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Dokumentenidentifikation DE102004050663A1 20.04.2006
Titel Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem
Anmelder TRW Automotive GmbH, 73553 Alfdorf, DE
Erfinder Fischer, Anton, 73579 Schechingen, DE
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Anmeldedatum 18.10.2004
DE-Aktenzeichen 102004050663
Offenlegungstag 20.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.04.2006
IPC-Hauptklasse B60R 22/46(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem hat ein Gehäuse (14) und einen einzelnen pyrotechnisch angetriebenen Kolben (22), der sich bei der Aktivierung des Gurtstraffers (10) in einer im Gehäuse (14) ausgebildeten, spiralförmigen Bahn (24), die sich über mehr als 360° erstreckt, bewegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem.

Ein verbreiteter Gurtstraffertyp ist der sogenannte Aufrollstraffer. Hierbei wird im Bedarfsfall die Gurtspule in Drehung versetzt, um die Gurtlose aufzunehmen und das Gurtband straff zu ziehen. Eine Forderung für Aufrollstraffer ist stets, den Bauraum möglichst klein zu halten, da diese in unmittelbarer Nähe zum Gurtaufroller angeordnet oder in diesem integriert sind.

Die Erfindung schafft einen Gurtstraffer, insbesondere einen Aufrollstraffer, mit einem langen Straffweg und dennoch kleinem Bauraum.

Dies wird erreicht, indem ein Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem ein Gehäuse und einen pyrotechnisch angetriebenen Kolben aufweist, der sich bei der Aktivierung der Gurtstraffers in einer im Gehäuse ausgebildeten, spiralförmigen Bahn, die sich über mehr als 360° erstreckt, bewegt. Die gesamte Antriebsleistung wird durch einen einzigen Kolben geleistet, im Gegensatz zu bekannten Gurtstraffern, bei denen eine ganze Reihe von Massekörpern nacheinander beschleunigt werden. Dennoch wird aufgrund der sich über mehr als 360° erstreckenden Bahnlänge ein langer Straffweg erreicht.

Im Gehäuse ist bevorzugt ein drehbar gelagertes Treibrad vorgesehen, auf das die Bewegung des Kolbens übertragen wird.

Das Treibrad weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Ausnehmung auf, in der der Kolben angeordnet ist. Eine Treibfläche des Kolbens ist in Anlage an einem Rand der Ausnehmung im Treibrad, so daß durch eine Bewegung des Kolbens entlang seiner Bahn das Treibrad angetrieben wird.

Die Bahn des Kolbens und damit der Straffweg läßt sich besonders lang gestalten, indem vorgesehen ist, daß sich der Kolben in der Ausnehmung des Treibrads senkrecht zu einer durch die Bahn vorgegebenen Hauptrichtung bewegen kann.

Eine erste bevorzugte Spiralform für die Bahn des Kolbens ist eine Wendelform. Hierbei verläuft die Bahn in einer Axialrichtung versetzt und vorzugsweise stets mit gleichem Radius, ähnlich der Form einer Spiralfeder.

Hier sollte in einer axialen Richtung gesehen die Ausnehmung im Treibrad breiter sein als der Durchmesser der Bahn. In diesem Fall kann vorgesehen sein, daß der Kolben deutlich mehr als 360°, z.B. 720° oder mehr, während seiner Antriebsbewegung zurücklegt, wodurch sich ein entsprechend langer Straffweg ergibt.

Bei dieser Ausführungsform ist das Gehäuse bevorzugt ringförmig. Die Bahn ist dann vorteilhaft an einer radial nach innen gerichteten Seite des Gehäuses ausgebildet. Das Gehäuse kann radial außen liegend um das Treibrad angeordnet sein. Es bietet so außerdem Schutz für die mechanisch bewegten Teile des Gurtstraffers.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform hat die Bahn des Kolbens eine Spiralform, bei der die Bahn des Kolbens in einer Ebene liegt und sich der Radius der Bahn entlang deren Verlauf ändert. Die Änderung des Radius kann dabei auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmt werden. Sie kann z.B. linear oder logarithmisch sein. Auch hier kann der Kolben deutlich mehr als 360° entlang seiner Bahn zurücklegen, so daß ein langer Straffweg bei kleinem Bauraum erreicht wird.

Hierbei gilt, daß in radialer Richtung gesehen die Ausnehmung im Treibrad breiter sein sollte als der Durchmesser der Bahn, damit der Kolben der spiralförmigen Bahn folgen kann.

Allgemein läßt sich die Bahn durch eine spiralförmig in wenigstens einem Gehäuseabschnitt ausgebildete Nut vorgeben. Das Gehäuse kann das Treibrad umschließen.

Bevorzugt ist das Treibrad mit einer Gurtspule verbunden, entweder direkt oder über ein Getriebe, so daß die Drehung des Treibrades zu einer Aufwicklung des Gurtbands führt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:

1 eine schematische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers gemäß einer ersten Ausführungsform;

2 den Kolben aus 1 und die von ihm beschriebene Bahn;

3 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses des Gurtstraffers aus 1;

4 eine perspektivische Ansicht des Gehäuses aus 1 mit eingesetztem Treibrad;

5 eine schematische Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers gemäß einer zweiten Ausführungsform;

6 den Kolben aus 5 und die von ihm beschriebene Bahn; und

7 eine Draufsicht auf den Gurtstraffer aus 5 mit offenem Gehäuse.

In 1 ist ein Gurtstraffer 10 gezeigt, der vom Typ her ein Aufrollstraffer ist, d.h., die Straffbewegung wird auf eine (schematisch gezeigte) Gurtspule 12 übertragen und versetzt diese in Drehung, damit Gurtband aufgenommen wird.

Der Gurtstraffer 10 besitzt ein ringförmiges Gehäuse 14, an dessen radial innenliegender Seite eine spiralförmige, hier wendelförmige, Nut 16 ausgebildet ist. Die Nut 16 steht über einen Gaskanal 18 in Verbindung mit einem pyrotechnischen Treibsatz 20. In die Nut 16 ist ein einziger Kolben 22 eingesetzt und kann sich, angetrieben durch das in die Nut 16 eingeleitete Gas, in der Nut 16 entlang einer durch die Nut 16 vorgegebenen Bahn 24 bewegen. Hierbei bestimmt die Bahn 24 eine Hauptbewegungsrichtung H des Kolbens 22. Im gezeigten Fall beschreibt die Nut 16 zwei volle Umläufe im Gehäuse 14, es können aber auch mehr sein.. Die einzelnen Umläufe haben jeweils den gleichen Radius, sind aber in einer axialen Richtung A versetzt. Der Kolben 22 kann sich um ca. 720° bewegen.

In das Gehäuse 14 ist ein drehbar gelagertes Treibrad 26 eingesetzt. Im Treibrad 26 ist eine Ausnehmung 28 ausgebildet, in die der Kolben 22 angeordnet ist (siehe 1). Der Kolben 22 hat eine Treibfläche 32, die zumindest während der Straffbewegung in Anlage am vom Gaskanal 18 abgewandten Rand der Ausnehmung 28 ist. Auf diese Weise wird die Bewegung des Kolbens entlang der Nut 16 in eine Rotationsbewegung des Treibrads 26 umgesetzt. Die Ausnehmung 28 ist nach oben, d.h. radial nach innen, mit einer Abdeckung 30 verschlossen, um Gasdichtigkeit zu gewähren. Die Breite der Ausnehmung 28 entspricht in Axialrichtung A mindestens der Distanz d der in Axialrichtung A nebeneinanderliegenden Nutabschnitte, ist also senkrecht zur Hauptrichtung H deutlich breiter als der Durchmesser der Nut 16 in dieser Richtung. Die Breite der Ausnehmung 28 in Hauptrichtung H entspricht im wesentlichen der Breite des Kolbens 22 in dieser Richtung.

Das Treibrad 26 ist auf bekanntem Weg über eine nicht gezeigte Verbindung mit der Gurtspule 12 gekoppelt, entweder direkt über eine Achse oder über ein Getriebe. Hierzu weist das Treibrad 26 mittig eine Öffnung 50 auf, über die es mit der Gurtspule 12 verbunden ist.

Bei der Aktivierung des Gurtstraffers 10 wird der pyrotechnische Treibsatz 20 gezündet, wodurch Gas freigesetzt wird, das durch den Gaskanal 18 in die Nut 16 einströmt. Dort trifft es auf den Kolben 22 und verschiebt diesen entlang der Bahn 24 in der Nut 16. Da der Kolben 22 mit seiner Treibfläche 32 in Anlage am Rand der Ausnehmung 28 im Treibrad 26 ist, wird das Treibrad 26 in Drehung versetzt. Bei der Bewegung des Kolbens 22 entlang der Nut 16 im Gehäuse 14 bewegt sich der Kolben 22 sowohl in Umfangsrichtung des Gehäuses 14 als auch in axialer Richtung A. Hierbei verschiebt er sich relativ zum Treibrad 26 in axialer Richtung A in der Ausnehmung 28.

Die Drehbewegung des Treibrads 26 wird auf die Gurtspule 12 übertragen und sorgt für das Aufwickeln des Gurtbands.

In den 5 bis 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Gurtstraffers dargestellt.

Ein aus zwei Halbschalen 214, 215 bestehendes Gehäuse umschließt ein Treibrad 226, in dem eine schlitzförmige, sich in radialer Richtung r erstreckende Ausnehmung 228 ausgebildet ist. In einem Gehäuseabschnitt, nämlich einer oder beiden Halbschalen 214, 215, ist eine spiralförmige Nut 216 ausgebildet, in die ein Kolben 222 eingesetzt ist und entlang der sich der Kolben 222 bewegen kann. Die Bahn 224, die der Kolben 222 dabei beschreibt, liegt in einer Ebene und weist einen sich ständig erweiternden Radius auf (siehe 6). Im dargestellten Fall bewegt sich der Kolben 222 um ca. 540°. Die Bahn könnte aber auch länger ausgebildet sein. Am radial innenliegenden Ende der Nut 216 ist in der Halbschale 214 ein Gaskanal 218 vorgesehen, der zu einem außerhalb des Gehäuses angeordneten pyrotechnischen Treibsatz 220 führt. Auch in diesem Fall ist die Nut 216 im wesentlichen gasdicht abgeschlossen.

Außerdem ist der Kolben 222 in radialer Richtung verschiebbar in der Ausnehmung 228 des Treibrads 226 aufgenommen. Eine am Kolben 222 ausgebildete Treibfläche 232 ist hierbei in Anlage an einen Rand 240 der Ausnehmung 228. Die Ausnehmung 228 im Treibrad 226 erstreckt sich in radialer Richtung r zumindest über die Distanz, die der Kolben 222 in radialer Richtung r im Gehäuse zurücklegt ist also in radialer Richtung r deutlich breiter als der Durchmesser der Nut 216 in dieser Richtung. Die Breite der Ausnehmung 228 in Hauptrichtung H entspricht im wesentlichen der Breite des Kolbens 222 in dieser Richtung.

Das Treibrad 226 ist, wie im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben, über eine mittige Offnung 250 mit einer hier nicht gezeigten Gurtspule verbunden, um diese in Drehung zu versetzen. Beide Halbschalen 214, 215 weisen mittig ebenfalls eine Öffnung auf, durch die eine Achse des Treibrads 226 ragen kann.

Bei der Aktivierung des Gurtstraffers 210 wird der pyrotechnische Treibsatz 220 gezündet, und das von diesem erzeugte Gas strömt durch den Gaskanal 218 in die Nut 216. Hier bewegt es den Kolben 222 entlang seiner spiralförmigen Bahn 224. Die Treibfläche 232 des Kolbens 222, die in Anlage an den Rand 240 in der Ausnehmung 228 des Treibrades 226 ist, treibt letzteres in einer Drehbewegung an. Der Kolben bewegt sich hierbei entlang der Nut 216 und verschiebt sich relativ zum Treibrad 226 radial in der Ausnehmung 228. Wie bei der ersten Ausführungsform beträgt der vom Kolben 222 in der Nut 216 zurückgelegte Weg deutlich mehr als 360°. Die Drehbewegung des Treibrads 226 wird auf eine nicht gezeigte Gurtspule übertragen, wodurch diese in Drehung versetzt wird und Gurtband aufnimmt.

Der Kolben 22, 222 hat eine jeweils an den Querschnitt der Nut 16, 216 angepaßte Form. Dies kann eine zylinderförmige oder auch eine eckige Form sein. In jedem Fall ist der Kolben 22, 222 ein einzelnes, in sich starres Bauteil.


Anspruch[de]
  1. Gurtstraffer für ein Sicherheitsgurtsystem, mit einem Gehäuse (14) und einem pyrotechnisch angetriebenen Kolben (22; 222), der sich bei der Aktivierung des Gurtstraffers (10; 210) in einer im Gehäuse (14) ausgebildeten, spiralförmigen Bahn (24; 224), die sich über mehr als 360° erstreckt, bewegt.
  2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (14) ein drehbar gelagerten Treibrad (26; 226) vorgesehen ist.
  3. Gurtstraffer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibrad (26; 226) eine Ausnehmung (28; 228) aufweist, in der der Kolben (22; 222) angeordnet ist, wobei eine Treibfläche (32; 232) des Kolbens (22; 222) in Anlage an einem Rand der Ausnehmung (28; 228) im Treibrad (26; 226) ist, so daß durch eine Bewegung des Kolbens (22; 222) entlang seiner Bahn (24; 224) das Treibrad (26; 226) angetrieben wird.
  4. Gurtstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (22; 222) in der Ausnehmung (28; 228) des Treibrads (26; 226) senkrecht zu einer durch die Bahn (24; 224) vorgegebenen Hauptrichtung (H) bewegt.
  5. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (24) des Kolbens (22) eine Wendelform hat.
  6. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer axialen Richtung (A) gesehen die Ausnehmung (28) im Treibrad (26) breiter ist als der Durchmesser der Bahn (24).
  7. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) ringförmig ist.
  8. Gurtstraffer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (24) an einer radial nach innen gerichteten Seite des Gehäuses ausgebildet ist.
  9. Gurtstraffer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (224) des Kolbens (222) in einer Ebene liegt und sich der Radius der Bahn entlang deren Verlaufs ändert.
  10. Gurtstraffer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung (r) gesehen die Ausnehmung (228) im Treibrad (226) breiter ist als der Durchmesser der Bahn (224).
  11. Gurtstraffer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (24; 224) durch eine spiralförmig in wenigstens einem Gehäuseabschnitt ausgebildete Nut (16; 216) vorgegeben ist.
  12. Gurtstraffer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibrad (26) mit einer Gurtspule (12) verbunden ist.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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