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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Strammvorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Sicherheitsrückhalteeinrichtung,
insbesondere für
einen Sicherheitsgurt.
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Strammvorrichtungen
werden verwendet, um zu Beginn einer Aufprallsituation die Gurtlose
eines Rückhalteeinrichtungssicherheitsgurts
rapide einzuziehen, um den Insassen sicherer gegen Vorwärtsbewegung
und mögliche
Verletzung durch Kollidieren mit Innenteilen des Fahrzeugs zurückzuhalten.
Außerdem
zielt der Strammvorrichtungsbetrieb darauf ab, den Insassen in die
richtige Sitzposition oder zumindest in Richtung auf diese zu ziehen,
um die Wirkung einer zweiten Rückhalteeinrichtung,
wie z.B. eines Airbags, zu maximieren.
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Ein
moderner Sicherheitsgurt ist als Dreipunkt-Rückhalteeinrichtung bekannt,
da er an drei um den Insassen herum angeordneten Punkten am Fahrzeug
befestigt ist, so dass er einen diagonalen Rumpfabschnitt und einen
horizontalen Beckenteil zum Zurückhalten
des Insassen auf dem Sitz bereitstellt. Der Gurt ist über einen
gefederten Aufroller, der zum Spannen des Gurtes tendiert, und ein
Schloss zum schnellen Lösen
des Gurtes am Fahrzeug angebracht.
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Strammvorrichtungen
befinden sich meist am Aufroller- oder am Schlossende des Sicherheitsgurtes.
Sie sind zum Speichern von Energie ausgelegt, die, wenn sie freigesetzt
wird, den Strammvorrichtungsvorgang bewirkt. Diese Energie kann
mechanische Energie in der Form einer zusammengepressten Feder sein,
modernere Strammvorrichtungen werden aber pyrotechnisch betätigt; sie
umfassen eine geschlossene Röhre,
die ein Gasentwicklungsmittel enthält, das sich rasch ausdehnt,
um die Energie zum Bewirken des Strammvorrichtungsvorgangs freizusetzen.
Das Gasentwicklungsmittel wird elektrisch über Anschlussstifte, die aus
der Strammvorrichtungsröhre
vorstehen und mit einem Zwischenzündermaterial verbunden sind,
entzündet.
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Die
Druckschrift
US5763814 des
Stands der Technik beschreibt eine Erfindung, die sich auf einen elektrischen
Strammvorrichtungsinitiator bezieht, bei dem zwei elektrisch leitende
Stifte bei der Einführung in
einen Kopf eine Dichtung bilden. Ein elektrisches Signal durch eine
Brückendrahtverbindung
zwischen den Stiften bewirkt, dass die Vorrichtung durch Wärmeentwicklung
zündet,
was eine Zündladung
entzündet,
die wiederum ein festes Gasentwicklungsmittel entzündet.
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Ein
Problem bei pyrotechnisch betätigten Strammvorrichtungen
ist, dass unerwünschte
elektrische Ladungen versehentliche Zündungen der Strammvorrichtung
erzeugen können.
Beispielsweise kann es innerhalb der Baugruppe der Strammvorrichtung
zu einer statischen Aufladung kommen. Wenn die Einheit über oder
durch ein statisches Feld passiert, liegt eine niedrige Spannung
an dem empfindlichen Zündermaterial
an. Diese niedrige Spannung zersetzt mit der Zeit die Schutzschicht
auf dem Zündermaterial,
und wenn es exponiert ist, dann reagiert es mit Sauerstoff und entzündet sich,
wodurch die Einheit gezündet
wird.
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Außerdem findet
ein versehentliches Zünden bei
einzelnen Entladungen statischer Elektrizität statt, besonders über das
Zündermaterial,
das einen Kurzschlussweg zwischen den Zündstiften und dem Zündergehäuse bildet.
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Bekannte
Lösungen
für das
Problem des versehentlichen Zündens
werden in der
US5140906 , der
GB2238672 und der
EP0779492 vorgeschlagen.
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Die
Druckschrift
US5140906 beschreibt
einen Airbagzünder
mit einer Initiatorladung in einem inneren Gehäuse und einer brisanten Ladung
in einem umgebenden äußeren Gehäuse, wobei
eine beabstandete Beziehung von einer Glasdichtung aufrecht erhalten
wird. Ein innerer Metallkopf ist durch die Glasdichtung zum Schutz
gegen eine unvorhergesehene Zündung
elektrisch von einem zweiten Kopf und dem äußeren Gehäuse isoliert.
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Die
Nebenschlusseinrichtung für
elektrische Verbinder aus der
GB
2238672 zielt darauf ab, das Auftreten unbeabsichtigter
Explosionen beim Anschließen
eines Steckverbinders an einen Gegenverbinder zu vermeiden. Kontaktmittel
sind gerade Drahtenden, die von einem gewundenen Draht kurzgeschlossen
werden, der gebogen ist, um eine Nocke bereitzustellen, so dass
jedes Kontaktmittel elastisch in Richtung auf ein jeweiliges Kontaktelement vorgespannt
wird, wodurch sichergestellt wird, dass eine angemessene Kontaktkraft
erzeugt wird.
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In
der
EP0779492 wird ein
Aufblasvorrichtungsinitiator für
ein Airbagsystem mit Schutz gegen elektrostatische Entladung mit
Zenerdiode beschrieben, bei dem ein becherförmiges leitfähiges Metallgehäuse, das
pyrotechnisches Material enthält,
mit einem Abdichtungsmaterial verschlossen ist. Zwei Elektroden
verlaufen durch das Abdichtungsmaterial und sind durch ein Widerstandsbrückenelement
miteinander verbunden, wobei eine Zenerdiode des oberflächenmontierten
Typs elektrisch zwischen dem Gehäuse
und einer Elektrode zwischengeschaltet ist.
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine verbesserte Strammvorrichtung vor,
die an jedem Ende des Sicherheitsgurts verwendet werden kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Strammvorrichtung für eine Fahrzeuginsassen-Sicherheitsrückhalteeinrichtung
beeitgestellt, umfassend:
ein äußeres Gehäuse;
ein in dem äußeren Gehäuse enthaltenes
Gasentwicklungsmittel;
einen Zünder, der Zündermaterial in einem Zündergehäuse umfasst,
wobei das Zündergehäuse durch eine
Presspassung elektrisch mit dem äußeren Gehäuse verbunden
ist;
ein Paar Elektroden, die mit dem Zündermaterial verbunden sind;
ein
Verbindungsglied, das ein elastisches Element umfasst, das das Zündergehäuse elektrisch
mit einem Erdungsweg verbindet.
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Das
Verbindungsglied umfasst vorzugsweise eine Feder, die auf eine der
Elektroden aufgepresst ist. Das Zündergehäuse ist ebenfalls als Presspassung
mit dem äußeren Gehäuse gebildet
und die Feder bildet das niederohmige Glied vom Gehäuse zum Stift.
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Die
Elastizität
der Feder erhält
die elektrischen Verbindungen und verringert das Risiko, dass der
Kontakt unterbrochen wird. Das beinhaltet kaum oder keine Änderungen
an einer konventionellen Zündergehäusekonstruktion.
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Vorzugsweise
verbindet das Verbindungsglied das Zündergehäuse elektrisch mit einer der Elektroden.
Vorteilhafterweise ist das Glied ein sehr niederohmiges oder sogar
fast nullohmiges Glied und ist nur mit einem der Stifte verbunden,
wobei eine Kurzschlussverbindung zwischen den zwei Elektroden bereitgestellt
ist.
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So
wird ein sehr niederohmiges Glied zum Hindurchführen der Ladung durch die Einheit
bereitgestellt, um eine Aufladung und so ein unerwünschtes
Zünden
der Strammvorrichtung zu verhindern.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Strammvorrichtung
so aufgebaut, dass das Zündergehäuse elektrisch
mit dem äußeren Gehäuse der
Strammvorrichtung verbunden ist, zum Beispiel dadurch, dass es in
Presspassung im Gehäuse
sitzt und einer der Elekrtrodenstifte (vorzugsweise der geerdete)
eine elektrische Verbindung mit dem äußeren Gehäuse bildet, zum Beispiel kann
sie einen gebogenen Abschnitt haben, der durch das Zündergehäuse vorsteht
und in Presspassung im äußeren Gehäuse sitzt.
Dadurch wird ein Kurzschluss zwischen dem Zündergehäuse und dem geerdeten Elektrodenstift über das äußere Gehäuse zum
Endladen unerwünschter
Ströme
statischer Elektrizität
bereitgestellt.
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Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie nur relativ wenige Teile
und keine wesentliche Modifikation eines konventionellen Zündergehäuses benötigt. Außerdem sieht
sie nur zwei Punkte vor, die eine elektrische Verbindung aufrecht
erhalten müssen.
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Gemäß einer
zweiten Ausgestaltung ist das Zündergehäuse aus
nichtleitendem Material und das Zündergehäuse hat eine Kappe, die mit
dem äußeren Gehäuse direkt
in eine leitende Hülse
gecrimpt ist, und einer der Stifte ist so modifiziert, dass ein
flaches drehungsverhinderndes Merkmal nach außen verläuft, um mit der leitenden Hülse Kontakt
zu erhalten.
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Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine relativ geringe Anzahl
elektrischer Kontakte benötigt
wird und Produktionswerkzeuge nur geringfügig modifiziert werden müssen.
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Gemäß einer
dritten Ausgestaltung ist das Zündergehäuse aus
leitendem Material in Form hergestellt oder gegossen und einer der
Stifte ist mit einem Isoliermaterial wie Kunststoff beschichtet.
Die Zündergehäusekappe
und das äußere Gehäuse sind direkt
auf eine leitende Hülse
aufgecrimpt, wodurch zwischen dem leitenden Zündergehäuse und dem Stift ein niederohmiges
Glied entsteht. Der zweite Stift ist von dem Zündergehäuse isoliert.
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Dies
hat den Vorteil, dass die Zahl der elektrischen Kontakte verringert
wird und keine zusätzlichen
Bauteile benötigt
werden.
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Gemäß einer
vierten Ausgestaltung ist die Zündergehäusekappe
als Presspassung mit dem äußeren Gehäuse gestaltet,
um die zwei Bauteile elektrisch miteinander zu verbinden, und zwischen
dem äußeren Gehäuse und
einem der Stifte besteht eine elektrische Verbindung, zum Beispiel
durch einen verlängerten
Schenkel, der aus dem äußeren Gehäuse herausragt,
um Kontakt mit dem Stift zu erhalten.
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Diese
Ausgestaltung benötigt
keine zusätzlichen
Teile und keine Modifikation an existierenden Produktionswerkzeugen.
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Selbstverständlich sind
Modifikationen und Kombinationen der Merkmale von jeder der Ausgestaltungen
beabsichtigt und es ist vorgesehen, dass sie im Rahmen der Erfindung
liegen.
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Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und zum Darstellen, wie diese ausgeführt werden
kann, wird jetzt auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen. Dabei
zeigt:
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1 eine
Querschnittansicht eines Teils einer bekannten Strammvorrichtung;
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2 eine
Querschnittansicht eines Teils einer Strammvorrichtung gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Querschnittansicht eines Teils einer Strammvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
Querschnittansicht eines Teil einer Strammvorrichtung gemäß einer
dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Querschnittansicht eines Teil einer Strammvorrichtung gemäß einer
vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
Querschnittansicht eines Teil einer Strammvorrichtung gemäß einer
fünften
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung;
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7 eine
Querschnittansicht eines Teil einer Strammvorrichtung gemäß einer
sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
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In
den Figuren werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern
bezeichnet. Die Figuren zeigen einen Teil einer Strammvorrichtung,
der allgemeine Aufbau einer Strammvorrichtung und die Art und Weise,
wie er in ein Fahrzeug eingebaut ist, um einen Rückhalteeinrichtungssicherheitsgurt
zu beeinflussen, sind fachkundigen Personen aber gut bekannt. Ein
derartiges Beispiel wird in EP-A-0 827 883 gezeigt und beschrieben.
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Die
Strammvorrichtung umfasst ein äußeres Gehäuse 1 in
der Form einer zylindrischen Röhre
aus metallischem Material. Diese ist mit einem Gasentwicklungsmittel 5 (bekannter
Zusammensetzung) gefüllt.
Innerhalb des äußeren Gehäuses 1 befindet
sich eine kleine Menge an empfindlichem Zündermaterial 2, das
hinter einer Zünderkopfkappe 4 eingelegt
ist. Das Zündermaterial 2 hat
eine mit 7 angedeutete Dicke.
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Zwei
Elektrodenstifte 3 und 3a verlaufen durch eine
Dichtung 6, die das Zündergehäuse 8 am Ende
des äußeren Gehäuses 1 bildet.
Sie sind durch einen dünnen
Draht (nicht abgebildet) verbunden, der an jedem Stift angeschweißt ist und
neben dem Zündermaterial 2 liegt
oder darin eingebettet ist. Der Stift 3 ist an Erde gelegt
und bildet so einen Erdungsweg.
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Wenn
den Elektrodenstiften 3 und 3a Strom zugeführt wird,
dann wird der dünne
Draht erhitzt und entzündet
das Zündermaterial 2.
Dadurch wird das Hauptgasentwicklungsmittel 5 aktiviert.
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Unerwünschte elektrische
Ladungen wie jene, die sich aus elektrostatischer Aufladung ergeben, können eine
unerwünschte
Entladung von Strom vom äußeren Gehäuse 1 zur
Kopfkappe 4 und somit durch das empfindliche Zündermaterial 2 zum
Erdungsstift 3 verursachen. Wenn ein solcher Strom durch
das Zündermaterial 2 geleitet
wird, verursacht er oft eine Zündung,
die zum unerwünschten
Auslösen
der Strammvorrichtung führt.
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Die 2 bis 6 zeigen
mehrere Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen unerwünschte Entladungen
verringert sind.
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Eine
erste Ausgestaltung der Erfindung wird in 2 gezeigt.
Die Elektrode 3a hat einen U-Bogen 9, der zum
Verbinden mit der Innenwand des äußeren Gehäuses 1 und
zum Bilden einer elektrischen Verbindung mit ihr ausgebildet ist.
Außerdem
ist die Kopfkappe 4 modifiziert, um durch einen nach außen gebogenen
Teil in der Form vorspringender Ansätze 10 eine elektrische
Verbindung mit der Innenwand des äußeren Gehäuses 1 zu ergeben.
Dadurch wird eine relativ niederohmige elektrische Verbindung zwischen
der Kopfkappe 4 und dem Erdungsstift 3 über das äußere Gehäuse 1 bereitgestellt,
so dass unerwünschte
Ladungen zur Erde entladen werden, bevor sie groß genug werden, um das empfindliche Zündermaterial 2 zu
aktivieren.
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Die
in 3 gezeigte zweite Ausgestaltung setzt eine Pressmetallklammer 11 als
Glied vom Generatorgehäuse 1 zum
Erdungsstift 3 ein. Wie in der Ausgestaltung von 1 ist
die Kopfkappe 4 mittels Ansätzen 10, die die Innenfläche des äußeren Gehäuses 1 berühren, als
Presspassung mit dem äußeren Gehäuse 1 ausgebildet.
Dies ergibt ebenfalls einen Erdschluss für unerwünschte Ladungen. Die Ansätze 10 können beim
Zusammenbauen der Strammvorrichtung durch Einführen des Gehäuses 1 über die
Kopfkappe 4 gebildet werden.
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4 ist 3 ähnlich,
zeigt aber die Verwendung einer Spannfeder 12 aus Edelstahl,
die um den Erdungsstift 3 gewunden ist, wobei ihr freies Ende
mit dem äußeren Gehäuse 1 des
Generators verbunden ist, um das benötigte Kurzschlussglied zwischen
dem Gehäuse 1 und
Erde bereitzustellen. Diese tritt an die Stelle der in 3 gezeigten
zusammengepressten Feder 11. Das Glied zwischen der Kopfkappe 4 und
dem Gehäuse 1 wird
ebenfalls von gebogenen Ansätzen 10 bereitgestellt.
In dem Gehäuse 1 ist
eine ringförmige
Nut 13 mit einer Tiefe zwischen 0,3 und 0,5 mm zum Festklemmen
des Gehäuses 1 an
der Zünderelementdichtung 6 und
zum Festhalten der beiden bis zu einer Abziehbelastung von bis zu
250 N ausgebildet. In gleichen Abständen um den Umfang der Nut
herum angeordnete Zapfen 18, meist acht, dienen zum Verstärken der
Verbindung.
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In 5 umfasst
das Zündergehäuse 8 zwei Teile:
eine leitende äußere Hülse 13,
die beispielsweise aus Aluminium gebildet ist, und ein nichtleitender
Einsatz 14, der aus standardmäßigem Kunststoff, wie dem als
PBT bekannten Material, in Form hergestellt sein kann. Die äußere Hülse 13 stellt
eine direkte elektrische Verbindung zum äußeren Gehäuse 1 bereit. Die
Hülse 13 ist
durch einen Stift 15 aus Edelstahl mit dem Erdungsstift 3 verbunden.
Dieser Stift 15 ist durch eine relativ kleine Änderung
des drehungsverhindernden Merkmals ausgebildet.
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6 illustriert
eine Ausgestaltung, bei der der Erdungsstift 3 durch Verwenden
eines leitenden Kunststoffs für
das Zündergehäuse 8 direkt
mit dem äußeren Gehäuse 1 und
auch mit der Kopfkappe 4 verbunden ist. Dies stellt den
niederohmigen Kurzschlussweg bereit, der von der Kopfkappe 4 zur
Erde erforderlich ist. In dieser Ausgestaltung muss aber der andere
Elektrodenstift 3a isoliert sein und dies wird durchgeführt, indem
er in isolierenden Kunststoff 16 getaucht wird, bevor das
Gehäuse 8 um
die Stifte 3 und 3a geformt wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung wird in 7 gezeigt,
wo das äußere Gehäuse 1 mit
einem heraus verlaufenden Schenkel 17 ausgebildet ist,
der direkt Kontakt mit dem Erdungsstift 3 erhält. Die
Kopfkappe 4 ist als Presspassung mit Ansätzen 10 ausgebildet, um
die Verbindung von der Kappe 4 zu dem Gehäuse 1 bereitzustellen,
wie in den Ausgestaltungen der 2, 3 und 4.
Eine umlaufende Nut 13 mit voneinander beabstandeten Zapfen
ist ebenfalls bereitgestellt, um eine starke Verbindung zwischen
dem Gehäuse 1 und
dem Zündergehäuse 8 zu
gewährleisten,
wie in der Ausgestaltung in 4.