DE102006032447A1

DE102006032447A1 - Linearantrieb für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloßstraffer

Info

Publication number: DE102006032447A1
Application number: DE102006032447A
Authority: DE
Inventors: Norbert Wöcht
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2008-01-17
Also published as: US7690292B2; US20080012283A1

Abstract

Ein Linearantrieb (14) für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloßstraffer, hat einen Zylinder (18), einen im Zylinder (18) verschiebbaren Kolben (20), der ein Sperrteil (22) aufweist, das mit einem Zugelement (12) fest verbunden ist, und mindestens einen Sperrkörper (30), der zwischen dem Sperrteil (22) und der Innenwandung des Zylinders (18) verschiebbar angeordnet ist. Das Sperrteil (22) weist wenigstens eine schräg angestellte Klemmfläche (26) auf, die so angeordnet ist, daß sie bei einer Schubbewegung des Zugelements (12) den Sperrkörper (30) zwischen Sperrteil (22) und Zylinder (18) einklemmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloßstraffer.
Aus dem Stand der Technik sind Linearantriebe für Gurtschloßstraffer bekannt, die einen an ein mit dem Gurtschloß verbundenes Seil angeformten Kolben aufweisen, der in einem Zylinder geführt ist. Der Zylinder steht mit einem Gasgenerator in Verbindung, der ein Druckgas erzeugt, welches den Kolben beaufschlagt und einen Straffhub zur Beseitigung der Gurtlose des Sicherheitsgurtsystems bewirkt. Bei einem derartigen Linearantrieb muß dafür Sorge getragen werden, daß sich der Kolben (und damit das Gurtschloß) bei einem Druck oder Schlag auf das Gurtschloß nicht verschieben läßt. Zu diesem Zweck wird üblicherweise das Seil zwischen dem Zylinder und dem Gurtschloß in einer Weise umgelenkt, daß viel Reibung erzeugt wird. Diese Reibung ist allerdings beim Straffen nachteilig.
Die Erfindung schafft einen Linearantrieb, insbesondere für einen Gurtschloßstraffer, der sich gegenüber dem Stand der Technik durch eine größere Sperrkraft in Schubrichtung des Seiles auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist dazu ein Linearantrieb vorgesehen, mit einem Zylinder, einem im Zylinder verschiebbaren Kolben, der ein Sperrteil aufweist, das mit einem Zugelement fest verbunden ist, und mindestens einem Sperrkörper, der zwischen dem Sperrteil und der Innenwandung des Zylinders verschiebbar angeordnet ist, wobei das Sperrteil wenigstens eine schräg angestellte erste Klemmfläche aufweist, die so angeordnet ist, daß sie bei einer Schubbewegung des Zugelements den Sperrkörper zwischen Sperrteil und Zylinder einklemmt. Dadurch wird ein Linearantrieb geschaffen, bei dem eine Schubbewegung des Zugelements wirkungsvoll aktiv verhindert wird, indem ein Sperrteil durch einen oder mehrere Sperrkörper, die zwischen einer schrägen Klemmfläche des Sperrteils und einer Wandung angeordnet sind, an einer Bewegung gehindert wird. Dadurch kann das Zugelement zwischen dem Zylinder und dem Gurtschloß reibungsarm geführt werden, was sich vorteilhaft auf die Straffleistung auswirkt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Sperrteil wenigstens eine schräg angestellte zweite Klemmfläche mit mindestens einem zugeordneten Sperrkörper auf, die in entgegengesetzter Richtung zur ersten Klemmfläche geneigt ist. Durch diese zweite, entgegengesetzt ausgerichtete Klemmfläche wird zusätzlich eine mögliche Verschiebung des Sperrteils bei einer auf das Zugelement ausgeübten Zugkraft verhindert, was insbesondere im Anschluß an eine Straffung von Bedeutung ist, wenn der Fahrzeuginsasse in den Sicherheitsgurt fällt.
Eine besonders günstige Ausgestaltung ergibt sich, wenn die erste und die zweite Klemmfläche in Längsrichtung des Sperrteils gesehen eine durchgängige Führung für den Sperrkörper bilden. In diesem Fall genügt ein Sperrkörper bzw. ein Satz von Sperrkörpern, der durch die Klemmflächen derart geführt wird, daß er sowohl bei einer Schubbewegung als auch bei einer Zugbewegung des Zugelements eine Bewegung des Sperrteils relativ zum Zylinder behindert.
Vorteilhaft weist der Kolben einen Mechanismus auf, der bei einer Beaufschlagung des Kolbens mit einem Druckgas eine Klemmung des Sperrkörpers zwischen Sperrteil und Zylinder verhindert. Im Fall eines Straffvorgangs also, bei dem das Sperrteil in die gleiche Richtung bewegt werden soll wie bei einer auf das Zugelement wirkenden Schubkraft, wird der durch die erste(n) Klemmflache(n) gebildete Sperrmechanismus außer Kraft gesetzt, so daß der Straffvorgang, zudem mit vergleichsweise geringer Kraft, ausgeführt werden kann.
Der Mechanismus weist gemäß einer Ausführungsform eine Hülse mit einer Druckfläche auf, die am Zugelement verschiebbar geführt ist. Die Hülse ist insbesondere so angeordnet, daß sie prinzipiell am Sperrteil anliegt, sich jedoch bei einer Schubbewegung des Zugelements relativ zum Sperrteil verschiebt.
Insbesondere weist die Hülse eine erste Kontaktfläche und das Sperrteil eine zweite Kontaktfläche auf, die einander zugewandt sind. Wird die Hülse mit einem Druck beaufschlagt, so bewegt sich die erste Kontaktfläche auf die zweite Kontaktfläche zu bzw. liegt bereits an ihr an und bildet eine kraftschlüssige Verbindung.
Die Hülse kann bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche eine Stellung relativ zum Sperrteil aufweisen bzw. einnehmen, in der ein Abschnitt der Hülse zwischen der ersten Klemmfläche und der Innenwandung des Zylinders angeordnet ist, wodurch die erste Klemmfläche gleichsam verdeckt wird.
Insbesondere weist dabei der Abschnitt der Hülse bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche an seinem dem Sperrkörper zugewandten Ende einen Abstand vom Sperrteil auf, der geringer als der Durchmesser des Sperrkörpers ist. Der Abschnitt ist also bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche so nah an der ersten Klemmfläche angeordnet und deckt diese ab, daß der Sperrkörper sich nicht längs der Klemmfläche in eine Position bewegen kann, in der er zwischen Sperrteil und Zylinder eingeklemmt wird. Somit verhindert die Hülse eine Blockierung des Straffvorgangs. Wird hingegen eine Kraft in Schubrichtung auf das Zugelement ausgeübt, ohne daß die Hülse mitbewegt wird, so kann sich der Sperrkörper längs der Klemmfläche bewegen und die Bewegung des Sperrteils blockieren.
Alternativ weist die Hülse wenigstens eine Ausnehmung auf, in der der Sperrkörper geführt ist. Auch so wird der Sperrkörper bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche daran gehindert, eine Position einzunehmen, in der er zwischen Sperrteil und Zylinder eingeklemmt wird. Dagegen ändert bei einer Relativbewegung zwischen Sperrteil und Hülse auch der Sperrkörper seine Stellung relativ zur Klemmfläche und bewirkt so die gewünschte Blockierung.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:
1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Gurtschlosses mit einem Gurtschloßstraffer, der einen Linearantrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufweist;
2 eine Schnittansicht des Linearantriebs aus 1 bei einem Straffvorgang;
3 eine Schnittansicht des Linearantriebs aus 1 bei einer Schubbewegung des Zugelements;
4 eine Schnittansicht des Linearantriebs aus 1 bei einer Zugbewegung des Zugelements;
5 eine Schnittansicht eines Linearantriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform bei einem Straffvorgang; und
6 eine Seitenansicht des Kolbens aus 5.
1 zeigt ein Gurtschloß 10 für einen Kfz-Sicherheitsgurt, das über ein Zugelement 12, hier ein Seil, mit einem Linearantrieb 14 gekoppelt ist, der einen Gurtschloßstraffer bildet. Der Linearantrieb 14 weist einen Gasgenerator 16 auf, der bei Aktivierung ein Druckgas erzeugt, das einen im Inneren eines Zylinders 18 angeordneten Kolben 20 beaufschlagt (siehe 2). Der Kolben 20 wiederum besteht aus einem Sperrteil 22, das mit dem Zugelement 12 fest verbunden ist, sowie einer Hülse 24, die am Zugelement 12 verschiebbar geführt ist.
Das Sperrteil 22 hat eine oder mehrere schräg angestellte erste Klemmflächen 26, die sich (von der Mittelachse M aus gesehen) in Richtung zur Hülse 24 der Zylinderinnenwandung annähern. Außerdem hat das Sperrteil 22 eine oder mehrere schräg angestellte zweite Klemmflächen 28, wobei die erste und die zweite Klemmfläche 26, 28 in Längsrichtung des Sperrteils 22 gesehen eine durchgängige Führung bilden. Die zweite Klemmfläche 28 ist in entgegengesetzter Richtung zur ersten Klemmfläche 26 geneigt. Zwischen dem Sperrteil 22, genauer gesagt den Klemmflächen 26, 28, und der Innenwandung des Zylinders 18 sind mehrere Sperrkörper 30, hier Kugeln, verschiebbar angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Sperrteil 22 ein rotationssymmetrischer Körper, d.h. die Klemmflächen 26, 28 werden durch eine umlaufende, konkave Außenfläche gebildet.
Die Hülse 24 weist eine dem Sperrteil 22 abgewandte, senkrecht zur Zylinderinnenwandung orientierte Druckfläche 32 sowie eine der Druckfläche 32 entgegengesetzte erste Kontaktfläche 34 auf, mit der sie im Einbauzustand an einer zweiten, am Sperrteil 22 vorgesehenen Kontaktfläche 36 anliegt. Ein den Sperrkörpern 30 zugewandter rohrförmiger Abschnitt 38 der Hülse 24 erstreckt sich längs der Innenwandung des Zylinders 18 in Axialrichtung so weit, daß er die gesamte erste Klemmfläche 26 gegenüber der Zylinderinnenwandung abdeckt. Insbesondere hat der Abschnitt 38 an seinem den Sperrkörpern 30 zugewandten Ende einen Abstand vom Sperrteil 22, der geringer als der Durchmesser der Sperrkörper 30 ist.
Bei einem Straffvorgang (2) wird der Gasgenerator 16 aktiviert und erzeugt ein Druckgas, welches auf die Druckfläche 32 der Hülse 24 eine Kraft F_P ausübt und diese in der 2 nach links verschiebt. Da die Hülse 24 mit ihrer Kontaktfläche 34 an der Kontaktfläche 36 des Sperrteils anliegt oder innerhalb kürzester Zeit in Anlage kommt, wird auch das Sperrteil 22 mitsamt dem Zugelement 12 in dieselbe Richtung verschoben. Dadurch wird das Gurtschloß 10 ein Stück weit eingezogen. Da bei einem solchen Straffvorgang die Sperrkörper 30 durch den Abschnitt 38 der Hülse 24 in ihrer in 2 gezeigten Position gehalten werden, in der sie mit Spiel zwischen der Innenwandung des Zylinders 18 und dem Sperrteil 22 angeordnet sind, ist die Straffung mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand möglich. Die Hülse 24 bildet also einen Mechanismus, der bei einer Beaufschlagung des Kolbens 20 mit Druckgas eine Klemmung der Sperrkörper 30 zwischen Sperrteil 22 und Zylinder 18 verhindert.
Wird hingegen auf das Zugelement 12 eine Schubkraft F_S ausgeübt (3), so verschiebt das Zugelement 12 das Sperrteil 22 relativ zur Hülse 24. Die nun freien Sperrkörper 30 laufen aufgrund ihrer Massenträgheit auf die erste Klemmfläche 26 auf und werden zwischen dem Sperrteil 22 und dem Zylinder 18 eingeklemmt. Dadurch erfolgt eine Sperrung zwischen dem Sperrteil 22 und dem Zylinder 18, eine weitere Schubbewegung des Zugelements 12, bei dem es sich alternativ um eine starre Stange handeln kann, ist nicht möglich.
Wird, wie in 4 gezeigt ist, eine Zugkraft F_Z auf das Zugelement 12 ausgeübt, so laufen die Sperrkörper 30 auf die schräg angestellte zweite Klemmfläche 28 auf und bewirken ebenfalls eine Sperrung zwischen dem Sperrteil 22 und dem Zylinder 18, die eine weitere Bewegung des Sperrteils 22 in diese Richtung verhindert.
Die 5 und 6 zeigen eine zweite Ausführungsform des Linearantriebs 14, wobei gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen tragen und nur auf die Unterschiede zur bisher beschriebenen Ausführungsform eingegangen wird.
Beim Linearantrieb 14 gemäß den 5 und 6 weist die Hülse 24 längs ihres Umfangs mehrere kreisförmige Ausnehmungen 40 auf, in denen je ein Sperrkörper 30 angeordnet ist. Die Ausnehmungen 40 bilden eine Zwangsführung (ähnlich einem Kugellager) für die Sperrkörper 30 und sind gegenüber diesen mit Übermaß ausgeführt, wodurch die Sperrfähigkeit bei einer auf das Zugelement 12 ausgeübten Zugkraft gewährleistet ist. Anstatt kreisförmig können die Ausnehmungen auch (in Verschieberichtung des Sperrteils) länglich ausgestaltet sein.

Claims

Linearantrieb für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloßstraffer, mit einem Zylinder (18), einem im Zylinder (18) verschiebbaren Kolben (20), der ein Sperrteil (22) aufweist, das mit einem Zugelement (12) fest verbunden ist, und mindestens einem Sperrkörper (30), der zwischen dem Sperrteil (22) und der Innenwandung des Zylinders (18) verschiebbar angeordnet ist, wobei das Sperrteil (22) wenigstens eine schräg angestellte erste Klemmfläche (26) aufweist, die so angeordnet ist, daß sie bei einer Schubbewegung des Zugelements (12) den Sperrkörper (30) zwischen Sperrteil (22) und Zylinder (18) einklemmt.
Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrteil (22) wenigstens eine schräg angestellte zweite Klemmfläche (28) mit mindestens einem zugeordneten Sperrkörper (30) aufweist, die in entgegengesetzter Richtung zur ersten Klemmfläche (26) geneigt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Klemmfläche (26, 28) in Längsrichtung des Sperrteils (22) gesehen eine durchgängige Führung für den Sperrkörper (30) bilden.
Linearantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) einen Mechanismus aufweist, der bei einer Beaufschlagung des Kolbens (20) mit einem Druckgas eine Klemmung des Sperrkörpers (30) zwischen Sperrteil (22) und Zylinder (18) verhindert.
Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Hülse (24) mit einer Druckfläche (32) aufweist, die am Zugelement (12) verschiebbar geführt ist.
Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) eine erste Kontaktfläche (34) und das Sperrteil (22) eine zweite Kontaktfläche (36) aufweist, die einander zugewandt sind.
Linearantrieb nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche (32) eine Stellung relativ zum Sperrteil (22) aufweist, in der ein Abschnitt (38) der Hülse (24) zwischen der ersten Klemmfläche (26) und der Innenwandung des Zylinders (18) angeordnet ist.
Linearantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (38) der Hülse (24) bei Druckbeaufschlagung der Druckfläche (32) an seinem dem Sperrkörper (30) zugewandten Ende einen Abstand vom Sperrteil (22) aufweist, der geringer als der Durchmesser des Sperrkörpers (30) ist.
Linearantrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (24) wenigstens eine Ausnehmung (40) aufweist, in der der Sperrkörper (30) geführt ist.