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Beschreibung Vorrichtung zur Strammung von Sicherheitsgurten Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Strammung von Sicherheitsgurten, insbesondere
in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Eine Strammvorrichtung dieser Ausbildung ist durch die DE-OS 30 40
667 bekannt.
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Diese bekannte Vorrichtung hat, gegenüber den beispielsweise aus der
DE-AS 15 56 816 und DE-AS 17 56 086 bekannten, den Vorteil, daß lediglich die Welle
verlängert werden muß, um eine Strammvorrichtung ausbilden zu können. Zudem handelt
es sich bei der Strammvorrichtung mit einem Seiltrieb um eine einfache und störungsunanfällige
Mechanik, die bei normalem Betrieb des Gurtaufrollers keinem Verschleiß ausgesetzt
ist. Die für die Strammvorrichtung verwendeten Bauteile, wie Zylinder, Kolben, Antriebsseil
und Kupplung, zeichnen sich durch geringen Materialaufwand aus und erlauben auch
eine einfache und preiswerte Fertigung. Hierdurch wird nicht zuletzt die Sicherheit
für den Fall, in dem die Strammvorrichtung benötigt wird, erhöht. Die kompakte Bauweise
gestattet
auch elnerl Einbau der Strammvorrichtung in Kraftfahrzeuge
unter sehr beengten Zuständen, wie sie beispielsweise im Bereich der B-Säule eines
Kraftfahr-zeuges vorliegen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung gemäß der DE-OS 30 40 667
ist vorgesehen, das Antriebssesil-einendig ortsfest anzulenken und über eine am
Kolben angebrachte Seilumlenkung ins Innere einer über die Gurtaufwickelwelle des
Gurtaufrollers geschobenen Hülse zu führen, dort in mehreren Windungen um die Gurtaufwickelwelle
zu schlingen und von dort zu einer Vorratsrolle weiterzuführen. Dabei sollen die
Windungen des Antriebsseiles vorugsweise an der Innenseite der Hü1-se anliegen,
und die Umschlingung des Antriebsseiles um die Gurtaufwickelwelle soll zweieinhalb
Windungen betragen.
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Im Kollisionsfall, wenn beispielsweise eine pyrotechnische Ladung
gezündet wird und den Kolben mit Druck beaufschlagt, treiben die nach dem Auslösen
der Treibladung entstehenden Gase den Kolben mit Umlenkrolle in Richtung vom Gurtaufroller
weg. Hierdurch wird das An-Antriebsseil straffgezogen und legt sich mit seinen Windungen
im Ringraum um einen entsprechenden Fortsatz der Gurtaufwickelwelle fest, wodurch
die Welle infolge des durch den Umschlingungswinkel hervorgerufenen Kraftschlusses
gedreht und damit der Sicherheitsgurt gestrammt wird, indem er spontan auf die Gurtaufwickelwelle
aufgezogen wird. Die für die Wellenumdrehungen erforderliche Seillänge spult sich
dabei von der Vorratsrolle ab.
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Eine solche konstruktive Gestaltung einer Strammvorrichtung ermöglicht
aber keine hundertprozentige Funktionssicherheit. Dies ist zum einen darauf zurückzuführen,
daß die Hülse Schlitze aufweist, durch die das Antriebs-
seil geführt
ist und an deren Intienkant-en sich das Antriebsseil unter Umständen auf s-cheuern
kann.
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Darüberhinaus ist eine solche körperliche Gestaltung relativ kompliziert,
insbesonderr auch bei der Montage.
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Auch kann die sogenannte Seilreibung durch das in einer oder mehreren
Windungen um den Fortsatz geführte Seil unter ungünstigen Bedingungen nicht ausreichend
sein.
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Ein weiterer Nachteil der Hülse mit innenliegendem Seil ist darin
zu sehen, daß ein Schleifen des Seiles am Wellenfortsatz und damit eine Beschädigung
insbesondere des Seiles nur schwcr vermieden werden kann, wobei sich auch die mit
dem Schleifen verbundene Geräuschbelästigung für den Insassen als störend erweist.
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Darüber hinaus hat sich bei den bekannten gattungsgemäßen Strammvorrichtungen
generell der Nachteil gezeigt, daß Seil risse im Seil zwischen Kolben und Seilumlenkung
auftreten können, weil das Seil aufgrund der hohen Energie, die nach Zündung des
pyrotechnischen Treibsatzes ruckartig vom Kolben auf die Gurtaufwickelwelle übertragen
wird, der damit verbundenen Belastung nicht standhält.
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Hier will die Erfindung gänzlich Abhilfe schaffen und ihr liegt insoweit
die Aufgabe zugrunde, eine Strammvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art zu
schaffen, die konstruktiv einfach und unter ungünstigen Bedingungen jederzeit funktionssicher
ist und die eine möglichst verlustfreie Übertragung der freigesetzten Energie auf
de Gurtaufwickelwelle erinög 1 icht.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich
vorteilhafttr Ausgestaltungen
und Weiterbildungen aus dem Inhalt
der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.
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Bei der erfinclungsgemEißen Vorrichtung bewirkt die Strammung des
Seiles durch den bewegten Kolben zunächst eine Strammung des um die Seilumlenkung
geführten Seiles, bis die damit verbundene Seilreibung so groß wird, daß die Seilumlenkung
deformiert und gegen die Gurtaufwickelwelle bzw. einen korrespondierenden Ansatz
geführt wird. Dabei wird gleichzeitig ein großer Reibschluß erzielt so daß die weitere
Strammung des Seiles über den Reibschluß zwischen Seilumlenkung und Gurtaufwickelwelle
diese unmittelbar mitdreht, so daß der Sicherheitsgurt praktisch ohne Verzögerung
auf die Gurtaufwickelwelle aufgezogen und damit selbst gestrammt wird. Die erfinQungsgemäße
Anordnung bietet den Vorteil, daß einerseits das Seil vor der Auslösung der Strammvorrichtung
in definiertem Abstand von dem Wellenfortsatz gehalten ist und daß andererseits
nach Auslösung der Strammvorrichtung praktisch die gesamte Fläche der Seilumlenkung
für einen Reibschluß zur Gurtaufwickelwelle zur Verfügung steht, SO daß eine hohe
Drehmomentenübertragung möglich ist, die sich in einer entsprechenden verzögerungsfreien
und absolut sicheren Gurtaufwicklung und -strammung äußert.
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Die konstruktive Ausgestaltung der Seilumlenkung und der Gurtaufwickelwelle
kann dabei auch so erfolgen, daß zwischen beiden, nach der Deformation der Seilumlenkung,
eine formschlüssige Verbindung entsteht. Hierzu bietet sich insbesondere eine lnnen-
bzw. korrespondierende Außenverzahnung der beiden Bauteile an.
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Damit das Seil im Fall seiner Strammung nicht über die Seilumlenkung
rutscht und so eine reibschlüssige Verbindung verhindert, ist weiterhin erfindungsgemäß
vorgesehen, daß, in Strammrichtlng gesehen, vor der Seilumlenkung eine Bremseinrichtung
für das Seil vorgesehen ist. Diese hat den Effekt, daß aufgrund fortschreitender
Strammung des Seils und Abwicklung auf der Seilumlenkung aufgrund deren Drehung,
die Seilreibunq des Seiles und damit der Reibschluß unverändert erhalten bleibt,
da das Seil zwischen ihr, entgegen der Strammrichtung, zurückgehalten wird, gleichzeitig
aber auch eine Nachführung des Seiles, entsprechend fortschreitendem Kolbenhub,
ermöglicht, wobei die Bremswirkung so abgestimmt ist, daß ein möglichst konstanter
Reibschluß zwischen Seil und Seilumlenkung, bzw. Seilumlenkung und Gurtaufwickelwelle,
erzielbar ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein,
eine Dämpfung der ruckartig vom Kolben freigesetzten Bewegungsenergie vorzunehmen,
indem das Seil vor Wirksamwerden der für die Kraftübertragung nötigen Seilreibung
zunächst einmal eine Verformungsarbeit leisten muß. Hierzu kann entweder die Seilumlenkung
selbst plastisch verformbar ausgebildet oder aber der Ansatz der Gurtaufwickelwelle
als Träger der Seilschlingung mit einem plastisch verformbaren Belag versehen sein.
Die erforderliche Stärke der arbeitsaufnehmenden Gestaltung ist hierzu so zu bemessen,
daß sich das Seil in die arbeitsaufnehmende Gestaltung eingraben kann, bevor es
zu einer schtupJ 0osen Kraftübertragung vom Kolben aufdie Gurtaufwickelwelle kommt.
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Ln der Zeichnung sin<l zwei Ausführungsbeispieie der Erfindung
wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben werden. Dabei zeigen: Fig. 1 eine
Strammvorrichtung in Seitenansicht, teilweise geschnitten, entlang der Linie I -
I, Fig. 2 die Strammvorrichtung gemäß Figur 1 in teilweisem Längsschnitt entlang
der Linie II - II, Fig. 3 eine Seitenansicht der Seilumlenkung gemäß Figur 1, 2,
Fig. 4 eine Seilumlenkung gemäß den Fig. 1 bis 3, mit Ansatz auf der Gurtaufwickelwelle,
Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Strammvorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Seilumlenkung gemäß Figur 5, Fig. 7 die Seilumlenkung
gemäß Figur 6 in Seitenansicht.
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An einer Stirnseite eines selbsttätig blockierenden Gurtaufrollers
10 ist mittels einer Halterung 11 ein zylinderförmiges Führungsrohr 12 für einen
darin geführten Kolben 13 radial versetzt zur Achse der Gurtaufwickelwelle 14 des
Gurtaufrollers 10 über eine Schraubverbindung angebracht. Der Kolben 13 ist hohl
und trägt an seinem, dem Gurtaufroller 10 zugewandten Ende, eine Kartusche 16 mit
Kartuschenboden 16a und Treibladung 17. Während das Führungsrohr 12 in Richtung
auf den Gurtaufroller 10 durch die Verschraubung 18 völlig abgedichtet ist, wird
der Weg des Kolbens 13 in Richtung weg vom Gurtaufroller 10 durch einen Anschlag
in Form eines Halteringes 20 begrenzt, der durch eine Überwurfmutter 15 gehalten
wird.
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Der Kolben 13 ist an seinem, dem Gurtaufroller 10 abgewandt-e Ende,
das das Führungsrohr 12 überragt, gabelförmig ausgebildet, sö daß sich ein Einschnitt
13a ergibt, der von einem Achsbolzen 13b quer durchsetzt wird, auf dem eine Seilrolle
40 gelagert ist.
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Das Antriebsseil 22 ist mit seinem einen Ende durch eine Öffnung 39a
in der Halterung 11, und zwar auf der Seite des Körpers des Gurtaufrollers 10, geführt,
und auf der dem Gurtaufroller 10 zugewandten Seite ortsfest angelenkt. Von der Öffnung
39a verläuft das Seil 22 parallel zur Außenfläche des Führungsrohrs 12 im Abstand
zu diesem außen vorbei, in Richtung auf die Rolle 40, ist um diese geführt, und
verläuft auf der anderen Seite des Führungsrors 12 wiederum im Abstand zu diesem
in Richtung auE den Gurtaufroller 10, wobei es durch eine Öffnung 39 in der halterung
11 geführt ist.
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Von hier aus ist das Seil 22 um eine Hülse 44 geführt, die im Abstand
zur Gurtaufwickelwelle 14 um diese angeordnet ist. Die Gurtaufwickelwelle 14 überragt
den Gurtaufroller 10 in diesem Bereich mit einem Ansatz 14a. Der Ansatz 14a hat
einen Kreisquerschnitt, ebenso wie die Hülse 44.
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Die Hülse 44 ist über Scherstifte 45, im Ausführungsbeispiel gemäß
Figuren 1 bis 4 sind drei Scherstifte 45 vorgesehen, am Gehäuse 11 befestigt, und
zwar so, daß die Hülse 44 in einem geringen, vorzugsweise aber gleichen Abstand
zur Oberfläche des Ansatzes 14a der Gurtaufwickelwelle 14 angeordnet ist.
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Die Hülse 44 besteht prinzipiell aus einem mit seitliclezn Rändern
55 versehenen Ring aus runsttof. Von den Rändern 55 verlaufen, abwechselnd von jeder
Seite, Schlitze 46 bis in den Bereich cies jeweils geg>nüber-
überliegenden
Randes 55 (Figur 3).
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Auf ihrer Innenfläche Ist die Hülse 44 mit einer Rändelung bzw. Innenverzahnung
51 versehen, die in Figur 4 über einen Teilbereich im Schnitt dargestellt ist.
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In gleicher Weise wie die Innenrundelung 51 ist die Gurtaufwickelwelle
14 an ihrer zur Innenfläche der Hülse 44 korrespondierenden Fläche mit einer Außenrändelung
52 versehen, die ebenfalls; in Figur 4 über einen Teilbereich im Schnitt dargestellt
ist.
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Das Seil 22 ist über die Ilülse 44 vorzugsweise mit mehreren Windungen,
im dargestellten Ausführungsbeispiel ca. 2 1/2 Windungen geführt und verläuft von
dort in Richtung auf den Boden 11< des Gehäuses 11. Es haben sich generell jedoch
auch 1 1/4 Windungen für eine Kraftübertragung als ausreichend erwiesen.
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Auf dem Weg dorthin durchläuft das Seil 22 zwei Exzenterscheiben 47,
zwischen denen es eingeklemmt ist. Zu diesem Zweck sind die beiden Exzenterscheiben
47, die am Gehäuse 11 durch jeweils eine Schraube 49 leichtgängig gehalten und gelagert
werden, so gegenüberliegend angeordnet, daß ihre Exzenterlagerung 47a von der Mitte
der Scheiben 47 aus gesehen, in Richtung auf das von der Hülse 44 ablaufende Seil
22 positioniert ist. Hierdurch wird eine Klemmwirkung der Exzenters-cheiben 47 gegeneinander
n Richtung auf die Hülse 44 erreicht, Die Exzenterscheiben 47 sind jeweils mit zwei
radial verlaufenden Rillen versehen, deren eine zur Durchführung und Klemmung des
Seiles 22 dient, während die jeweils andere Rille zur Aufnahme einer gemeinsamen
Vorspannfeder 48 vorgesehen ist. Diese Feder 48 verläuft auf den der Hülse 44 abgewandten
Seiten der Exzenterscheiben 47 derart, daß sie beide gegeneinander zieht und so
das
zwischen ihnen geführte Seil 22 cinklemmt. Durch die Tiefe der Rille oder durch
einen andersartigen Anschlag wird die Reibung auf ein vorbestimmtes Maß begrenzt.
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Hinter der Klemmstelle zwischen den Ixzenterscheiben 47 verläuft das
Seil 22 lose bis auf den Boden lla des Gehäuses 11 und ist dort in einem Lagerraum
50 abgelegt. Im Lagerraum 50 kann beispielsweise auch eine Aufwickelwelle (nicht
dargestelit) für das Seil 22 angeordnet sein.
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Bei dem in Figur 1 - 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind verschiedene
Ausführungsvariationen der einzelnenen Bauteile möglich. Beispielsweise kanu die
Form der Schlitze 46 in der Hülse 44 anders sein Denkbar sind beispielsweise diagonal
verlaufende Schlitze 46 oder die Gestaltung der Hülse 44 mit Stegen zwischen den
seitlichen Rändern 55. Neben der Ausführungsform als Kunststoffteil, vorzugsweise
als Spr@tzgußteil, ist auch eine Ausführungsform der Hülse Ln Leichtmetallbauweise
möglich. Auf jeden Fall muß stets gewährleistet sein, daß die Hülse 44 nach Zündung
der pyrotechnischen Ladung und Umschlingung durch das Seil 22 unverzüglich deformiert
wird, so daß, wie nachstehend noch näher beschrieben wird, die Hülse 44 mit ihrer
Innenfläche auf die Außenfläche der GurtaufwickelwelLe 14 gedrückt wird.
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Die Hülse 44 kann auch, wie in den Figuren 5 - 7 dargestellt, als
Flachring ohne Bundränder 55 und Scherstifte 45 gestaltet sein. Hierzu isL die Hülse
44a beidseitig mit Rezessen 53 ausgestattet, die zur Montage auf die Flansche von
Lagerringen 54 aufgesteckt werden, wobei die Lagerringe 54 die Lagerung und Zentrierung
der Hülle 44a übernehmen.
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Die 1a4erriie 54 selbst sind am Guriaufroller 10 bzw.
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dem Gehäuse 11 betestigt.
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In ähnlicher Ausführungsform wie beim Beispiel gemäß den Figuren 1
- 4 ist die als Flachring ausgebildete Hülse 44a mit Schlitzen 46a versehen, die
wechselseitig von jeweils einem Rezess 53 bis in den Bereich des gegenüberliegenden
Rezesses 53 verlaufen. Der Flachring ist ebenfalls mit einer Innenverzahnung 51a
ausgerüstet; und der Ansatz 14a der Gurtaufwickelwelle 14 besitzt auf seiner korrespondierenden
Außenfläche ebenfalls eine Außenverzahnung r)2a. Bei dieser Ausführungsform ist
die Hülse 44a besonders leicht als Spritzgußteil herstellbar, und auch ihre Montage
ist leicht und damit kostengünstig.
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Auch die Bremseinrichtung 56 kann auf andere Art und Weise, aber im
erfindllngsgemäBen Sinne, gestaltet sein.
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Beispielsweise ist eine Ausführungsform denkbar, bei der sich das
Seil 22 mit seinem freien Ende im oder auf einer Vorratseinrichtung befindet und
von dieser über eine Öffnung abziehbar ist, die eine der Ausziehrichtung entgegenwirkende
Kraft beim Ausziehen verursacht.
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Beispielhaft ist hier die Anordnung einer Gummilippendichtung denkbar.
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In jedem Fall muß aber sichergestellt sein, daß die Bremseinrichtung
56 einerseits eine solche Bremswirkung auf das Seil ausübt, daß dieses nicht ohne
weiteres in Straininrichtung des Seiles 22 nachgeführt werden kann, es andererseits
aber auch nicht zu stark zurückgehalten wird, so daß auf jeden Fall ein Reißen des
Seiles 22 vermieden wird. Die Bremswirkung muß jeweils so einstellbar sein, daß
das Seil 22 die Hülse 44 mit einer optimalen Schlingwirkung umgreift und so eine
direkte und verzögerungsfreie Verdrehung der Gurtaufwickelwelle 14 ermöglicht.
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Die Funktionsweise einer erfindungsqemäßen Vorrichtung ist wie folgt.
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Die nach dem Auslösen der Treibladung 17 entstehenden Gase treiben
nach Abtrennung des Bodens 16a von der Kartusche 16 den Kolben 13 schlagartig mit
der Umlenkrolle 40 in Richtung vom Gurtaufroller 10 fort. Hierdurch wird das Antriebsseil
22 straffgezogen und legt sich mit seinen Windungen so fest um die Hülse 44,44a,
daß diese aufgrund ihrer Gestaltung deformiert und auf die Außenfläche der Gurtaufwickelwelle
14 bzw. des korrespondierenden Ansatzes 14a gedrückt wird. Infol-ge des Reibschlusses
zwischen Hülse 44, 44a und Gurtaufwickelwelle 14 bzw. Ansatz 14a wird die geradlinige
Bewegung des Kolbens 13 über da. Seil 22 in Drehbewegung der Gurtaufwickelwelle
14 umgesetzt, d. h., durch die Bewegung des Kolbens 13 und des nachgeführten Seiles
22 wird die Gurtaufwickelwelle 14 über die Reibschlußverbindung gedreht. Nach der
Deformation der Hülse 44, 44a (also auch nach Abscheren der Scherstifte 45 im Ausführungsbeispiel
gemäß Figuren i - 4) kann die gesamte Innenfläche gegen die Außenfläche der Gurtaufwickelwelle
14 bzw. des Ansatzes 14a gedrückt werden, wodurch ein hoher Reibschluß erzielbar
ist. Die übertragenen Kräfte und Momente können noch gesteigert werden, wenn die
korrespondierenden Flächen von Hülse 44, 44a und Gurtaufwickelwelle 14, 14a mit
entsprechenden Verzahnungen ausgerüstet sind, so daß es zu einem Formschluß zwischen
beiden kommt.
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Beim Drehen der Gurtaufwickelwelle 14 muß Seillänge 22 nachgeführt
werden, was aus dem Lagerraum 50 geschieht,wobe das Seil 22 im Bereich der Führung
zwischen den Exzenterscheiben 47 entsprechend gebremst wird, so daß sichergestellt
ist, daß das Seil 22 zwischen den
Exzenterscheiben 47 und der Umlenkrolle
40 stets straff geführt. ist.
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Um eine möglichst günstige Abbremsung im Bereich der Exzenterscheiben
47 zu erreichen, sind die entsprechenden Rillen auf der Umfangsfläche der Exzenterscheiben
47 vorzugsweise als Fla<:hrillen ausgebildet.
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Die Ausführungsform gemäß den Figuren 5 - 7 weist insofern einen funktionellen
Vorteil auf, als, infolge der Dünnwändigkeit der Hülse 44a, eine leichtere Verformbarkeit
derselben möglich ist, so daß der Reib- bzw. Formschluß noch früher eingeleiiet
werden kann. Durch weitere Unterbrechungen (nicht dargestellt) der Rezesse 53 kann
die Deformierbarkeit der Hülse 44a noch weiter gesteigert werden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung
und der Zeichnung offenbarten Merkmale des (,egenstandes dieser Unterlagen können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Zusammenfassung