine sich wenigstens zweiseitig an der Wandung des Rohres (1) abstützende Spange (7) gebildet ist.
4. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement durch eine oder mehrere Anlageflächen verdrehgesichert an dem Rohr (1) gehalten ist.
5. Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement durch ein Federelement (9) gebildet ist.
6. Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückhalteelement in eine dem Antriebsrad (3) zugewandte Austrittsöffnung (11) des Rohres (1) hineinragt.
7. Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) eine konische oder zumindest teilkugelförmige Stirnfläche aufweist, welche ein Passieren der Antriebseinrichtung (6) durch ein Herausdrängen des Rückhalteelementes aus dem Rohr (1) ermöglicht.
8. Gurtstraffer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) durch eine Kette lose aneinander anliegender Massekörper gebildet ist, und die Massekörper kugelförmig sind.
9. Gurtstraffer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) eine Stirnfläche aufweist, welche derart geformt ist, dass der Kolben (2) durch die Anlage der Stirnfläche an dem Rückhalteelement gestoppt wird.
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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

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122 Ep: pct application non-entry in european phase

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