DE10052111A1 - Belt tensioner has pyrotechnic drive with number of individual drive charges that can be activated individually or in multiples in event of vehicle collision, resettable actuating element - Google Patents

Belt tensioner has pyrotechnic drive with number of individual drive charges that can be activated individually or in multiples in event of vehicle collision, resettable actuating element

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DE10052111A1 DE2000152111 DE10052111A DE10052111A1 DE 10052111 A1 DE10052111 A1 DE 10052111A1 DE 2000152111 DE2000152111 DE 2000152111 DE 10052111 A DE10052111 A DE 10052111A DE 10052111 A1 DE10052111 A1 DE 10052111A1
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Abstract

The device has a pyrotechnic drive (32) with a number of individual drive charges (32a...) that can be activated individually or in multiples in the event of a vehicle collision. The drive charges can be activated sequentially at intervals. An actuating element (22) that is displaced from an initial position by compressed gas can be reversibly moved back to its initial position after being subjected to the gas. Independent claims are also included for the following: a vehicle occupant restraining device.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb sowie eine Insassenrückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt, einer Aufwickeleinrichtung zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes, sowie einem Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb.The invention relates to a belt tensioner with a pyrotechnic drive and a Occupant restraint device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a seat belt, a winding device for winding the seat belt, as well as a belt tensioner with a pyrotechnic drive.

Gurtstraffer für Kraftfahrzeuge sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt und dienen hauptsächlich dazu, den Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs bei einer Kollision des Fahrzeugs zu straffen, um einen mit dem Sicherheitsgurt gesicherten Fahrzeuginsassen in eine optimale Sitzposition zu ziehen und ihn ggf. im Zusammenwirken mit weiteren Komponenten der Rückhaltevorrichtung, zum Beispiel einem Airbag, während der Kollision weitestgehend in der optimalen Sitzposition zu halten.Belt tensioners for motor vehicles are available in a large number of designs known in the art and mainly serve to fasten the seat belt Motor vehicle in a collision of the vehicle to tighten one with the Seat belt-secured vehicle occupants pull into an optimal sitting position and possibly in cooperation with other components of the restraint device, for example an airbag, during the collision largely in the optimal To keep sitting position.

Obwohl bei Fahrzeugkollisionen der Anteil von Multikollisionen, das heißt mehreren in kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgenden Kollisionen nicht unerheblich ist, können Gurtstraffer der eingangs genannten Art mit einem von einem pyrotechnischen Gasgenerator gebildeten Antrieb nach der Zündung des Gasgenerators nicht wiederverwendet werden, so dass es im Falle einer Multikollision nicht möglich ist, den Fahrzeuginsassen nach der ersten Kollision, bei welcher der Sicherheitsgurt gewöhnlich ausgezogen wird, wieder in die optimale Sitzposition für eine weitere Kollision zurückzuziehen und ihn während der weiteren Kollision in der optimalen Sitzposition festzuhalten.Although the proportion of multi-collisions, i.e. several in short intervals of successive collisions is not insignificant Belt tensioners of the type mentioned at the beginning with one of a pyrotechnic Gas generator formed drive after the ignition of the gas generator is not can be reused so that it is not possible in the event of a multi-collision Vehicle occupants after the first collision, in which the seat belt is usually is pulled out again into the optimal sitting position for another collision withdraw and keep him in the optimal sitting position during the further collision hold.

Neben Gurtstraffern mit pyrotechnischem Antrieb sind im Stand der Technik auch Gurtstraffer mit elektromotorischem Antrieb bekannt, deren Vorteil vor allem darin liegt, dass diese Gurtstraffer mehrmals verwendet werden können, weil sich ihr Antrieb immer wieder reversibel in eine Ausgangsstellung zurückführen lässt. Allerdings weisen diese Gurtstraffer mit elektromotorischem Antrieb den Nachteil einer größeren Ansprechzeit und einer für schwere Fahrzeuginsassen nicht immer ausreichenden geringeren Rückhaltekraft auf.In addition to belt tensioners with pyrotechnic drive, the prior art also Belt tensioners with an electric motor drive are known, the main advantage of which is that that these pretensioners can be used several times because their drive is always  can be reversibly returned to a starting position. However, these show Belt tensioners with an electric motor drive have the disadvantage of a longer response time and a lower one, which is not always sufficient for heavy vehicle occupants Retention force on.

Um den zuletzt genannten Nachteil zu kompensieren, ist es zum Beispiel aus der EP 0 893 313 A2 bei einem Gurtstraffer mit einem Elektromotor und einem zwischen dem Elektromotor und einer Aufwickelwelle der Aufwickelvorrichtung angeordneten Schaltgetriebe bekannt, in einer normalerweise zur Vorstraffung des Sicherheitsgurtes verwendeten Getriebeschaltstellung eine Gurtbandstraffung mit Überlast auszulösen, bei der ein einmaliger Überlastrückzug auf den Sicherheitsgurt ausgeübt und damit für einen kurzen Zeitraum sehr starke Gurtrückzugskräfte erzeugt werden. Diese Maßnahme soll auch bei einem Zweitaufprall des Fahrzeugs von Vorteil sein, jedoch mit der Einschränkung, dass der Elektromotor bei dieser Anwendung durch Überlast zerstört werden kann und damit ggf. eine mehrfache Verwendung unmöglich ist.In order to compensate for the last-mentioned disadvantage, it is from, for example EP 0 893 313 A2 for a belt tensioner with an electric motor and an intermediate the electric motor and a take-up shaft of the take-up device Manual transmission known in a normally used to pretension the seat belt used gear shift position to trigger a belt tension with overload who exerts a one-time overload retraction on the seat belt and thus for one very strong belt retraction forces are generated for a short period of time. This measure is supposed to also be advantageous in the event of a second collision of the vehicle, but with the Restriction that the electric motor is destroyed by overload in this application can be used, making multiple use impossible.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstraffer und eine Insassenrückhaltevorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass im Falle einer Multikollision des Fahrzeugs mit einem möglichst geringen konstruktiven Aufwand eine mehrmalige Straffung des Gurtes ermöglicht wird.Proceeding from this, the invention has for its object a belt tensioner and to an occupant restraint of the type mentioned improve that in the event of a multi-collision of the vehicle with one if possible low structural effort a multiple tightening of the belt is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der pyrotechnische Antrieb eine Mehrzahl von einzelnen Treibladungen umfasst, die im Falle einer Kollision des Fahrzeugs jeweils allein oder zu mehreren aktivierbar sind.This object is achieved in that the pyrotechnic drive comprises a plurality of individual propellant charges, which in the event of a collision of the Vehicle can be activated individually or in groups.

Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination wird es ermöglicht, den Gurtstraffer im Falle einer Multikollision des Fahrzeugs mehrmals zu aktivieren. Durch die wahlweise Zündung von einer oder mehreren Treibladungen können dabei je nach Bedarf sowohl geringere als auch höhere Zugkräfte in den Sicherheitsgurt eingeleitet werden, ersteres zum Beispiel um den infolge einer ersten Kollision des Fahrzeugs teilweise ausgezogenen Sicherheitsgurt wieder vorzustraffen oder einen ungünstig positionierten Fahrzeuginsassen in eine optimal Sitzposition zu ziehen und letzteres um den Sicherheitsgurt bei einer nachfolgenden Kollision ausreichend straff zu halten, so dass der Fahrzeuginsasse selbst dann in der optimalen Sitzposition festgehalten wird, wenn er ein großes Körpergewicht aufweist oder die nachfolgende Kollision sehr schwer ist. The combination of features according to the invention makes it possible to use the belt tensioner to activate several times in the event of a multi-collision of the vehicle. Through the optional Ignition of one or more propellant charges can be done as required lower and higher tensile forces are introduced into the seat belt, the former for example partially due to a first collision of the vehicle pre-tightened seat belt or an unfavorably positioned one To pull vehicle occupants into an optimal sitting position and the latter around the To keep the seat belt sufficiently taut in the event of a subsequent collision so that the vehicle occupant is held in the optimal sitting position even when he is has a large body weight or the subsequent collision is very difficult.  

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Gurtstraffer ein Stellglied umfasst, das in einer Ausgangsstellung mit Druckgas aus den Treibladungen beaufschlagbar ist um den Gurt zu straffen, und das dem Straffen des Gurtes reversibel in seine Ausgangsstellung zurück bewegbar ist, vorzugsweise durch die vom Fahrzeuginsassen nach dem Straffen des Gurtes auf diesen ausgeübte Gurtkraft oder alternativ dazu elektromotorische, pyrotechnisch oder auch mechanisch. Das Stellglied ist vorzugsweise ein in einem Zylinder verschiebbarer Kolben, der zum Straffen des Sicherheitsgurtes zweckmäßig auf eine Aufwickelwelle eines Aufwickelmechanismus einwirkt, jedoch auch direkt auf den Sicherheitsgurt einwirken kann, indem es den Sicherheitsgurt an einer beliebigen Stelle zwischen zwei Rollen oder anderen Widerlagern in seitlicher Richtung auslenkt.A preferred embodiment of the invention provides that the belt tensioner is on Includes actuator that in a starting position with compressed gas from the propellant charges can be acted upon to tighten the belt, and the belt can be reversed is movable back into its initial position, preferably by the Vehicle occupants after tightening the belt on this belt force or alternatively, electromotive, pyrotechnic or mechanical. The actuator is preferably a piston displaceable in a cylinder, which is used to tighten the Seat belt expediently on a winding shaft of a winding mechanism acts, but can also act directly on the seat belt by the Seat belt anywhere between two reels or others Deflect abutments in a lateral direction.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Schnittansicht eines in eine Sicherheitsgurt-Aufwickeleinrichtung integrierten erfindungsgemäßen Gurtstraffers.In the following the invention with reference to one shown in the drawing Embodiment explained in more detail. The single figure shows a sectional view of a in a seat belt winder integrated belt tensioner according to the invention.

Die in der Zeichnung dargestellte Aufwickeleinrichtung 2 für einen Sicherheitsgurt 4 eines Personenkraftwagens umfasst wie herkömmliche Aufwickeleinrichtungen eine drehbare Aufwickelwelle 6, auf die das eine Ende des Sicherheitsgurtes 4 aufgewickelt ist, die innerhalb einer ortsfesten Gurtkassette (nicht dargestellt) angeordnet ist und die sich zum Gebrauch von der Aufwickelwelle 6 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder eines Aufrollmechanismus abziehen lässt, der wie bei herkömmlichen Aufwickeleinrichtungen zusammen mit einem Blockiermechanismus (in der Zeichnung zusammen mit dem Gurtaufrollmechanismus bei 8 schematisch dargestellt) an einer Stirnseite der Aufwickelwelle 6 angeordnet ist und bei einer ruckartigen Belastung des Sicherheitsgurtes 4 die Aufwickelwelle 6 blockiert, um ein weiteres Abziehen des Sicherheitsgurtes 4 zu verhindern.The winding device 2 shown in the drawing for a seat belt 4 of a motor vehicle, like conventional winding devices, comprises a rotatable winding shaft 6 , on which one end of the seat belt 4 is wound, which is arranged within a stationary belt cassette (not shown) and which is suitable for use by of the take-up shaft 6 against the force of a return spring of a take-up mechanism, which, like in conventional take-up devices, is arranged together with a blocking mechanism (shown schematically in the drawing together with the seat belt take-up mechanism at 8) on one end face of the take-up shaft 6 and with a jerky load on the seat belt 4 blocks the take-up shaft 6 in order to prevent the seat belt 4 from being pulled off further.

Im Unterschied zu den meisten herkömmlichen Aufwickeleinrichtungen wird die Aufwickelwelle 6 von einem drehbaren äußeren Rotor 10 eines Elektromotors gebildet, der über zwei Lager 12, 14 drehbar auf einem ortsfesten inneren Stator 16 des Motors gelagert ist. Die Aufwickelwelle 6 kann so zusätzlich zum Drehmoment der Rückstellfeder durch Stromzufuhr zu den Statorwicklungen (nicht dargestellt) mit einem von der Stromstärke abhängigen Drehmoment beaufschlagt werden, um sie um ihre horizontale Drehachse 18 zu drehen und den Gurt 4 zu straffen, oder diesen ggf. auch durch Umpolung der Stromzufuhr entgegen der Kraft der Rückstellfeder zu lockern.In contrast to most conventional winding devices, the winding shaft 6 is formed by a rotatable outer rotor 10 of an electric motor, which is rotatably supported on a stationary inner stator 16 of the motor via two bearings 12 , 14 . The take-up shaft 6 can thus in addition to the torque of the return spring (not shown) by supplying current to the stator windings with a value depending on the current torque to be applied in order to rotate it and about its horizontal pivot axis 18 to tighten the belt 4, or this also if necessary to loosen by reversing the polarity of the power supply against the force of the return spring.

Der Stator 16 ist in seinem Inneren mit einem geschlossenen, im wesentlichen zylindrischen Hohlraum 20 versehen, in dem ein mit einer axialen Spindelbohrung versehener Kolben 22 auf einer Gewindespindel 24 axial verschiebbar ist, wobei seine Drehung in Bezug zum Stator 16 durch Axialführungen 26 verhindert wird. Die Spindel 24 ist über zwei Lager 28, 30 drehbar im Stator 16 gelagert, so dass sie bei einer axialen Verschiebung des Kolbens 22 in Drehung versetzt wird.The inside of the stator 16 is provided with a closed, essentially cylindrical cavity 20 , in which a piston 22 provided with an axial spindle bore is axially displaceable on a threaded spindle 24 , its rotation with respect to the stator 16 being prevented by axial guides 26 . The spindle 24 is rotatably mounted in the stator 16 via two bearings 28 , 30 , so that it is set in rotation when the piston 22 is axially displaced.

Um den Kolben 22 innerhalb des Hohlraums 20 zu verschieben und dadurch die Spindel 24 zu drehen, kann ein Druckgas aus einem pyrotechnischen Gasgenerator 32 durch eine axiale Bohrung 34 in einer Stirnwand 36 des Hohlraums 20 zwischen diese und eine der Stirnwand 36 zugewandte erste Stirnseite 38 des Kolbens 22 zugeführt werden. Die Zündung des Gasgenerators 32 wird vorzugsweise ebenso wie die Stromzufuhr zu den Statorwicklungen und die Zündung eines ebenfalls zur Rückhaltevorrichtung gehörigen Airbags (nicht dargestellt) von einer Airbag-Steuerung (nicht dargestellt) gesteuert, welche diese in Abhängigkeit von einer durch Sensoren (nicht dargestellt) ermittelten Pre-Crash- oder Crash-Situation aktiviert.In order to move the piston 22 within the cavity 20 and thereby rotate the spindle 24 , a pressurized gas from a pyrotechnic gas generator 32 can pass through an axial bore 34 in an end wall 36 of the cavity 20 between the latter and a first end face 38 of the end wall 36 facing the end wall 36 Pistons 22 are supplied. The ignition of the gas generator 32 , as well as the power supply to the stator windings and the ignition of an airbag (not shown) also belonging to the restraint device, is preferably controlled by an airbag controller (not shown), which controls this as a function of sensors (not shown). determined pre-crash or crash situation activated.

An der zum Aufroll- und Blockiermechanismus 8 entgegengesetzten Stirnseite der Aufwickeleinrichtung 2 ist eine Kupplungsscheibe 40 auf dem nach außen über den Stator 16 überstehenden Ende der Spindel 24 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 42 axial verschiebbar und drehfest auf dem Spindelende montiert. Solange sich der Kolben 22 in seiner in der Figur dargestellten Ruhestellung befindet, wird die Kupplungsscheibe 40 von der Feder 42 im Abstand vom Rotor 10 gehalten, so dass an ihrem äußeren Umfang dem Rotor 10 gegenüberliegend angebrachte Kupplungselemente 44 nicht mit entsprechenden Kupplungselementen 46 des Rotors 10 in Eingriff treten und sich der Rotor 10 frei, d. h. unabhängig von der Spindel 24, auf dem Stator 16 drehen kann.On the end of the winding device 2 opposite the winding and blocking mechanism 8 , a clutch disc 40 is axially displaceable and non-rotatably mounted on the end of the spindle on the end of the spindle 24 projecting beyond the stator 16 against the force of a return spring 42 . As long as the piston 22 is in its rest position shown in the figure, the clutch disc 40 is held by the spring 42 at a distance from the rotor 10 , so that on its outer circumference, clutch elements 44 arranged opposite the rotor 10 do not have corresponding clutch elements 46 of the rotor 10 engage and the rotor 10 can rotate freely, ie independently of the spindle 24 , on the stator 16 .

Ein hinter der Kupplungsscheibe 40 angeordneter Hohlraum 48 ist über eine Gasleitung 50 mit dem Gasgenerator 32 verbunden, so dass er bei der Zündung des Gasgenerators 32 mit Druckgas beaufschlagt wird, wodurch die Kupplungselemente 44, 46 entgegen der Kraft der Feder in Eingriff gebracht werden. Durch die dadurch bewirkte Kopplung der Spindel 24 und des Rotors 10 dreht sich die Aufwickelwelle 6 mit der Spindel 24 mit und strafft dadurch den Sicherheitsgurt 4. Zum Ausrücken der Kupplungselemente 44, 46 ist der Hohlraum 48 mit der Umgebung über ein steuerbares Auslassventil 52 verbunden, das von der Airbag-Steuerung geöffnet wird, wenn die drehfeste Verbindung zwischen der Spindel 24 und der Aufwickelwelle 6 aufgehoben werden soll.A cavity 48 arranged behind the clutch disc 40 is connected to the gas generator 32 via a gas line 50 , so that compressed gas is supplied to it when the gas generator 32 is ignited, as a result of which the clutch elements 44 , 46 are brought into engagement against the force of the spring. As a result of the coupling of the spindle 24 and the rotor 10 , the winding shaft 6 rotates with the spindle 24 and thereby tightens the seat belt 4 . To disengage the coupling elements 44 , 46 , the cavity 48 is connected to the environment via a controllable outlet valve 52 which is opened by the airbag control when the rotationally fixed connection between the spindle 24 and the winding shaft 6 is to be released.

Auch der Hohlraum 20 im Stator 16 ist mit der Umgebung über zwei Bohrungen 56, 58 verbunden, die an oder in der Nähe der Stirnwände 36, 54 des Hohlraums 20 in diesen münden und durch eine Verbindungsleitung 60 mit einem Auslassventil 62 verbunden sind. Durch die Bohrungen 56, 58 und das Auslassventil 62 wird zum einen bei einer Bewegung des Kolbens 22 aus dem Hohlraum 20 das Gas abgeführt, das sich zwischen der in Bewegungsrichtung weisenden Stirnseite und der gegenüberliegenden Stirnwand des Stators 16 befindet. Das Ventil 62 dient weiter zur Begrenzung des durch die Kolbenbewegung auf den Sicherheitsgurt 4 ausgeübten Drehmoments und damit der bei der Gurtstraffung vom Sicherheitsgurt 4 auf den Insassen ausgeübten Rückhalte- oder Rückzugskraft. Das Ventil 62 ist vorzugsweise ebenfalls ein steuerbares Ventil, das von der Airbag-Steuerung geöffnet wird, wenn der Druck im Hohlraum 20 einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dieser Wert kann zum Beispiel von der Schwere der Kollision, dem Gewicht des Fahrzeuginsassen und/oder von dessen Sitzposition abhängig sein. Außerdem kann das Ventil 62 beim Kolbenrücklauf zur Begrenzung der vom Kolben 22 auf den Stator 16 ausgeübten Anschlagkräfte geschlossen werden, bevor der Kolben 22 gegen die Stirnwand 36 anschlägt.The cavity 20 in the stator 16 is also connected to the surroundings via two bores 56 , 58 , which open into or near the end walls 36 , 54 of the cavity 20 and are connected to an outlet valve 62 by a connecting line 60 . Through the bores 56 , 58 and the outlet valve 62 , on the one hand, when the piston 22 moves, the gas is discharged from the cavity 20 , which is located between the end face pointing in the direction of movement and the opposite end wall of the stator 16 . The valve 62 further serves to limit the torque exerted by the piston movement on the seat belt 4 and thus the restraining or retraction force exerted on the occupant by the seat belt 4 when the belt is being tightened. Valve 62 is also preferably a controllable valve that is opened by the airbag controller when the pressure in cavity 20 exceeds a predetermined value. This value can depend, for example, on the severity of the collision, the weight of the vehicle occupant and / or on the seat position. In addition, the valve 62 can be closed during the piston return to limit the stop forces exerted by the piston 22 on the stator 16 before the piston 22 hits the end wall 36 .

Die Spindel 24 kann mit einem kleinen elektrischen Zusatzantrieb (nicht dargestellt) versehen sein, mit dem die Spindel 24 nach einem Öffnen des Auslassventils 52 und einem dadurch bewirkten Ausrücken der Kupplungselemente 44, 46 ggf. angetrieben werden kann, um den Kolben 22 in die Ausgangslage zurück zu bewegen. An Stelle des elektrischen Antriebs kann dafür auch ein pyrotechnischer Antrieb vorgesehen werden, der ein Druckgas zwischen den Kolben 22 und die Stirnwand 54 des Stators 16 zuführt.The spindle 24 can be provided with a small electrical auxiliary drive (not shown), with which the spindle 24 can be driven after opening the outlet valve 52 and thereby disengaging the coupling elements 44 , 46 , to move the piston 22 into the starting position to move back. Instead of the electric drive, a pyrotechnic drive can also be provided for this purpose, which supplies a compressed gas between the pistons 22 and the end wall 54 of the stator 16 .

m im Falle einer Multikollision des Fahrzeugs eine mehrmalige Straffung des Sicherheitsgurtes 4 zu ermöglichen, umfasst der Gasgenerator 32 mehrere Treibladungen, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Treibladungen 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, von denen jeweils eine einzige oder mehrere gemeinsam von der Airbag-Steuerung gezündet werden, wenn der Gurt 4 bei einer der Kollisionen gestrafft oder straff gehalten werden soll. Die Treibladungen 32a, 32b, 32c, 32d, 32e können unterschiedliche Mengen an pyrotechnischem Material enthalten und/oder einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen. Dadurch können bei ihrer Zündung unterschiedliche Gasvolumina und damit unterschiedliche Gasdrücke erzeugt bzw. der zeitliche Verlauf der Gaserzeugung und des Druckaufbaus verändert werden, um für eine "weichere" oder "härtere" Straffung des Sicherheitsgurtes 4 zu sorgen.m in the event of a multi-collision of the vehicle to allow the seat belt 4 to be tightened several times, the gas generator 32 comprises a plurality of propellant charges, in the exemplary embodiment shown a total of five propellant charges 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e, each of which is a single one or more are ignited together by the airbag control if the belt 4 is to be tightened or kept taut in one of the collisions. The propellant charges 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e can contain different amounts of pyrotechnic material and / or have a different structure. As a result, different gas volumes and thus different gas pressures can be generated during their ignition, or the time course of the gas generation and the pressure build-up can be changed in order to ensure a "softer" or "harder" tightening of the seat belt 4 .

Weiter kann die Anzahl und/oder die Kombination der bei einer Kollision von der Airbag- Steuerung gezündeten Treibladungen 32a, 32b, 32c, 32d, 32e verändert werden, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Schwere der jeweiligen Kollision, vom Gewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen und/oder von dessen Sitzposition. Die Bestimmung der Schwere der Kollision kann beispielsweise durch die bei Beginn des Aufpralls gemessene negative Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder dessen Geschwindigkeit kurz vor der Kollision erfolgen, während das Gewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen beispielsweise durch Drucksensoren im Sitz und seine Sitzposition beispielsweise durch Positionssensoren erfolgen kann.Furthermore, the number and / or the combination of the propellant charges 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e ignited by the airbag control in a collision can be changed, for example depending on the severity of the respective collision and the weight of the belted vehicle occupant and / or from their seating position. The severity of the collision can be determined, for example, by the negative acceleration of the vehicle measured at the beginning of the impact and / or its speed shortly before the collision, while the weight of the belted vehicle occupant can be achieved, for example, by pressure sensors in the seat and its seat position, for example, by position sensors.

In einer beispielhaften Unfallsituation, bei der ein Kraftfahrzeug zuerst gegen eine Leitplanke fährt, anschließend von der Leitplanke zurückgeworfen wird und dann auf ein entgegenkommendes Fahrzeug oder ein Hindernis auf der entgegengesetzten Straßenseite prallt, wobei der Airbag ausgelöst wird, wird bei dem weniger starken Aufprall auf die Leitplanke zuerst nur eine einzige der Treibladungen z. B. die Treibladung 32b gezündet, um den Gurt 4 zu straffen. Dazu wird zum einen durch Gaszufuhr von der Treibladung 32b in den Hohlraum 48 hinter der Kupplungsscheibe 40 sowie zum anderen zwischen die Stirnseite 38 des Kolbens 22 und die Stirnwand 36 des Stators 16 der Kolben in Fig. 1 nach rechts gedrückt und damit die Spindel 24 gedreht. Die Drehung der Spindel 22 wird über die Kupplungsscheibe 40 und die eingerückten Kupplungselemente 44, 46 auf die Aufwickelwelle 6 übertragen, so dass darauf aufgewickelte Gurt 4 gestrafft wird.In an exemplary accident situation, in which a motor vehicle first drives against a guardrail, then is thrown back by the guardrail and then impacts an oncoming vehicle or an obstacle on the opposite side of the road, with the airbag being triggered, the less severe impact on the Guardrail first only one of the propellant charges z. B. ignited the propellant charge 32 b to tighten the belt 4 . To this end, the gas in FIG. 1 is pressed to the right by the supply of gas from the propellant charge 32 b into the cavity 48 behind the clutch disc 40 and on the other hand between the end face 38 of the piston 22 and the end wall 36 of the stator 16, and thus the spindle 24 turned. The rotation of the spindle 22 is transmitted to the take-up shaft 6 via the clutch disk 40 and the engaged clutch elements 44 , 46 , so that the belt 4 wound thereon is tightened.

Nach dem Aufprall auf die Leitplanke wird der gestraffte Gurt 4 infolge der vom Fahrzeuginsassen darauf ausgeübten Zugkraft entgegen dem Drehmoment der Spindel 24 etwas von der Aufwickelwelle 6 abgezogen. Die dabei vom Sicherheitsgurt 4 auf den Fahrzeuginsassen ausgeübten Zugkräfte können begrenzt werden, indem das Auslassventil 62 gesteuert geöffnet wird. Dabei kann die Steuerung des Ventils 62 zum Beispiel in Abhängigkeit von einem gemessenen Drehmoment der Aufwickelwelle 6 oder der Spindel 24 oder in Abhängigkeit von den oben angegebenen Parametern Unfallschwere, Insassengewicht und Insassenposition erfolgen. Durch ein vollständiges Öffnen des Auslassventils 62 vor einem Öffnen des Ventils 52 kann weiter bewirkt werden, dass sich der Kolben 22 infolge der vom Fahrzeuginsassen auf den Sicherheitsgurt 4 ausgeübten Zugkräfte zuletzt, d. h. am Ende des gesteuerten Ventilöffnungsvorgangs auch noch in seine Ausgangslage zurückbewegt.After the impact on the guardrail, the tensioned belt 4 is slightly pulled off the winding shaft 6 due to the tensile force exerted on it by the vehicle occupant against the torque of the spindle 24 . The tensile forces exerted by the seat belt 4 on the vehicle occupants can be limited by opening the outlet valve 62 in a controlled manner. The control of the valve 62 can take place, for example, as a function of a measured torque of the winding shaft 6 or the spindle 24 or as a function of the above-mentioned parameters of accident severity, occupant weight and occupant position. By opening the exhaust valve 62 completely before opening the valve 52 , the piston 22 can also be caused to move back to its starting position last, ie at the end of the controlled valve opening process, due to the tensile forces exerted by the vehicle occupant on the seat belt 4 .

Sobald sich der Kolben wieder in seiner Ausgangslage befindet, wird das Ventil 52 geöffnet und damit die Kupplung zwischen der Spindel 24 und der Aufwickelwelle 6 ausgerückt. Unmittelbar danach wird der Rotor 10 durch Stromzufuhr zu den Statorwicklungen in Drehung versetzt, um den gelockerten Sicherheitsgurt 4 wieder aufzuwickeln, die Gurtlose aus dem System zu nehmen und den Fahrzeuginsassen wieder in die optimale Sitzposition zu ziehen, bevor es zu der anschließenden zweiten Kollision kommt.As soon as the piston is again in its starting position, the valve 52 is opened and the clutch between the spindle 24 and the winding shaft 6 is thus disengaged. Immediately thereafter, the rotor 10 is rotated by supplying current to the stator windings in order to wind up the loosened seat belt 4 again, to take the belt loops out of the system and to pull the vehicle occupants back into the optimal sitting position before the subsequent second collision occurs.

Bei dieser zweiten Kollision läuft im wesentlichen derselbe Vorgang ab, außer dass nun bedingt durch die größere Unfallschwere die Treibladungen 32a und 32d gezündet werden, die für eine stärkere Straffung des Gurtes 4 sorgen. Sobald der Airbag so weit aufgeblasen ist, dass er den Fahrzeuginsassen ausreichend abstützt, wird das Ventil 62 geöffnet, um den Druck im Inneren des Stators 16 und dadurch das von der Spindel 24 auf die Aufwickelwelle 6 ausgeübte Drehmoment schnell zu verringern, so dass die Rückhaltefunktion vom Gurt 4 an den Airbag übergeben und dabei die Belastung des Fahrzeuginsassen geringer gehalten werden kann.In this second collision, essentially the same process takes place, except that the propellant charges 32 a and 32 d are now ignited due to the greater severity of the accident, which ensure greater tightening of the belt 4 . Once the air bag is inflated to provide sufficient support to the vehicle occupant, valve 62 is opened to rapidly reduce the pressure inside stator 16 and thereby the torque exerted by spindle 24 on take-up shaft 6 so that the restraint function passed from the belt 4 to the airbag and the load on the vehicle occupant can be kept lower.

Claims (14)

1. Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Antrieb (32) eine Mehrzahl von einzelnen Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) umfasst, die im Falle einer Kollision des Fahrzeugs jeweils allein oder zu mehreren aktivierbar sind.1. Belt tensioner with a pyrotechnic drive, characterized in that the pyrotechnic drive ( 32 ) comprises a plurality of individual propellant charges ( 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e), each in the event of a collision of the vehicle alone or more can be activated. 2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) im zeitlichen Abstand nacheinander aktivierbar sind.2. Belt tensioner according to claim 1, characterized in that the propellant charges ( 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e) can be activated in succession at intervals. 3. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein in einer Ausgangsstellung mit Druckgas aus den Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) beaufschlagbares Stellglied (22), das nach der Beaufschlagung mit dem Druckgas reversibel in seine Ausgangsstellung zurück bewegbar ist.3. Belt tensioner according to claim 1 or 2, characterized by an actuator ( 22 ) which can be acted upon in an initial position with compressed gas from the propellant charges ( 32 a, 32 b, 32 c, 32 d, 32 e) and which is reversible after exposure to the compressed gas can be moved back to its starting position. 4. Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) elektromotorisch oder durch ein Druckgas in seine Ausgangsstellung zurück bewegbar ist.4. Belt tensioner according to claim 3, characterized in that the actuator ( 22 ) can be moved back to its starting position by an electric motor or by a compressed gas. 5. Gurtstraffer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein in einem Zylinder (16) verschiebbarer Kolben (22) ist.5. Belt tensioner according to claim 3 or 4, characterized in that the actuator is a piston ( 22 ) displaceable in a cylinder ( 16 ). 6. Insassenrückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt und mit einer Aufwickeleinrichtung zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes, gekennzeichnet durch einen Gurtstraffer (10, 16; 32, 22, 24, 4010) nach einem der vorangehenden Ansprüche.6. occupant restraint for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a seat belt and with a winding device for winding the seat belt, characterized by a belt tensioner ( 10 , 16 ; 32 , 22 , 24 , 4010 ) according to one of the preceding claims. 7. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren in kurzem zeitlichem Abstand aufeinanderfolgenden Kollisionen des Fahrzeugs jeweils eine oder mehrere Treibladungen (32b; 32a, 32d) gleichzeitig aktivierbar sind.7. Occupant restraint device according to claim 6, characterized in that one or more propellant charges ( 32 b; 32 a, 32 d) can be activated simultaneously in the event of several collisions of the vehicle which follow one another at short intervals. 8. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der gemeinsam gezündeten Treibladungen (32b; 32a, 32d) von der Schwere der Kollision, vom Gewicht eines mit Sicherheitsgurt (4) gesicherten Fahrzeuginsassen und/oder von dessen Sitzposition abhängig ist.8. occupant restraint according to claim 6 or 7, characterized in that the number of jointly ignited propellant charges ( 32 b; 32 a, 32 d) on the severity of the collision, on the weight of a vehicle occupant secured with a seat belt ( 4 ) and / or on the latter Seating position is dependent. 9. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass das Stellglied (22) durch Aufwickeln des Sicherheitsgurtes (4) auf eine Aufwickelwelle (6) der Aufwickeleinrichtung (2) in die Ausgangsstellung zurück bewegbar ist.9. occupant restraint device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the actuator ( 22 ) by moving the seat belt ( 4 ) on a winding shaft ( 6 ) of the winding device ( 2 ) is movable back to the starting position. 10. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) zum Straffen des Sicherheitsgurtes (4) auf eine Aufwickelwelle (6) eines Aufwickelmechanismus (2), auf den Sicherheitsgurt (4) oder auf ein Gurtschloss des Sicherheitsgurtes (4) einwirkt.10. occupant restraint according to one of claims 6 to 9, characterized in that the actuator ( 22 ) for tightening the seat belt ( 4 ) on a winding shaft ( 6 ) of a winding mechanism ( 2 ), on the seat belt ( 4 ) or on a belt buckle of Seat belt ( 4 ) acts. 11. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens eine Kraftbegrenzungseinrichtung (62) zur Begrenzung der vom Stellglied (22) auf den Sicherheitsgurt (4) aufgebrachten Zugkraft.11. Occupant restraint according to one of claims 6 to 10, characterized by at least one force limiting device ( 62 ) for limiting the pulling force applied by the actuator ( 22 ) to the seat belt ( 4 ). 12. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung ein steuerbares Ventil (62) umfasst.12. The occupant restraint according to claim 11, characterized in that the force limiting device comprises a controllable valve ( 62 ). 13. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Steuern des Ventils (62) in Abhängigkeit von der Schwere der Kollision, vom Gewicht eines mit dem Sicherheitsgurt (4) gesicherten Fahrzeuginsassen und/oder von einer Sitzposition des Fahrzeuginsassen.13. The occupant restraint according to claim 12, characterized by means for controlling the valve ( 62 ) depending on the severity of the collision, the weight of a vehicle occupant secured with the seat belt ( 4 ) and / or a seating position of the vehicle occupant. 14. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (10, 16; 32, 22, 24, 4010) oder die Aufwickeleinrichtung (2) weiter einen elektromotorischen Antrieb (10, 16) zum Vorstraffen des Sicherheitsgurtes (4) und/oder zum Einziehen des bei einer Kollision teilweise ausgezogenen Sicherheitsgurtes (4) und/oder zur Einstellung oder Aufrechterhaltung einer gewünschten Gurtzugkraft des Sicherheitsgurtes (4) umfassen.14. Occupant restraint device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the belt tensioner ( 10 , 16 ; 32 , 22 , 24 , 4010 ) or the winding device ( 2 ) further comprises an electromotive drive ( 10 , 16 ) for pretensioning the seat belt ( 4 ) and / or for retracting the seat belt ( 4 ), which is partially pulled out in the event of a collision, and / or for adjusting or maintaining a desired belt tensile force of the seat belt ( 4 ).
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