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DE102005008108A1 - Seatbelt tightening system, comprising carrying element for gas generator sliding inside piston - Google Patents

Seatbelt tightening system, comprising carrying element for gas generator sliding inside piston Download PDF

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Abstract

The unit comprises a gas generator (2) attached to a carrier (1) accommodated inside a piston (7) axially movable along the carrier (1). A wider area (13) located at the end adjacent to the cable (3) is engaged with the inner surface of a guide housing (12). The steel ropes (10) guided through bores (14) in the wider area (13) are fixed to the piston (7) and accommodated in an area not affected by the pressure, resulting in an extreme reduction of the gas slip.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gurtstraffersystem für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a belt tensioner system for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Gurtstraffersysteme für Kraftfahrzeuge mit einem im Notfall in Spannrichtung verschiebbaren Gurtschloss, an dem ein Sicherheitsgurt einrastbar ist, sind Stand der Technik.belt tensioner systems for motor vehicles with a belt lock, which can be displaced in the tensioning direction in an emergency, on which a safety belt can be latched, are state of the art.

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.The buckle is connected via a steel cable with a pyrotechnically driven tensioning device. This tensioning device consists of a guide housing in which a gas generator (see eg. EP 0 883 789 B1 ) is used. The guide housing, as well as the gas generator, is cylindrical, wherein the outer wall or sleeve of the gas generator rests against the inner wall of the guide housing. The gas generator consists essentially of a sleeve with a cable feed, an ignition, z. B. a primer, and from a gas set for generating a propellant gas.

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.in the Guide housing on the the cable feed opposite end of the gas generator, a longitudinally displaceable piston is arranged, wherein between the gas generator and the piston, a pressure chamber is arranged. The piston has the same diameter as the gas generator and therefore lies with its outer wall on the inner wall of the guide housing.

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.At This piston is the steel cable attached, so that when triggered the Clamping device over an electrical pulse over the cable feed to the ignition element in the gas generator, the ignition element is initiated and then ignites the gas set. The thereby building up Propellant gas opens the gas generator at its front and abruptly increases the pressure in the pressure chamber between piston and gas generator. As a result of this the piston shifts in the clamping direction, causing the steel cable and thus also the belt buckle are tightened in the tensioning direction.

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.The Steel cable is from "behind", i.e. from the side the cable feed ago, introduced into the guide housing and extends through on the outside wall the gas generator in the longitudinal direction arranged grooves and then through the pressure chamber to the piston, where it is anchored.

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.to Anchoring is e.g. introduced in the piston bore, through the passed the steel cable is. On the end facing away from the pressure chamber of the piston is the Steel rope e.g. opposite the Broadened bore so that it is anchored in the clamping direction.

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.at Activity, i.e. ignition the gas generator is with high power losses due to gas slip to count. This is justified in the executions for the Steel cables, which can not be sealed adequately.

Um diesen Mangel zu kompensieren, werden meist entsprechend größere Mengen an Gassatz eingebaut, was zu unnötig hohen Herstellungskosten führt.Around Compensate for this deficiency, are usually correspondingly larger amounts installed on gas kit, which is too unnecessary high production costs leads.

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.Of the Invention is based on the object, a belt tensioner after to improve the preamble of claim 1 such that the gas slip significantly is reduced, thereby reducing the amount of gas can, whereby the manufacturing costs are reduced.

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.
According to the invention, this object is achieved by
  • - that the gas generator ( 2 ) in a gas generator carrier ( 1 ) is inserted,
  • - that the gas generator carrier ( 1 ) in the piston ( 7 ) is inserted and the piston ( 7 ) on the gas generator carrier ( 1 ) is longitudinally displaceable,
  • - that the gas generator carrier ( 1 ) at its cable feed ( 3 ) facing end via a perimeter extension ( 13 ) on the inner wall of the guide housing ( 12 ) is present and
  • - that the steel cables ( 10 ) through holes ( 14 ) in the scope extension ( 13 ) guided on the piston ( 7 ) in the clamping direction of the piston ( 7 ) are anchored.

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.According to the invention the gas generator carrier, in the longitudinally displaceable Piston is inserted, in conjunction with the extent extension and the leadership the steel cables, the steel cables are not passed through the pressure chamber, but instead are in a non-critical pressure range. hereby Gas slippage is extremely reduced, if not prevented.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Umfangserweiterung ein Anschlag für den längsverschiebbaren Kolben im nicht ausgelösten Zustand der Spannvorrichtung.In Advantageous embodiment of the invention is the extent extension a stop for the longitudinally displaceable Piston in the untripped condition the tensioning device.

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.to Further improvement of the gas slip is preferred on the outer wall of the gas generator carrier introduced a circumferential groove, in which a sealing ring inserted is. This sealing ring seals the outer wall of the generator or the Gas generator carrier to the inner wall of the longitudinally displaceable Piston off.

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.to Fixation of the gas generator or the gas generator carrier in Guide housing is advantageous on the outer wall the circumferential extension introduced a running groove into which the Chested housing or is rolled up.

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.On the outer wall of the piston are introduced in a special embodiment of rope grooves, along which the steel cables from the holes in the perimeter extension led to the piston tip and anchored there in the clamping direction of the piston. In an alternative embodiment is the gas generator carrier with the extent extension at the same time the sleeve of the gas generator.

Bevorzugt ist der Gasgeneratorträger aus einem Kunststoff hergestellt.Prefers is the gas generator carrier made of a plastic.

Bevorzugt ist auf der Außenwand des Gasgeneratorträgers eine umlaufende Nut eingebracht in die ein Dichtungsring eingelegt ist.Prefers is on the outside wall of the gas generator carrier introduced a circumferential groove in the inserted a sealing ring is.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand einer bevorzugten Ausgestaltung mit drei Figuren näher erläutert.following the invention is based on a preferred embodiment with three Figures closer explained.

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. 3 schematically shows a buckle 11 a belt tensioner system, which has two steel cables 10 via a pulley 15 connected to a tensioning device. 3 shows the clamping device in the tripped state, as well 2 , In 2 is the guide housing 12 from 3 Not shown. 1 shows the actual tensioning device without the guide housing 12 in the untripped condition.

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.The figures show a pyrotechnic tensioning device with a gas generator carrier 1 - Preferably made of plastic. This serves as a receptacle for the gas generator 2 , This in turn is composed of a cable feed 3 , a priming pill 4 , the gas kit 5 and a sleeve 6 , preferably of copper or aluminum. The gas generator 2 or his sleeve 6 However, they can also be integral with the gas generator carrier 1 be educated.

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.Above this unit is a deferred, axially movable piston 7 with two bushings or two cable grooves 8th for steel cables 10 , The steel cables 10 are at the end of the piston 7 connected together so that slipping is prevented.

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.Will now to the primer 4 an electrical pulse is applied, so is the priming pill 4 the gas kit 5 inflamed. Due to the resulting pressure inside the sleeve 6 this is opened and the pressure escapes into the expansion chamber or pressure chamber 9 , As a consequence, the piston settles 7 in the direction of the arrow in motion. By attached to the piston outer wall cable grooves 8th become the steel cables 10 and thus also the belt lock 11 (please refer 3 ) moved in. With the reference number 12 is a guide housing referred to, in which the piston 7 is guided.

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.The principle of the telescope construction (displaceability of the piston 7 on the gas generator carrier 1 ) allows, above all, an approximately lossless conversion of the gas pressure into kinetic energy, since here a closed expansion chamber or pressure chamber 9 without leakage.

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. 1 shows the gas generator 2 inserted in a gas generator carrier 1 , This gas generator carrier 1 is again in a piston 7 inserted. As a stop on the piston 7 points the gas generator carrier 1 at his cable feed 3 Enveloped end of a perimeter extension 13 on, in the two holes 14 for the steel cables 10 are introduced. The piston 7 is on the gas generator carrier 1 arranged longitudinally displaceable. 1 shows the gas generator 2 in the untriggered state.

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.The 2 and 3 show the gas generator 2 in the triggered state. By the gas generator 2 The pressure generated is the piston 7 ver pushed in the direction of the arrow and thereby pulls the steel cables 10 at. This will be the buckle 11 also dressed. This is done in the example of 3 via a pulley 15 ,

Außerdem ist auf der Außenwand des Gasgeneratorträgers 1 eine umlaufende Nut eingebracht in die ein Dichtungsring eingelegt ist (nicht gezeigt).Also, on the outside wall of the gas generator carrier 1 a circumferential groove is introduced into which a sealing ring is inserted (not shown).

Claims (7)

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.Belt tensioner system for motor vehicles with a belt lock which can be displaced in the tensioning direction in an emergency ( 11 ), to which a safety belt can be latched, the buckle ( 11 ) via steel cables ( 10 ) is connected to a pyrotechnically driven tensioning device, the tensioning device consists of a guide housing ( 12 ) in which a gas generator ( 2 ), the gas generator ( 2 ) essentially a sleeve ( 6 ) with a cable feed ( 3 ), an ignition element ( 4 ) and a gas kit ( 5 ) for generating a propellant gas and in the guide housing ( 12 ) a longitudinally displaceable piston ( 7 ), on which the steel cables ( 10 ) and when the tensioning device is triggered via an electrical pulse via the cable feed ( 3 ) to the ignition element ( 4 ) in the gas generator ( 2 ), the ignition element ( 4 ) the gas kit ( 5 ) and that propellant gas builds up the piston ( 7 ) shifts in the clamping direction, whereby the Steel ropes ( 10 ) and thus also the buckle ( 11 ) are tightened in the tensioning direction, characterized in that - the gas generator ( 2 ) in a gas generator carrier ( 1 ), - that the gas generator carrier ( 1 ) in the piston ( 7 ) is inserted and the piston ( 7 ) on the gas generator carrier ( 1 ) is longitudinally displaceable, - that the gas generator carrier ( 1 ) at its cable feed ( 3 ) facing end via a perimeter extension ( 13 ) on the inner wall of the guide housing ( 12 ) and - that the steel cables ( 10 ) through holes ( 14 ) in the scope extension ( 13 ) guided on the piston ( 7 ) in the clamping direction of the piston ( 7 ) are anchored. Gurtstraffersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangserweiterung (13) ein Anschlag für den längsverschiebbaren Kolben (7) im nicht ausgelösten Zustand der Spannvorrichtung ist.Belt tensioner system according to claim 1, characterized in that the circumferential extension ( 13 ) a stop for the longitudinally displaceable piston ( 7 ) is in the untripped state of the tensioning device. 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.Belt tensioner system according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer wall of the peripheral extension ( 13 ) is introduced a circumferential groove into which the guide housing ( 12 ) is rolled up or angegelgt around the gas generator carrier ( 1 ) or its extent extension ( 13 ) in the guide housing ( 12 ) to fix. 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.Belt tensioner system according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the outer wall of the piston ( 7 ) Cable grooves ( 8th ), along which the steel cables ( 10 ) from the holes ( 14 ) to the tip of the piston ( 17 ) and there in the clamping direction of the piston ( 7 ) are anchored. Gurtstraffersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgeneratorträger (1) aus einem Kunststoff hergestellt ist.Belt tensioner system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas generator carrier ( 1 ) is made of a plastic. 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.Belt tensioner system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the gas generator carrier ( 1 ) with the extent extension ( 13 ) at the same time the sleeve ( 6 ) of the gas generator ( 2 ). 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.Belt tensioner system according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the outer wall of the gas generator carrier ( 1 ) is inserted a circumferential groove into which a sealing ring is inserted.
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