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Die Erfindung betrifft eine Straffvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, umfassend einen Gasgenerator, einen in einem Rohr dichtend geführten Antriebskolben, der einen in dem Rohr ausgebildeten und mit dem von dem Gasgenerator bei Auslösung freigesetzten Gas beaufschlagten Druckraum abschließt, und mit einer Mehrzahl von in dem Rohr angeordneten Massekugeln zur Übertragung der druckgetriebenen Bewegung des Antriebskolbens auf den Sicherheitsgurt, wobei der Antriebskolben mit einem Überdruckventil zur Begrenzung des sich in dem Druckraum durch die Gaseinleitung aufbauenden Drucks versehen ist, über welches im Überdruckfall im Druckraum anstehendes Gas in einen in Richtung der Straffbewegung hinter dem Antriebskolben befindlichen, die Massekugeln aufnehmenden Rohrabschnitt abströmt.
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Eine Straffvorrichtung mit den vorgenannten, gattungsgemäßen Merkmalen ist in der
DE 10 2010 018 512 A1 beschrieben. Soweit bei Straffvorrichtungen der angegebenen Art das Problem besteht, dass sich nach Auslösung des Gasgenerators die Druckverhältnisse sehr stark ändern können, ist in der
DE 10 2010 018 512 A1 bereits vorgeschlagen, den von dem vom Gasgenerator freigesetzten Gas beaufschlagten Antriebskolben mit einem auf einen Berstdruck des Druckraums auslegten Überdruckventil zu versehen. Dieses Überdruckventil besteht aus wenigstens einer in der gegen die erste Massekugel anliegenden Stirnfläche des Antriebskolbens eingebrachten Vertiefung und einer daran anschließenden, den Antriebskolben bis zum Druckraum durchsetzenden Durchgangsöffnung, so dass bei einem im Druckraum auftretenden Überdruck Gas durch den Antriebskolben hindurchtreten und trotz der gegen dessen Stirnfläche anliegenden ersten Massekugel in den die Massekugeln aufnehmenden Rohrabschnitt eintreten kann, somit aber innerhalb des Rohres und damit der Straffvorrichtung verbleibt.
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Mit der bekannten Straffvorrichtung ist noch der Nachteil verbunden, dass bei Auftreten eines Überdrucks und Abströmen von Gas in den hinter dem Antriebskolben liegenden Rohrabschnitt sich der in dem Druckraum anstehende Druck vollständig abbaut, so dass die Gefahr besteht, dass bei entsprechender Krafteinwirkung auf den Sicherheitsgurt in der entgegen der Straffrichtung wirkenden Gurtauszugsrichtung die Reihe von Massekugeln in dem Rohrabschnitt wieder zurückgedrängt wird, so dass keine der Gurtauszugsrichtung entgegengerichtete Rückhaltekraft mehr zur Verfügung steht. Insofern ist die Wirkung des Sicherheitsgurt-Rückhaltesystems vermindert.
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Aus der
DE 20 2007 017 748 U1 ist weiterhin ein Druckerzeugungsmodul für ein Fahrzeuginsassen-Rückhaltesystem bekannt, welches ebenfalls eine Überdrucksicherung aufweist. Hierbei ist zusätzlich zu der den Sicherheitsgurt in Straffrichtung beaufschlagenden Arbeitskammer in dem Druckerzeugungsmodul eine zweite Überströmkammer angeordnet, in die bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks in der Arbeitskammer Gas überströmen kann, so dass eine gewisse Druckentlastung in der Arbeitskammer stattfindet. Steigt auch in der Überströmkammer der Druck unzulässig an, so wird dadurch ein Aktuator betätigt, der einen Abströmweg für das Gas in das Freie freigibt. Eine derartige Anordnung hat noch den bei der
DE 10 2010 018 512 A1 bereits überwundenen Nachteil, dass das ins Freie abströmende heiße Gas Schäden hervorrufen kann. Außerdem kommt es bei einer Druckentlastung der Arbeitskammer ebenfalls zu einem Einbrechen der Rückhaltekraft des Rückhaltesystems.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Straffvorrichtung mit den gattungsgemäßen Merkmalen so einzurichten, dass auch im Überdruckfall die Rückhaltekraft des Sicherheitsgurtes aufrechterhalten bleibt.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass in dem in Richtung der Straffbewegung hinter dem Antriebskolben gelegenen Rohrabschnitt ein mit einem eine zusätzliche Druckentlastungskammer definierenden Abstand zu dem Antriebskolben positionierter, gegenüber der Rohrwand dichtender und die in dem Rohr angeordneten Massekugeln beaufschlagender Übertragungskolben angeordnet ist, und dass zwischen dem Antriebskolben und dem Übertragungskolben wenigstens ein Kraftübertragungselement angeordnet ist. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass das im Überdruckfall aus der Druckkammer über das Überstromventil des Antriebskolbens abströmende Gas in die durch den Übertragungskolben abgeschlossene Druckentlastungskammer gelangt und hier einen entsprechenden, auf den Übertragungskolben einwirkenden Druck aufbaut. Somit bleibt das in Straffrichtung vor dem zusätzlichen Übertragungskolben anstehende Druckniveau insgesamt aufrechterhalten, so dass auch die für die Rückhaltung des Sicherheitsgurtssystems erforderliche Rückhaltekraft aufrechterhalten bleibt. Da der Übertragungskolben mit dem Antriebskolben über wenigstens ein Kraftübertragungselement verbunden ist, ergibt sich eine die im Rohrabschnitt befindlichen Massekörper insgesamt beaufschlagende Kolbeneinheit, die sowohl im Normalbetrieb der Straffvorrichtung als auch im Überdruckfall eine gerichtete Beaufschlagung der Massekörper im Sinne einer Antriebsbewegung bzw. im Sinne einer Aufrechterhaltung der Rückhaltekraft herbeiführt.
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Hierbei kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass zwischen dem Antriebskolben und dem Übertragungskolben als Kraftübertragungselement wenigstens eine Massekugel angeordnet ist, wobei in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auch mehrere Massekugeln vorgesehen sein können. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass keine anderen Bauteile als bereits im Stand der Technik vorgegeben vorrätig gehalten werden müssen, weil hinsichtlich der Kraftübertragung zwischen Antriebskolben und Übertragungskolben auf die ohnehin eingesetzten Massekugeln zurückgegriffen werden kann.
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Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass der Übertragungskolben als Kugelkolben ausgebildet ist, ergibt sich auch hier der gleiche Vorteil, wobei die den Übertragungskolben bildende Massekugel so ausgelegt sein muss, dass sie gegen das die Massekugeln aufnehmende Rohr abgedichtet ist, während die im Rohr befindlichen Massekugeln aus Gründen einer verminderten Reibung einen kleineren Durchmesser als der Rohrdurchmesser aufweisen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
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1 eine an die Welle eines Gurtaufrollers angekoppelte Straffvorrichtung nach dem Stand der Technik mit in einem Rohr geführten Massekugeln und einem diese beaufschlagenden Antriebskolben in einer schematischen Darstellung,
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2 einen an einen endseitig des Rohres angeordneten Gasgenerator anschließenden Rohrabschnitt einschließlich einer erfindungsgemäßen Kolbenanordnung mit Antriebskolben und Übertragungskolben in einer schematischen Darstellung.
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Der in 1 dargestellte Gurtaufroller umfasst ein Gehäuse 11 mit Seitenschenkel 13, eine darin gelagerte Gurtaufwickelwelle 12 für ein nicht dargestelltes Gurtband und eine nach Auslösung auf die Gurtaufwickelwelle 12 einwirkende Straffvorrichtung 10. Die Straffvorrichtung 10 umfasst ein mit der Gurtaufwickelwelle 12 drehfest verbundenes Antriebsrad 14, dass beispielsweise eine Außenverzahnung 15 aufweist, einen insbesondere pyrotechnischen Gasgenerator 17 zur Erzeugung eines Gasdrucks, und ein den Gasgenerator 17 mit der Gurtaufwickelwelle 12 über das Antriebsrad 14 verbindendes Rohr 16. Das Rohr 16 wird von einer Rohrwand 24 gebildet, die Teil des Gehäuses 11 oder alternativ auch ein separates Bauteil sein kann.
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In dem Rohr 16 ist eine Reihe von metallischen Massekugeln 19 zur Übertragung der durch den von dem Gasgenerator 17 erzeugten Gasdruck bewirkten Straffbewegung auf die Gurtwelle 12 über das Antriebsrad 14 vorgesehen. Der Gurtaufroller ist hinsichtlich der Ausgestaltung des Wechselwirkungsbereichs 18 zwischen der Massekugelreihe 19 und dem Antriebsrad 14 sowie etwaiger Kupplungseinrichtungen zwischen dem Antriebsrad 14 und der Gurtaufwickelwelle 12 nicht beschränkt. Zur reibungsarmen Kraftübertragung ist der Außendurchmesser der Massekugeln 19 zweckmäßiger Weise etwas geringer als der Innendurchmesser des Rohres 16.
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In dem Rohr 16 ist weiterhin ein in 1 nur schematisch angedeuteter Antriebskolben 21 vorgesehen, der zweckmäßiger Weise in einem Bereich 23 zwischen dem Gasgenerator 17 und der Massekugelreihe 19, d. h. unmittelbar vor der in Kraftübertragungsrichtung ersten Massekugel 19a der Massekugelreihe 19 angeordnet ist. Der Antriebskolben 21 schließt einen durch den Gasgenerator 17 mit dem von ihm freigesetzten Gas druckmäßig beaufschlagbaren Druckraum 20 ab, so dass der Antriebskolben 21 bei einer Druckbeaufschlagung des Druckraumes 20 durch den Gasgenerator 17 zu einer Straffbewegung in dem Rohr 16 antreibbar ist. Die Straffbewegung des Antriebskolbens 21 wird durch die Kraftübertragungseinrichtung, gebildet durch die Massekugeln 19 und das Antriebsrad 14, auf die Gurtaufwickelwelle 12 übertragen, so dass das Gurtband gestrafft wird.
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Wie sich im Einzelnen aus
2 ergibt, ist der Antriebskolben
21 mit einem in der gattungsbildenden
DE 10 2010 018 512 A1 beschriebenen Überdruckventil
25 versehen. In dem den Druckraum
20 sowie den Antriebskolben
21 aufnehmenden Rohrabschnitt
16a ist weiterhin mit einem axialen Abstand zu dem Antriebskolben
21 ein als Kugelkolben ausgebildeter Übertragungskolben
26 angeordnet, wobei durch den zwischen Antriebskolben
21 und Übertragungskolben
26 belassenen Abstand im Inneren des Rohrabschnitts
16a eine Druckentlastungskammer
27 gebildet ist, die über das in dem Antriebskolben
21 ausgebildete Überdruckventil
25 im Überdruckfall mit dem Druckraum
20 verbunden ist. Der Übertragungskolben
26 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als einen geringfügig größeren Druckmesser als der Durchmesser des Rohrabschnitts
16a aufweisender Kugelkolben ausgebildet, so dass der Übertragungskolben
26 den die Massekugeln
19 aufnehmenden Raum im Rohr
16 dauerhaft gegen die Druckentlastungskammer
27, den Antriebskolben
21, den Druckraum
20 und den Gasgenerator
17 abdichtet.
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In der Druckentlastungskammer 27 ist zur Übertragung der bei Druckbeaufschlagung im Druckraum 20 auf den Antriebskolben 21 ausgeübten Kraft auf den Übertragungskolben 26 und von diesem auf die Massekugelreihe 19 ein Kraftübertragungselement 28 angeordnet, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei jeweils aneinander sowie an dem Antriebskolben 21 einerseits und dem Übertragungskolben 26 andererseits anliegenden Massekugeln 28a, b, c besteht.
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Bei Auslösung des Gasgenerators 17 tritt das von diesem freigesetzte Gas zunächst in den Druckraum 20 ein, so dass es hier zum Aufbau eines entsprechenden, auf den Antriebskolben 21 wirkenden Drucks kommt. Solange ein unzulässiger Berstdruck in dem Druckraum 20 nicht überschritten ist, treibt der im Druckraum 20 anstehende Druck den Antriebskolben 21 in dem Rohrabschnitt 16a nach vorne, wobei die Bewegung des Antriebskolbens 21 über das aus den drei Massekugeln 28a, b, c bestehende Kraftübertragungselement 28 auf den Übertragungskolben 26 übertragen wird, der seinerseits die Massekugelreihe 19 antreibt, so dass entsprechend der zu 1 gegebenen Beschreibung letztlich das Gurtband gestrafft wird.
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Kommt es in dem Druckraum 20 zu einem unzulässigen Überdruck, so kann Gas über das sich öffnende Überdruckventil 25 in die Druckentlastungskammer 27 strömen, so dass einerseits der im Druckraum 20 anstehende Druck reduziert und andererseits in der Druckentlastungskammer 27 ein entsprechender Druck aufgebaut wird. Aufgrund des zwischen dem Druckraum 20 und der Druckentlastungskammer 27 herbeigeführten Druckausgleichs fällt der im Druckraum 20 anstehende Druck unter das Niveau des Berstdruckes. Gleichzeitig aber bleibt der im System vor dem die Massekugelreihe 19 beaufschlagenden Übertragungskolben 26 anstehende Druck als Rückhaltedruck aufrechterhalten, so dass während oder nach Abschluss der Straffbewegung eine Rückbewegung der Massekugelreihe 19 in dem Rohr 16 ausgeschlossen ist.
