DE102011014362A1 - Linear actuator for vehicle occupant restraint system, has piston, clamp and locking element that are coordinated to transmit tensioning force from clamp/piston to locking element if piston and clamp are moved in preset direction - Google Patents
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- B60R22/1955—Linear actuators
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer und einer Kraftbegrenzungseinrichtung.The invention relates to a linear drive for a vehicle occupant restraint system, in particular for a buckle or Endbeschlagstraffer. The invention further relates to a vehicle occupant restraint system with a buckle or Endbeschlagstraffer and a force limiting device.
Mit einem Gurtstraffer kann bei einer Fahrzeugkollision die Gurtlose eines angelegten Sicherheitsgurts beseitigt werden. Gurtstraffer können entweder am Gurtaufroller, am Gurtschloss oder am Endbeschlag des Sicherheitsgurtsystems angeordnet sein. Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer werden üblicherweise von einem Linearantrieb angetrieben. Oft kommen pyrotechnische Linearantriebe mit einem Gasgenerator und einer Kolben-/Zylinder-Einheit zum Einsatz, wobei der Kolben ein durch das vom Gasgenerator bereitgestellte Druckgas beschleunigtes Antriebselement darstellt, dessen Bewegung für die Gurtstraffung genutzt wird. Hierfür ist der Kolben üblicherweise mit einem Seil verbunden, das direkt oder indirekt am Gurtschloss bzw. am Endbeschlag angreift.With a belt tensioner, the belt slack of a seat belt can be eliminated in the event of a vehicle collision. Belt tensioners can be arranged either on the belt retractor, on the belt lock or on the end fitting of the safety belt system. Gurtschloss- or Endbeschlagstraffer are usually driven by a linear drive. Often come pyrotechnic linear actuators with a gas generator and a piston / cylinder unit is used, wherein the piston is an accelerated by the gas generator provided by the compressed gas drive element whose movement is used for the belt tightening. For this purpose, the piston is usually connected to a rope which acts directly or indirectly on the buckle or on the end fitting.
Ein solcher pyrotechnischer Linearantrieb mit einem Gasgenerator ist beispielsweise aus der
Ist der Gurtstraffer zusätzlich mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung ausgestattet, wie z. B. in der
Bei bekannten gekoppelten Linearantrieben ist der für die Kraftbegrenzung maximal nutzbare Weg aber höchstens so groß wie der zuvor zurückgelegte Straffweg (Länge des bei der Straffung eingezogenen Seilabschnitts). Dies liegt daran, dass bei der Kraftbegrenzung der am Seil befestigte Kolben(teil) nach Zurücklegen des Straffwegs in umgekehrter Richtung zur Anlage am Zylindergehäuse kommt. Damit ist die Ausgangslage (wie vor der Straffung) erreicht, und es ist kein weiterer Seilauszug möglich.In the case of known coupled linear drives, however, the maximum usable travel for the force limitation is at most as great as the previously traveled tension path (length of the cable section pulled in during the tightening). This is due to the fact that, when the force is limited, the piston (part) attached to the cable comes to rest against the cylinder housing after the straining path has been traveled in the reverse direction. Thus, the starting position is reached (as before the tightening), and there is no further pull-out possible.
Bei nicht gekoppelten Linearantrieben darf die Straffleistung nicht höher sein als das Niveau der Kraftbegrenzung, da ansonsten der für die Kraftbegrenzung zur Verfügung stehende Weg bereits während des Straffens aufgebraucht oder reduziert wird.For non-coupled linear actuators, the tightening power must not be higher than the level of force limitation, otherwise the path available for the force limitation will be used up or reduced during the tightening process.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Auslegung des für die Kraftbegrenzung nutzbaren Wegs zu ermöglichen, die nicht durch den Straffweg begrenzt ist.The object of the invention is to enable a design of the usable for the force limitation way, which is not limited by the Straffweg.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Linearantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Linearantriebs sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a linear drive with the features of claim 1. Advantageous and expedient embodiments of the linear drive according to the invention are specified in the accompanying subclaims.
Der erfindungsgemäße Linearantrieb für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem, insbesondere für einen Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer, umfasst ein Zylinderrohr, ein im Zylinderrohr geführtes Zugmittel, einen im Zylinderrohr in entgegengesetzten Richtungen verschiebbaren Kolben, ein auf dem Zugmittel angeordnetes, an den Kolben gekoppeltes Klemmteil, und ein im Zylinderrohr in einer ersten Richtung verschiebbares Sperrteil, das an einer Bewegung in einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung gehindert ist. Gemäß der Erfindung sind das Zugmittel, das Klemmteil und das Sperrteil so aufeinander abgestimmt, dass bei einer Bewegung des Kolbens und des Klemmteils in der ersten Richtung eine Kraftübertragung vom Klemmteil oder Kolben auf das Sperrteil erfolgt. Bei einer Bewegung des Zugmittels in der zweiten Richtung erfolgt dagegen keine wesentliche Kraftübertragung vom Sperrteil auf des Klemmteil bzw. auf den Kolben.The linear drive according to the invention for a vehicle occupant restraint system, in particular for a buckle or Endbeschlagstraffer, comprising a cylinder tube, a guided in the cylinder tube traction means, displaceable in the cylinder tube in opposite directions piston, arranged on the traction means, coupled to the piston clamping part, and a in the cylinder tube in a first direction displaceable locking member, which is prevented from moving in a direction opposite to the first direction of the second direction. According to the invention, the traction means, the clamping member and the locking member are coordinated so that upon movement of the piston and the clamping member in the first direction, a force transmission from the clamping member or piston takes place on the locking member. In a movement of the traction means in the second direction, however, there is no significant force transmission from the locking part on the clamping part or on the piston.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein vom Straffweg unabhängiger Kraftbegrenzungsweg nur durch eine Entkopplung der für die Kraftbegrenzung wesentlichen Bauteile von den für die Straffung benötigten Bauteilen (abgesehen vom in beiden Fallen genutzten Zugmittel) erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung wird die vom Straffweg unabhängig Auslegung des Kraftbegrenzungswegs dadurch erreicht, dass – im Gegensatz zum Straffvorgang – bei einer Bewegung des Zugmittels in Auszugsrichtung keine wesentliche Kraftübertragung vom Sperrteil auf das Klemmteil bzw. auf den Kolben stattfindet, d. h. das Klemmteil und der Kolben können sich bei einsetzender Kraftbegrenzung vom verriegelten Sperrteil lösen.The invention is based on the recognition that a Kraftbegrenzungsweg independent of the Straffweg only by decoupling the essential for the force limiting components of the components required for tightening (apart from the traction means used in both cases) can be achieved. According to the invention, the Straffweg independent interpretation of the force limiting path is achieved in that - in contrast to the tightening process - in a movement of the traction means in Extraction direction no significant force transmission from the locking part takes place on the clamping part or on the piston, ie the clamping part and the piston can be solved at the onset of force limitation of the locked locking part.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linearantriebs, bei der bei einer Bewegung des Kolbens und des Klemmteils in der ersten Richtung eine feste Verbindung des Klemmteils mit dem Zugmittel hergestellt oder beibehalten wird. Dadurch ist in jedem Fall eine effektive Übertragung der Straffkraft auf das Zugmittel sichergestellt. Das Klemmteil kann entweder bereits fest auf dem Zugmittel vormontiert sein, oder die Position des Klemmteils auf dem Zugmittel wird erst beim Zusammenbau festgelegt.Particularly advantageous is an embodiment of the linear drive according to the invention, in which upon movement of the piston and the clamping part in the first direction, a firm connection of the clamping part is made or maintained with the traction means. As a result, an effective transfer of the tensioning force is ensured on the traction device in each case. The clamping part can either be already pre-mounted on the traction means, or the position of the clamping part on the traction means is determined only during assembly.
Die feste Verbindung des Klemmteils mit dem Zugmittel kann dadurch hergestellt oder unterstützt werden, dass mittels des Sperrteils bei der Bewegung des Kolbens und des Klemmteils in der ersten Richtung eine zwischen dem Klemmteil und dem Zugmittel wirkende Klemmkraft aufgebracht wird. Das Sperrteil erfüllt demnach eine Doppelfunktion: zum einen trägt es maßgeblich zur Übertragung der Straffkraft auf das Zugmittel bei; zum anderen verriegelt es nach Beendigung des Straffvorgangs, d. h. es verhindert grundsätzlich ein Zurückbewegen des zuvor eingezogenen Zugmittels.The fixed connection of the clamping part with the traction means can be produced or supported by applying a clamping force acting between the clamping part and the traction means in the first direction by means of the locking part during the movement of the piston and the clamping part. The blocking part thus fulfills a dual function: on the one hand, it contributes significantly to the transfer of the tensioning force to the traction means; on the other hand it locks after completion of the tightening process, ie. H. it basically prevents a return movement of the previously retracted traction means.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Klemmteil einen keilförmigen Abschnitt auf, der bei der Bewegung des Kolbens und des Klemmteils in der ersten Richtung am Sperrteil angreift. Über die Keilform lässt sich eine in Längsrichtung des Linearantriebs auf das Klemmteil wirkende Kraft in eine Klemmkraft mit Komponenten umwandeln, die auf das Zugmittel gerichtet sind.According to a preferred embodiment of the invention, the clamping part has a wedge-shaped portion which engages in the first direction on the locking member during the movement of the piston and the clamping part. Via the wedge shape, a force acting on the clamping part in the longitudinal direction of the linear drive can be converted into a clamping force with components which are directed onto the traction means.
Für die erforderliche Kraft in Längsrichtung des Linearantriebs kann bei einer solchen Ausgestaltung des Klemmteils ein Sperrteil mit einem auf die Keilform des Klemmteils abgestimmten trichterförmigen Abschnitt sorgen. Wenn der keilförmige Abschnitt des Klemmteils in den trichterförmigen Abschnitt des Sperrteils hineingedrückt wird, wird dadurch in effizienter Weise die gewünschte Klemmkraft erzeugt.For the required force in the longitudinal direction of the linear drive can provide a blocking part with a matched to the wedge shape of the clamping part funnel-shaped portion in such an embodiment of the clamping part. When the wedge-shaped portion of the clamping member is pressed into the funnel-shaped portion of the locking member, thereby the desired clamping force is generated in an efficient manner.
Für eine bessere Kraftübertragung vom Sperrteil auf das Klemmteil während des Straffens kann ein Stützelement vorgesehen sein, an dem sich der Sperrkörper bei der Bewegung in der ersten Richtung abstützt. Als Stützelement kann insbesondere eine Zwangsführung für Sperrkörper einer Verriegelungseinrichtung vorgesehen sein, die das Sperrteil an einer Bewegung in der zweiten Richtung B hindert. Damit erfüllt auch die Verriegelungsvorrichtung eine Doppelfunktion.For a better power transmission from the locking part on the clamping part during tightening, a support member may be provided, on which the locking body is supported during the movement in the first direction. As a support member may in particular be provided a positive guide for locking body of a locking device which prevents the locking member from moving in the second direction B. Thus, the locking device fulfills a dual function.
Damit sich das Zugmittel mit dem Klemmteil und dem Kolben während der Kraftbegrenzung in der zweiten Richtung bewegen kann, muss sichergestellt sein, dass das nach der Straffung in der zwischen dem Gasgenerator des Linearantriebs und dem Kolben befindliche Druckgas entweichen kann, um die Bewegung nicht zu blockieren. Dies kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht werden, dass auf dem Sperrteil eine Dichtung angeordnet ist, die eine zwischen einem Gasgenerator und dem Kolben gebildete Druckkammer abdichtet, wobei die Dichtung bei einer Bewegung des Zugmittels in der zweiten Richtung auf dem Sperrteil verbleibt. Wenn sich das Klemmteil und der Kolben während der Kraftbegrenzung vom Sperrteil mit der darauf befindlichen Dichtung entfernen, ist somit ein Überströmen des Druckgases aus der Druckkammer in den Bereich zwischen dem Klemmteil und dem Sperrteil möglich.In order for the traction means to be able to move in the second direction with the clamping part and the piston during the force limitation, it must be ensured that the pressurized gas located between the gas generator of the linear drive and the piston after the tightening can escape so as not to block the movement , This can be achieved according to a preferred embodiment in that a seal is arranged on the blocking part, which seals a pressure chamber formed between a gas generator and the piston, wherein the seal remains in a movement of the traction means in the second direction on the locking part. When the clamping part and the piston move away from the blocking part with the seal located thereon during the force limitation, an overflow of the compressed gas from the pressure chamber into the region between the clamping part and the blocking part is thus possible.
Grundsätzlich ist beim Straffen für eine Kraftübertragung zwischen dem druckbeaufschlagten Kolben und dem Klemmteil ein loses Anliegen des Klemmteils am Kolben ausreichend. Das Klemmteil kann aber auch fest mit dem Kolben verbunden oder einteilig mit dem Kolben oder einstückig mit dem Kolben ausgebildet sein.In principle, when tightening for a force transmission between the pressurized piston and the clamping part, a loose contact of the clamping part on the piston is sufficient. However, the clamping part can also be firmly connected to the piston or formed integrally with the piston or integrally with the piston.
Eine erste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an das Sperrteil ein Dämpfungselement gekoppelt ist. Das Dämpfungselement kann dafür vorgesehen sein nach Beendigung des Straffvorgangs zeitverzögert eine gewisse Wegstrecke des Zugmittels in der zweiten Richtung freizugeben.A first development of the invention provides that a damping element is coupled to the blocking part. The damping element can be provided to release a certain distance of the traction means in the second direction after completion of the tightening process with a time delay.
Gemäß einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist an das Zugmittel ein in der zweiten Bewegungsrichtung wirkendes Kraftbegrenzungselement gekoppelt. Das Kraftbegrenzungselement kann nach erfolgter Straffung unter Verrichtung von Verformungsarbeit vorzugsweise gegen das verriegelte Sperrteil gestaucht werden, um einen kontrollierten Zugmittelauszug zu gestatten und dadurch die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft zu reduzieren.According to a second development of the invention, a force-limiting element acting in the second direction of movement is coupled to the traction means. The force limiting element may be compressed after tightening by performing deformation work preferably against the locked locking member to allow a controlled Zugmittelauszug and thereby reduce the force acting on the vehicle occupant belt force.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der beiden Weiterbildungen ist das Kraftbegrenzungselement zwischen dem Sperrteil und dem Dämpfungselement angeordnet. Auf diese Weise lassen sich die beiden Funktionalitäten der Weiterbildungen effektiv kombinieren.In an advantageous embodiment of the two developments, the force limiting element between the locking part and the damping element is arranged. In this way, the two functionalities of further education can be effectively combined.
Die Erfindung schafft auch ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem mit einem Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer und einer Kraftbegrenzungseinrichtung, die beide am Zugmittel angreifen. Das Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtschloss- bzw. Endbeschlagstraffer einen erfindungsgemäßen Linearantrieb aufweist. Der erfindungsgemäße Linearantrieb für einen Gurtschloss- oder Endbeschlagstraffer lässt sich besonders vorteilhaft mit einer ein Kraftbegrenzungselement aufweisenden Kraftbegrenzungseinrichtung kombinieren, das ebenso wie der Straffer an das Zugmittel gekoppelt ist. Insbesondere kann das nach dem Straffvorgang verriegelte Sperrteil als Stütze für eine Stauchung eines Kraftbegrenzungselements genutzt werden.The invention also provides a vehicle occupant restraint system having a buckle or end fitting pretensioner and a force limiting device, both of which engage the traction means. The vehicle occupant restraint system is characterized in that the Gurtschloss- or Endbeschlagstraffer a inventive Linear drive has. The linear drive according to the invention for a buckle or Endbeschlagstraffer can be particularly advantageous combined with a force limiting element having a force limiting device, which is coupled as well as the tensioner to the traction means. In particular, the locked after the tightening locking member can be used as a support for compression of a force limiting element.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen. auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings. to which reference is made. In the drawings show:
In den
Am ersten Ende
An den Kolben
Ebenfalls auf dem Zugmittel
Auf dem Sperrteil
Zwischen der schrägen Sperrfläche
Auf der vom Kolben
Das fest mit dem Zugmittel
In der in
Es erfolgt eine Kraftübertragung vom Kolben
Da die Sperrkörper
Aufgrund der besonderen Geometrie und Anordnung des Klemmteils
Alternativ, wenn das Klemmteil
In beiden Fällen wird somit die vom Druckgas auf den Kolben
Wird nun durch die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen eine Kraft auf das Zugmittel
Zuvor kann mithilfe des Dämpfungselements
Das Kraftbegrenzungselement
Aufgrund der besonderen Geometrie und Anordnung des Klemmteils
Da das Klemmteil
Insgesamt ist demnach der für die Kraftbegrenzung zur Verfügung stehende Weg nicht durch die Wirkung oder die Lage der für die Straffung benötigten Bauteile beschränkt. Der maximale Kraftbegrenzungsweg (Seilauszug) kann bei der gezeigten Konstruktion vielmehr so ausgelegt werden, dass dessen Ende erst dann erreicht ist, wenn eine weiters Stauchung des Kraftbegrenzungselements
Grundsätzlich sind auch andere Geometrien des Klemmteils
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Zugmitteltraction means
- 1212
- Zylinderrohrcylinder tube
- 1414
- erstes Zylinderrohrendefirst cylinder tube end
- 1616
- zweites Zylinderrohrendesecond cylinder tube end
- 1818
- Kolbenpiston
- 2020
- Dichtungpoetry
- 2222
- Klemmteilclamping part
- 2424
- Sperrteilblocking part
- 2626
- Sperrkörperblocking body
- 2828
- KraftbegrenzungselementForce limiting element
- 3030
- Dämpfungselementdamping element
- 3232
- Druckkammerpressure chamber
- 3434
- keilförmiger Abschnittwedge-shaped section
- 3636
- trichterförmiger Abschnittfunnel-shaped section
- 3838
- Sperrflächeblocking surface
- 4040
- Zwangsführungforced control
- 4242
- Anschlagattack
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102006032447 A1 [0003] DE 102006032447 A1 [0003]
- DE 20218869 U1 [0004] DE 20218869 U1 [0004]
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DE201110014362 DE102011014362A1 (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Linear actuator for vehicle occupant restraint system, has piston, clamp and locking element that are coordinated to transmit tensioning force from clamp/piston to locking element if piston and clamp are moved in preset direction |
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DE102011014362A1 true DE102011014362A1 (en) | 2012-09-20 |
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ID=46756840
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-
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R003 | Refusal decision now final |