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Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme in Kraftfahrzeugen, insbesondere einen Endbeschlagstraffer.
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Gurtstraffer für Sicherheitsgurtsysteme sind bereits allgemein aus der Kraftfahrzeugtechnik bekannt. Bei sogenannten Endbeschlagstraffern wird im Falle einer Aktivierung des Gurtstraffers das eigentlich feste, üblicherweise mit dem Sitzrahmen oder der Fahrzeugkarosserie verbundene Ende eines Gurtbands angezogen, um für eine Straffung des gesamten Gurtbands zu sorgen. Im Stand der Technik sind sowohl linear arbeitende als auch rotatorische Endbeschlagstraffer beschrieben. Bei den rotatorischen Endbeschlagstraffern ist das Gurtbandende mit einer Gurtwelle verbunden, welche bei einer Aktivierung des Gurtstraffers angetrieben wird, um Gurtband auf die Gurtwelle aufzuwickeln.
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Zum Antreiben der Gurtwelle in Straffrichtung ist üblicherweise ein Gasgenerator vorgesehen, der nach seiner Auslösung einen Gasdruck erzeugt und dadurch einen Kolben in einem zylindrischen Strafferrohr längs der Rohrachse verschiebt. Der Kolben ist beispielsweise durch ein Zugseil mit der Gurtwelle verbunden, sodass die Gurtwelle in Straffrichtung angetrieben und Gurtband auf die Gurtwelle aufgewickelt wird.
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Das Gehäuse für den Gasgenerator ist im Stand der Technik z.B. ein Gussteil, welches aufgrund seiner Festigkeitseigenschaften jedoch recht groß ausgebildet werden muss und vergleichsweise aufwendig herzustellen ist.
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Aus der gattungsgemäßen
DE 86 21 257 U1 ist ein Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem bekannt, mit einem Strafferrohr zur Aufnahme und Führung eines Druckbeaufschlagungselementes, sowie einem separaten Generatorgehäuse zur Aufnahme eines Gasgenerators, wobei ein Kopplungselement vorgesehen ist, welches das Generatorgehäuse fest mit dem Strafferrohr verbindet, und wobei das Generatorgehäuse (46) ein Rohrstück ist.
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Ein weiterer Gurtstraffer ist aus der
DE 31 37 263 A1 bekannt. Bei diesem Gurtstraffer wird das Strafferrohr schellenartig von einem Kopplungsstück umgriffen, das als Gussteil ausgebildet ist. Über dieses steht das Strafferrohr mit einem Generatorgehäuse in Verbindung, das ebenfalls als Gussteil ausgeführt ist.
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Alternativ beschreiben beispielsweise die
DE 10 2005 050 426 B3 sowie die
DE 10 2004 032 063 B4 rotatorische Gurtstraffer, bei denen ein einteiliges, gebogenes Rohr vorgesehen ist, welches zugleich als Strafferrohr und Generatorgehäuse dient. Dabei muss das gebogene Rohr den Gasgenerator passgenau aufnehmen, eine möglichst dichte Führung für den Kolben und das Zugseil bilden sowie einen Gasströmungskanal zwischen dem Generatorgehäuse und dem Strafferrohr aufweisen. Um diese verschiedenen Aufgaben und Funktionen zufriedenstellend erfüllen zu können, sind enge Toleranzvorgaben einzuhalten, sodass die Herstellung eines solchen Rohrs mit einem beachtlichen Fertigungsaufwand verbunden ist.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gurtstraffers, insbesondere eines Endbeschlagstraffers, der sich bei kompakter Bauweise mit geringem Aufwand fertigen lässt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Gurtstraffer dadurch gelöst, dass sich das Kopplungselement sowohl in das Generatorgehäuse als auch in das Strafferrohr erstreckt, und dass das Generatorgehäuse und das Strafferrohr das gesamte Kopplungselement umschließen.
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Das bevorzugt als Passstück ausgebildete Kopplungselement ermöglicht eine einfache Anbindung des Generatorgehäuses an das Strafferrohr. Verglichen mit der Ausführung des Strafferrohrs und des Generatorgehäuses als einteiliges, gebogenes Rohr reduziert sich der Fertigungsaufwand für den Gurtstraffer erheblich, da die oben erwähnten Anforderungen auf verschiedene Bauelemente verteilt werden können. So ist zum Beispiel denkbar, dass das Generatorgehäuse eine passgenaue Aufnahme für den Gasgenerator bildet, das Strafferrohr eine weitgehend dichte Aufnahme und Führung für das Druckbeaufschlagungselement bereitstellt und das Kopplungselement eine weitgehend dichte Führung des beispielsweise als Zugseil ausgebildeten Kraftübertragungselements gewährleistet.
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Gattungsgemäß ist das Generatorgehäuse ein Rohrstück. Ein solches Rohrstück weist im Vergleich zu einem Gussteil deutliche Vorteile bei den Festigkeitseigenschaften auf und lässt sich darüber hinaus mittels des Kopplungselements einfach am Strafferrohr befestigen. Demzufolge ermöglicht das Rohrstück eine Materialeinsparung und damit eine leichtere und kompaktere Bauweise des Gurtstraffers. Beispielsweise sind das Generatorgehäuse und das Strafferrohr jeweils aus einem Metallrohr, insbesondere einem Stahlrohr hergestellt.
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Erfindungsgemäß erstreckt sich das Kopplungselement sowohl in das Generatorgehäuse als auch in das Strafferrohr. Dabei entsteht zwischen dem Kopplungselement und dem Generatorgehäuse sowie zwischen dem Kopplungselement und dem Strafferrohr vorzugsweise eine formschlüssige, passgenaue und (gas-)dichte Verbindung.
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Ebenfalls erfindungsgemäß umschließen das Generatorgehäuse und das Strafferrohr das gesamte Kopplungselement. In diesem Fall kann sich das Kopplungselement bei einer Innendruckbeaufschlagung einfach am stabilen Strafferrohr oder Generatorgehäuse abstützen und muss nicht für die enormen Innendruckkräfte ausgelegt sein. Dies ermöglicht die Herstellung des Kopplungselements aus einem weniger festen Material wie zum Beispiel Kunststoff.
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Um eine feste und möglichst gasdichte Verbindung herzustellen, kann das Kopplungselement mit dem Generatorgehäuse und/oder mit dem Strafferrohr verpresst sein. Eine solche Pressverbindung ist mit geringem Aufwand durch eine einfache Rohrverformung realisierbar.
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In einer Ausführungsform des Gurtstraffers ist das Kopplungselement aus Kunststoff hergestellt, wobei der Kunststoff gegebenenfalls mit Fasern, insbesondere Glasfasern oder Kohlefasern verstärkt sein kann. Derartige Kopplungselemente aus Kunststoff lassen sich beispielsweise im Spritzgussverfahren einfach und preiswert fertigen.
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Das Kopplungselement ist in dieser Ausführungsform des Gurtstraffers vorzugsweise ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil mit integrierten Dichtelementen. Im Vergleich zu einem einfachen Spritzgussteil lässt sich dadurch mit minimalem Mehraufwand eine deutlich verbesserte Abdichtung zum Generatorgehäuse, zum Strafferrohr und/oder zum Kraftübertragungselement realisieren.
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Im Übrigen weist das Kopplungselement bevorzugt einen Strömungskanal auf, der einen Druckraum des Generatorgehäuses mit einem Druckraum des Strafferrohrs verbindet.
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In einer weiteren Ausführungsform des Gurtstraffers ist ein Zugseil vorgesehen, welches sich durch einen im Kopplungselement ausgebildeten Seilführungskanal erstreckt. Üblicherweise ist dieses Zugseil einerseits innerhalb des Strafferrohrs am Druckbeaufschlagungselement und andererseits außerhalb des Strafferrohrs an einer Seilspule befestigt, wobei die Seilspule drehfest mit der Gurtwelle verbunden ist. Die Ausbildung des Seilführungskanals ist insbesondere bei einem Kopplungselement aus Kunststoff mit minimalem Aufwand möglich. Bei einer Herstellung des Kopplungselements als Zwei-Komponenten-Spritzgussteil lässt sich darüber hinaus auch eine gute Dichtwirkung zwischen dem Seilführungskanal und dem Zugseil erzielen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Gurtstraffers ist eine Stabilisierungseinheit vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Generatorgehäuse und dem Strafferrohr fixiert. Die Stabilisierungseinheit umfasst beispielsweise zwei Stabilisierungselemente aus Guss, insbesondere Zinkdruckguss, welche durch ein Verbindungselement, beispielsweise einen Rohrniet, verbunden sind. Diese Stabilisierungseinheit fixiert das Generatorgehäuse, das Strafferrohr und bevorzugt auch ein Gurtwellengehäuse relativ zueinander in einer gewünschten, vordefinierten Position.
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Der Gurtstraffer kann insbesondere ein Endbeschlagstraffer sein, mit einer Gurtwelle, an der ein Ende eines Gurtbands fixiert ist, und einem Gurtwellengehäuse, in dem die Gurtwelle gelagert ist, wobei die Gurtwelle nach einer Aktivierung des Gurtstraffers relativ zum Gurtwellengehäuse rotiert werden kann, um Gurtband aufzuwickeln.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gurtstraffer;
- - 2 eine Draufsicht des Gurtstraffers gemäß 1;
- - 3 eine Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß 1;
- - 4 eine weitere Seitenansicht des Gurtstraffers gemäß 1;
- - 5 einen Schnitt durch einen Strafferantrieb des Gurtstraffers gemäß den 1 bis 4 in Explosionsdarstellung;
- - 6 einen Schnitt durch den Strafferantrieb gemäß 5 im zusammengebauten Zustand;
- - 7 eine perspektivische Explosionsansicht des Strafferantriebs gemäß 5;
- - 8 eine Ansicht des Strafferantriebs gemäß 7 im zusammengebauten Zustand;
- - 9 eine Seitenansicht eines Stabilisierungselements des Gurtstraffers gemäß den 1 bis 4;
- - 10 eine perspektivische Ansicht des Stabilisierungselements gemäß 9;
- - 11 eine Explosionsansicht einer Stabilisierungseinheit des Gurtstraffers gemäß den 1 bis 4;
- - 12 eine perspektivische Ansicht der Stabilisierungseinheit gemäß 11 im zusammengebauten Zustand; und
- - 13 eine perspektivische Ansicht der Stabilisierungseinheit gemäß 12 mit angebautem Gurtwellengehäuse.
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Die 1 bis 4 zeigen einen Gurtstraffer 10 für ein Sicherheitsgurtsystem in einem Kraftfahrzeug, konkret einen sogenannten Endbeschlagstraffer, mit einer Gurtwelle 12, an der ein Ende 14 eines Gurtbands 16 fixiert ist, und einem karosseriefest montierbaren Gurtwellengehäuse 18, in dem die Gurtwelle 12 gelagert ist, wobei die Gurtwelle 12 nach einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 relativ zum Gurtwellengehäuse 18 rotiert werden kann, um Gurtband 16 aufzuwickeln.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ende 14 des Gurtbands 16 zu einer Schlaufe vernäht, die ein Gurtwellen-Einschubelement 20 umschließt, wobei das Gurtwellen-Einschubelement 20 in einer Aussparung 22 der Gurtwelle 12 aufgenommen und relativ zur Gurtwelle 12 drehfest gelagert ist.
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Gemäß 2 ist das Gurtwellengehäuse 18 des Gurtstraffers 10 U-förmig ausgebildet und umfasst einen Gehäusesteg 24 sowie zwei gegenüberliegende Gehäuseschenkel 26, 28, wobei jeder Gehäuseschenkel 26, 28 eine Gehäuseöffnung 30, 32 aufweist, durch welche sich die Gurtwelle 12 erstreckt. Ferner ist eine vom Gehäusesteg 24 abgebogene Befestigungslasche 33 vorgesehen, durch die das Gurtwellengehäuse 18 fest mit einem Fahrzeugsitz oder einer Fahrzeugkarosserie verbunden, insbesondere verschraubt werden kann.
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Die Gurtwelle 12 ist im Gurtwellengehäuse 18 um eine Achse A drehbar gelagert. An den axialen Enden der Gurtwelle 12 ist eine Abdeckkappe 34 bzw. eine Seilspule 36 angeordnet, wobei die Abdeckkappe 34 und die Seilspule 36 fest mit der Gurtwelle 12 verbunden, insbesondere verpresst sind und eine axiale Bewegung der Gurtwelle 12 relativ zum Gurtwellengehäuse 18 verhindern oder auf ein minimales axiales Spiel begrenzen.
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Um das Gurtband 16 bei einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 anziehen zu können, ist ein Kraftübertragungselement 38 vorgesehen, welches die Gurtwelle 12 mit einem Strafferantrieb 40 koppelt. Das Kraftübertragungselement 38 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zugseil 41, welches teilweise auf die Seilspule 36 aufgewickelt und mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigt ist.
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Der Strafferantrieb 40 des Gurtstraffer 10 umfasst ein Strafferrohr 42 zur Aufnahme und Führung eines Druckbeaufschlagungselements 44 sowie ein separates Generatorgehäuse 46 zur Aufnahme eines Gasgenerators 48. Das Druckbeaufschlagungselement 44 ist gemäß 1 ein Kolben, der im gebogenen Strafferrohr 42 im Wesentlichen abgedichtet und längs einer Rohrachse verschieblich aufgenommen ist. Das mit einem Seilende an der Seilspule 36 befestigte Zugseil 41 erstreckt sich von der Seilspule 36 in das Strafferrohr 42 und ist dort mit einem entgegengesetzten Seilende am Kolben befestigt. Nach einer Aktivierung des Gasgenerators 48 wird der Kolben mit einem Gasdruck beaufschlagt und bewegt sich in Richtung zu einem freien Rohrende 62 des Strafferrohrs 42. Dabei wird unter Drehung der Gurtwelle 12 Zugseil 41 von der Seilspule 36 abgewickelt und gleichzeitig Gurtband 16 auf die Gurtwelle 12 aufgewickelt, sodass eine Gurtstraffung stattfindet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Gurtstraffers 10 weist der Strafferantrieb 40 eine besonders vorteilhafte Konstruktion auf, welche nachfolgend anhand der 5 bis 8 näher erläutert wird.
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Die 5 und 6 zeigen Schnittzeichnungen des Strafferantriebs 40, wobei in 5 eine Explosionsdarstellung der Einzelbauteile und in 6 der zusammengebaute Zustand des Strafferantrieb 40 zu sehen ist.
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Das Generatorgehäuse 46 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rohrstück, sodass sowohl das Strafferrohr 42 als auch das Generatorgehäuse 46 aus einem Metallrohr, insbesondere einem Stahlrohr hergestellt sind.
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Aus den Schnittzeichnungen geht außerdem klar hervor, dass ein Kopplungselement 50 vorgesehen ist, welches das Generatorgehäuse 46 fest mit dem Strafferrohr 42 verbindet. Gemäß 6 erstreckt sich das Kopplungselement 50 sowohl in das Generatorgehäuse 46 als auch in das Strafferrohr 42, um jeweils eine passgenaue, formschlüssige und weitgehend dichte Verbindung auszubilden.
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Eine formschlüssige, passgenaue und insbesondere gasdichte Verbindung zwischen dem Kopplungselement 50 einerseits und dem Strafferrohr 42 sowie dem Generatorgehäuse 46 andererseits lässt sich am einfachsten dadurch realisieren, dass das Kopplungselement 50 mit dem Generatorgehäuse 46 und mit dem Strafferrohr 42 verpresst wird. Hierzu sind beispielsweise im Kopplungselement 50 umlaufende Sicken 52 vorgeformt (vgl. 5). Die Pressverbindungen können dann durch einfache Rohrverformungen mit geringem Aufwand hergestellt werden und sind in 6 anhand der umlaufenden Sicken 52 gut zu erkennen.
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Die 7 und 8 zeigen zwei Ansichten des Strafferantriebs 40 in einer Explosionsdarstellung sowie im zusammengebauten Zustand. Insbesondere in den 6 und 8 ist gut zu erkennen, dass das Generatorgehäuse 46 und das Strafferrohr 42 im Wesentlichen das gesamte Kopplungselement 50 umschließen. Durch diese nahezu vollständige Aufnahme in dem als Metallrohr ausgebildeten Generatorgehäuse 46 und dem als Metallrohr ausgebildeten Strafferrohr 42 muss das Kopplungselement 50 nicht für die hohen Gasdruckbeanspruchungen nach einer Aktivierung des Gurtstraffers 10 ausgelegt sein, sondern kann sich problemlos an den stabilen Metallrohren abstützen, welche die auftretenden Druckbelastungen problemlos aufnehmen können.
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Daher lässt sich das Kopplungselement 50 einfach und preiswert aus einem Kunststoff, eventuell einem faserverstärkten Kunststoff, herstellen. Um die Abdichtung zu den Rohren, das heißt zum rohrförmigen Generatorgehäuse 46 und zum Strafferrohr 42, sowie zu dem als Zugseil 41 ausgeführten Kraftübertragungselement 38 zu verbessern, ist das Kopplungselement 50 insbesondere ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil mit integrierten Dichtelementen.
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Im Kopplungselement 50 ist ein Seilführungskanal 54 ausgebildet, durch den sich das als Zugseil ausgeführte Kraftübertragungselement 38 erstreckt.
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Ferner weist das Kopplungselement 50 auch einen Strömungskanal 56 auf, der einen Druckraum 58 des Generatorgehäuses 46 mit einem Druckraum 60 des Strafferrohrs 42 verbindet. Über diesen Strömungskanal 56 gelangt das durch den Gasgenerator 48 freigesetzte Druckgas vom Druckraum 58 des Generatorgehäuses 46 in den Druckraum 60 des Strafferrohrs 42 und verschiebt das Druckbeaufschlagungselement 44 längs des Strafferrohrs 42 zum freien Rohrende 62 hin (vgl. auch 1).
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Um eine starre Verbindung des Generatorgehäuses 46 und des Strafferrohrs 42 zu sichern und zu verstärken sowie eine einfache Verbindung zwischen dem Strafferantrieb 40 und dem Gurtwellengehäuse 18 zu schaffen, ist im Übrigen eine Stabilisierungseinheit 64 vorgesehen, auf welche nachfolgend anhand der 9 bis 13 näher eingegangen wird.
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Die 9 und 10 zeigen ein Stabilisierungselement 66 der Stabilisierungseinheit 64 in einer Seitenansicht sowie einer perspektivischen Ansicht. Das Stabilisierungselement 66 ist dabei ein Gussteil, insbesondere aus Zinkdruckguss.
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Gemäß 11 umfasst die Stabilisierungseinheit 64 zwei solcher Stabilisierungselemente 66 sowie ein Verbindungselement 68, beispielsweise einen Rohrniet, der die Stabilisierungselemente 66 aneinander und am Gurtwellengehäuse 18, genauer an der Befestigungslasche 33 des Gurtwellengehäuses 18 befestigt (vgl. auch 3 und 4).
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Im zusammengebauten Zustand gemäß 12 umgeben die Stabilisierungselemente 66 das Strafferrohr 42 und das Generatorgehäuse 46 in deren Verbindungsbereich nach Art einer Manschette, welche die Position des Generatorgehäuses relativ zum Strafferrohr 42 fixiert.
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Überdies sind an der Stabilisierungseinheit 64, konkret an jedem der Stabilisierungselemente 66, Positioniervorsprünge 70 vorgesehen, welche passgenau in eine Aussparung 72 des Gurtwellengehäuses 18 eingreifen können, um das Gurtwellengehäuse 18 in einer gewünschten Position relativ zum Strafferantrieb 40 zu fixieren. Dies ist in 13 dargestellt. Im Übrigen wird noch auf die symmetrische Ausbildung des Gurtwellengehäuses 18 sowie der Stabilisierungseinheit 64, konkret der Stabilisierungselemente 66 der Stabilisierungseinheit 64 hingewiesen, wodurch sich mit identischen Bauteilen sowohl ein Gurtstraffer 10 für die Fahrerseite als auch ein (spiegelverkehrter) Gurtstraffer 10 für die Beifahrerseite eines Kraftfahrzeugs zusammenbauen lässt.
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Insgesamt lässt sich der Strafferantrieb 40 des Gurtstraffers 10 im vorliegenden Fall mit minimalem Aufwand sehr kompakt herstellen. Hierzu trägt hauptsächlich die zweiteilige Ausführung von Generatorgehäuse 46 und Strafferrohr 42 sowie deren einfache und preiswerte Verbindung mittels des Kopplungselements 50 bei. Eine besonders preiswerte und kompakte Ausführungsform des Strafferantriebs 40 und damit des Gurtstraffers 10 ergibt sich, wenn sowohl Generatorgehäuse 46 als auch das Strafferrohr 42 aus einem einfachen, umgeformten Metallrohr hergestellt sind.