DE102005008108A1

DE102005008108A1 - Teleskopartiger Aufbau einer Spannvorrichtung eines Gurtstraffersystems

Info

Publication number: DE102005008108A1
Application number: DE200510008108
Authority: DE
Inventors: Eduard Dipl.-Ing. Berenz; Harald Dipl.-Ing. Frank
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: DE102005008108B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gurtstraffersystem für Kraftfahrzeuge mit einem im Notfall in Spannrichtung verschiebbaren Gurtschloss (11), an dem ein Sicherheitsgurt einrastbar ist, das Gurtschloss (11) über Stahlseile (10) mit einer pyrotechnisch angetriebenen Spannvorrichtung verbunden ist, die Spannvorrichtung aus einem Führungsgehäuse (12) besteht, in dem ein Gasgenerator (2) eingesetzt ist, der Gasgenerator (2) im Wesentlichen eine Hülse (6) mit einer Kabelzuführung (3), einem Anzündelement (4) und einen Gassatz (5) zur Erzeugung eines Treibgases beinhaltet und im Führungsgehäuse (12) ein längsverschiebbarer Kolben (7) angeordnet ist, an dem die Stahlseile (10) befestigt sind, und bei Auslösung der Spannvorrichtung über einen elektrischen Impuls über die Kabelzuführung (3) an das Anzündelement (4) im Gasgenerator (2) das Anzündelement (4) den Gassatz (5) anzündet und dass sich dadurch aufbauende Treibgas den Kolben (7) in Spannrichtung verschiebt, wodurch die Stahlseite (10) und damit auch das Gurtschloss (11) in Spannrichtung angezogen werden.
Zur Verminderung des Gasschlupfes und dadurch zur Verringerung der Menge an Gassatz, wodurch die Herstellungskosten vermindert werden, wird vorgeschlagen,
- dass der Gasgenerator (2) in einen Gasgeneratorträger (1) eingesetzt ist,
- dass der Gasgeneratorträger (1) in den Kolben (7) eingeschoben ist und der Kolben (7) auf dem Gasgeneratorträger (1) längs verschiebbar ist,
- dass der Gasgeneratorträger (1) an seinem zur ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Gurtstraffersystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gurtstraffersysteme für Kraftfahrzeuge mit einem im Notfall in Spannrichtung verschiebbaren Gurtschloss, an dem ein Sicherheitsgurt einrastbar ist, sind Stand der Technik.

Das Gurtschloss ist dabei über ein Stahlseil mit einer pyrotechnisch angetriebenen Spannvorrichtung verbunden. Diese Spannvorrichtung besteht aus einem Führungsgehäuse, in dem ein Gasgenerator (siehe z. B. EP 0 883 789 B1 ) eingesetzt ist. Das Führungsgehäuse, wie auch der Gasgenerator, ist zylinderförmig ausgebildet, wobei die Außenwand bzw. Hülse des Gasgenerators an der Innenwand des Führungsgehäuses anliegt. Der Gasgenerator besteht im Wesentlichen aus einer Hülse mit einer Kabelzuführung, einem Anzündelement, z. B. einer Anzündpille, und aus einem Gassatz zur Erzeugung eines Treibgases.

Im Führungsgehäuse an dem der Kabelzuführung abgewandten Ende des Gasgenerators ist ein längsverschiebbarer Kolben angeordnet, wobei zwischen dem Gasgenerator und dem Kolben eine Druckkammer angeordnet ist. Der Kolben hat denselben Durchmesser wie der Gasgenerator und liegt daher mit seiner Außenwand an der Innenwand des Führungsgehäuses an.

An diesem Kolben ist das Stahlseil befestigt, so dass bei Auslösung der Spannvorrichtung über einen elektrischen Impuls über die Kabelzuführung an das Anzündelement im Gasgenerator, das Anzündelement initiiert wird und daraufhin den Gassatz anzündet. Das sich dadurch aufbauende Treibgas öffnet den Gasgenerator an seiner Stirnseite und erhöht schlagartig den Druck in der Druckkammer zwischen Kolben und Gasgenerator. Als Folge hiervon verschiebt sich der Kolben in Spannrichtung, wodurch das Stahlseil und damit auch das Gurtschloss in Spannrichtung angezogen werden.

Das Stahlseil ist dabei von „hinten", d.h. von der Seite der Kabelzuführung her, in das Führungsgehäuse eingeführt und erstreckt sich durch auf der Außenwand des Gasgenerators in Längsrichtung angeordnete Nuten und anschließend durch die Druckkammer bis zum Kolben, an dem es verankert ist.

Zur Verankerung ist z.B. im Kolben eine Bohrung eingebracht, durch die das Stahlseil hindurchgeführt ist. Auf dem zur Druckkammer abgewandten Ende des Kolbens ist das Stahlseil z.B. gegenüber der Bohrung verbreitert, so dass es in Spannrichtung verankert ist.

Bei Betätigung, d.h. Zündung des Gasgenerators ist mit hohen Leistungsverlusten durch Gasschlupf zu rechnen. Dies liegt begründet in den Durchführungen für die Stahlseile, welche sich nur ungenügend abdichten lassen.

Um diesen Mangel zu kompensieren, werden meist entsprechend größere Mengen an Gassatz eingebaut, was zu unnötig hohen Herstellungskosten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gurtstraffersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart zu verbessern, dass der Gasschlupf signifikant vermindert ist und dadurch die Menge an Gassatz verringert werden kann, wodurch die Herstellkosten reduziert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,

– dass der Gasgenerator (2) in einen Gasgeneratorträger (1) eingesetzt ist,
– dass der Gasgeneratorträger (1) in den Kolben (7) eingeschoben ist und der Kolben (7) auf dem Gasgeneratorträger (1) längsverschiebbar ist,
– dass der Gasgeneratorträger (1) an seinem zur Kabelzuführung (3) gewandten Ende über eine Umfangserweiterung (13) an der Innenwandung des Führungsgehäuses (12) anliegt und
– dass die Stahlseile (10) durch Bohrungen (14) in der Umfangserweiterung (13) geführt am Kolben (7) in Spannrichtung des Kolbens (7) verankert sind.

Erfindungsgemäß sind durch den Gasgeneratorträger, der in den längsverschiebbaren Kolben eingeschoben ist, in Verbindung mit der Umfangserweiterung und der Führung der Stahlseile, die Stahlseile nicht durch die Druckkammer geführt, sondern befinden sich in einem vom Druck her unkritischen Bereich. Hierdurch ist der Gasschlupf extrem vermindert, wenn nicht sogar verhindert.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Umfangserweiterung ein Anschlag für den längsverschiebbaren Kolben im nicht ausgelösten Zustand der Spannvorrichtung.

Zur weiteren Verbesserung des Gasschlupfes ist bevorzugt auf der Außenwandung des Gasgeneratorträgers eine umlaufende Nut eingebracht, in die ein Dichtungsring eingelegt ist. Dieser Dichtungsring dichtet die Außenwandung des Generators bzw. des Gasgeneratorträgers zur Innenwand des längsverschiebbaren Kolbens ab.

Zur Fixierung des Gasgenerators bzw. des Gasgeneratorträgers im Führungsgehäuse ist vorteilhaft auf der Außenwandung der Umfangserweiterung eine um laufende Nut eingebracht, in die das Führungsgehäuse angewürgt bzw. eingerollt ist.

Auf der Außenwand des Kolbens sind in spezieller Ausgestaltung Seilnuten eingebracht, entlang derer die Stahlseile von den Bohrungen in der Umfangserweiterung bis zur Kolbenspitze geführt und dort in Spannrichtung des Kolbens verankert sind. In einer alternativen Ausführungsform ist der Gasgeneratorträger mit der Umfangserweiterung zugleich die Hülse des Gasgenerators.

Bevorzugt ist der Gasgeneratorträger aus einem Kunststoff hergestellt.

Bevorzugt ist auf der Außenwand des Gasgeneratorträgers eine umlaufende Nut eingebracht in die ein Dichtungsring eingelegt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausgestaltung mit drei Figuren näher erläutert.
3 zeigt schematisch ein Gurtschloss 11 eines Gurtstraffersystems, welches über zwei Stahlseile 10 über eine Umlenkrolle 15 mit einer Spannvorrichtung verbunden ist. 3 zeigt die Spannvorrichtung im ausgelösten Zustand, wie auch 2. In 2 ist das Führungsgehäuse 12 von 3 nicht gezeigt. 1 zeigt die eigentliche Spannvorrichtung ohne das Führungsgehäuse 12 im nicht ausgelösten Zustand.
Die Figuren zeigen eine pyrotechnische Spannvorrichtung mit einem Gasgeneratorträger 1 – vorzugsweise aus Kunststoff. Dieser dient als Aufnahme für den Gasgenerator 2. Dieser wiederum setzt sich zusammen aus einer Kabelzuführung 3, einer Anzündpille 4, dem Gassatz 5 sowie einer Hülse 6, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium. Der Gasgenerator 2 bzw. seine Hülse 6 können jedoch auch einstückig mit dem Gasgeneratorträger 1 ausgebildet sein.
Über dieser Einheit befindet sich ein aufgeschobener, axial beweglicher Kolben 7 mit zwei Durchführungen bzw. zwei Seilnuten 8 für Stahlseile 10. Die Stahlseile 10 sind dabei am Kolbenende 7 so miteinander verbunden, daß ein Durchrutschen verhindert ist.
Wird nun an die Anzündpille 4 ein elektrischer Impuls angelegt, so wird über die Anzündpille 4 der Gassatz 5 entzündet. Durch den nun entstehenden Druck im Inneren der Hülse 6 wird diese geöffnet und der Druck entweicht in den Expansionsraum bzw. Druckkammer 9. Als Folge hiervon setzt sich der Kolben 7 in Pfeilrichtung in Bewegung. Durch die an der Kolbenaußenwand angebrachten Seilnuten 8 werden die Stahlseile 10 und somit auch das Gurtschloss 11 (siehe 3) eingezogen. Mit dem Bezugszeichen 12 ist ein Führungsgehäuse bezeichnet, in dem der Kolben 7 geführt ist.
Das Prinzip des Teleskopaufbaues (Verschiebbarkeit des Kolbens 7 auf dem Gasgeneratorträger 1) ermöglicht vor allem eine annähernd verlustfreie Umsetzung des Gasdrucks in kinetische Energie, da hier ein geschlossener Expansionsraum bzw. Druckkammer 9 ohne Leckverluste vorliegt.
1 zeigt den Gasgenerator 2 eingesetzt in einen Gasgeneratorträger 1. Dieser Gasgeneratorträger 1 ist wiederum in einen Kolben 7 eingeschoben. Als Anschlag an den Kolben 7 weist der Gasgeneratorträger 1 an seinem zur Kabelzuführung 3 gewandten Ende eine Umfangserweiterung 13 auf, in der zwei Bohrungen 14 für die Stahlseile 10 eingebracht sind. Der Kolben 7 ist auf dem Gasgeneratorträger 1 längsverschiebbar angeordnet. 1 zeigt den Gasgenerator 2 im nicht ausgelösten Zustand.
Die 2 und 3 zeigen den Gasgenerator 2 im ausgelösten Zustand. Durch den vom Gasgenerator 2 erzeugten Druck wird der Kolben 7 in Pfeilrichtung ver schoben und zieht dadurch die Stahlseile 10 an. Hierdurch wird das Gurtschloss 11 ebenfalls angezogen. Dies erfolgt in dem Beispiel von 3 über eine Umlenkrolle 15.
Außerdem ist auf der Außenwand des Gasgeneratorträgers 1 eine umlaufende Nut eingebracht in die ein Dichtungsring eingelegt ist (nicht gezeigt).

Claims

Gurtstraffersystem für Kraftfahrzeuge mit einem im Notfall in Spannrichtung verschiebbaren Gurtschloss (11), an dem ein Sicherheitsgurt einrastbar ist, das Gurtschloss (11) über Stahlseile (10) mit einer pyrotechnisch angetriebenen Spannvorrichtung verbunden ist, die Spannvorrichtung aus einem Führungsgehäuse (12) besteht, in dem ein Gasgenerator (2) eingesetzt ist, der Gasgenerator (2) im Wesentlichen eine Hülse (6) mit einer Kabelzuführung (3), einem Anzündelement (4) und einen Gassatz (5) zur Erzeugung eines Treibgases beinhaltet und im Führungsgehäuse (12) ein längsverschiebbarer Kolben (7) angeordnet ist, an dem die Stahlseile (10) befestigt sind, und bei Auslösung der Spannvorrichtung über einen elektrischen Impuls über die Kabelzuführung (3) an das Anzündelement (4) im Gasgenerator (2), das Anzündelement (4) den Gassatz (5) anzündet und dass sich dadurch aufbauende Treibgas den Kolben (7) in Spannrichtung verschiebt, wodurch die Stahlseile (10) und damit auch das Gurtschloss (11) in Spannrichtung angezogen werden, dadurch gekennzeichnet, – dass der Gasgenerator (2) in einen Gasgeneratorträger (1) eingesetzt ist, – dass der Gasgeneratorträger (1) in den Kolben (7) eingeschoben ist und der Kolben (7) auf dem Gasgeneratorträger (1) längsverschiebbar ist, – dass der Gasgeneratorträger (1) an seinem zur Kabelzuführung (3) gewandten Ende über eine Umfangserweiterung (13) an der Innenwandung des Führungsgehäuses (12) anliegt und – dass die Stahlseile (10) durch Bohrungen (14) in der Umfangserweiterung (13) geführt am Kolben (7) in Spannrichtung des Kolbens (7) verankert sind.
Gurtstraffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangserweiterung (13) ein Anschlag für den längsverschiebbaren Kolben (7) im nicht ausgelösten Zustand der Spannvorrichtung ist.
Gurtstraffersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenwandung der Umfangserweiterung (13) eine umlaufende Nut eingebracht ist, in die das Führungsgehäuse (12) eingerollt bzw. angewürgt ist um den Gasgeneratorträger (1) bzw. seine Umfangserweiterung (13) im Führungsgehäuse (12) zu befestigen.
Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenwand des Kolbens (7) Seilnuten (8) eingebracht sind, entlang derer die Stahlseile (10) von den Bohrungen (14) bis zur Kolbenspitze (17) geführt und dort in Spannrichtung des Kolbens (7) verankert sind.
Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgeneratorträger (1) aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgeneratorträger (1) mit der Umfangserweiterung (13) zugleich die Hülse (6) des Gasgenerators (2) ist.
Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenwand des Gasgeneratorträgers (1) eine umlaufende Nut eingebracht ist in die ein Dichtungsring eingelegt ist.