WO2025190870A1 - Pyrotechnischer rotationsstraffer für eine sicherheitsgurteinrichtung - Google Patents

Pyrotechnischer rotationsstraffer für eine sicherheitsgurteinrichtung

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WO2025190870A1
WO2025190870A1 PCT/EP2025/056469 EP2025056469W WO2025190870A1 WO 2025190870 A1 WO2025190870 A1 WO 2025190870A1 EP 2025056469 W EP2025056469 W EP 2025056469W WO 2025190870 A1 WO2025190870 A1 WO 2025190870A1
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WO
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drive wheel
tensioner
rotation
pyrotechnic
control
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PCT/EP2025/056469
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Michel Hermann
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Original Assignee
Autoliv Development AB
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4628—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R2022/4661—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators comprising venting means, e.g. for avoiding overpressure in case of fire or for allowing return motion with energy absorption

Definitions

  • the present invention relates to a pyrotechnic rotation pretensioner for a safety belt device having the features of the preamble of claim 1.
  • Pyrotechnic rotation pretensioners are used in seat belt systems to remove any slack in the seat belt of the seat belt system in the early stages of an accident. This allows the occupant to be coupled to the vehicle's deceleration as early as possible for subsequent restraint and to maximize the forward displacement available for subsequent force-limited forward displacement.
  • the rotation pretensioners can be coupled, for example, to a belt shaft of a belt retractor or an end fitting pretensioner, onto which the seat belt is wound or can be wound.
  • the rotation pretensioners are characterized by the fact that, when activated, they suddenly drive the belt shaft into a rotating movement, thereby winding the seat belt onto the belt shaft.
  • proven rotary tensioners include a cable wound around a drive wheel.
  • the cable is connected to a piston, which in turn defines a pressure chamber that can be pyrotechnically pressurized with compressed gas via a gas generator.
  • the gas generator When the gas generator is activated and the resulting gas flow is released, the piston is driven to produce a driving motion, which is converted via the cable into a rotating motion of the drive wheel.
  • the rotating motion of the drive wheel is then transmitted either directly to the belt reel or via a clutch to the belt reel to tighten the seat belt.
  • rotary tensioners are known with a mass body chain guided in a tube, which can be driven according to the same principle and which, when the gas generator is activated, is driven to a drive movement during which it comes into positive engagement with a drive wheel, which then drives the belt shaft to the rotary movement according to the same principle, directly or via an intermediate coupling.
  • the drive wheel is arranged in a tensioner housing, which additionally forms a guide for the mass bodies engaging in the drive wheel.
  • a rotary tensioner referred to therein as a retensioner
  • This rotary tensioner has a liquid-filled tube with a gas generator, referred to therein as a drive cylinder, attached to a first end.
  • the liquid-filled tube is closed at its second end with a closure plug at an outlet opening in relation to a turbine wheel that is connected in a rotationally fixed manner to a belt shaft.
  • the turbine wheel is arranged eccentrically in a circular cavity of a tensioner housing, which, due to the eccentric arrangement, delimits a pressure chamber with an increasing and decreasing radial extent towards the turbine wheel, into which the liquid enters when the rotary tensioner is activated.
  • the pressure chamber is divided into several smaller, fluidically separated partial pressure chambers by radially displaceable vanes in the turbine wheel, which are spring-loaded by springs towards the inner wall of the tensioner housing and rest against the inner wall of the tensioner housing.
  • the object of the invention is to provide a pyrotechnic rotary tensioner with a compact design and improved control of the pressure conditions in the partial pressure chambers.
  • an outflow opening is provided in the cover plate and/or the tensioner housing, and the drive wheel has a control contour which, due to its arrangement in a section of the rotational movement of the drive wheel, fluidically connects at least one of the partial pressure chambers via the outflow opening depending on the angle of rotation of the drive wheel with the environment of the rotary tensioner or a collecting reservoir.
  • the advantage of the proposed solution is that the outflow of the gas stream from the partial pressure chambers, in terms of its beginning, end, and outflow characteristics, is controlled by the rotational movement of the drive wheel itself, depending on the angle of rotation of the drive wheel.
  • the gas stream is released from the partial pressure chambers either into the area surrounding the rotary tightener or into a collection reservoir.
  • control contour comprises a curved first control bean arranged concentrically to a rotational axis of the drive wheel.
  • the control contour is specifically adapted in its shape to the movement of the drive wheel and thus enables a Overlap of the control contour with the outlet opening.
  • control contour comprise a second control bean, which is identical in shape to the first control bean and arranged point-symmetrically to the first control bean with respect to the rotational axis of the drive wheel.
  • the proposed further development assigns an identical control bean to each of the partial pressure chambers, which allows the gas flows from the partial pressure chambers to flow out through the outlet opening when the drive wheel is in a corresponding position.
  • the outflow opening be formed by an elongated hole curved concentrically to the axis of rotation of the drive wheel, wherein the first and second control beans and the outflow opening are arranged on an identical radius with respect to the axis of rotation of the drive wheel, the identical radius referring to the radii of the curved center lines of the outflow opening and of the control beans in the circumferential direction.
  • the control beans of the control contour thus rotate on a radius that is identical with respect to the arrangement of the outflow opening and thus traverse the outflow opening during the rotational movement of the drive wheel.
  • the outflow opening and the control beans preferably have an identical radial extent so that they overlap as far as possible with respect to the radial direction.
  • the drive wheel be formed by a rotating body with a cylindrical surface with a circular cross-section.
  • the rotating body thus defines the partial pressure chambers on the radial inner side with its cylindrical surface at a constant radius.
  • control beans are each fluidically connected to the partial pressure chambers by a cutout in the lateral surface.
  • the lateral surface is interrupted by the cutout, whereby the cutout forms the fluidic connection of the respective partial pressure chamber with the control bean, so that the gas flow, with a corresponding rotational angle position of the drive wheel, from the respective partial pressure chamber via the cutout and the control bean through the outlet opening. can flow away.
  • At least one first radially inwardly extending overflow pocket be provided in the lateral surface.
  • the overflow pocket deliberately creates a pressurized reservoir filled with gas.
  • the gas in the overflow pocket is transported along with the rotation of the drive wheel and essentially forms a compensating volume which, firstly, ensures that the gas pressure is applied to the movable vanes independently of the rotation angle, at least over a certain angle of rotation, and secondly, enables a certain pre-pressure on the vanes before the gas pressure flows in through the inlet opening.
  • This makes it possible to reduce pressure peaks and the load on the drive wheel and the movable vanes in general.
  • the drive torque acting on the drive wheel can be evened out, and the gas flow generated by the gas generator can be used more effectively to tension the seat belt. This makes it possible to increase the tensioning power and, in particular, the tensioning length of the seat belt.
  • a second radially inwardly extending overflow pocket be provided in the lateral surface, which is identical in shape to the first overflow pocket and arranged point-symmetrically to the first overflow pocket with respect to the rotational axis of the drive wheel.
  • the proposed further development assigns an identical overflow pocket to each of the partial pressure chambers, which achieves the desired reduction of pressure peaks in the partial pressure chambers.
  • the overflow pockets be fluidically separated from the control beans, with each overflow pocket being arranged downstream of a control bean relative to the direction of rotation of the drive wheel.
  • the gas pressure in the overflow pockets is thus deliberately prevented from escaping through the outlet opening, thus ensuring continuous drive of the drive wheel, while the gas flow from the respective partial pressure chamber flows out through the control bean and the outlet opening. This allows the drive torque acting on the drive wheel to be further homogenized and the tensioning power to be increased.
  • Fig. 1 shows an end fitting tensioner with a rotary tensioner according to the invention in the assembled state and the rotary tensioner as a single part;
  • Fig. 2 the rotary tensioner without tensioner cover and the drive wheel with the cover plate as individual parts.
  • Fig. 3 the rotation tensioner in three sectional views with different positions of the drive wheel.
  • FIG. 1 shows an end fitting tensioner 1 with a frame 4 that can be fixedly attached to the vehicle, a belt shaft 3 blocked by a blocking element (not shown), and one end of a safety belt 2 with one end attached to the belt shaft 3.
  • Attached to one side of the frame 4 is a rotary tensioner 5 according to the invention, which is connected in a rotationally fixed manner to the belt shaft 3 by a drive wheel 10 that can only be seen in Figure 2.
  • the rotary tensioner 5 When the rotary tensioner 5 is activated, the belt shaft 3 is driven in the direction of the arrow via the drive wheel 10 after the blocking element is released, and the safety belt 2 is wound onto the rotating belt shaft 3 in the direction of the arrow for tensioning.
  • the rotation tensioner 5 can also be coupled to a belt shaft 3 of a belt retractor, wherein in this case a positively controlled clutch is additionally provided between the rotation tensioner 5 and the belt shaft 3, which clutch connects the drive wheel 10 of the rotation tensioner 5 to the belt shaft 3 only when the rotation tensioner 5 is activated.
  • a positively controlled clutch is additionally provided between the rotation tensioner 5 and the belt shaft 3, which clutch connects the drive wheel 10 of the rotation tensioner 5 to the belt shaft 3 only when the rotation tensioner 5 is activated.
  • the rotation tensioner 5 can be seen as a pre-assembled component before it is attached to the side of the end fitting tensioner 1.
  • the rotation tensioner 5 can be seen with its individual parts before assembly.
  • the rotary tensioner 5 comprises, as basic components, a tensioner housing 6, a gas generator 7, a drive wheel 10, a sliding element 11, a cover plate 12 with an outlet opening 15, and a tensioner cover 13, which can be seen in Figure 1.
  • the tensioner housing 6 has a tubular, radially outwardly projecting gas generator receptacle 8, a circular bearing opening (not visible), and a cavity 9 arranged eccentrically to the bearing opening, slightly elliptical in cross-section, which is closed by the cover plate 12.
  • the tubular gas generator receptacle 8 is fluidically connected to the cavity 9 via a pre-chamber 24 (shown in the illustrations in Figure 3) and an inlet opening 14 in an inner wall 16 of the cavity 9.
  • the inlet opening 14 is arranged tangentially to the cavity 9 and is fluidically connected to the gas generator 7 via the pre-chamber 24.
  • the drive wheel 10 has a bearing shoulder with a circular cross-section, with which the drive wheel 10 is rotatably mounted in the bearing opening of the tensioner housing 6. Furthermore, the drive wheel 10 has a through slot 19 in which the rod-shaped sliding element
  • the sliding element 11 is first inserted into the through slot 19 of the drive wheel 10. Then, the drive wheel 10 with the inserted sliding element 11 and the bearing attachment is inserted into the bearing opening of the tensioner housing 6. After inserting the drive wheel 10, the cover plate
  • the drive wheel 10 is formed by a rotary body with a circular cross-section and a radially outer cylindrical surface 25.
  • the drive wheel 10 further comprises two control contours 22 in the form of two control beans arranged point-symmetrically to the axis of rotation of the drive wheel 10, which are arranged on an identical radius RA, as can be seen in the middle illustration of Figure 3, with respect to the axis of rotation of the drive wheel 10 and have an identical shape.
  • the control contours 22 comprise two cutouts 26 and 27 interrupting the surface 25, which are cut into the control beans and thus form a fluidic connection between the control beans and the cavity 9 in the radial direction.
  • the drive wheel 10 has two overflow pockets 23, which are also arranged point-symmetrically and on an identical radius and are in the form of depressions arranged on the radial outer side of the casing surface 25 and which have an identical shape.
  • the control beans of the control contour 22 are formed by curved sections arranged concentrically to the axis of rotation of the drive wheel 10 with a radial extension that is constant over the circumference and are arranged on a radius RA that is identical with respect to the axis of rotation.
  • the drive wheel 10 and the cover plate 12 are arranged on the tensioner housing 6 by means of the bearing or fastening in such a way that the drive wheel 10, during the rotational movement, passes over the outflow opening 15 of the cover plate 12 with the control beans of the control contour 22.
  • the outflow opening 15 is formed by a curved elongated hole with a radius of curvature corresponding to the radius of curvature of the control beans.
  • the outflow opening 15 is arranged concentrically to the rotational axis of the drive wheel 10 and at an identical radius RA to the control beans due to the attachment of the cover plate 12. Furthermore, the outflow opening 15 has a width in the radial direction that corresponds to the width of the control beans in the radial direction.
  • the control beans overlap with the outflow opening 15 during the rotational movement of the drive wheel 10, the degree of overlap being controlled by the shape of the control contour 22 and the movement of the drive wheel 10.
  • the degree of overlap in a rotational position of the drive wheel 10 is maximum due to the identical arrangement of the outlet opening 15 on the identical radius RA, the identical width in the radial direction and the identical concentric shape, while it increases until the maximum degree of overlap is reached and then decreases again.
  • Figure 3 shows the movement sequence of the drive wheel 10 in different phases of the activation of the rotation tensioner 5.
  • the drive wheel 10 with the sliding element 11 is in an initial position before the activation of the rotation tensioner 5 or in a position at the beginning of the Activation of the rotation tensioner 5 can be seen.
  • the drive wheel 10 is connected in a rotationally fixed manner to the blocked belt shaft 3 and is therefore also blocked against unwanted rotational movement by blocking the belt shaft 3.
  • the end of the seat belt 2 is thus also held tensilely to the vehicle structure via the end fitting tensioner 1 fastened to the vehicle structure.
  • the drive wheel 10 is arranged eccentrically in the slightly elliptical cavity 9 and rests at a contact point 17 on the inner wall 16 of the cavity 9.
  • the drive wheel 10 lies as close as possible to the inner wall 16 in the contact point 17, whereby the contact is nevertheless dimensioned such that the drive wheel 10 can rotate relative to the tensioner housing 6.
  • the sliding element 11 arranged in the through slot 19 of the drive wheel 10 is also fixed in its orientation by the rotational position of the drive wheel 10 and rests with its end sections 20 and 21 against the inner wall 16 of the cavity 9.
  • the cavity 9 is slightly elliptical in shape and has a slightly greater extent in its main axis, which is oriented horizontally in the illustration, than in the direction of the main axis, which is oriented vertically in the illustration.
  • the sliding element 11 divides the pressure chamber 18 into two partial pressure chambers I and II, depending on its position with the end sections 20 and 21, wherein the partial pressure chambers I and II are additionally separated from one another in a rotational angle section of the drive wheel 10 by the contact point 17 of the drive wheel 10 on the inner wall 16.
  • the gas generator 7 Upon activation of the rotation tensioner 5, the gas generator 7 is ignited, which then suddenly releases a very large volume flow of a compressed gas.
  • the compressed gas generated by the gas generator 7 then enters the very short and small tubular pre-chamber 24 and from there flows further via the inlet opening 14 tangentially into the first partial pressure chamber I between the contact point 17 arranged upstream in relation to the direction of rotation of the drive wheel 10 in a counterclockwise direction and the Illustration of the right end section 20 of the sliding element 11. Due to the tangential arrangement of the inlet opening 14, the gas flow ideally strikes the side surface of the end section 20 of the sliding element 11 orthogonally or at least at an angle of approximately 90 degrees, so that its momentum is maximally utilized to drive the drive wheel 10.
  • the first partial pressure chamber I is fluidically connected directly to the gas generator 7 via the inlet opening 14, so that the gas flow generated by the gas generator 7 enters the first partial pressure chamber I via the inlet opening 14. Since the first partial pressure chamber I is fluidically separated from the second partial pressure chamber II via the contact point 17, an overflow of the gas flow from the first partial pressure chamber I into the second partial pressure chamber II, thus a fluidic short circuit, is prevented.
  • the gas flow generated by the gas generator 7 enters the first partial pressure chamber I and causes a very high pressure increase there, which exerts a corresponding driving force on the side surface of the end section 20 of the sliding element 11 that borders the first partial pressure chamber I.
  • the first partial pressure chamber I can therefore also be referred to as the driving partial pressure chamber I.
  • This inflow of the gas flow can be seen in the left-hand illustration in Figure 3 by the arrow.
  • This driving force exerted on the drive wheel 10 exerts a torque on the belt shaft 3 of the end fitting tensioner 1, so that the blocking element of the belt shaft 3 is released when a limit torque defined by the design of the blocking element is exceeded.
  • the belt shaft 3 is then driven in a tensioning movement that winds up the seat belt 2, during which the drive wheel 10 rotates counterclockwise in the direction of the arrow in the illustration.
  • the volume of the first partial pressure chamber I is increased, while the volume of the second partial pressure chamber II is simultaneously reduced.
  • the control contour 22 with the control bean on the side of the second partial pressure chamber II is thereby brought to Overlap with the outflow opening 15, as can be seen in the middle illustration of Figure 3, and the gas flow can exit from the second partial pressure chamber II via the control bean of the control contour 22 and the outflow opening 15 into the environment or a collecting reservoir of the rotary tightener 5.
  • the sliding element 11 is displaced in the direction of the arrow relative to the drive wheel 10 in the through slot 19, so that during the rotary movement it rests with the end faces of its end sections 20 and 21 on the inner wall 16 and seals off the partial pressure chambers I and II from one another.
  • the first partial pressure chamber I is fluidically separated from the inlet opening 14 by the lower end section 21 of the sliding element 11 passing through the inlet opening 14.
  • the former first partial pressure chamber I thus functions as the second partial pressure chamber II shown on the left, while simultaneously forming a new first partial pressure chamber I, as can be seen in the right-hand illustration of Figure 3.
  • the sliding element 11 performs a translational displacement movement in the through-slot 19 of the drive wheel 10, which is directed opposite to the displacement movement of the sliding element 11 from the position shown on the left to the position shown in the middle illustration of Figure 2.
  • the sliding element 11 then returns to the initial position shown on the left in Figure 3, but with the end sections 20 and 21 arranged in reverse.
  • the pressure build-up process then begins in the first partial pressure chamber I, and the compressed gas is expelled from the second partial pressure chamber II in a new cycle.
  • the side surface of the end section 20 or 21, which delimits the first partial pressure chamber I forms the pressurized surface that causes or forces the drive movement of the drive wheel 10.
  • the movement of the sliding element 11 relative to the drive wheel 10 is determined solely by the eccentric arrangement of the drive wheel 10 and the contact of the end faces of the end sections 20 and 21 on the inner wall 16 of the tensioner housing 6 in conjunction with the rotational movement of the drive wheel 10. Spring loading of the sliding element 11 is therefore not necessary.
  • the proposed rotary tensioner 5 has a very compact design, since the prechamber 24 can be designed considerably shorter than the previously required tensioner tube. Furthermore, the proposed rotary tensioner 5 can achieve a significantly greater tensioning length by providing a gas generator 7 for generating a gas flow with a correspondingly large volume.
  • the radially displaceable vanes on the drive wheel 10 are formed here in a compact design by the end sections 20 and 21 of the sliding element 11, with the movement of the vanes being forced solely by the rotation of the drive wheel 10 itself and the end-face contact of the end sections 20 and 21 against the inner wall 16 of the cavity 9.
  • the gas flow enters the second partial pressure chamber II from the second partial pressure chamber II into the overflow chamber 23 assigned to the second partial pressure chamber II, which overflow chamber 23 is arranged upstream of the inlet opening 14 with respect to the direction of rotation of the drive wheel 10.
  • the overflow pocket 23 is fluidically separated from the second partial pressure chamber II by the drive wheel 10 coming into contact with the contact point 17, before the control contour 22 of the drive wheel 10 overlaps with the outlet opening 15 and the gas flow can flow out of the second partial pressure chamber II, as can be seen in the middle illustration of Figure 3.
  • the gas flow thus flows out of the second partial pressure chamber II, while the pressurized gas in the overflow pocket 23 remains unchanged against the side surface of the end section 21 and continuously drives the drive wheel 10.
  • this allows the drive torque acting on the drive wheel 10 to be evened out, and the gas flow generated by the gas generator 7 can be used more effectively for tightening in terms of volume. Conversely, this means an increase in tightening performance with an unchanged gas generator 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einem Gasgenerator (7), einem Straffergehäuse (6) mit einem Hohlraum (9), welcher durch eine Abdeckplatte (12) verschlossen ist, einem drehfest mit einer Gurtwelle (3) verbundenen oder über eine zwischengeordnete Kupplung verbindbaren Antriebsrad (10), welches exzentrisch in dem Hohlraum (9) des Straffergehäuses (6) angeordnet ist und einen Druckraum (18) zu dem Straffergehäuse (6) mit einer sich in Umfangsrichtung des Antriebsrades (10) ändernden radialen Erstreckung (R1) begrenzt, wobei der Druckraum (18) durch in dem Antriebsrad (10) radial verschiebbar gelagerte Flügel in wenigstens zwei Teildruckräume (I,II) unterteilt ist, wobei in der Abdeckplatte (12) und/oder dem Straffergehäuse (6) eine Ausströmöffnung (15) vorgesehen ist, und das Antriebsrad (10) eine Steuerkontur (22) aufweist, welche durch ihre Anordnung in einem Abschnitt der Drehbewegung des Antriebsrades (10) wenigstens einen der Teildrückräume (I,II) strömungstechnisch über die Ausströmöffnung (15) in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Antriebsrades (10) mit der Umgebung des Rotationsstraffers (5) oder einem Auffangreservoir verbindet.

Description

Pyrotechnischer Rotationsstraffer für eine Sicherheitsgurteinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Rotationsstraffer für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Pyrotechnische Rotationsstraffer werden in Sicherheitsgurteinrichtungen dazu verwendet, in einer Frühphase eines Unfalles vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt der Sicherheitsgurteinrichtung herauszuziehen, um den Insassen für die nachfolgende Rückhaltung möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung anzukoppeln und den für eine nachfolgende kraftbegrenzte Vorverlagerung zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweg zu maximieren. Hierzu können die Rotationsstraffer z.B. an eine Gurtwelle eines Gurtaufrollers oder eines Endbeschlagstraffers angekoppelt sein, auf welcher der Sicherheitsgurt aufgewickelt ist bzw. aufwickelbar ist. Dabei zeichnen sich die Rotationsstraffer dadurch aus, dass sie die Gurtwelle bei einer Aktivierung schlagartig zu einer Drehbewegung antreiben und dadurch den Sicherheitsgurt auf der Gurtwelle aufwickeln.
Als Rotationsstraffer haben sich z.B. Seilstraffer mit einem auf einem Antriebsrad aufgewickelten Seil bewährt, welches mit einem Kolben verbunden ist, der seinerseite einen über einen Gasgenerator pyrotechnisch mit einem Druckgas beaufschlagbaren Druckraum begrenzt. Der Kolben wird bei einer Aktivierung des Gasgenerators und den dadurch freigesetzten Gasstrom zu einer Antriebsbewegung angetrieben, welche über das Seil in eine Rotationsbewegung des Antriebsrades umgewandelt wird. Die Rotationsbewegung des Antriebsrades wird dann entweder direkt auf die Gurtspule oder über eine Kupplung auf die Gurtspule zur Straffung des Sicherheitsgurtes übertragen wird.
Ferner sind Rotationstraffer mit einer nach demselben Prinzip antreibbaren, in einem Rohr geführten Massekörperkette bekannt, welche bei einer Aktivierung des Gasgenerators zu einer Antriebsbewegung angetrieben werden, während der sie zu einem formschlüssigen Eingriff mit einem Antriebsrad gelangen, welches dann nach demselben Prinzip die Gurtwelle unmittelbar oder über eine zwischengeordnete Kupplung zu der Drehbewegung antreibt. Das Antriebsrad ist in einem Strafferge hä use angeordnet, welches zusätzlich eine Führung für die in das Antriebsrad eingreifenden Massekörper bildet.
Aus der Druckschrift DE 28 14487 ist ein dort als Rückstrammer bezeichneter Rotationsstraffer bekannt, welcher ein mit einer Flüssigkeit gefülltes Rohr aufweist, welches einen an einem ersten Ende befestigten dort als Treibzylinder bezeichneten Gasgenerator aufweist. Das mit der Flüssigkeit gefüllte Rohr ist an seinem zweiten Ende in Bezug zu einem drehfest mit einer Gurtwelle verbundenen Turbinenrad an einer Auslassöffnung mit einem Verschlussstopfen verschlossen. Das Turbinenrad ist exzentrisch in einem kreisförmigen Hohlraum eines Strafferge hä use angeordnet, welches durch die exzentrische Anordnung einen Druckraum mit einer zunehmenden und abnehmenden radialen Erstreckung zu dem Turbinenrad begrenzt, in welchen die Flüssigkeit bei einer Aktivierung des Rotationsstraffers eintritt. Der Druckraum ist durch in dem Turbinenrad radial verschiebbare Flügel, welche durch Federn in Richtung der Innenwandung des Straffergehäuses federbelastet sind und an der Innenwandung des Straffergehäuses anliegen, in mehrere kleinere strömungstechnisch voneinander getrennte Teildruckräume unterteilt. Bei einer Aktivierung des Rotationsstraffers wird von dem Treibzylinder schlagartig ein sehr großer Volumenstrom eines Gases freigesetzt, welcher in das Rohr eintritt und die Wassersäule mit einer Druckkraft beaufschlagt, wodurch der Verschlussstopfen weggedrückt wird, und die Wassersäule zu einer Bewegung in Richtung des Turbinenrades angetrieben wird. Das Wasser der Wassersäule tritt dann in die Teildruckräume zwischen den Flügeln des Turbinenrades und dem Strafferge hä use ein und liegt dann unter Ausübung einer Druckkraft an der Seitenfläche eines Flügels an, wodurch das Turbinenrad zu einer Drehbewegung angetrieben wird. Während dieser Drehbewegung des Turbinenrades führen die Flügel eine periodisch sich wiederholende Ein- und Ausfuhrbewegung relativ zu dem Antriebsrad aus, während der das Volumen der Teildruckräume vergrößert und wieder verkleinert wird.
Nachteilig bei diesen Rotationsstraffern ist es, dass der durch den pyrotechnischen Gasgenerator aufgebaute Druck schlagartig zu sehr hohen Werten ansteigt, und der Druckanstieg im Extremfall auch zu einer mechanischen Beschädigung von Teilen des Rotationsstraffers führen kann. Zu einer Vermeidung eines zu hohen Druckanstieges in dem Rotationsstraffer ist es bekannt, den Kolben mit einem Ventil in Form einer aufreißbaren Trennwand zu versehen, durch welches das Druckgas an dem Kolben vorbei strömen kann, so dass der Druckanstieg begrenzt wird.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnischen Rotationsstraffer mit einem kompakten Aufbau und einer verbesserten Steuerung der Druckverhältnisse in den Teildruckräumen bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe ein pyrotechnischer Rotationstraffer mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass in der Abdeckplatte und/oder dem Straffergehäuse eine Ausströmöffnung vorgesehen ist, und das Antriebsrad eine Steuerkontur aufweist, welche durch ihre Anordnung in einem Abschnitt der Drehbewegung des Antriebsrades wenigstens einen der Teildrückräume strömungstechnisch über die Ausströmöffnung in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Antriebsrades mit der Umgebung des Rotationsstraffers oder einem Auffangreservoir verbindet.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung ist darin zu sehen, dass das Ausströmen des Gasstromes aus den Teildruckräumen in Bezug auf den Anfang, das Ende und die Ausströmcharakteristik als solches durch die Drehbewegung des Antriebsrades selbst in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Antriebsrades gesteuert wird. Dabei wird der Gasstrom entweder in die Umgebung des Rotationsstraffers oder in ein Auffangreservoir aus den Teildruckräumen freigesetzt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuerkontur eine konzentrisch zu einer Drehachse des Antriebsrades angeordnete gekrümmte erste Steuerbohne umfasst. Durch die Ausbildung der Steuerkontur mit einer konzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades angeordneten gekrümmten Steuerbohne ist die Steuerkontur in ihrer Form speziell an die Bewegung des Antriebsrades angepasst und ermöglicht dadurch über einen gewissen Drehwinkel eine Überdeckung der Steuerkontur mit der Ausströmöffnung.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuerkontur eine zweite Steuerbohne umfasst, welche formidentisch zu der ersten Steuerbohne ausgebildet und in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades punktsymmetrisch zu der ersten Steuerbohne angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung ist jedem der Teildruckräume jeweils eine identische Steuerbohne zugeordnet, welche es ermöglichen, dass die Gasströme aus den Teildruckräumen bei einer entsprechenden Stellung des Antriebsrades über die Ausströmöffnung ausströmen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Ausströmöffnung durch eine konzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades gekrümmte Langlochöffnung gebildet ist, wobei die erste und zweite Steuerbohne und die Ausströmöffnung auf einem identischen Radius in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades angeordnet sind, dabei bezieht sich der identische Radius auf die Radien der gekrümmten Mittellinien der Ausströmöffnung und der Steuerbohnen in Umfangsrichtung. Die Steuerbohnen der Steuerkontur drehen damit auf einem in Bezug auf die Anordnung der Ausströmöffnung identischen Radius und überfahren damit die Ausströmöffnung bei der Drehbewegung des Antriebsrades. Dabei weisen die Ausströmöffnung und die Steuerbohnen bevorzugt eine identische radiale Erstreckung auf, so dass sie sich in Bezug auf die Radialrichtung maximal überdecken.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Antriebsrad durch einen Rotationskörper mit einer im Querschnitt kreisförmigen zylindrischen Mantelfläche gebildet ist. Der Rotationskörper begrenzt damit die Teildruckräume zur Radialinnenseite hin mit seiner im Querschnitt zylindrischen Mantelfläche auf einem konstanten Radius.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuerbohnen jeweils durch einen Ausschnitt in der Mantelfläche strömungstechnisch mit den Teildruckräumen verbunden sind. Die Mantelfläche ist durch den Ausschnitt unterbrochen, wobei der Ausschnitt die strömungstechnische Verbindung des jeweiligen Teildruckraumes mit der Steuerbohne bildet, so dass der Gasstrom bei einer entsprechenden Drehwinkelstellung des Antriebsrades aus dem jeweiligen Teildruckraum über den Ausschnitt und die Steuerbohne durch die Ausströmöffnung abströmen kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Mantelfläche wenigstens eine erste sich radial nach innen erstreckende Überströmtasche vorgesehen ist. Durch die Überströmtasche wird bewusst ein mit Gas gefülltes unter Druck stehendes Reservoir geschaffen. Das in der Überströmtasche befindliche Gas wird bei der Drehung des Antriebsrades mittransportiert und bildet praktisch ein Ausgleichsvolumen, welches erstens eine zumindest über einen bestimmten Drehwinkel eine drehwinkelunabhängige Anlage des Gasdruckes an den verschiebbaren Flügeln bildet und zweites einen gewissen Vordruck an den Flügeln vor dem Einströmen des Gasdruckes durch die Einströmöffnung ermöglicht. Damit können Druckspitzen und die Belastung des Antriebsrades und der verschiebbaren Flügel im Allgemeinen verringert werden. Ferner kann dadurch das auf das Antriebsrad wirkende Antriebsdrehmoment ver- gleichmäßigt und der von dem Gasgenerator erzeugte Gasstrom kann effektiver zur Straffung des Sicherheitsgurtes ausgenutzt werden. Damit kann die Straffleistung und insbesondere die Strafflänge des Sicherheitsgurtes vergrößert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Mantelfläche eine zweite sich radial nach innen erstreckende Überströmtasche vorgesehen ist, welche formidentisch zu der ersten Überströmtasche ausgebildet und in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades punktsymmetrisch zu der ersten Überströmtasche angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung ist jedem der Teildruckräume jeweils eine identische Überströmtasche zugeordnet, welche den zu erzielenden Abbau der Druckspitzen in den Teildruckräumen bewirken.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Überströmtaschen strömungstechnisch von den Steuerbohnen getrennt sind, und jeweils eine Überströmtasche in Bezug zu der Drehrichtung des Antriebsrades stromabwärts zu jeweils einer Steuerbohne angeordnet ist. Der in den Überströmtaschen anliegende Gasdruck kann dadurch bewusst nicht über die Ausströmöffnung entweichen und bewirkt dadurch einen fortwährenden Antrieb des Antriebrades, während der Gasstrom aus der jeweiligen Teildruckkammer über die Steuerbohne und die Ausströmöffnung abströmt. Dadurch kann das auf das Antriebsrad wirkenden Antriebsdrehmoment weiter vergleichmäßigt und die Straffleistung erhöht werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 einen Endbeschlagstraffer mit einem erfindungsgemäßen Rotationsstraffer im zusammengebauten Zustand und den Rotationsstraffer als Einzelteil; und
Fig. 2 den Rotationsstraffer ohne Strafferabdeckung und das Antriebsrad mit der Abdeckplatte als Einzelteile.
Fig. 3 den Rotationsstraffer in drei Schnittdarstellungen mit verschiedenen Stellungen des Antriebsrades.
In der linken Darstellung der Figur 1 ist ein Endbeschlagstraffer 1 mit einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen 4, einer über ein nicht dargestelltes Blockierelement blockierten Gurtwelle 3 und einem mit einem Ende an der Gurtwelle 3 befestigten Ende eines Sicherheitsgurtes 2 zu erkennen. An einer Seite des Rahmens 4 ist ein erfindungsgemäßer Rotationstraffer 5 befestigt, welcher mit einem nur in der Figur 2 zu erkennenden Antriebsrad 10 drehfest mit der Gurtwelle 3 verbunden ist. Bei einer Aktivierung des Rotationsstraffers 5 wird die Gurtwelle 3 nach einem Lösen des Blockierelementes über das Antriebsrad 10 in Pfeilrichtung angetrieben, und der Sicherheitsgurt 2 wird zur Straffung in Pfeilrichtung auf der sich drehenden Gurtwelle 3 aufgewickelt.
Der Rotationsstraffer 5 kann auch mit einer Gurtwelle 3 eines Gurtaufrollers gekoppelt werden, wobei in diesem Fall zwischen dem Rotationstraffer 5 und der Gurtwelle 3 zusätzlich eine zwangsgesteuerte Kupplung vorgesehen ist, welche das Antriebsrad 10 des Rotationsstraffers 5 erst bei einer Aktvierung des Rotationsstraffers 5 mit der Gurtwelle 3 verbindet.
In der rechten Darstellung der Figur 1 ist der Rotationsstraffer 5 als vormontierte Baugruppe zu erkennen, bevor er in der Montage seitlich an den Endbeschlagstraffer 1 angesetzt wird. In der Figur 2 ist der Rotationsstraffer 5 mit seinen Einzelteilen vor dem Zusammenbau zu erkennen. Der Rotationsstraffer 5 umfasst als Grundbauteile, ein Straffergehäuse 6, einen Gasgenerator 7, ein Antriebsrad 10, ein Schiebeelement 11, eine Abdeckplatte 12 mit einer Ausströmöffnung 15 und eine in der Figur 1 zu erkennende Strafferabdeckung 13.
Das Straffergehäuse 6 weist eine rohrförmige, radial nach außen vorstehende Gasgeneratoraufnahme 8, eine kreisförmige nicht zu erkennende Lageröffnung und einen exzentrisch zu der Lageröffnung angeordneten, im Querschnitt leicht elliptischen Hohlraum 9 auf, welcher durch die Abdeckplatte 12 verschlossen ist. Die rohrförmige Gasgeneratoraufnahme 8 ist strömungstechnisch über eine in den Darstellungen der Figur 3 zu erkennende Vorkammer 24 und eine Einströmöffnung 14 in einer Innenwandung 16 des Hohlraumes 9 an den Hohlraum 9 angeschlossen. Die Eintrittsöffnung 14 ist tangential zu dem Hohlraum 9 angeordnet und über die Vorkammer 24 strömungstechnisch mit dem Gasgenerator 7 verbunden. Das Antriebsrad 10 weist einen im Querschnitt kreisförmigen Lageransatz auf, mit dem das Antriebsrad 10 in der Lageröffnung des Straffergehäuses 6 drehbar gelagert ist. Ferner weist das Antriebsrad 10 einen Durchgangsschlitz 19 auf, in dem das stabförmige Schiebeelement
11 verschieblich geführt ist.
Bei einem Zusammenbau des Rotationsstraffers 5 wird zuerst das Schiebeelement 11 in den Durchgangsschlitz 19 des Antriebsrades 10 eingesetzt. Anschließend wird das Antriebsrad 10 mit dem eingesetzten Schiebeelement 11 mit dem Lageransatz in die Lageröffnung des Straffergehäuses 6 eingesetzt. Nach dem Einsetzen des Antriebsrades 10 wird die Abdeckplatte
12 auf die Stirnseite des Straffergehäuses 6 aufgelegt und die Abdeckplatte 12 durch Aufsetzen und Befestigen der Strafferabdeckung 13 an dem Straffergehäuse 6 fixiert.
Das Antriebrad 10 ist durch einen im Querschnitt kreisförmigen Rotationskörper mit einer radial äußeren zylindrischen Mantelfläche 25 gebildet. Das Antriebsrad 10 weist weiter zwei Steuerkonturen 22 in Form von zwei punktsymmetrisch zu der Drehachse des Antriebsrades 10 angeordnete Steuerbohnen auf, welche auf einem identischen in der mittleren Darstellung der Figur 3 zu erkennenden Radius RA in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades 10 angeordnet sind und eine identische Form aufweisen. Die Steuerkonturen 22 weisen zwei die Mantelfläche 25 unterbrechende Ausschnitte 26 und 27 auf, welche in die Steuerbohnen übergehen und damit in Radialrichtung eine strömungstechnische Verbindung der Steuerbohnen mit dem Hohlraum 9 bilden. Ferner weist das Antriebsrad 10 zwei ebenfalls punktsymmetrisch und auf einem identischen Radius angeordnete Überströmtaschen 23 in Form von an der Radialaußenseite der Mantelfläche 25 angeordneten Vertiefungen auf, welche eine identische Form aufweisen. Die Steuerbohnen der Steuerkontur 22 sind durch konzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades 10 angeordnete gekrümmte Abschnitte mit einer über den Umfang konstanten radialen Erstreckung gebildet und sind auf einem in Bezug zu der Drehachse identischen Radius RA angeordnet. Das Antriebsrad 10 und die Abdeckplatte 12 sind durch die Lagerung bzw. Befestigung so an dem Straffergehäuse 6 angeordnet, dass das Antriebsrad 10 bei der Drehbewegung die Ausströmöffnung 15 der Abdeckplatte 12 mit den Steuerbohnen der Steuerkontur 22 überfährt.
Dabei ist die Ausströmöffnung 15 durch ein gekrümmtes Langloch mit einem dem Krümmungsradius der Steuerbohnen entsprechenden Krümmungsradius gebildet, wobei die Ausströmöffnung 15 durch die Befestigung der Abdeckplatte 12 konzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades 10 und auf einem identischen Radius RA wie die Steuerbohnen angeordnet ist. Ferner weist die Ausströmöffnung 15 in Radialrichtung eine Breite auf, welche der Breite der Steuerbohnen in Radialrichtung entspricht. Damit gelangen die Steuerbohnen während der Drehbewegung des Antriebsrades 10 zu einer Überdeckung mit der Ausströmöffnung 15, wobei der Überdeckungsgrad durch die Form der Steuerkontur 22 und die Bewegung des Antriebsrades 10 gesteuert wird. Dabei ist der Überdeckungsgrad in einer Drehstellung des Antriebsrades 10 aufgrund der identischen Anordnung der Ausströmöffnung 15 auf dem identischen Radius RA, der identischen Breite in Radialrichtung und der identischen konzentrischen Formgebung maximal, während er bis zum Erreichen des maximalen Überdeckungsgrades ansteigt und danach wieder abfällt.
In der Figur 3 ist der Bewegungsablauf des Antriebsrades 10 in verschiedenen Phasen der Aktivierung des Rotationsstraffers 5 zu erkennen.
In der linken Darstellung ist das Antriebsrad 10 mit dem Schiebeelement 11 in einer Anfangsstellung vor der Aktivierung des Rotationsstraffers 5 bzw. in einer Stellung zu Beginn der Aktivierung des Rotationsstraffers 5 zu erkennen. Das Antriebsrad 10 ist drehfest mit der blockierten Gurtwelle 3 verbunden und dadurch über die Blockierung der Gurtwelle 3 auch selbst gegen eine ungewollte Drehbewegung blockiert. Der Sicherheitsgurt 2 ist damit mit seinem Ende über den an der Fahrzeugstruktur befestigten Endbeschlagstraffer 1 ebenfalls zugfest an der Fahrzeugstruktur gehalten. Das Antriebsrad 10 ist exzentrisch in dem leicht elliptischen Hohlraum 9 angeordnet und liegt in einer Kontaktstelle 17 an der Innenwandung 16 des Hohlraumes 9 an. Damit ergibt sich zwischen der Innenwandung 16 des Hohlraumes 9 und der Mantelfläche 25 des Antriebsrades 10 in Umfangsrichtung ein Druckraum 18 mit einer ausgehend von der Kontaktstelle 17 zunehmenden radialen Erstreckung RI bis zu einer maximalen Erstreckung RMAX, ab der die radiale Erstreckung RI dann wieder bis zu der Kontaktstelle 17 auf Null abnimmt. Das Antriebsrad 10 liegt in der Kontaktstelle 17 möglichst dicht an der Innenwandung 16 an, wobei der Kontakt trotzdem so bemessen ist, dass das Antriebsrad 10 gegenüber dem Strafferge hä use 6 drehen kann.
Das in dem Durchgangsschlitz 19 des Antriebsrades 10 angeordnete Schiebeelement 11 ist durch die Drehstellung des Antriebsrades 10 ebenfalls in seiner Ausrichtung festgelegt und liegt mit seinen Endabschnitten 20 und 21 an der Innenwandung 16 des Hohlraumes 9 an. Der Hohlraum 9 ist leicht elliptisch geformt und weist in seiner in der Darstellung horizontal ausgerichteten Hauptachse eine geringfügig größere Erstreckung auf als in Richtung der in der Darstellung vertikal ausgerichteten Hauptachse. Das Schiebeelement 11 unterteilt den Druckraum 18 in Abhängigkeit von seiner Stellung mit den Endabschnitte 20 und 21 in zwei Teildruckräume I und II, wobei die Teildruckräume I und II zusätzlich in einem Drehwinkelabschnitt des Antriebsrades 10 durch die Kontaktstelle 17 des Antriebsrades 10 an der Innenwandung 16 voneinander getrennt sind.
Bei einer Aktivierung des Rotationsstraffers 5 wird der Gasgenerator 7 gezündet, welcher daraufhin schlagartig einen sehr großen Volumenstrom eines Druckgases freisetzt. Das von dem Gasgenerator 7 erzeugte Druckgas tritt dann in die sehr kurze und kleine rohrförmige Vorkammer 24 ein und strömt von dort weiter über die Einströmöffnung 14 tangential in die erste Teildruckkammer I zwischen der in Bezug zu der Drehrichtung des Antriebsrades 10 entgegen dem Uhrzeigersinn stromaufwärts angeordneten Kontaktstelle 17 und dem in der Darstellung rechten Endabschnitt 20 des Schiebeelementes 11 ein. Dabei trifft der Gasstrom aufgrund der tangentialen Anordnung der Einströmöffnung 14 im Idealfall orthogonal oder wenigstens in einem Winkel von nahezu 90 Grad auf die Seitenfläche des Endabschnitts 20 des Schiebeelementes 11, so dass dessen Impuls maximal zum Antrieb des Antriebsrades 10 ausgenutzt wird.
Im weiteren Verlauf des Druckraumes 18 wird dieser durch die Endabschnitte 20 und 21 des Schiebeelementes 11 in einen zweiten Teildruckraum II unterteilt, welcher zur Umgebung hin abgeschlossen ist.
Der erste Teildruckraum I ist unmittelbar über die Einströmöffnung 14 strömungstechnisch mit dem Gasgenerator 7 verbunden, so dass der von dem Gasgenerator 7 erzeugte Gasstrom über die Einströmöffnung 14 in den ersten Teildruckraum I eintritt. Da der erste Teildruckraum I strömungstechnisch über die Kontaktstelle 17 von dem zweiten Teildruckraum II getrennt ist, wird ein Überströmen des Gasstromes von der ersten Teildruckkammer I in die zweite Teildruckkammer II also ein strömungstechnischer Kurzschluss verhindert.
Der von dem Gasgenerator 7 erzeugte Gasstrom tritt in die erste Teildruckkammer I ein und bewirkt dort einen sehr hohen Druckanstieg, welcher eine entsprechende Antriebskraft auf die die erste Teildruckkammer I begrenzende Seitenfläche des Endabschnittes 20 des Schiebelementes 11 ausübt. Die erste Teildruckkammer I kann damit auch als treibende Teildruckkammer I bezeichnet werden. Dieses Einströmen des Gasstromes ist in der linken Darstellung der Figur 3 durch den Pfeil zu erkennen. Durch diese auf das Antriebsrad 10 ausgeübte Antriebskraft wird ein Drehmoment auf die Gurtwelle 3 des Endbeschlagstraffers 1 ausgeübt, so dass das Blockierelement der Gurtwelle 3 bei einem Übersteigen einer durch die Auslegung des Blockierelementes definierten Grenzdrehmomentes gelöst wird. Anschließend wird die Gurtwelle 3 zu einer den Sicherheitsgurt 2 aufwickelnden Straffbewegung angetrieben, bei der das Antriebsrad 10 in der Darstellung entgegen dem Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung dreht. Hierdurch wird das Volumen der ersten Teildruckkammer I vergrößert, während das Volumen der zweiten Teildruckkammer II gleichzeitig verkleinert wird. Dabei gelangt die Steuerkontur 22 mit der Steuerbohne auf der Seite der zweiten Teildruckkammer II zur Überdeckung mit der Ausströmöffnung 15, wie in der mittleren Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist, und der Gasstrom kann aus der zweiten Teildruckkammer II über die Steuerbohne der Steuerkontur 22 und die Ausströmöffnung 15 in die Umgebung oder ein Auffangreservoir des Rotationsstraffers 5 austreten.
Während dieser Drehbewegung des Antriebsrades 10 aus der Stellung der linken Darstellung in die Stellung der mittleren Darstellung wird das Schiebeelement 11 in Pfeilrichtung gegenüber dem Antriebsrad 10 in dem Durchgangsschlitz 19 verschoben, so dass es während der Drehbewegung mit den Stirnseiten seiner Endabschnitte 20 und 21 an der Innenwandung 16 anliegt und die Teildruckräume I und II dichtend voneinander trennt.
Während dieser Drehbewegung des Antriebsrades 10 wird der erste Teildruckraum I strömungstechnisch von der Einströmöffnung 14 getrennt, indem der untere Endabschnittes 21 des Schiebeelementes 11 die Einströmöffnung 14 passiert. Damit wird der vormals erste Teildruckraum I in seiner Funktion zu dem zweiten Teildruckraum II der linken Darstellung während gleichzeitig ein neuer erster Teildruckraum I gebildet wird, wie in der rechten Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist. Dabei führt das Schiebelement 11 gleichzeitig eine translatorische Verschiebebewegung in dem Durchgangsschlitz 19 des Antriebsrades 10 aus, welche entgegengesetzt zu der Verschiebebewegung des Schiebeelementes 11 aus der Stellung der linken Darstellung in die Stellung der mittleren Darstellung der Figur 2 gerichtet ist. Dabei gelangt das Schiebeelement 11 wieder in die Anfangsstellung der linken Darstellung der Figur 3 jedoch mit einer umgekehrten Anordnung der Endabschnitte 20 und 21.
Anschließend beginnt der Druckaufbauvorgang in der ersten Teildruckkammer I, das Ausstößen des Druckgases aus der zweiten Teildruckkammer II in einem neuen Zyklus.
Bei dem Antrieb des Antriebsrades 10 bildet die Seitenfläche des Endabschnittes 20 oder 21, welche die erste Teildruckkammer I begrenzt, die mit einem Druck beaufschlagte Fläche, welche die Antriebsbewegung des Antriebsrades 10 bewirkt bzw. erzwingt. Die Bewegung des Schiebeelementes 11 gegenüber dem Antriebsrad 10 wird allein durch die exzentrische Anordnung des Antriebsrades 10 und das Anliegen der Stirnseiten der Endabschnitte 20 und 21 an der Innenwandung 16 des Straffergehäuses 6 in Verbindung mit der Drehbewegung des Antriebsrades 10 bewirkt. Eine Federbelastung des Schiebeelementes 11 ist damit nicht erforderlich.
Der vorgeschlagene Rotationstraffer 5 weist eine sehr kompakte Bauform auf, da die Vorkammer 24 im Vergleich zu dem bisher erforderlichen Strafferrohr erheblich kürzer ausgelegt werden kann. Ferner kann durch den vorgeschlagenen Rotationsstraffer 5 eine wesentlich größere Strafflänge verwirklicht werden, indem ein Gasgenerator 7 zur Erzeugung eines Gasstromes mit einem entsprechend großen Volumen vorgesehen wird. Die radial verschiebbaren Flügel an dem Antriebsrad 10 sind hier in einer kompakten Bauform durch die Endabschnitte 20 und 21 des Schiebeelementes 11 gebildet, wobei die Bewegung der Flügel allein durch die Rotation des Antriebsrades 10 selbst und das stirnseitige Anliegen der Endabschnitte 20 und 21 an der Innenwandung 16 des Hohlraumes 9 erzwungen wird.
Dabei tritt der Gasstrom bei der Rotation des Antriebsrades 10 aus dem zweiten Teildruckraum II in die dem zweiten Teildruckraum II zugeordnete Überströmkammer 23 ein, welche in Bezug zu der Drehrichtung des Antriebsrades 10 stromaufwärts zu der Einströmöffnung 14 angeordnet ist. Bei der weiteren Drehbewegung des Antriebsrades 10 wird die Überströmtasche 23 durch eine Anlage des Antriebsrades 10 in der Kontaktstelle 17 von dem zweiten Teildruckraum II strömungstechnisch getrennt, bevor die Steuerkontur 22 des Antriebsrades 10 zur Überdeckung mit der Ausströmöffnung 15 gelangt und der Gasstrom aus der zweiten Teildruckkammer II ausströmen kann, wie in der mittleren Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist. Damit strömt der Gasstrom aus der zweiten Teildruckkammer II aus, während das unter Druck stehenden Gas in der Überstromtasche 23 unverändert an der Seitenfläche des Endabschnittes 21 anliegt und das Antriebsrad 10 fortwährend antreibt.
Insgesamt kann dadurch das auf das Antriebsrad 10 wirkende Antriebsdrehmoment ver- gleichmäßigt, und der von dem Gasgenerator 7 erzeugte Gasstrom volumenmäßig effektiver zur Straffung ausgenutzt werden. Im Umkehrschluss bedeutet dies eine Steigerung der Straffleistung mit einem unveränderten Gasgenerator 7. Ferner bildet das in der Überstromtasche 23 befindliche Gas nach dem Passieren der Einströmöffnung 14 durch den Endabschnitt 21 also wenn die Überströmtasche 23 zu einem Teil der neugebildeten ersten Teildruckkammer I wird, wie in der rechten Darstellung der Figur 3 zu erkennen ist, eine Art Vordruck in der ersten Teildruckkammer I, so dass das erforderliche Volumen des von dem Gasgenerator 7 zu erzeugenden Gasstromes, um in der ersten Teildruckkammer I den nöti- gen Gasdruck zu erzeugen, entsprechend verringert ist.

Claims

Ansprüche:
1. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) für eine Sicherheitsgurteinrichtung mit
-einem Gasgenerator (7)
-einem Strafferge hä use (6) mit einem Hohlraum (9), welcher durch eine Abdeckplatte
(12) verschlossen ist,
-einem drehfest mit einer Gurtwelle (3) verbundenen oder über eine zwischengeordnete Kupplung verbindbaren Antriebsrad (10), welches exzentrisch in dem Hohlraum (9) des Straffergehäuses (6) angeordnet ist und einen Druckraum (18) zu dem Straffer- gehäuse (6) mit einer sich in Umfangsrichtung des Antriebsrades (10) ändernden radialen Erstreckung (RI) begrenzt, wobei
-der Druckraum (18) durch in dem Antriebsrad (10) radial verschiebbar gelagerte Flügel in wenigstens zwei Teildruckräume (1,11) unterteilt ist, wobei
-der Druckraum (18) mit einem Druckmedium zu einem rotatorischen Antrieb des Antriebsrades (10) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
-in der Abdeckplatte (12) und/oder dem Strafferge hä use (6) eine Ausströmöffnung
(15) vorgesehen ist, und
-das Antriebsrad (10) eine Steuerkontur (22) aufweist, welche durch ihre Anordnung in einem Abschnitt der Drehbewegung des Antriebsrades (10) wenigstens einen der Teildrückräume (1,11) strömungstechnisch über die Ausströmöffnung (15) in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Antriebsrades (10) mit der Umgebung des Rotations- straffers (5) oder einem Auffangreservoir verbindet.
2. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -die Steuerkontur (22) eine konzentrisch zu einer Drehachse des Antriebsrades (10) angeordnete gekrümmte erste Steuerbohne umfasst.
3. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass -die Steuerkontur (22) eine zweite Steuerbohne umfasst, welche formidentisch zu der ersten Steuerbohne ausgebildet und in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades (10) punktsymmetrisch zu der ersten Steuerbohne angeordnet ist.
4. Pyrotechnischer Rotationsstraffer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass -die Ausströmöffnung (15) durch eine konzentrisch zu der Drehachse des Antriebsrades (10) gekrümmte Langlochöffnung gebildet ist, wobei die erste und die zweite Steuerbohne und die Ausströmöffnung (15) auf einem identischen Radius (RA) in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades (10) angeordnet sind.
5. Pyrotechnischer Rotationsstraffer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass -die Ausströmöffnung (15) und die Steuerbohnen bevorzugt eine identische radiale Erstreckung aufweisen.
6. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Antriebsrad (10) durch einen Rotationskörper mit einer im Querschnitt kreisförmigen zylindrischen Mantelfläche (25) gebildet ist.
7. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 und nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbohnen jeweils durch einen Ausschnitt (26,27) in der Mantelfläche (25) strömungstechnisch mit den Teildruckräumen (1,11) verbunden sind.
8. Pyrotechnischer Rotationsstraffer (5) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-in der Mantelfläche (25) wenigstens eine erste sich radial nach innen erstreckende Überströmtasche (23) vorgesehen ist.
9. Pyrotechnischer Rotationstraffer (5) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass -in der Mantelfläche (25) eine zweite sich radial nach innen erstreckende Überströmtasche (23) vorgesehen ist, welche formidentisch zu der ersten Überströmtasche (23) ausgebildet und in Bezug zu der Drehachse des Antriebsrades (10) punktsymmetrisch zu der ersten Überströmtasche (23) angeordnet ist.
10. Pyrotechnischer Rotationstraffer (5) nach Anspruch 3 bis 5 und nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass -die Überströmtaschen (23) strömungstechnisch von den Steuerbohnen getrennt sind, und jeweils eine Überströmtasche (23) in Bezug zu der Drehrichtung des Antriebsrades (10) stromabwärts zu jeweils einer Steuerbohne angeordnet ist.
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