DE10052111B4 - Belt tensioner with a pyrotechnic drive and occupant restraint device for a vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb, wobei der pyrotechnische Antrieb (32) eine Mehrzahl von einzelnen Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e), die im Falle einer Kollision des Fahrzeugs jeweils allein oder zu mehreren aktivierbar sind, und ein in einer Ausgangsstellung mit Druckgas aus den Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) beaufschlagbares Stellglied (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) nach der Beaufschlagung mit dem Druckgas im Falle einer Multikollision um die mehrmalige Straffung des Sicherheitsgurtes zu ermöglichen reversibel in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar ist.Belt tensioner with a pyrotechnic drive, the pyrotechnic drive (32) having a plurality of individual propellant charges (32a, 32b, 32c, 32d, 32e), which can be activated individually or in groups in the event of a collision of the vehicle, and one in an initial position comprises actuator (22) which can be acted upon with compressed gas from the propellant charges (32a, 32b, 32c, 32d, 32e), characterized in that the actuator (22) after being acted upon by the compressed gas in the event of a multiple collision to enable the seat belt to be tightened several times can be reversibly moved back to its original position.

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 an occupant restraint device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a safety belt, a winding device for winding the seat belt, and 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 known in a variety of embodiments of the prior art and are mainly used to tighten the seat belt of the vehicle in a collision of the vehicle to pull a seat belt secured with the vehicle occupant in an optimal seating position and possibly in the Cooperation with other components of the restraint device, for example an airbag, to keep as far as possible in the optimum sitting position during the collision.

Aus der US 6,065,704 A ist ein gattungsgemäßer Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb bekannt. Der pyrotechnische Antrieb weist eine Mehrzahl von einzelnen Treibladungen auf, die im Falle einer Kollision des Fahrzeugs jeweils alleine oder zu mehreren aktivierbar sind. Bei Aktivierung wird ein Kolben in einen Zylinder verschoben, so dass der Kolben mit seiner Stellspindel in einen Gewindekanal der Gurtaufwickelrolle fährt und diese zum Zwecke der Gurtstraffung in Drehung versetzt. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird eine Auslassöffnung der Zylinderkammer freigegeben, um diese zu entlüften. Dadurch reduziert sich die auf das Gurtband wirkende Gurtkraft.From the US 6,065,704 A is a generic belt tensioner with a pyrotechnic drive known. The pyrotechnic drive has a plurality of individual propellant charges, which in the event of a collision of the vehicle can be activated alone or in each case. When activated, a piston is displaced into a cylinder, so that the piston moves with its adjusting spindle in a threaded channel of the Gurtaufwickelrolle and these set for the purpose of belt tightening in rotation. After a predetermined period of time, an exhaust port of the cylinder chamber is released to vent it. This reduces the force acting on the webbing belt force.

Aus der DE 100 27 599 C1 und der DE 197 31 689 A1 ist jeweils ein reversibler Gurtstrafferantrieb mit einem Elektromotor bekannt. Der Gurtstrafferantrieb bewirkt eine Vorstraffung bei Fahrzeuggeschwindigkeitsänderungen.From the DE 100 27 599 C1 and the DE 197 31 689 A1 In each case, a reversible belt tensioner drive with an electric motor is known. The belt tensioner drive causes a pre-tightening at vehicle speed changes.

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 in vehicle collisions, the proportion of multicollision, that is several consecutive collisions in short time intervals is not insignificant, belt tensioners of the type mentioned can not be reused with a drive formed by a pyrotechnic gas generator after the ignition of the gas generator, so that in the case of a multi-collision it is not possible to retract the vehicle occupant after the first collision, in which the seat belt is usually pulled out, back into the optimal sitting position for another collision and to hold him in the optimum sitting position during the further collision.

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 belt tensioners are known in the art with electric motor drive, the advantage is mainly that these belt tensioners can be used several times, because their drive can always be reversibly returned to a starting position. However, these belt tensioners with electric motor drive the disadvantage of a greater response time and a heavy vehicle occupants not always sufficient lower retention force.

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.To compensate for the last-mentioned disadvantage, it is for example from the EP 0 893 313 A2 in a belt tensioner with an electric motor and arranged between the electric motor and a take-up shaft of the take-up gear known to trigger a Gurtbandstraffung with overload in a normally used for pre-tightening the seat belt shift position, exercised in the one-time overload on the seat belt and thus for a short period very strong belt retraction forces are generated. This measure should also be advantageous in the event of a second collision of the vehicle, but with the restriction that the electric motor in this application can be destroyed by overload and thus possibly multiple use is 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 present invention seeks to improve a belt tensioner and an occupant restraint device of the type mentioned in that in the event of a multicollision of the vehicle with the least possible design effort a repeated tightening of the belt is 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 each alone or can be activated to several.

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 feature combination according to the invention makes it possible to activate the belt tensioner several times in the event of a multicollision of the vehicle. As a result of the optional ignition of one or more propellant charges, both lower and higher tractive forces can be introduced into the seatbelt as required, for example to pre-stretch the seatbelt partially pulled out as a result of a first collision of the vehicle or to position an unfavorably positioned vehicle occupant in an optimum manner To pull sitting position and the latter to keep the seat belt sufficiently tight in a subsequent collision, so that the vehicle occupant is held even in the optimum sitting position, if he has a high body weight or the subsequent collision is very heavy.

Erfindungsgemäß umfasst der Gurtstraffer ein Stellglied, das in einer Ausgangsstellung mit Druckgas aus den Treibladungen beaufschlagbar ist, um den Gurt zu straffen, und das nach 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. According to the invention, the belt tensioner comprises an actuator which can be acted upon in a starting position with compressed gas from the propellant charges to tighten the belt, and which is reversible after tightening the belt reversibly back to its original position, preferably by the vehicle occupant after the tightening of the belt on this exerted belt force or alternatively electromotive, pyrotechnic or mechanical. The actuator is preferably a piston displaceable in a cylinder, which expediently acts on a take-up shaft of a take-up mechanism for tightening the safety belt, but can also act directly on the safety belt, by placing the safety belt anywhere between two rollers or other abutments in the lateral direction deflects.

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 will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The sole FIGURE is a sectional view of a belt tensioner according to the invention integrated in a safety belt take-up device.

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 shown in the drawing 2 for a safety belt 4 A passenger car, like conventional take-up devices, includes a rotatable take-up shaft 6 on which is the one end of the seat belt 4 which is disposed within a stationary belt cassette (not shown) and which is for use by the take-up shaft 6 deducting against the force of a return spring of a retractor, as in conventional take-up together with a locking mechanism (in the drawing along with the belt retractor at 8th shown schematically) on an end face of the take-up shaft 6 is arranged and a jerky load on the seat belt 4 the winding shaft 6 blocked, to further remove the seat belt 4 to prevent.

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.Unlike most conventional winders, the take-up shaft becomes 6 from a rotatable outer rotor 10 an electric motor formed over two bearings 12 . 14 rotatable on a stationary inner stator 16 of the engine is stored. The winding shaft 6 Thus, in addition to the torque of the return spring by current supplied to the stator windings (not shown) can be acted upon by a current-dependent torque to them about their horizontal axis of rotation 18 to turn and the belt 4 to tighten, or if necessary to loosen this 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 stator 16 is in its interior with a closed, substantially cylindrical cavity 20 provided in which a piston provided with an axial spindle bore 22 on a threaded spindle 24 axially displaceable, with its rotation relative to the stator 16 by axial guides 26 is prevented. The spindle 24 is about two camps 28 . 30 rotatable in the stator 16 stored so that they are at an axial displacement of the piston 22 is set in rotation.

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.To the piston 22 inside the cavity 20 to move and thereby the spindle 24 To turn, a pressurized gas from a pyrotechnic gas generator 32 through an axial bore 34 in a front wall 36 of the cavity 20 between these and one of the front wall 36 facing first end face 38 of the piston 22 be supplied. The ignition of the gas generator 32 is preferably as well as the power supply to the stator windings and the ignition of a likewise belonging to the restraint device airbag (not shown) controlled by an airbag control (not shown), which in response to a by 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.At the roll-up and blocking mechanism 8th opposite end of the take-up 2 is a clutch disc 40 on the outside over the stator 16 protruding end of the spindle 24 against the force of a return spring 42 axially displaceable and non-rotatably mounted on the spindle end. As long as the piston 22 is in its rest position shown in the figure, the clutch disc 40 from the spring 42 at a distance from the rotor 10 held so that at its outer periphery the rotor 10 opposite coupling elements 44 not with corresponding coupling elements 46 of the rotor 10 engage and the rotor 10 free, ie independent of the spindle 24 , on the stator 16 can turn.

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 behind the clutch disc 40 arranged cavity 48 is over a gas pipe 50 with the gas generator 32 connected, so he at the ignition of the gas generator 32 pressurized gas is applied, whereby the coupling elements 44 . 46 be engaged against the force of the spring. By the resulting coupling of the spindle 24 and the rotor 10 the take-up shaft turns 6 with the spindle 24 with and tightens the seat belt 4 , To disengage the coupling elements 44 . 46 is the cavity 48 with the environment via a controllable outlet valve 52 which is opened by the airbag control when the non-rotatable connection between the spindle 24 and the take-up shaft 6 should be lifted.

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. Also the cavity 20 in the stator 16 is with the environment over two holes 56 . 58 connected to or near the end walls 36 . 54 of the cavity 20 in these and through a connecting line 60 with an exhaust valve 62 are connected. Through the holes 56 . 58 and the exhaust valve 62 becomes on the one hand with a movement of the piston 22 from the cavity 20 the gas dissipated, which is located between the facing in the direction of movement end face and the opposite end wall of the stator 16 located. The valve 62 further serves to limit the piston movement on the seat belt 4 applied torque and thus the belt tensioning the seat belt 4 restraint or withdrawal force exerted on the occupants. The valve 62 is preferably also a controllable valve, which is opened by the airbag control when the pressure in the cavity 20 exceeds a predetermined value. This value may be, for example, dependent on the severity of the collision, the weight of the vehicle occupant and / or on his sitting position. In addition, the valve can 62 at the piston return to limit the piston 22 on the stator 16 applied stop forces are closed before the piston 22 against the front wall 36 strikes.

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 electric auxiliary drive (not shown), with which the spindle 24 after opening the exhaust valve 52 and thereby causing disengagement of the coupling elements 44 . 46 possibly can be driven to the piston 22 to move back to the starting position. Instead of the electric drive, a pyrotechnic drive can be provided for this, which is a compressed gas between the pistons 22 and the front wall 54 of the stator 16 supplies.

Um 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.In case of a multi-collision of the vehicle a repeated tightening of the seat belt 4 to allow the gas generator includes 32 a plurality of propellant charges, in the illustrated embodiment a total of five propellant charges 32a . 32b . 32c . 32d . 32e of which a single or several are ignited together by the airbag control, when the belt 4 should be tightened or held tight in one of the collisions. The propellant charges 32a . 32b . 32c . 32d . 32e may 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 or the time course of the gas generation and the pressure build-up can be changed in their ignition, for a "softer" or "harder" tightening of the seat belt 4 to care.

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 ignited in a collision of the airbag control propellant charges 32a . 32b . 32c . 32d . 32e be changed, for example, depending on the severity of the respective collision, the weight of the belted vehicle occupant and / or its seating position. The determination of the severity of the collision can be made, for example, by the negative acceleration of the vehicle measured at the beginning of the collision 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 seated 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 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 travels against a guardrail, is then thrown back by the guardrail and then bounces on an oncoming vehicle or obstacle on the opposite side of the road, the airbag being deployed, at the less severe impact Guardrail first only one of the propellant charges z. B. the propellant charge 32b ignited to the belt 4 to streamline. For this purpose, on the one hand by gas supply from the propellant charge 32b in the cavity 48 behind the clutch disc 40 as well as between the front side 38 of the piston 22 and the front wall 36 of the stator 16 the piston in 1 pressed to the right and thus the spindle 24 turned. The rotation of the spindle 22 gets over the clutch disc 40 and the engaged coupling elements 44 . 46 on the take-up shaft 6 Transfer, so that wound up belt 4 is streamlined.

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 is the streamlined belt 4 due to the pulling force exerted by the vehicle occupant against the torque of the spindle 24 something from the winding shaft 6 deducted. The case of the seat belt 4 Traction forces exerted on the vehicle occupants can be limited by the exhaust valve 62 controlled open. In this case, the control of the valve 62 for example, depending on a measured torque of the take-up shaft 6 or the spindle 24 or depending on the above-mentioned parameters accident severity, occupant weight and occupant position. By fully opening the exhaust valve 62 before opening the valve 52 can be further causes the piston 22 as a result of the vehicle occupant on the seat belt 4 last applied tensile forces, ie at the end of the controlled valve opening operation also moved back to its original position.

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 returns to its original position, the valve becomes 52 opened and thus the coupling between the spindle 24 and the take-up shaft 6 disengaged. Immediately afterwards the rotor becomes 10 energized by power supply to the stator windings around the loosened seat belt 4 rewind, take the slack out of the system and pull the vehicle occupant back to the optimal sitting position before the 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.Essentially, the same process takes place in this second collision, except that now due to the greater severity of the accident, the propellant charges 32a and 32d be ignited, for a stronger tightening of the belt 4 to care. As soon as the airbag is inflated so far that it sufficiently supports the vehicle occupant, the valve becomes 62 opened to the pressure inside the stator 16 and thereby that of the spindle 24 on the take-up shaft 6 to exert applied torque quickly, leaving the restraining function of the belt 4 passed to the airbag, while the burden of the vehicle occupant can be kept low.

Claims (12)

Gurtstraffer mit einem pyrotechnischen Antrieb, wobei der pyrotechnische Antrieb (32) eine Mehrzahl von einzelnen Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e), die im Falle einer Kollision des Fahrzeugs jeweils allein oder zu mehreren aktivierbar sind, und ein in einer Ausgangsstellung mit Druckgas aus den Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) beaufschlagbares Stellglied (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) nach der Beaufschlagung mit dem Druckgas im Falle einer Multikollision um die mehrmalige Straffung des Sicherheitsgurtes zu ermöglichen reversibel in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar ist.Belt tensioner with a pyrotechnic drive, wherein the pyrotechnic drive ( 32 ) a plurality of individual propellant charges ( 32a . 32b . 32c . 32d . 32e ), which in the case of a collision of the vehicle are each alone or to several activatable, and one in a starting position with compressed gas from the propellant charges ( 32a . 32b . 32c . 32d . 32e ) actuatable actuator ( 22 ), characterized in that the actuator ( 22 ) after exposure to the pressurized gas in the event of a multicollision to allow the repeated tightening of the seat belt reversibly is reversible back to its original position. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibladungen (32a, 32b, 32c, 32d, 32e) im zeitlichen Abstand nacheinander aktivierbar sind.Belt tensioner according to claim 1, characterized in that the propellant charges ( 32a . 32b . 32c . 32d . 32e ) are activated successively at a time interval. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) elektromotorisch oder durch ein Druckgas in seine Ausgangsstellung zurück bewegbar ist.Belt tensioner according to claim 1, characterized in that the actuator ( 22 ) is moved back to its starting position by an electric motor or by a compressed gas. Gurtstraffer nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (22) ein in einem Zylinder (16) verschiebbarer Kolben ist.Belt tensioner according to claim 1 or 3, characterized in that the actuator ( 22 ) in a cylinder ( 16 ) is displaceable piston. Insassenrückhaltevorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt (4) und mit einer Aufwickeleinrichtung (2) zum Aufwickeln des Sicherheitsgurtes, gekennzeichnet durch einen Gurtstraffer (10, 16; 32, 22, 24, 40, 10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Occupant restraint device for a vehicle, in particular for a motor vehicle, with a safety belt ( 4 ) and with a take-up device ( 2 ) for winding the seat belt, characterized by a belt tensioner ( 10 . 16 ; 32 . 22 . 24 . 40 . 10 ) according to one of the preceding claims. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren in kurzem zeitlichem Abstand aufeinanderfolgenden Kollisionen des Fahrzeugs jeweils eine oder mehrere Treibladungen (32b; 32a, 32d) gleichzeitig aktivierbar sind.Occupant restraint device according to claim 5, characterized in that in the case of a plurality of collisions of the vehicle which follow one another at short intervals of time, one or more propellant charges ( 32b ; 32a . 32d ) are activated simultaneously. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, 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. Occupant restraint device according to claim 5 or 6, characterized in that the number of jointly ignited propellant charges ( 32b ; 32a . 32d ) of the severity of the collision, the weight of a seat belt ( 4 ) secured vehicle occupant and / or depends on its seating position. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 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.Occupant restraint device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the actuator ( 22 ) for tightening the seatbelt ( 4 ) on a take-up shaft ( 6 ) a take-up mechanism ( 2 ), on the seat belt ( 4 ) or on a belt buckle of the seat belt ( 4 ) acts. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Kraftbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung der vom Stellglied (22) auf den Sicherheitsgurt (4) aufgebrachten Zugkraft.Occupant restraint device according to one of claims 5 to 8, characterized by at least one force limiting device for limiting the movement of the actuator ( 22 ) on the safety belt ( 4 ) applied tensile force. Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung ein steuerbares Ventil (62) umfasst.Occupant restraint device according to claim 9, characterized in that the force limiting device is a controllable valve ( 62 ). Insassenrückhaltevorrichtung nach Anspruch 10, 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.Occupant restraint device according to claim 10, characterized by means for controlling the valve ( 62 ) depending on the severity of the collision, the weight of one with the safety belt ( 4 ) secured vehicle occupants and / or from a seating position of the vehicle occupant. Insassenrückhaltevorrichtung nach einem der Ansprüche 5–11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (10, 16; 32, 22, 24, 40, 10) 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.Occupant restraint device according to one of claims 5-11, characterized in that the belt tensioner ( 10 . 16 ; 32 . 22 . 24 . 40 . 10 ) or the winding device ( 2 ) further an electric motor drive ( 10 . 16 ) for pre-tightening the seat belt ( 4 ) and / or for retracting the partially pulled out in a collision seat belt ( 4 ) and / or for setting or maintaining a desired belt tension of the seat belt ( 4 ).
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