DE69514649T2

DE69514649T2 - Massenkörperantrieb für eine rotationsstraffervorrichtung

Info

Publication number: DE69514649T2
Application number: DE69514649T
Authority: DE
Inventors: Joerg Barckmann; Klaus Butenop; Doris Kroeger; Rene Rode; Thomas Schmidt
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 1994-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2015-04-12
Also published as: ES2143625T3; AU2271195A; CN1074368C; KR970702175A; WO1995027638A1; KR100311640B1; DE69514649D1; CN1149857A; EP0755340A1; BR9507354A; EP0755340B1; JP2002503168A; AU694506B2; JP3368479B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationsstraffer für einen Sicherheitsgurt, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gurtaufroller, dessen Gurtaufwickelwelle bei Auslösung des daran gekuppelten Rotationsstraffers in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes gedreht wird, wobei der Gurtaufwickelwelle als Antrieb ein Antriebsrad zugeordnet ist, in dessen Ebene das Gehäuse des Gurtaufrollers einen das Antriebsrad über mindestens einen Teilumfang umgreifenden Kanal zur Durchleitung von auf das Antriebsrad einwirkenden, in dem Kanal lose aneinander anliegenden Massekörpern als Antriebsmittel ausbildet.
Ein Rotationsstraffer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist in der DE 29 31 164 A1 beschrieben; bei dem bekannten Rotationsstraffer ist die Gurtaufwickelwelle mit einem Antriebsrad versehen, wobei das Gehäuse in der Ebene des Antriebsrades einen das Antriebsrad über einen Teilumfang umgreifenden Kanal aufweist; in diesem Kanal werden aus einem tangential zum Antriebsrad beziehungsweise zum Kanal angeordneten Rohr unter der Wirkung eines pyrotechnischen Antriebes Massekörper hineingetrieben, die aufgrund ihrer reibschlüssigen Verbindung mit dem zu diesem Zweck mit einer umlaufenden Profilrille versehenen Antriebsrad dieses beim Durchlauf durch den Kanal in Drehung versetzen. Nach einem Ausführungsbeispiel können die Massekörper als Kugeln aus einem entsprechend harten Kunststoff ausgebildet sein. Am Ende des Kanals kann eine Austrittsöffnung für die Massekörper vorgesehen sein, über welche diese aus dem Kanal austreten und in einen entsprechend vorgesehenen Aufnahmebehälter gelangen.
Bei diesem bekannten Rotationsstraffer ist es nachteilig, daß der Antrieb durch Reibschluß erfolgt; hierdurch geht einerseits erheblich Energie verloren, andererseits ist es schwierig die Profilrille und die Massekörper so aufeinander abzustimmen, daß ein definierter Reibschluß gegeben ist und die Massekörper sich nicht verkeilen oder ohne Kraftübertragung durchrutschen. Weiterhin ist mit dem bekannten Rotationsstraffer der Nachteil verbunden, daß es beim Auftreffen der harten Massekörper auf das Antriebsrad in dem aus Dichtigkeitsgründen nur wenig Spiel aufweisenden Kanal zu einer gegenseitigen Blockade zwischen dem Umfang des Antriebsrades und den Massekörpern kommen kann, wodurch die Wirksamkeit des Antriebes im Auslösefall gestört wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rotationsstraffer mit den eingangs genannten Merkmalen derart zu verbessern, daß die Übertragung der den Massekörpern vermittelten Antriebsenergie auf die Strammdrehung der Gurtaufwickelwelle verbessert ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung beinhaltet im Prinzip den Lösungsgedanken, daß das Antriebsrad auf seinem äußeren Umfang mit einer Verzahnung zur Aufnahme der Massekörper versehen ist, wobei die Teilung in etwa dem Abstand der Massekörper entspricht. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß mit der auf dem Umfang des Antriebsrades ausgeführten Verzahnung eine formschlüssige Aufnahme der Massekörper verwirklicht ist, wodurch die Kraftübertragung zwischen den Massekörpern und dem Antriebsrad für die Gurtaufwickelwelle deutlich verbessert ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verzahnung des Antriebsrades zur Aufnahme der Massekörper derart ausgebildet ist, daß die Massekörper beim Eingriff die Verzahnung übergreifend in permanenter Anlage aneinander verbleiben; hiermit ist in vorteilhafter Weise der Wirkungsgrad der Kraftübertragung weiter verbessert.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verzahnung des Antriebsrades durch sich über den äußeren Umfang des Antriebsrades erstreckende Ausnehmungen gebildet, wobei die Verzahnung auf dem Umfang des Antriebsrades vorzugsweise als der Form der Massekörper angepaßte kalottenförmige Ausnehmungen ausgebildet ist.
Damit eine axiale, daß heißt seitliche Führung der Massekörper in dem Antriebsrad sowie ein synchroner Lauf der Massekörper im Antriebsrad verwirklicht. Durch die Aufnahme der Massekörper in den kalottenförmigen Ausnehmungen ist gleichzeitig ein bestmögliches Einfädeln des ersten nach Auslösung des Antriebs auf das Antriebsrad auftreffenden beziehungsweise in dessen Umfang eintretenden Massekörpers gegeben.
Weiterhin ist durch diese kalottenförmige Ausbildung der Flanken der entsprechenden Verzahnung eine große Anlagefläche für die einzelnen Massekörper gegeben, wodurch die Deformation an den beiden Bauteilen erheblich reduziert ist; eine große Deformation der Massekörper würde zu einem Verkeilen im Antriebsrad und damit letztlich zur Blockade des Antriebsrades führen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die über den Umfang des Antriebsrades fortlaufend angeordneten kalottenförmigen Ausnehmungen einander berühren. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die Schubverbindung zwischen den einzelnen aneinander anliegenden Massekörper beim Durchlauf der Massekörper durch das Antriebsrad sicher erhalten bleibt und es nicht zu einer Trennung der Massekörper und damit Unterbrechung des Antriebsflusses zwischen den Massekörpern sowie Energieverlusten für die Trennung der einzelnen Massekörper kommt. Dieser Vorteil ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch verstärkt, daß die über den Umfang des Antriebsrades fortlaufend angeordneten kalottenförmigen Ausnehmungen sich um einen geringen Betrag überschneiden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Massekörper als Massekugeln und die kalottenförmigen Ausnehmungen als kugelförmige Halbschalen in dem Antriebsrad ausgebildet sind. Hierzu sieht die Erfindung weiter in einem Ausführungsbeispiel vor, daß der Radius der kalottenförmigen Ausnehmungen auf dem durch die theoretischen Berührungspunkte der aufeinanderfolgenden Massekugeln definierten Schubdurchmesser liegt.
Um ein gutes Einfädeln der Massekugeln in das Antriebsrad zu gewährleisten, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine trichterförmige Erweiterung der jeweiligen kalottenförmigen Ausnehmung vorgesehen, wobei nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die kalottenförmigen Ausnehmungen jeweils einen Übergang zwischen sich aufweisen.
Eine optimale Form des Übergangs zwischen den kalottenförmigen Ausnehmungen ergibt sich, wenn der Übergang auf einer Kreisbahn zwischen den Mittelpunkten der kalottenförmigen Ausnehmungen liegt, wobei diese Kreisbahn einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der kalottenförmigen Ausnehmung hat. Zur Erzielung einer größeren Überdeckung zwischen den Massekugeln und den kalottenförmigen Ausnehmungen kann die Kreisbahn auf einem größeren Durchmesser als auf dem Schubdurchmesser angeordnet sein.
Um das Einfädeln der einzelnen Massekugeln zu erreichen kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, daß der Außendurchmesser des Antriebsrades um bis zu einem Massekugeldurchmesser größer als der Schubdurchmesser der Massekugeln ist.
Zur einfacheren Montage und zur genauen Positionierung der Massekugeln in dem Kanal können die Massekugeln in einer endlosen Ummantelung "magaziniert" sein, wobei diese Ummantelung verformbar ausgebildet sein kann, um den Ein steuervorgang zwischen den Massekugeln und der Verzahnung des Antriebsrades zu verbessern. Aufgrund der endlosen Ummantelung ist eine Endlos-Massekugel-Schnur gebildet, wobei durch einfaches Abschneiden dieser Schnur eine bedarfsgerechte Länge mit der gewünschten Zahl an Körpern erhalten werden kann. Die so positionierten Massekugeln werden durch die Ummantelung mittels Reibung in der gewünschten Position im Kanal gehalten, wobei die Ummantelung gleichzeitig auch eine bessere Abdichtung der Massekugeln gegen die Wände des Kanals bewirkt. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Ummantelung aus einem die Massekugeln in sich aufnehmenden und positionierenden Kunststoffschlauch bestehen, wobei alternativ auch die Ummantelung aus einer Umspritzung der Massekugeln mit einem geeigneten Material gebildet sein kann.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bezüglich des Verlaufes des Kanals ist vorgesehen, daß die Massekugeln nur in einem tangentialen Verlauf an dem Außenumfang des Antriebsrades vorbeigeführt werden und nach Eingriff mit dessen Verzahnung in einen Auffangbehälter gelangen, so daß also die Massekugeln nicht über einen größeren Winkelbereich mit dem Antriebsrad mitlaufen, um insoweit die dabei entstehende Reibung zu vermeiden. Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der Eingriffsbereich zwischen den Massekugeln und der Verzahnung des Antriebsrades nur über einen Umfangswinkel bis zu 45 Grad erstreckt.
Um beim Durchlauf der Massekugeln eine gute Führung zu gewährleisten, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß das Antriebsrad über seinen Umfang eine die kalottenförmigen Ausnehmungen schneidende Nut zur Aufnahme einer gehäusefesten schwertförmigen Führung für die Massekugeln aufweist. Dabei kann es ausreichen, daß je eine schwertförmige Führung auf der Einlaßseite des Antriebsrades und auch auf der Auslaßseite des Antriebsrades für die Massekugeln vorgesehen ist. Soweit die Anordnung einer Nut in der DE 29 31 164 A1 angesprochen ist, so kommt dieser als Profilrille angesprochenen Nut eine andere Aufgabe zu als der Nut im Rahmen der vorliegenden Erfindung.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Antriebsrad im Bereich der Nut zweigeteilt ausgebildet und die eine Hälfte des Antriebsrades mit der Gurtaufwickelwelle verbunden ist; damit ist insbesondere eine leichtere Montage der Einzelteile des Straffers möglich. Dabei kann es nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig sein, daß die der Gurtaufwickelwelle zugeordnete Hälfte des Antriebsrades mit der Gurtaufwickelwelle einstückig ausgebildet sind.
Ein entsprechender Aufbau des Rotationsstraffers ermöglicht zudem, die beiden Hälften des Antriebsrades unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten aus unterschiedlichen Werkstoffen zu fertigen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung richtet sich auf die Anordnung des Kanals in einem Rotationsstraffer, und hier ist in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Kanal in einem in dem Gurtaufrollergehäuse mit einem von außen nach innen zur Gurtaufwickelwelle hin gerichteten spiralförmigen und bezogen auf die Gurtaufwickelwelle einen abnehmenden Radius aufweisenden Verlauf angeordneten Rohr ausgebildet ist.
Bezüglich der Halterung des Rohres an dem Gurtaufrollergehäuse ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Abdeckkappe aus widerstandsfähigem Material vorgesehen, welche mit einer Formschlußgestaltung zum Festlegen des Rohres an der Abdeckkappe versehen ist: diese Formschlußgestaltung kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darin bestehen, daß das Rohr mit einem Wulst und die Abdeckkappe mit einer passenden Einziehung zur Aufnahme des Wulstes des Rohres versehen sind; alternativ kann das Rohr mit einer an seinem freien Ende angeordneten U-förmigen Abkröpfung in eine entsprechend geformte Aufnahme in der Abdeckkappe einhängbar sein. Vorzugsweise ist dabei die widerstandsfähige Abdeckkappe aus Metall, zum Beispiel Aluminium-Druckguß ausgebildet.
Es kann ebenso vorgesehen sein, daß das Rohr mit dem Gehäuse des Gurtaufrollers durch geeignete und gesonderte Halteeinrichtungen kraftübertragend verbunden ist.
Es kann aber auch ausreichen, das Rohr in einer mit dem Gurtaufroller verbundenen Abdeckkappe aus Kunststoff einzubetten und so festzulegen.
Das Rohr selbst kann nach Ausführungsbeispielen der Erfindung als gezogenes Bauteil ausgebildet sein oder aus zwei miteinander rollnahtverschweißten Hälften zusammengesetzt sein.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Gasgenerator mit den Massekugeln in einer Linie in der Achse des Rohres angeordnet ist, wobei in diesem Fall der Gasgenerator durch eine entsprechende Formgestaltung im Rohr festgelegt und lagefixiert ist.
Zur Übertragung der Antriebsenergie von dem Gasgenerator auf die Massekugeln ist ein Antriebskolben aus elastischem Material angeordnet, wobei der Antriebskolben zur Definition eines Vorvolumens mit Abstand zum Gasgenerator mittels Formgestaltungen in dem Rohr festgelegt sein kann. Dabei kann vorgesehen sein, daß zur Vermeidung von Geräuschen der Antriebskolben mittels einer Abstützfeder gegen den Gasgenerator festgelegt und von der Feder beaufschlagt ist.
Um zu verhindern, daß nach dem Durchlauf der Massekugeln durch das Rohr der Antriebskolben mit der Verzahnung des Antriebsrades in Berührung kommt, kann der Übertragungskolben mit elastischen, nach außen wirkenden Spreizmitteln versehen sein, wobei das Rohr an seinem diesbezüglichen Ende eine Nut aufweist, in welche die Spreizmittel eingreifen und damit den Antriebskolben in dem Rohr festlegen, bevor dieser in Berührung mit dem Antriebsrad kommt.
Alternativ können auch am Ende des entsprechenden Kolbenweges im Rohr Überströmbohrungen vorgesehen sein, die für ein Stillsetzen des Antriebskolbens sorgen.
Soweit bei der Verwirklichung der Erfindung bereits ein Auffangbehälter für die Massekugeln nach deren Durchlauf durch den Kanal beziehungsweise das Rohr und Austritt aus demselben vorgesehen ist, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung am Ende des Rohres ein offener und in den Auffangbehälter einmündender Auffangschlauch aus einem nachgiebigen Material angeordnet, der die Massekugeln bei deren Austritt aus dem Kanal entsprechend abbremst. Um die Baugröße des Rotationsstraffers möglichst gering zu halten, ist weiterhin nach der Erfindung vorgesehen, eine zusammenfaltbare Auffangeinrichtung zu nutzen, die sich in unbenutztem Zustand innerhalb der Kontur des Straffers befindet, und die erst bei Aktivierung durch die Massekörper über die Kontur des Gurtstraffers hinaus entfaltet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gurtaufwickelwelle mit Strafferantrieb in einer räumlichen Darstellung,
Fig. 2 das Antriebsrad in einer Einzeldarstellung,
Fig. 3 die Zuordnung von Antriebsrad und Massekugeln in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 eine detaillierte Darstellung eines Antriebsrades mit kalottenförmigen Ausnehmungen,
Fig. 5 den Gegenstand der Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform,
Fig. 6 den Gegenstand der Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 7 ein anderes Ausführungsbeispiel eines auf die Gurtaufwickelwelle eines Gurtaufrollers einwirkenden Rotationsstraffers in einer schematischen Draufsicht auf die Stirnseite des Gurtaufrollergehäuses,
Fig. 8 eine andere Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Rotationsstraffers,
Fig. 9 den Anschluß des Gasgenerators bei Rotationsstraffern nach Fig. 7 oder 8 an den Kanal in einer vergrößerten Darstellung.
Wie im einzelnen nicht weiter dargestellt, ist eine Gurtaufwickelwelle 10 in einem in der Regel U-förmig und lastaufnehmend ausgebildeten Gurtaufrollergehäuse drehbar gelagert. Um die Gurtaufwickelwelle in eine das auf ihr aufgewickelte Gurtband strammende Drehung zu versetzen, ist ein pyrotechnisch beaufschlagter Antrieb vorgesehen, der aus einem aus den beiden Antriebsradhälften 11, 12 bestehenden Antriebsrad besteht, wobei die Antriebsradhälfte 11 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit der Gurtaufwickelwelle 10 verbunden ist; wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird die zweite Antriebsradhälfte 12 beim Zusammenbau des Rotationsstraffers dann gegen die erste Antriebsradhälfte 11 gesetzt und über eine Verzahnung 31 mit dieser verbunden. Zwischen den beiden Antriebsradhälften 11, 12 ist ein dem Gehäuse des Gurtaufrollers zuzuordnender Schwertkasten 13 angeordnet, der zwischen die beiden Antriebsradhälften 11, 12 reichende schwertförmige Führungen 14, 15 trägt und mit seinem Innenumfang 30 den Außenumfang des Antriebsrades 11, 12 umschließt.
In der Ebene des Schwertkastens 13 beziehungsweise des Antriebsrades 11, 12 ist ein gekrümmtes Rohr 16 angeordnet, in dessen innerem Kanal die der Beschleunigung des Antriebsrades 11, 12 dienenden Massekugeln 18 bevorratet sind. An dem einen Ende des Rohres 16 ist eine Gasgeneratoraufnahme 17 angeordnet, in welcher ein im einzelnen nicht dargestellter Gasgenerator angeordnet ist, dessen im Auslösefall freiwerdendes Gas die Massekugeln 18 aus dem Rohr 16 heraustreibt; hierzu ist in dem Rohr 16 der Gasgeneratoraufnahme 17 zugeordnet ein mit einer Dichtung versehener Antriebskolben 19 angeordnet, während auf der gegenüberliegenden Seite ein Rohrverschluß 20 liegt. Außen auf dem Rohr 16 sitzt eine Abdeckkappe 22, die mit dem nicht dargestellten zugeordneten U-Schenkel des Gurtaufrollergehäuses verbunden wird und dabei auch das Rohr 16 und den Schwertkasten 13 trägt und haltert.
Die grundlegende Ausbildung des Antriebsrades 11, 12 ergibt sich im einzelnen aus Fig. 2; auf dem äußeren Umfang des Antriebsrades sind fortlaufend kalottenförmige Ausnehmungen 23 angeordnet, die der Form der Massekugeln 18 angepaßt sind, das heißt, den gleichen beziehungsweise einen geringfügig größeren Radius 32 aufweisen wie die Massekugeln 18.
Wie in Fig. 4 im Detail gezeigt, liegen die einzelnen kalottenförmigen Ausnehmungen 23 auf dem durch die theoretischen Berührungspunkte 33 der aufeinanderfolgenden Massekugeln 18 definierten Schubdurchmesser 26. Dieser Schubdurchmesser 26 kann etwas kleiner als theoretisch errechnet ausgebildet sein, um die Deformation/Abflachung der Massekugeln 18 unter der hohen Flächenpressung zu berücksichtigen. Die einzelnen kalottenförmigen Ausnehmungen 23 werden beispielsweise durch radiales Einfahren 38 eines entsprechenden Formkörpers zum Beispiel eines Fräsers 34 hergestellt, wobei der Übergang zwischen den einzelnen kalottenförmigen Ausnehmungen 23 durch das Abwälzen des Fräsers 34 auf einer Kreisbahn 35 zwischen den Berührungspunkten 33 hergestellt wird, wobei diese Kreisbahn ebenfalls einen Radius 36 entsprechend dem Radius 32 der kalottenförmigen Ausnehmungen hat; das dargestellte Antriebsrad 11, 12 hat eine den elf kalottenförmigen Ausnehmungen 23 entsprechende Teilung 37.
Wie sich aus einer Zusammenschau der Fig. 1 und 2 ergibt, weist das aus den beiden Antriebsradhälften 11, 12 bestehende Antriebsrad eine über seinen Umfang fortlaufende Nut 24 auf, in welche die beiden von dem Schwertkasten 13 getragenen schwertförmigen Führungen 14, 15 eingreifen. Dabei ist zunächst im in dem Rohr 16 offenen Eintrittsbereich 28 der Massekugeln 18 in das Antriebsrad eine schwertförmige Führung 15 vorgesehen, die das Einfädeln der Massekugeln 18 in die kalottenförmigen Ausnehmungen 23 verbessert, wobei zusätzlich in dem Auslaßbereich 29, in welchem die Massekugeln 18 wieder aus den kalottenförmigen Ausnehmungen 23 des Antriebsrades herausgeführt werden sollen, eine schwertförmige Führung 14 ausgebildet ist, die als Abstreifer wirkt.
Wie sich aus Fig. 3 ergibt, liegt der Nutdurchmesser 25 radial im Tiefsten der kalottenförmigen Ausnehmungen 23; ferner ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Außendurchmesser 27 des Antriebsrades 11, 12 etwas größer bemessen als der durch die theoretischen Berührungspunkte 33 der aufeinanderfolgenden Massekugeln 18 definierte Schubdurchmesser 26.
Bei Auslösung des in der Gasgeneratoraufnahme 17 sitzenden Gasgenerators treiben die freigesetzten Gase die in dem Rohr 16 bevorrateten Massekugeln 18 aus dem Rohr heraus, wobei die Massekugeln 18 im offenen Einlaßbereich 28 formschlüssig in die kalottenförmigen Ausnehmungen 23 des Antriebsrades 11, 12 hineingetrieben werden, mit unterstützender Führung durch die schwertförmige Führung 15 des Schwertkastens 13; die in gegenseitiger Berührung aufeinanderfolgend radial in das Antriebsrad 11, 12 hineingetriebenen Massekugeln versetzen das Antriebsrad 11, 12 in Drehung, so daß die Gurtaufwickelwelle 10 die gewünschte Drehbewegung in Strammrichtung ausführt. Nach dem radialen Vorbeilauf der Massekugeln 18 werden die Massekugeln 18 über die als Abstreifer wirkende schwertförmige Führung 14 herausgenommen und aufgefangen. Hierbei verhindern die schwertförmigen Führungen 14, 15 ein Ausweichen der einzelnen Massekugeln 18 von der gewünschten tangentialen Bahn in das Antriebsrad 11, 12, die einen optimale Kraftübertragung gewährleistet. Um auch die Funktion des Gurtaufrollers nach dem Straffvorgang zu gewährleisten, ist ein sauberes Trennen der Massekugeln 18 vom Antriebsrad 11, 12 durch die als Abstreifer wirkende schwertförmige Führung 14 vorgesehen.
In den Fig. 5 und 6 sind jeweils unterschiedliche Ausführungen bezüglich der Halterung des Rohres 16 an der Abdeckkappe 22 gezeigt, wobei die Abdeckkappe zur Kraftaufnahme aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium-Druckguß besteht und fest mit dem nicht dargestellten Gurtaufrollergehäuse verbunden ist. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Rohr 16 an seinem der Gasgeneratoraufnahme 17 gegenüberliegenden Ende einen Wulst 41 auf, dem unter Formentsprechung an der Abdeckkappe 22 eine Einziehung 42 zugeordnet ist, so daß beim Zusammensetzen der Bauteile das Rohr 16 an der Abdeckkappe 22 festgelegt ist. Eine dazu alternative Befestigung ist aus Fig. 6 ersichtlich, bei welcher das entsprechende Ende des Rohres 16 eine U-förmige Abkröpfung 43 trägt, deren freies Ende T-förmig ausgebildet ist; die Abdeckkappe 22 weist in Formentsprechung dazu eine passende Aufnahme 44 auf, an welcher somit das Rohr 16 festlegbar ist.
Aus Fig. 6 ergeben sich über die Darstellung in Fig. 1 hinaus noch weitere Einzelheiten, um die Funktion des Rotationsstraffers sicherzustellen.
So ist zur Vermeidung von Klappergeräuschen der Antriebskolben 19, oder auch der erste Massekörper 18 an dem in der Gasgeneratoraufnahme 17 sitzenden Gasgenerator über eine Abstützfeder 45 abgestützt. Weiterhin weist der Antriebskolben 19 auf seinem äußeren Umfang elastische, nach außen wirkende Spreizmittel 46 auf, und diesen Spreizmitteln 46 ist am Ende des von dem Antriebskolben 19 zu durchschreitenden Weges im Rohr 16 eine Nut 47 im Rohr 16 angeordnet, in der sich die Spreizmittel 46 des Antriebskolbens 19 verhaken, so daß hierdurch ein Eintreten des Antriebskolbens 19 in die Ausnehmungen 23 des Antriebsrades 11, 12 verhindert ist. Alternativ oder zusätzlich können am betreffenden Ende des Laufweges des Antriebskolbens 19 im Rohr 16 Überströmbohrungen 48 ausgebildet sein, bei deren Erreichen der Antriebskolben 19 durch das Ausströmen des Antriebsgases drucklos gestellt und somit in seiner Bewegung festgehalten ist.
Im Bereich des Überganges zwischen dem in der Gasgeneratoraufnahme 17 angeordneten Gasgenerator und dem Antriebskolben 19 kann die Gasgeneratoraufnahme 17 eine Sollbruchstelle 49 aufweisen, die als Überdrucksicherung wirkt, indem beispielsweise bei einer Blockade des Antriebes ein gefahrloses Ablassen des vom Gasgenerator im System erzeugten Überdruckes zu gewährleisten, weil bei entsprechendem Überdruck die Sollbruchstelle aufreißt und ein Fenster zum Abströmen des Gases freigibt.
In den Fig. 7 und 8 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, bei denen das Antriebsrad bei einem Rotationsstraffer als einfaches und mit einer Außenverzahnung versehenes Ritzel ausgebildet und mit der Gurtaufwickelwelle verbunden ist.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in einem Gehäuse 51 eines Gurtaufrollers 50 die Gurtaufwickelwelle 10 gelagert, die mit einem axialen Fortsatz den zugehörigen Seitenschenkel 53 des Gehäuses 51 durchgreift; auf dem Fortsatz ist in einer formschlüssigen Verbindung ein Ritzel 54 als Antriebsrad mit einer Außenverzahnung 55 gelagert.
Der Seitenschenkel 53 des Gehäuses 51 beziehungsweise ein daran angebrachtes gesondertes Bauteil bildet in sich einen Kanal 56 aus, der an seinem einen Ende eine vorzugsweise pyrotechnische Einheit 57 aufweist. Der Kanal 56 ist in dem Gehäuse 51 beziehungsweise dessen Seitenschenkel 53 oder dem zugeordneten Bauteil mit einem von außen nach innen zur Gurtaufwickelwelle 10 hin gerichteten spiralförmigen Verlauf ausgebildet, und zwar mit einem bezogen auf die Gurtaufwickelwelle 10 abnehmenden Radius, bis der Kanal 56 tangential auf das Ritzel 54 beziehungsweise dessen Außenverzahnung 55 trifft und an dieser Stelle einen Einkupplungsbereich 58 für die in dem Kanal 56 liegenden und im Auslösefall über die pyrotechnische Antriebseinheit anzutreibenden Massekörper 18 mit der Außenverzahnung 55 des Ritzels 54 ausbildet.
Der Kanal 56 umschließt über einen Teilumfang das Ritzel 54 und mündet in eine ebenenversetzte Austrittsöffnung 60 ein, über welche die in dem Kanal 56 angetriebenen Massekörper 18 den Kanal 56 verlassen, wozu der Gurtaufroller 50 mit einem nicht weiter dargestellten Auffangbehälter versehen ist, wie dies in der DE 29 31 164 A1 grundsätzlich angesprochen ist.
Die Massekörper 18 sind mit einer endlosen Ummantelung 61 umgeben, so daß eine Endlos-Massekörper-Schnur gebildet ist. Bei der Ummantelung 61 kann es sich um einen Kunststoffschlauch handeln, in welchen die Massekörper 18 eingebracht und dort positioniert sind, oder alternativ auch um eine fortlaufende und zusammenhängende Umspritzung der einzelnen Massekörper. Durch Abschneiden der Endlosschnur kann die bedarfsgerechte Länge eingestellt werden, wobei diese Schnur aufgrund ihres nachgiebigen Materialcharakters ihrerseits für eine Abdichtung der Massekörper 18 in dem Kanal 56 sorgt, gleichzeitig aber auch den Einsteuervorgang zwischen den Massekörpern 18 und der Verzahnung 55 des Ritzels 54 verbessert.
Die in Fig. 8 im einzelnen dargestellte alternative Ausführungsform eines Rotationsstraffers weist im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 auf, und insoweit sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kanal 56 in einem gesonderten und entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 gebogenen Rohr 62 geführt, welches Rohr 62 gezogen oder aus zwei rollnahtgeschweißten Hälften zusammengesetzt ist; das Rohr 62 ist in einer aus Kunststoff gefertigten und mit dem Gehäuse 51 des Gurtaufrollers 50 verbundenen Abdeckkappe 63 eingelegt und mittels Klammern 64 kraftschlüssig mit dem Gehäuse 51 verbunden.
An dem Eintrittsende des Rohres 62 ist ein Gasgenerator 65 in das Rohr integriert, der mittels einer Einschnürung 66 in dem Rohr festgelegt ist. Zwischen dem Ausgang des Gasgenerators 65 und dem ersten Massekörper 18 ist ein Übertragungskolben 67 als Antriebskolben aus einem elastischen Material angeordnet, wobei dieser Übertragungskolben 67 zur Ausbildung eines Vorvolumens 68 mit Abstand zum Gasgenerator 65 angeordnet und andererseits durch eine Formgestaltung 69 in Form von Einschnürungen festgelegt ist, wie sich dies im einzelnen aus Fig. 9 ergibt.
Der Eingriffsbereich zwischen den Massekugeln 18 und der Außenverzahnung 55 des Ritzels 54 erstreckt sich nur über den Tangentialbereich, so daß die Massekugeln 18 über einen Umfangswinkel von maximal 45 Grad in Kontakt mit der Ritzelverzahnung 55 stehen und anschließend in der geradlinig gegenüber dem Kanal 56 ausgebildeten Öffnung ausgetragen werden. Hierzu ist im Gehäuse 51 ein Auffangbehälter 71 ausgebildet, wobei dem Ausgang des Kanals 56 ein offener Auffangschlauch 70 aus einem elastischen Material zugeordnet ist, über den die ausgetragenen Massekugeln 18 abgebremst werden.

Claims

1. Rotationsstraffer für einen Sicherheitsgurt, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Gurtaufroller, dessen Gurtaufwickelwelle (10) bei Auslösung des daran gekuppelten Rotationsstraffers in Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes gedreht wird, wobei der Gurtaufwickelwelle (10) als Antrieb ein Antriebsrad (11, 12, 54) zugeordnet ist, in dessen Ebene das Gehäuse des Gurtaufrollers einen das Antriebsrad (11, 12, 54) über mindestens einen Teilumfang umgreifenden Kanal zur Durchleitung von auf das Antriebsrad einwirkenden, in dem Kanal lose aneinander liegenden beschleunigten Massekörpern (18) als Antriebsmittel ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (11, 12, 54) auf seinem äußeren Umfang mit einer Verzahnung z. B. Ausnehmungen (23; 55) zur Aufnahme der Massekörper (18) versehen ist, wobei die Teilung der Verzahnung in etwa dem Abstand der Massekörper (18) zueinander entspricht.

2. Rotationsstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung z. B. Ausnehmungen (23) des Antriebsrades (11, 12) derart gestaltet ist, daß die Massekörper (18) beim Eingriff die Verzahnung z. B. Ausnehmungen (23) übergreifend in permanenter Anlage aneinander verbleiben.

3. Rotationsstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung des Antriebsrades (11, 12) durch sich über den äußeren Umfang des Antriebsrades erstreckende Ausnehmungen (23) gebildet ist.

4. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung des Antriebsrades (11, 12) als auf dessen äußeren Umfang liegende und der Form der Massekörper (18) angepaßte kalottenförmige Ausnehmungen (23) ausgebildet ist.

5. Rotationsstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Umfang des Antriebsrades (11, 12) fortlaufend angeordneten kalottenförmigen Ausnehmungen (23) einander berühren.

6. Rotationsstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über den Umfang des Antriebsrades (11, 12) fortlaufend angeordneten kalottenförmigen Ausnehmungen (23) sich um einen geringen Betrag überschneiden.

7. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Massekörper (18) als Massekugeln ausgebildet und die kalottenförmigen Ausnehmungen (23) kugelförmige Halbschalen sind.

8. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der kalottenförmigen Ausnehmungen (23) auf dem durch die theoretischen Berührungspunkte der aufeinanderfolgenden Massekugeln (18) definierten Schubdurchmesser (26) liegt.

9. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kalottenförmigen Ausnehmungen (23) trichterförmig erweitert sind.

10. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kalottenförmigen Ausnehmungen (23) einen Übergang von einer Ausnehmung zur anderen Ausnehmung aufweisen.

11. Rotationsstraffer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen den kalottenförmigen Ausnehmungen (23) auf einer Kreisbahn zwischen den Mittelpunkten der kalottenförmigen Ausnehmungen (23) liegt, wobei die Kreisbahn einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser der kalottenförmigen Ausnehmung (23) aufweist.

12. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (27) des Antriebsrades (11, 12) um bis zu einem Massekugeldurchmesser größer als der Schubdurchmesser (26) der Massekugeln (18) ist.

13. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Massekugeln (18) mittels einer nachgiebigen Ummantelung (61) magazinartig miteinander verbunden sind.

14. Rotationsstraffer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (61) aus einem die Massekugeln (18) in sich aufnehmenden und positionierenden Kunststoffschlauch besteht.

15. Rotationsstraffer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (61) aus einer Umspritzung aus einem geeigneten Material besteht.

16. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Massekugeln (18) in tangentialem Verlauf an dem Außenumfang des Antriebsrades (11, 12; 54) vorbeigeführt und nach Eingriff mit dessen Verzahnung z. B. Ausnehmungen (23; 55) unmittelbar in einen Auffangraum (71) geführt sind.

17. Rotationsstraffer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Eingriffsbereich zwischen Massekugeln (18) und der Antriebsradverzahnung z. B. Ausnehmungen (23; 55) über einen Umfangswinkel bis zu 45 Grad erstreckt.

18. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (11, 12) über seinen Umfang eine die kalottenförmigen Ausnehmungen (23) schneidende Nut (24) zur Aufnahme einer gehäusefesten schwertförmigen Führung (14, 15) für die Massekugeln (18) aufweist.

19. Rotationsstraffer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß je eine schwertförmige Führung (15, 14) im Einlaßbereich (28) des Antriebsrades (11, 12) und in dem Austrittsbereich (29) für die Massekugeln (18) an dem Antriebsrad (11, 12) vorgesehen ist.

20. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (11, 12) im Bereich der Nut (24) zweigeteilt ausgebildet und die eine Hälfte (11) des Antriebsrades mit der Gurtaufwickelwelle (10) verbunden ist.

21. Rotationsstraffer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gurtaufwickelwelle (10) zugeordnete Hälfte (11) des Antriebsrades mit der Gurtaufwickelwelle (10) einstückig ausgebildet ist.

22. Rotationsstraffer nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften (11, 12) des Antriebsrades aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.

23. Rotationsstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (56) in einem an dem Gurtaufroller (50) festgelegten und einen von außen nach innen zur Gurtaufwickelwelle (10) hin gerichteten spiralförmigen Verlauf mit einem bezogen auf die Gurtaufwickelwelle (10) abnehmenden Radius aufweisenden Rohr (16, 62) ausgebildet ist.

24. Rotationsstraffer nach Anspruch 23, daß zur Halterung des Rohres (16) an dem Gurtaufrollergehäuse eine Abdeckkappe (22) aus einem widerstandsfähigen Material mit einer Formschlußgestaltung (42, 44) zum Festlegen des Rohres (16) an der Abdeckkappe (22) vorgesehen ist.

25. Rotationsstraffer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) mit einem Wulst (41) und die Abdeckkappe (22) mit einer passenden Einziehung (42) zur Aufnahme des Wulstes (41) des Rohres (16) versehen sind.

26. Rotationsstraffer nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16) an seinem freien Ende mit einer U-förmigen Abkröpfung (43) in einer entsprechend geformten Aufnahme (44) in der Abdeckkappe (22) einhängbar ist.

27. Rotationsstraffer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16, 62) an dem Gurtaufrollergehäuse durch geeignete und gesonderte Halteeinrichtungen kraftübertragend angebracht ist.

28. Rotationsstraffer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (62) in einer mit dem Gurtaufrollergehäuse verbundenen Abdeckkappe (63) aus Kunststoff eingebettet ist.

29. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16, 62) als gezogenes Bauteil ausgebildet ist.

30. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (16, 62) aus zwei miteinander rollnahtverschweißten Hälften zusammengesetzt ist.

31. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (62) den Gasgenerator (65) zum Antrieb der Massekugeln (18) in seiner Längsachse auf die Massekugeln (18) folgend aufnimmt, wobei der Gasgenerator in dem Rohr (62) durch eine Formgestaltung (66, 69) festgelegt ist.

32. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gasgenerator (17, 65) und Massekugeln (18) ein Antriebskolben (19, 67) aus elastischem Material angeordnet ist.

33. Rotationsstraffer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (19, 67) zur Definition eines Vorvolumens (68) mit Abstand zum Gasgenerator mittels Formgestaltungen (66, 69) in dem Rohr (62) festgelegt ist.

34. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (19) gegen den Gasgenerator mittels einer Abstützfeder (45) abgestützt ist.

35. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Umfang des Antriebskolbens (19) elastisch nach außen gerichtete Spreizmittel (46) vorgesehen sind, die in eine in Durchlaufrichtung der Massekugeln durch das Rohr am Ende des Durchlaufweges angeordnete Nut (47) eingreifen und den Antriebskolben (19) in dem Rohr (16) festlegen.

36. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Durchlaufweges des Antriebskolbens (19) durch das Rohr (16) Überströmbohrungen (48) zum Austritt des Treibmittels angeordnet sind.

37. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 23 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Vorvolumens (68) zwischen Gasgenerator und Antriebskolben (19) eine Überdrucksicherung in Form einer über eine Sollbruchstelle (49) offenbare Öffnung vorgesehen ist.

38. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 37, mit einem Auffangbehälter für die Massekörper nach deren Durchlauf durch den Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß als Auffangeinrichtung ein offener, in einen Auffangraum (71) mündender Auffangschlauch (70) aus einem nachgiebigen Material angeordnet ist.

39. Rotationsstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 37 mit einem Auffangbehälter für die Massekörper nach deren Durchlauf durch den Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangeinrichtung in der Kontur des Rotationsstraffers eingefaltet angeordnet und bei Auslösung des Rotationsstraffers entfaltbar ist.