DE102006031359B4

DE102006031359B4 - Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem

Info

Publication number: DE102006031359B4
Application number: DE102006031359.3A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kopetzky Robert
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: DE102006031359A1

Abstract

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit
einer Antriebseinheit (28), die einen pyrotechnischen Antrieb (30) umfasst, und mit
einem Kraftübertragungselement (24), das bei Aktivierung der Antriebseinheit (28) an einem drehbar gelagerten Antriebsrad (22) angreift, das an die Achse (A) eines Gurtaufrollers (10) gekoppelt oder ankoppelbar ist, und mit
einer gekrümmten Führung (26) für das Kraftübertragungselement (24), die zumindest abschnittsweise als Druckraum (32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das eine Kraftübertragungselement (24) aus einem substantiell verformbaren Material besteht, wobei das Material elastisch ist, sodass es sich an den Verlauf der gekrümmten Führung anpasst,
und dass das Antriebsrad (22) bei Aktivierung der Antriebseinheit (28) in das Material des Kraftübertragungselements (24) eindringt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für einen Sicherheitsgurtsystem.
Bekannte Gurtstraffer weisen für gewöhnlich ein Kraftübertragungselement auf, beispielsweise mehrere in einer Reihe angeordnete Kugeln, die zunächst in einem Rohr gespeichert sind und bei Aktivierung eines Gasgenerators mit einem hohen Druck beaufschlagt werden. Dadurch werden die Kugeln nach vorne aus dem Rohr ausgeschoben und treiben ein Antriebsrad an, welches mit der Gurtspule gekoppelt ist. Weitere bei bekannten Gurtstraffern eingesetzte Kraftübertragungselemente sind Zahnstangen, Ketten, Formkörper oder auch das durch den Gasgenerator erzeugte Druckgas selbst.
Aus der gattungsgemäßen JP H08-192 722 A ist ein Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem bekannt, der einen pyrotechnischen Antrieb als Antriebseinheit und ein Kraftübertragungselement umfasst. Das Kraftübertragungselement greift nach einer Aktivierung der Antriebseinheit an einem drehbar gelagerten Antriebsrad an, das an die Achse eines Gurtaufrollers gekoppelt ist. Zudem kann der Gurtstraffer eine gekrümmte Führung für das Kraftübertragungselement umfassen, die zumindest abschnittsweise als Druckraum ausgebildet ist.
In der US 44 44 010 A wird ein Gurtstraffer gezeigt, der eine Vielzahl von Kraftübertragungselementen umfasst. Der Antrieb des Antriebsrads durch die Kraftübertragungselemente erfolgt durch Reibschluss.
Die Erfindung schafft einen Gurtstraffer, der sich durch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellungsweise sowie ein geringes Gewicht auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem gattungsgemäßen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem dadurch erreicht, dass das eine Kraftübertragungselement aus einem substantiell verformbaren Material besteht, wobei das Material elastisch ist, so dass es sich an den Verlauf der gekrümmten Führung anpasst, und wobei das Antriebsrad bei Aktivierung der Antriebseinheit in das Material des Kraftübertragungselements eindringt.
In diesem Zusammenhang ist unter einem substantiell verformbaren Material ein Material zu verstehen, das sich, etwa bei Kontakt mit dem Antriebsrad, makroskopisch verformt. Beispiele hierfür sind EPDM Werkstoffe verschiedener Shorehärten (70-95 Shore), Kautschuk, Naturkautschuk oder (weiche) Thermoplaste. Auch eine ideale plastische Masse wie Lehm oder Knete mit oder ohne schlauchartige Ummantelung kommt (theoretisch) in Frage. Verformungen oder Materialabtragungen im mikroskopischen Bereich, wie sie beim Kontakt einer gewöhnlichen Zahnstange mit einem Zahnrad auftreten, fallen natürlich nicht unter die erfindungsgemäße Ausgestaltung. Der erfindungsgemäße Gurtstraffer zeichnet sich durch eine weiche Einsteuerung des Kraftübertragungselements am Antriebsrad aus, wobei sich die bei einer Zahnstange als Kraftübertragungselement auftretende Zahn-auf-Zahn-Problematik vermeiden läßt. Befindet sich zudem das Kraftübertragungselement im Einbauzustand nicht in Eingriff mit dem Antriebsrad, kann auf eine Kupplung zwischen Antriebsrad und Gurtaufrollerachse verzichtet werden.
Wie bereits erwähnt, ist das Material des Kraftübertragungselements gemäß einer Ausführungsform der Erfindung plastisch verformbar und verformt sich bei Kontakt mit dem Antriebsrad.
Ebenso kann das Material elastisch verformbar sein, wobei auch bei einem solchen Material in erster Linie dessen zähe bzw. duktile Eigenschaften zur Kraftübertragung auf das Antriebsrad genutzt werden. Die (zusätzlich vorhandenen) elastischen Eigenschaften bieten jedoch gegenüber einem ausschließlich plastisch verformbaren Material Vorteile bezüglich der Handhabbarkeit bei der Herstellung und Montage sowie der Langzeitstabilität.
Vorzugsweise weist das Kraftübertragungselement ein elastomeres Material auf.
Um eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Antriebsrad zu erreichen, weist das Antriebsrad bevorzugt eine rauhe Umfangsfläche auf.
Insbesondere ist das Antriebsrad ein Zahnrad oder ein Turbinenrad.
Erfindungsgemäß dringt das Antriebsrad bei Aktivierung der Antriebseinheit in das Material des Kraftübertragungselements ein, wodurch sich eine formschlüssige Verbindung ergibt.
Die Eindringtiefe kann dabei bis zu 100 % des Durchmessers des Kraftübertragungselements betragen. Natürlich ist die Eindringtiefe insbesondere vom Material des Kraftübertragungselements abhängig.
Die Antriebseinheit umfaßt einen pyrotechnischen Antrieb, der ein besonders rasches Ansprechen des Gurtstraffers gewährleistet.
Es ist eine Führung für das Kraftübertragungselement vorgesehen, die zumindest abschnittsweise als Druckraum ausgebildet ist. Insbesondere ist der pyrotechnische Antrieb an einem Ende der Führung angeordnet, wobei das bei der Aktivierung erzeugte Druckgas das Kraftübertragungselement beaufschlagt und innerhalb der Führung bewegt. Dabei kann die Führung einen nahezu beliebigen Verlauf aufweisen, da das Kraftübertragungselement ja verformbar ausgebildet ist. Dadurch läßt sich eine besonders kompakte bzw. optimal an das jeweilige Fahrzeug angepaßte Bauweise erzielen.
Insbesondere bei Verwendung eines pyrotechnischen Antriebs, der ein Druckgas erzeugt, sollte wenigstens eine Dichtung vorgesehen sein, die zwischen dem Kraftübertragungselement und der Führung abdichtet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrer bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:

- 1 eine schematische Perspektivansicht eines Gurtaufrollers mit einem erfindungsgemäßen Gurtstraffer;
- 2 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung im Einbauzustand;
- 3 eine Schnittansicht des Gurtstraffers aus 2 nach Beendigung eines Straffvorgangs; und
- 4 eine Schnittansicht eines Gurtstraffers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung während eines Straffvorgangs.

1 zeigt schematisch einen Gurtaufroller 10 mit einem Rahmen 12, in welchem eine Gurtspule 14 drehbar gelagert ist. Auf der Gurtspule 14 ist ein Sicherheitsgurt 16 aufgerollt. Um in einen Rückhaltefall Gurtband einziehen zu können, ist ein Gurtstraffer 18 vorgesehen, der am in der 1 rechten Ende des Rahmens 12 angeordnet ist.
2 zeigt eine erste Ausführungsform des Gurtstraffers 18, der ein Gehäuse 20 aufweist, das mit dem Rahmen 12 verbunden ist. Im Gehäuse 20 ist ein Antriebsrad 22 drehbar gelagert, das drehfest mit der Achse A (insbesondere der Gurtspule 14) des Gurtaufrollers 10 verbunden ist. Alternativ zur gezeigten Ausgestaltung kann das Antriebsrad 22 auch nur bei Bedarf, nämlich bei Auslösung des Gurtstraffers 18, an die Achse A angekoppelt werden. Bei der in der 2 gezeigten Ausgestaltung ist das Antriebsrad 22 als Turbinenrad ausgebildet.
Weiterhin ist ein Kraftübertragungselement 24 aus einem substantiell verformbaren, hier insbesondere einem elastomeren Material vorgesehen, das in einer Führung 26 angeordnet ist und im Einbauzustand (2) nicht mit dem Antriebsrad 22 in Eingriff steht. Dadurch ist im Normalbetrieb des Gurtaufrollers 10 vor Aktivierung des Gurtstraffers 18 eine ungehinderte Drehung der Gurtspule 14 möglich. Anstelle der in der Figur gezeigten geradlinigen Führung 26 kann natürlich auch eine gekrümmt verlaufende Führung vorgesehen sein. Theoretisch kann die Führung 26 einen beliebigen Verlauf aufweisen, dem sich das elastische Kraftübertragungselement 24 anpaßt.
Das in der Figur rechte Ende der Führung 26 steht mit einer Antriebseinheit 28, die einen pyrotechnischen Antrieb 30 umfaßt, in Strömungsverbindung. Bei einer Aktivierung der Antriebseinheit 28 wird ein Druckgas erzeugt, welches den sich zwischen der Antriebseinheit 28 und dem Kraftübertragungselement 24 befindenden Abschnitt der Führung 26 füllt, der einen Druckraum 32 darstellt. Weiterhin ist eine Dichtung 34 vorgesehen, die an dem der Antriebseinheit 28 zugewandten Ende des Kraftübertragungselements 24 angeordnet ist und zwischen dem Kraftübertragungselement 24 und der Führung 26 abdichtet.
In einem Rückhaltefall wird der pyrotechnische Antrieb 30 aktiviert und erzeugt ein Druckgas, welches den Druckraum 32 füllt und das Kraftübertragungselement 24 beaufschlagt. Dadurch wird auf dieses eine Antriebskraft ausgeübt, die das Kraftübertragungselement 24 auf das Antriebsrad 22 zu bewegt. Das Antriebsrad 22 (bzw. dessen Turbinenflügel) kann (können) in das Material des Kraftübertragungselements 24 eindringen, wobei die Eindringtiefe je nach Material bis zu 80 % oder sogar 100 % des Durchmessers des Kraftübertragungselements 24 betragen kann. Das Kraftübertragungselement 24 bewegt sich am Antriebsrad 22 vorbei, wodurch es dieses sowie die Achse A des Gurtaufrollers 10 mitsamt der Gurtspule 14 in Drehung versetzt. Der Sicherheitsgurt 16 wird eingezogen. 3 zeigt den Gurtstraffer 18 nach Beendigung der Straffbewegung.
In 4 ist ein Gurtstraffer 18 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Im folgenden tragen gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen, und es wird nur auf die Unterschiede zur bereits beschriebenen Ausführungsform eingegangen.
Beim Gurtstraffer der 4 ist das Antriebsrad 22 als Zahnrad ausgebildet, dessen Zähne jedoch ebenso in das Material des Kraftübertragungselements 24 eindringen können. Ein weiterer Unterschied zur ersten Ausführungsform besteht darin, daß der Druckraum 32 einen deutlich größeren Querschnitt als das Kraftübertragungselement 24 aufweist. In einem Austrittsbereich 36 des Kraftübertragungselements 24 aus dem Druckraum 32 ist eine Dichtung 34 vorgesehen, die ortsfest im Druckraum 32 angeordnet ist.
Bei Aktivierung des pyrotechnischen Antriebs 30 wird der Druckraum 32 mit Druckgas gefüllt, welches das Kraftübertragungselement 24 beaufschlagt. Aufgrund der Druckdifferenz an den beiden Stirnseiten des Kraftübertragungselements 24 wird auf dieses eine Antriebskraft ausgeübt, die das Kraftübertragungselement 24 aus dem Druckraum 32 herausbewegt.

Claims

Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einer Antriebseinheit (28), die einen pyrotechnischen Antrieb (30) umfasst, und mit einem Kraftübertragungselement (24), das bei Aktivierung der Antriebseinheit (28) an einem drehbar gelagerten Antriebsrad (22) angreift, das an die Achse (A) eines Gurtaufrollers (10) gekoppelt oder ankoppelbar ist, und mit einer gekrümmten Führung (26) für das Kraftübertragungselement (24), die zumindest abschnittsweise als Druckraum (32) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Kraftübertragungselement (24) aus einem substantiell verformbaren Material besteht, wobei das Material elastisch ist, sodass es sich an den Verlauf der gekrümmten Führung anpasst, und dass das Antriebsrad (22) bei Aktivierung der Antriebseinheit (28) in das Material des Kraftübertragungselements (24) eindringt.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material plastisch verformbar ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement (24) ein elastomeres Material aufweist.
Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (22) eine raue Umfangsfläche aufweist.
Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (22) ein Zahnrad ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (22) ein Turbinenrad ist.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eindringtiefe des Antriebsrads (22) bis zu 100 % des Durchmessers des Kraftübertragungselements (24) beträgt.
Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Dichtung (34) vorgesehen ist, die zwischen dem Kraftübertragungselement (24) und der Führung (26) abdichtet.