DE19900646A1

DE19900646A1 - Betätigungsvorrichtung und -verfahren für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE19900646A1
Application number: DE19900646A
Authority: DE
Inventors: Olaf Mueller
Original assignee: Inova GmbH Technische Entwicklungen
Current assignee: Inova GmbH Technische Entwicklungen
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1999-01-11
Publication date: 1999-07-15
Also published as: US20010035643A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Betätigungsverfahren für Sicherheitsein richtungen in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des An spruchs 24.

Solche Betätigungsvorrichtungen sind beispielsweise Gurtstraf fer und enthalten ein Führungsgehäuse, wenigstens ein darin untergebrachtes Antriebselement, das an zumindest eine Sicher heitseinrichtung zu deren Betätigung gekoppelt ist, einen Be tätigungsweg in dem Führungsgehäuse für das Antriebselement, Gasdruckerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines Gasdruckes in einem Druckaufnahmeraum in dem Führungsgehäuse, und Star teinrichtungen zum Auslösen der Gasdruckerzeugungseinrichtun gen, wobei das wenigstens eine Antriebselement durch Erzeugung eines Gasdruckes in dem Druckaufnahmeraum zur Bewegung aus ei ner Ruhestellung längs des Betätigungsweges beaufschlagbar ist.

Nachteilig bei solchen Betätigungsvorrichtungen, die bei spielsweise auch als Stelleinrichtungen für Sitzverstellungen, Lenkradverstellungen und andere mechanisch zu betreibende Si cherheitseinrichtungen im Falle eines Unfalls zum Einsatz kom men können, ist, daß der Gasdruck nach der Auslösung schnell ansteigt und nach Erreichen eines Spitzenwertes auch wieder schnell abfällt. Dadurch steht nur kurzzeitig ein hoher Gas druck zum Beaufschlagen des Antriebselementes zur Verfügung. Die jeweiligen Sicherheitseinrichtungen erfordern jedoch ei nerseits einen bestimmten, möglichst schnell zurückzulegenden Bewegungs- oder Betätigungsweg des Antriebselementes und in der Regel andererseits nur einen maximal zulässigen Bewegungs- oder Betätigungsweg des Antriebselementes. Das bedeutet, daß die eingesetzte Gasmenge zum einen groß genug und schnell ge nug bereit gestellt sein muß und zum anderen nicht zu groß sein darf. Der Spitzenwert des eingesetzten Gasdruckes muß auch so bemessen sein, daß er nicht zu Verletzungen der Insas sen eines derart ausgestatteten Fahrzeuges im Fall eines Un falls durch die Sicherheitseinrichtungen selbst führen kann. Der Druckverlauf, den bisher eingesetzte Gasdruckerzeugungs einrichtungen bereitstellen, ist im Hinblick auf die geschil derten Erfordernisse unbefriedigend.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, Betätigungs vorrichtungen und Betätigungsverfahren für Sicherheitseinrich tungen in einem Fahrzeug anzugeben, womit eine im Umfang und im Verlauf verbesserte Betätigung der Sicherheitseinrichtungen gewährleistet werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung nach dem An spruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Anspruch 24 erreicht. Bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen und deren Kombinationen. Insbesondere umfaßt die Erfindung auch Analogien zwischen den erfindungsgemäßen Vorrichtungs- und Verfahrensvarianten.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zusätzlich zu den eingangs angegebenen gattungsbildenden Merkmalen vorgesehen, daß die Gasdruckerzeugungseinrichtungen wenigstens zwei nach einander auslösbare Antriebsstufen und eine Auslösesteuerung enthalten, durch die die Gasdruckerzeugung von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Antriebsstufen in dem Druckaufnahmeraum teilweise überlagert erfolgt.

Damit wird ein Gasdruckverlauf erreicht, der ein länger anhal tendes Maximum bereitstellt. Dies führt dazu, daß genügend Gasdruck zur Verfügung steht, um das Antriebselement ausrei chend zu bewegen, ohne daß eine übermäßige Gasdruckspitze in Kauf genommen werden muß. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Erfindung auch, daß die Antriebselemente, wie z. B. Kolben, schneller laufen und kräftiger ziehen. Schließlich führt der Wegfall einer übermäßigen Gasdruckspitze zur Vermeidung einer Verletzungsgefahr der Insassen durch die Sicherheitseinrich tungen selbst.

Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung weiter vorgesehen, daß die Auslösesteuerung mechanische, chemische, elektrische und/oder elektronische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen enthält, die durch eine Antriebsstufe zur Auslösung der ent sprechend nachfolgenden Antriebsstufe auslösbar sind. Bei ei ner Weiterbildung davon sind chemische Verzögerungs- und Aus löseeinrichtungen den mechanischen Verzögerungs- und Auslöse einrichtungen nachgeschaltet.

Bei den mechanischen Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen ist bevorzugt eine Zündauslösemechanik, die mittels einer aus gelösten Antriebsstufe betreibbar ist, und ferner ein Zünder für die auf die ausgelöste Antriebsstufe folgende Antriebsstu fe enthalten, wobei eine Verzögerung zwischen den Auslösungen zweier aufeinanderfolgender Antriebsstufen durch die zeitliche Dauer des Ablaufs der Zündauslösemechanik und das Zündverhal ten des Zünders vorgebbar ist. Dabei ist es besonders bevor zugt, wenn die Zündauslösemechanik einen Zündkolben und ein Ventil enthält, und daß der Zündkolben durch die die Zündaus lösemechanik betreibenden Antriebsstufe zur Auslösung des Zün ders der nachfolgenden Antriebsstufe zu diesem Zünder hin be wegbar ist. Die letzte Ausführungsvariante läßt sich dadurch weiterbilden, daß die mechanischen Verzögerungs- und Auslöse einrichtungen ein Ventil enthalten, mittels dem Gasströmungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Antriebsstufen steuerbar sind, indem es bis zur Auslösung der nachfolgenden Antriebs stufe durch eine ausgelöste Antriebsstufe geschlossen und da nach geöffnet ist, um während des geschlossenen Zustandes eine Betätigung des Zündkolbens und während des geöffneten Zustan des einen Gasstrom von der nachfolgenden Antriebsstufe in den Druckaufnahmeraum sicherzustellen. Vorzugsweise ist dabei das Ventil in dem Zündkolben vorgesehen.

Gemäß einer Fortbildung der Erfindung können die mechanischen Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen eine Zündauslösemecha nik enthalten, die mittels einer ausgelösten Antriebsstufe be treibbar ist, wobei eine Verzögerung zwischen den Auslösungen zweier aufeinanderfolgender Antriebsstufen durch die zeitliche Dauer des Ablaufs der Zündauslösemechanik vorgebbar ist. Dabei kann ferner vorgesehen sein, daß die Zündauslösemechanik einen von einer ausgelösten Antriebsstufe mit Druckgas füllbaren Drucksammelraum, der die ausgelöste Antriebsstufe von der nachfolgend auszulösenden Antriebsstufe trennt, und eine Schwelleneinrichtung, wie z. B. eine Berstscheibe oder ein ähn lich wirkendes Ventil, enthält, die den Drucksammelraum zur nachfolgend auszulösenden Antriebsstufe hin abschließt und bei einem vorgegebenen Druck in dem Drucksammelraum öffnet, um die Zündung der nachfolgend auszulösenden Antriebsstufe durch das Druckgas von der ausgelösten Antriebsstufe zu bewirken. Eine solche Berstplatte oder -scheibe kann Schwächungen oder Schwachstellen zur Festlegung des Gasdruckes in dem Drucksam melraum, bei dem die Berstplatte birst. Ferner kann zwischen der Berstplatte und der auszulösenden Antriebsstufe eine Frei- oder Weichzone vorgesehen sein, um einen ausreichenden Weg zum Bersten der Berstplatte bereitzustellen.

Gemäß einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausgestal tung der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ist vorgese hen, daß die erste Antriebsstufe der Gasdruckerzeugungs einrichtungen elektrisch oder elektronisch auslösbar ist.

Um den Erfordernissen bei Unfällen gerecht zu werden, ist es bevorzugt, wenn die Auslösesteuerung zum Auslösen einer An triebsstufe ungefähr 1 ms bis etwa 5 ms, bevorzugt ca. 2 ms, nach der Auslösung der vorangegangenen Antriebsstufe ausgelegt ist.

Insbesondere handelt es sich bei dem Antriebselement um einen Kolben eines Gurtstraffers oder einer Verstelleinrichtung.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung einsetzen, wenn eine Mehrzahl von Führungswegen und entsprechenden Antriebs elementen enthalten ist, die von gemeinsamen Gasdruckerzeu gungseinrichtungen über einen Druckaufnahmeraum beaufschlagbar sind. Dies ermöglicht eine raum- und kostensparende Anordnung, wobei durch die Erfindung ein ausreichender Gasdruck und Gas druckverlauf zur Verfügung gestellt wird, um die Betätigung der Mehrzahl von Antriebselementen sicher zu stellen. Dieser Aspekt und seine Weiterbildungen sind auch mit einstufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen von eigenständiger erfinderi scher Bedeutung.

Vorzugsweise enthält das Führungsgehäuse ein Strangpreßprofil, das ggf. eine Mehrzahl von Führungswegen enthält.

Besonders rationell ist auch eine Bauart, bei der die Gasdrucker zeugungseinrichtungen als Kartusche ausgebildet und/oder in dem Führungsgehäuse untergebracht sind.

Da der Druckaufnahmeraum infolge der Bewegung des Antriebsele mentes nach der Beaufschlagung durch eine Antriebsstufe ver größert ist, ist es von Vorteil und daher bevorzugt, wenn eine Antriebsstufe bezüglich der vorhergehenden Antriebsstufe eine größere Gasmenge erzeugt.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist ein Last begrenzer vorgesehen, um, wenn das Antriebselement nach einer Beaufschlagung infolge einer gegenüber letzterer höheren Ge genkraft durch einen Insassen gegen Rücklauf gesperrt ist, ein vorgegebenes Nachgebeverhalten der Sicherheitseinrichtung, an die das Antriebselement gekoppelt ist, zu gewährleisten. Ein solcher Lastbegrenzer kann beispielsweise zwischen einem Kol ben und einer Seilkausche zur Kopplung des Antriebselements an Sicherheitseinrichtungen vorgesehen sein. Dabei, aber auch im übrigen kann der Lastbegrenzer materialverformend, spanabhe bend und/oder hydraulisch sein. Dieser Aspekt des Einsatzes eines entsprechenden Lastbegrenzers und seine Weiterbildungen sind auch mit einstufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen von eigenständiger erfinderischer Bedeutung.

Bevorzugt ist es ferner, wenn das Führungsgehäuse gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einen versteifenden Teil einer Fahrzeugstruktur und insbesondere eine Quertraverse bil det. Dieser Aspekt und seine Weiterbildungen sind ebenfalls auch mit einstufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen von ei genständiger erfinderischer Bedeutung.

Bei dem erfindungsgemäßen Betätigungsverfahren für Sicherheit seinrichtungen in einem Fahrzeug ist vorgesehen, daß mittels Gasdruckerzeugungseinrichtungen in einem Druckaufnahmeraum ein Gasdruck erzeugt wird, der wenigstens ein Antriebselement, das an zumindest eine Sicherheitseinrichtung zu deren Betätigung gekoppelt ist, längs eines Betätigungsweges beaufschlagt, und daß der Gasdruck in dem Druckaufnahmeraum durch zumindest zwei aufeinanderfolgende und teilweise überlagerte Gasdruckstöße einzelner Antriebsstufen der Gasdruckerzeugungseinrichtungen erzeugt wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung davon ist derart, daß durch die Auslösung einer Antriebsstufe mechanische, chemische, elektri sche und/oder elektronische Verzögerungs- und Auslöseeinrich tungen für die nachfolgende Antriebsstufe aktiviert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben, in denen:

Fig. 1 schematisch einen Gasdruckverlauf eines ersten Ausfüh rungsbeispiels einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheit seinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2a, 2b und 2c schematisch zeitlich aufeinanderfolgende Zustände eines ersten Ausführungsbeispiels einer Betätigungs vorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug ge mäß der Erfindung anhand von Schnittdarstellungen zeigen,

Fig. 3 schematisch in einer Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 4 schematisch in einer Schnittdarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 5 schematisch in einer Schnittdarstellung ein viertes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 6a, 6b, 6c und 6d vier Schnitte durch das vierte Ausfüh rungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitsein richtungen in einem Fahrzeug gemäß der Fig. 5 zeigen,

Fig. 7 schematisch in einer Schnittdarstellung ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 8 schematisch in einer Schnittdarstellung ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicher heitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 9 schematisch in einer zweiteiligen Schnittdarstellung ein siebtes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Er findung zeigt,

Fig. 10a und 10b schematisch in Schnittdarstellungen ein ach tes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Si cherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 11 schematisch in einer teilweisen Schnittdarstellung ein neuntes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 12 schematisch in einer zweiteiligen Schnittdarstellung ein zehntes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Er findung zeigt,

Fig. 13 schematisch in einer zweiteiligen Schnittdarstellung ein elftes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Er findung zeigt,

Fig. 14 schematisch in einer teilweisen Schnittdarstellung ei nen Lastbegrenzer eines zwölften Ausführungsbeispiels einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 15 schematisch in einer teilweisen Schnittdarstellung ei nen Lastbegrenzer eines dreizehnten Ausführungsbeispiels einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug gemäß der Erfindung zeigt.

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche und ähnliche oder gleich und ähnlich wirkende Teile durchgehend mit denselben Bezugszeichen versehen. Anhand der Darstellungen in den Figu ren sind zusätzliche Merkmale der gezeigten Ausführungsbei spiele ohne weiteres erkennbar, auch wenn auf diese Merkmale nicht gesondert in der nachfolgenden Beschreibung eingegangen wird. Insbesondere ergeben sich durch vergleichende Betrach tung der einzelnen Darstellungen und Ausführungsbeispiele Ge meinsamkeiten und Unterschiede von/zwischen letzteren, so daß die Beschreibung von bereits im Zusammenhang mit einem Ausfüh rungsbeispiel behandelten Teilen und Merkmalen zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Beschreibung nachfolgender Ausfüh rungsbeispiele weggelassen ist, da sich solche Teile und Merk male ohne weiteres aus der vergleichenden Betrachtung der ein zelnen Abbildungen, den Bezugszeichen und der Beschreibung vorangehender Ausführungsbeispiele ergeben. Dies gilt auch für den Fall, daß nicht alle Teile und Merkmale in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen sind, da die einzelnen Teile und Merkmale aus den Darstellungen selbst und deren Vergleich bei verschiedenen Figuren ohne weiteres erkennbar und zuordenbar sind.

In der Fig. 1 ist der Druckverlauf von zweistufigen Gasdrucker zeugungseinrichtungen als erstes allgemeines Ausführungs beispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrich tungen in Fahrzeugen schematisch gezeigt. Die Kurve 1 zeigt dabei den Gasdruckverlauf einer ersten Antriebsstufe und die Kurve 2 verdeutlicht den Gasdruckverlauf einer zweiten An triebsstufe der Gasdruckerzeugungseinrichtungen. Konkret dar gestellt ist die Kraft, die auf einen Sicherheitsgurt ausgeübt wird, der über einen Gurtstraffer als erfindungsgemäße Betäti gungsvorrichtung verfügt, in kN über dem zeitlichen Verlauf der Auslösungen der beiden Antriebsstufen.

Die erste Antriebsstufe wird etwa 5 ms nach einem Ereignis, wie z. B. einem Unfall, ausgelöst. Nach weiteren ungefähr 2 ms, d. h. ca. 7 ms nach dem auslösenden Ereignis, wird auch die zweite Antriebsstufe ausgelöst. Zu dieser Zeit ist aber der Gasdruck aus der ersten Antriebsstufe noch nicht vollständig abgeklungen oder auf null zurückgegangen (siehe Kurve 1). Der in diesem Moment bereits ansteigende Gasdruck der zweiten An triebsstufe (siehe Kurve 2) der Gasdruckerzeugungseinrichtun gen überlagert den noch vorhandenen Rest des Gasdruckes der ersten Antriebsstufe der Gasdruckerzeugungseinrichtungen, so daß die Summe beider Drücke zur Verfügung steht und damit ein schematisch gestrichelt eingezeichnetes Druckniveau erhalten wird. Daran ist zu erkennen, daß das mittels der erfindungsge mäßen Betätigungsvorrichtung ein maximaler Gasdruck zum An trieb eines Antriebselementes über eine längere Zeit bereitge stellt wird, als dies der Fall wäre, wenn nur eine einzige An triebsstufe zum Einsatz kommen würde.

Realisiert werden kann eine solche zweistufige Betätigungsvor richtung beispielsweise gemäß einer ersten Ausführung, die in den Fig. 2a, 2b und 2c in einer Schnittansicht schematisch ge zeigt ist. Die Fig. 2a, 2b und 2c veranschaulichen Zustände von Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 zu verschiedenen Zeiten, nämlich zu einer Zeit t = 0 ms (Fig. 2a), t = 5 ms (Fig. 2b) und t = 7 ms (Fig. 2c) nach einem Ereignis, das zur Auslösung der Betätigungsvorrichtung führt. Die Gasdruckerzeugungsein richtungen 3 enthalten eine erste pyrotechnische Antriebsstufe 4 und eine zweite pyrotechnische Antriebsstufe 5.

In der Fig. 2a ist ersichtlich, daß die erste Antriebsstufe 4 und die zweite Antriebsstufe 5 der Gasdruckerzeugungseinrich tungen 3 beide unausgelöst sind. Die erste Antriebsstufe 4 ist mittels elektrischer Kontakte 6 und Leitungen 7 über einen elektrischen Zünder 4' elektrisch auslösbar. Die zweite An triebsstufe 5 ist über eine Auslösesteuerung 8 auslösbar. Die Auslösesteuerung 8 enthält sowohl mechanische, als auch chemi sche Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen 9 bzw. 10.

Die mechanischen Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen 9 ent halten eine Zündauslösemechanik 11, die einen Zündkolben 12 und ein Ventil 13 enthält, sowie einen Zünder 14 für die zwei te Antriebsstufe 5. In der zweiten Antriebsstufe 5 sind ferner chemische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen 10 vorgese hen, die einen chemischen Zündverzögerer 15 enthalten. Die er ste Antriebsstufe 4 und die zweite Antriebsstufe 5 sowie die Auslösesteuerung 8 sind als Kartusche in einem gemeinsamen Ge häuse 16 untergebracht.

In der Darstellung der Fig. 2b ist gezeigt, wie der Zustand der zweistufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 nach 5 ms nach einer Auslösung ist. Genauer erfolgte bis zu diesem Zeit punkt eine Auslösung der ersten Antriebsstufe 4 über die elek trischen Kontakte 6 und die Leitungen 7 sowie den elektrischen Zünder 4'. Die Auslösung oder Zündung der ersten Antriebsstufe 4 hat zur Folge, daß das Gehäuse 16 an seiner schwächsten Stelle aufreißt, wozu die Stirnwand 17 dünner als die Umfangs wand 18 und eine Begrenzungswand 19 ausgebildet ist, die der zweiten Antriebsstufe 5 zugewandt ist. Durch die aufgerissene Stirnwand 17 tritt das in der ersten Antriebsstufe 4 erzeugte Gas aus in einen Druckaufnahmeraum eines Führungsgehäuses für wenigstens ein Antriebselement zur Betätigung von Sicherheit seinrichtungen (hier nicht gezeigt; siehe weiter unten die Be schreibung z. B. zur Fig. 4 oder 5 und die Fig. 4 bzw. 5).

In der Begrenzungswand 19 der ersten Antriebsstufe 4 sind Gas durchlaßkanäle 20, durch die ebenfalls Gas durchtreten kann. Diese Gasströmung von der ersten Antriebsstufe 4 führt zu ei nem Gasdruck, der auf den Zündkolben 12 wirkt. Das Ventil 13 ist von der Seite her auf den Zündkolben 12 aufgesetzt, die von diesem Gasdruck von der ersten Antriebsstufe 4 beauf schlagt wird, und wird daher von diesem Gasdruck von der er sten Antriebsstufe 4 geschlossen gehalten. Dieser Gasdruck von der ersten Antriebsstufe 4 führt daher dazu, daß der Zündkol ben 12 zur zweiten Antriebsstufe 5 hin beschleunigt wird, wo er auf den Zünder 14 trifft, was zum Auslösen des letzteren führt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 13 so gestaltet, daß es auch einen Zündstift 21 bildet, der bei der Bewegung des Zündkolbens 12 zur zweiten Antriebsstufe 5 und damit zu deren Zünder 14 hin auf letzteren trifft. Bereits durch dieses Auftreffen auf dem Zünder 14 wird das Ventil 13 zumindest gelöst oder sogar wenigstens teilweise geöffnet.

Mittels des Zünders 14 erfolgt nun eine Zündung des chemischen Zündverzögerers 15 der chemischen Verzögerungs- und Auslöse einrichtungen 10 in der zweiten Antriebsstufe 5. Dieser chemi sche Zündverzögerer 15 benötigt etwa 2 ms, bis er die zweite Antriebsstufe 5 zündet, was in der Fig. 2c gezeigt ist. Der in der zweiten Antriebsstufe 5 erzeugte Gasdruck breitet sich aus und führt zu einer Gasströmung durch die schwächste Stelle, die durch das bereits gelöste oder sogar zumindest teilweise geöffnete Ventil 13 gebildet ist, das damit eine Ventilöffnung 22 in dem Zündkolben 12 freigibt. Da das Ventil 13 die Gas strömung aus der zweiten Antriebsstufe 5 nicht mehr behindert, kann sich der entsprechende Gasdruck durch die damit offene Ventilöffnung 22 und weiter durch die Gasdurchlaßkanäle 20 in der Begrenzungswand 19 der ersten Antriebsstufe 4 in letztere hinein ausbreiten. Durch die geborstene Stirnwand 17 kann der Gasdruck dann nach außerhalb des Kartuschengehäuses 16 zu Ver fügung gestellt werden in einen Druckaufnahmeraum eines Füh rungsgehäuses für wenigstens ein Antriebselement zur Betäti gung von Sicherheitseinrichtungen (hier nicht gezeigt; siehe weiter unten die Beschreibung z. B. zur Fig. 4 oder 5 und die Fig. 4 bzw. 5).

Die Blitz-Zeichen in den Fig. 2b und 2c stehen symbolisch für Zündungen oder Explosionen.

Zusammenfassend läßt sich der in den Fig. 2a bis 2c gezeigte Ablauf exemplarisch folgendermaßen darstellen:

Ausgehend von dem Ausgangszustand in der Fig. 2a erfolgt zu nächst eine elektrische Zündung der ersten Antriebsstufe 4, wodurch beispielsweise über Löcher in einer Bodenwand der er sten Antriebsstufe 4 der Zündkolben 12 beaufschlagt wird. Die ser Zündkolben 12 schlägt auf einen mechanischen Zünder 14, der mit einem Booster oder Ladungsverstärker (nicht gezeigt) verbunden sein kann. Ein solcher Booster kann auch als chemi scher Zündverzögerer 15 eingesetzt werden und derart ausgelegt sein, daß er die Zündung der zweiten Antriebsstufe 5 nach Be darf verzögert. Nach der Explosion der zweiten Antriebsstufe 5 strömt das damit erzeugte Gas durch die Ventilöffnung 22 in dem Zündkolben 12, wobei auch eine Mehrzahl von solchen Ven tilöffnungen 22 im Zündkolben 12 oder daran vorbei vorgesehen sein können. Auf Grund der Bauart in den Fig. 2a bis 2c kann der Zündkolben 12 auch als zweiteiliger Ringkolben bezeichnet werden, der aus dem ringförmigen Kolbenteil oder Außenring und dem Ventil 13 als Innenteil mit dem Zündstift 21 besteht. Die ses Innenteil, das auch als Zündertopf bezeichnet werden kann und bei dem hier behandelten Beispiel als aus einem Innenring mit dem Zündstift 21 zusammengesetzt angesehen werden kann, wird durch das Druckgas aus dem als Außenring fungierenden ei gentlichen Zündkolben 12 herausgedrückt und gibt den Gasweg über die Bodenlöcher oder allgemein Gasdurchlaßkanäle 20 der ersten Antriebsstufe 4 frei. Die vorstehend beschriebene me chanische Aufschlagzündung für die zweite Antriebsstufe 5 wird durch die zweiteilige Bauart beispielsweise in Form eines Dop pelrings als Ventil gesteuert, da das Ventil in Richtung der Aufschlagzündung druckdicht ist und in der Gegenrichtung das Gas freigibt.

In der Fig. 3 ist in einer schematischen Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung ge zeigt. Im Unterschied zur vorhergehenden Ausführung, die in den Fig. 2a bis 2c dargestellt ist, enthält die Auslösesteue rung 8 nur chemische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen 10. Dazu ist ein chemischer Zündverzögerer 15 vorgesehen, der im Verlauf des Abbrennens der ersten Antriebsstufe 4 gezündet wird. Es kann auch vorgesehen sein, daß die elektrische Zün dung der ersten Antriebsstufe 4 gleichzeitig zu letzterer auch den chemischen Zündverzögerer 15 zündet und sich die Verzöge rungszeit bis zur Zündung der zweiten Antriebsstufe 5 aus schließlich aus der Abbrennzeit des chemischen Zündverzögerers 15 ergibt. Schließlich kann gemäß einer weiteren Alternative der chemische Zündverzögerer 15 auch erst ganz an Ende des Ab brennens der ersten Antriebsstufe 4 gezündet werden. Der übri ge Aufbau dieses Ausführungsbeispiels von Gasdruckerzeugungs einrichtungen 3 ist analog zur in den Fig. 2a bis 2c gezeigten Ausführung. Insbesondere erfolgt die Gasströmung und damit Gasdruckausbreitung von der zweiten Antriebsstufe 5 durch die Gasdurchlaßkanäle 20 in der Begrenzungswand 19 der ersten An triebsstufe 4 und dann durch letztere hindurch und schließlich durch die Stirnwand 17 nach außerhalb des Kartuschengehäuses 16 in einen Druckaufnahmeraum eines Führungsgehäuses für we nigstens ein Antriebselement zur Betätigung von Sicherheit seinrichtungen (hier nicht gezeigt; siehe weiter unten die Be schreibung z. B. zur Fig. 4 oder 5 und die Fig. 4 bzw. 5).

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Gasdruckerzeugungseinrich tungen 3 einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug ist in der Fig. 4 schematisch in einer Schnittansicht dargestellt. Wie bereits erwähnt, können solche Betätigungsvorrichtungen beispielsweise Gurtstraffer für Sicherheitsgurte, aber auch andere mechani sche Stelleinrichtungen sein, wie z. B. zum Zurückziehen von Lenksäulen und Lenkrädern bei Unfällen.

In der Fig. 4 sind die in ihrem Gehäuse 16 untergebrachten Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 gezeigt, wie sie in einem Führungsgehäuse 23 untergebracht sind. Anstelle der Gasdruck erzeugungseinrichtungen 3 gemäß dem hier behandelten dritten Ausführungsbeispiel können auch Gasdruckerzeugungseinrichtun gen 3 gemäß den ersten oder zweiten Ausführungsbeispielen aus den Fig. 2a bis 2c bzw. 3 entsprechend eingesetzt werden.

Wie in der Schnittdarstellung der Fig. 4 zu erkennen ist, sind in dem Führungsgehäuse 23 ferner zwei Kolben 24a und 24b un tergebracht, die Antriebselemente 25 darstellen und längs Be tätigungswegen gemäß den Pfeilen 26a bzw. 26b bewegbar sind.

Zwischen den beiden Kolben 24a und 24b sind nicht nur die Gas druckerzeugungseinrichtungen 3, sondern auch ein Druckaufnah meraum 27 angeordnet, in den sich mittels der Gasdruckerzeu gungseinrichtungen 3 erzeugter Gasdruck ausbreitet. Dieser Gasdruck beaufschlagt, wenn er erzeugt wurde, die beiden Kol ben 24a und 24b zur Bewegung aus den in der Fig. 4 gezeigten Ruhestellungen 28a bzw. 28b längs ihrer Betätigungswege (Pfei le 26a bzw. 26b).

Anders als bei den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 2a bis 2c bzw. 3 erfolgt der Gasaustritt aus den Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 nicht durch die Stirn wand 17 des Kartuschengehäuses 16, sondern durch Gasaustritts öffnungen 29 in der Umfangswand 18 des Kartuschengehäuses 16. Die Auslösesteuerung 8 der vorliegenden dritten Ausführung ist aufgebaut wie beim ersten Ausführungsbeispiel in den Fig. 2a bis 2c, d. h. daß zunächst mechanische Verzögerungs- und Auslö seeinrichtungen 9 durch das Druckgas aus der ersten Antriebs stufe 4 betätigt werden, indem ein Zündkolben 12 beaufschlagt wird, sich zur zweiten Antriebsstufe 5 hin zu bewegen, wo er auf den Zünder 14 der zweiten Antriebsstufe 5 trifft. Dieser Zünder 14 läßt zunächst einen Zündverzögerer 15 abbrennen, der am Ende seiner Brenndauer die Zündung der zweiten Antriebsstu fe 5 selbst bewirkt. Der Gasaustritt aus der zweiten Antriebs stufe 5 erfolgt bei dem vierten Ausführungsbeispiel jedoch nicht durch ein Ventil im Zündkolben 12, wie bei der zweiten Ausführung gemäß den Fig. 2a bis 2c, sondern über gesonderte Gasaustrittsöffnungen 30 in der Umfangswand 18 des Kartuschen gehäuses 16 für die zweite Antriebsstufe 5.

Durch diese Gasaustrittsöffnungen 30 gelangt das Druckgas aus der zweiten Antriebsstufe 5 ebenfalls in den Druckaufnahmeraum 27, wo es zur Beaufschlagung der beiden Kolben 24a und 24b zu sätzlich zum Restdruck beiträgt, der noch aus der Gaserzeugung mittels der ersten Antriebsstufe 4 in dem Druckaufnahmeraum 27 vorhanden ist. D.h., daß sich der Restgasdruck aus der ersten Antriebsstufe 4 mit dem ansteigenden Gasdruck aus der zweiten Antriebsstufe 5 addiert, so daß ein länger andauerndes hohes Druckniveau in dem Druckaufnahmeraum 27 aufrecht erhalten bleibt. Dadurch können die beiden Kolben 24a und 24b mit über eine längere Zeit zumindest annähernd konstanter Kraft beauf schlagt werden, als dies der Fall wäre, wenn nur eine Treibla dung gezündet würde. Letztere würde zu einer hohen Druckspitze führen, die deutlich über dem gemäß der Erfindung realisierten Druckniveau liegen würde, wenn mit einer Treibladung insgesamt dieselbe Kraft zum Antrieb der Kolben zur Verfügung gestellt werden sollte.

Als Besonderheit bei dem in der Fig. 4 gezeigten dritten Aus führungsbeispiel ist noch zu beachten, daß der Zündkolben 12 der Zündauslösemechanik 11 zwei Zündstifte 21 aufweist, mit denen ausgerichtet zwei Zünder 14 für den chemischen Zündver zögerer 15 vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil, daß die Zün dung des Zündverzögerers 15 mit höherer Sicherheit erfolgt, als wenn nur eine Zündstift-Zünder-Kombination vorhanden wäre.

Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, daß alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend angegebenen Mög lichkeiten zur Auslösungsverzögerung der zweiten Antriebsstufe 5 andere geeignete Realisierungen verwendet werden können, wie z. B. Blenden (nicht gezeigt) zur Beschränkung des Gasstroms von der ersten zur zweiten Antriebsstufe 4 bzw. 5, um die Be aufschlagung eines Zündkolbens 12 von mechanischen Verzöge rungs- und Auslöseeinrichtungen 9 zu steuern. Auch können Ab standshalter (nicht gezeigt) mit Sollbruchstellen zwischen ei nem Zündkolben 12 und einem Zünder 14 eingesetzt werden, wo durch der Zündkolben 12 erst dann in Bewegung zum Zünder 14 hin kommt, wenn in der ersten Antriebsstufe 4 eine vorgegebene Kraft aufgebracht wird, die ausreicht, um die Sollbruchstelle eines Abstandshalters zu zerstören und damit dem Zündkolben 12 den Weg zum Zünder 14 freizugeben.

Einige bevorzugte Gestaltungsmöglichkeiten werden nachfolgend lediglich exemplarisch herausgegriffen beschrieben.

Eine elektrisch gezündete Kartusche als eine erste Antriebs- oder Auslösestufe 4 wird im gleichen Gehäuse 16 mit einer ge genüberliegenden insbesondere mechanisch zu zündenden Kartu sche als eine zweite Antriebs- oder Auslösestufe 5 derart an geordnet, daß der Druckstoß der ersten Kartusche aufeinen Zündkolben 12 mit beispielsweise zwei Zündstiften 21 trifft und damit die zweite Kartusche zündet (vergleiche z. B. Fig. 4). Zur Regulierung des Druckstoßes und damit einer Zeitverzö gerung kann z. B. eine Blende als Drossel zwischengeschaltet sein. Hiermit wird erreicht, daß die zweite Stufe 5 die erste Stufe 4 derart unterstützt, daß ein möglichst lang anhalten der, gleichmäßig hoher Druckstoß die Kolben antreibt, wie in der Fig. 1 schematisch gezeigt ist.

Die Doppel- oder allgemein Mehrfachkartusche kann als Stell vorrichtung bezeichnet werden und im Rahmen der Erfindung eine innere Wandung aufweisen, die zum Gasaustritt gelocht ist. Ei ne äußere dünnwandige Hülse kann beispielsweise übergestülpt, gegen Feuchtigkeitseintritt verklebt und gebördelt sein. Die äußere Hülse kann so dünnwandig sein, daß der Druckstoß sie durch die Löcher in der inneren Wandung aufreißt. Die Doppel kartusche kann, wie z. B. die dritte Ausführungsvariante in der Fig. 4 zeigt, in und zwischen den Kolben gelagert sein.

Als Anwendungen umfaßt die Erfindung grundsätzlich alle Arten der Sicherheitsgurtstraffung und andere Sicherheitseinrichtun gen besonders in Automobilen, wie etwa Gurtschloßstraffung, Gurtautomatenstraffung, Gurt-Endbeschlagsstraffung, Bewegung von Sitzrampen, Kniepolstern, Bremspedalen, Ladungsverriege lungen, Lenkungslageveränderungen, u. a. m.

Insbesondere kann eine Betätigungsvorrichtung nach der Erfin dung mit zweistufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen im auch Zusammenhang mit solchen Sicherheitsgurten eingesetzt werden, bei denen wegen des besseren Komforts Beckengurt und Schulter gurt von separaten Automaten aufgerollt werden. Eine optimale Sicherheit kann dann erreicht werden, wenn der Gurt an beiden Automaten oder einem Automaten und einem Endbeschlag oder Gurtschloß gleichzeitig rückgestrafft wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht dies, und zwar zusätzlich kostengünstig und individuell, indem der neuartige spezielle Straffer an beiden Automaten rückstrafft. Durch das über eine im Vergleich zu einstufigen Gasdruckerzeugungseinrichtungen längere kon stante Druckniveau, das mit mehrstufigen Gasdruckerzeugungs einrichtungen geschaffen werden kann, können die Gurtstraffer- Antriebselemente, die an beiden Automaten angreifen, mit ge meinsamen Gasdruckerzeugungseinrichtungen betrieben werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen eines Fahrzeuges ist in den Fig. 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d gezeigt. Dabei handelt es sich um einen Vierfach-Gurtstraffer 31, der in einem Strangpreßprofil 32 insbesondere aus Leichtmetall untergebracht ist und über gemeinsame Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 für alle vier Kolben 24a, 24b, 24c, 24d verfügt. Im Gegensatz zu heute ver breiteten Sicherheitsgurtstraffern in Form von einzelnen Gerä ten benötigt die integrale Kombination mehrerer Geräte im Rah men der vorliegenden Erfindung nur eine pyrotechnische Patrone oder Beaufschlagung und einen elektrischen Steuerkreis.

Die Fig. 5 zeigt das Herzstück eines derartigen erfindungsge mäßen Vierfach-Gurtstraffers 31 mit den vier Kolben 24a, 24b, 24c, 24d. Die Kolben 24a, 24b, 24c können dabei dazu gedacht sein, mittels je eines Bowdenzugs 33 einen Sicherheitsgurtau tomaten (nicht gezeigt) anzutreiben. Der Kolben 24d kann aus gelegt sein, um beispielsweise einen Endbeschlag eines Gurtes (nicht gezeigt) stramm zu ziehen, da er eine übliche Kugels perre 34 besitzt die den Kolben 24d in einer einmal erreich ten Endlage seines Betätigungsweges verrastet. Zwischen den Kolbenkanälen oder Führungswegen 35, die miteinander integral als sozusagen doppelläufiges Führungsgehäuse 23 für die ein zelnen Kolben 24a, 24b, 24c, 24d ausgebildet sind, befindet sich als Druckaufnahmeraum 27 ein Kartuschenkanal 36, der hier mit einer zweistufigen Kartusche 37 als zweistufige Gasdruck erzeugungseinrichtungen 3 versehen ist und selbst ebenfalls integral mit den Kolbenkanälen 35 ausgebildet oder zusammenge baut ist. Das Führungsgehäuse 23 kann beispielsweise aus einem Leichtmetallstrangpreßprofil hergestellt werden. Jeweils zwei Kolbenkanäle oder Führungswege 35 sind entgegengesetzt in ei nem Lauf 23a und 23b des doppelläufigen Führungsgehäuses 23 untergebracht, so daß die zwei Läufe 23a und 23b die vier Kol benkanäle oder Führungswege 35 bereitstellen. Mit dieser Bau art wird z. B. der Vorteil geschaffen, daß zur Bearbeitung nur Ablängungen verschiedener Leichtmetallstrangpreßprofile zusam mengesteckt und lagepositioniert werden brauchen, wie z. B. durch Verchlinchen.

In den Fig. 6a, 6b, 6c und 6d sind vier Schnitte durch das Strangpreßprofil 32 in dessen Längsverlauf gezeigt, wie es für den Vierfach-Gurtstraffer 31 aus der Fig. 5 zum Einsatz kommt.

Die Fig. 6a zeigt einen Schnitt durch das doppelläufige Füh rungsgehäuse 23 für die einzelnen Kolben 24a, 24b, 24c, 24d, wobei, wie die vergleichende Betrachtung der Fig. 5 ergibt, jeweils zwei Kolbenkanäle oder Führungswege 35 hintereinander entgegengesetzt verlaufen. Das Strangpreßprofil 32 ist sozusa gen doppelläufig und kann vier Kolben 24a, 24b, 24c und 24d aufnehmen, die paarweise in jedem Lauf 23a und 23b des doppel läufigen Führungsgehäuses 23 gegenläufig eingesetzt werden.

Der Kartuschenkanal 36, der gemäß der Darstellung in der Fig. 5 mit einer zweistufigen Kartusche 37 als zweistufige Gas druckerzeugungseinrichtungen 3 ausgerüstet wird, ist durch ein gesondertes Strangpreßprofil 32' gebildet, das in das doppel läufige Führungsgehäuse 23 zwischen die zwei Läufe 23a und 23b eingesetzt wird, die die paarweise entgegengesetzten Kolbenka näle oder Führungswege 35 bilden. Das Strangpreßprofil 32' sorgt neben der Aufnahme der Kartusche 37 für eine Formergän zung und damit Festigkeitserhöhung des reinen Führungsgehäuses 23.

Ein weiteres Strangpreßprofil 32'' bildet den Teil des Druck aufnahmeraumes 27, der unmittelbar an den Kartuschenkanal 36 anschließt, und ist in der Fig. 6c dargestellt. Dieses Strang preßprofil 32'' ist derart gestaltet, daß es den pyrotechni schen Druck in beide Läufe 23a und 23b des Führungsgehäuses 23 und damit hinter alle vier Kolben 24a, 24b, 24c und 24d leitet. Das Strangpreßprofil 32'' sorgt neben der Leitung des Druckgases von der Kartusche 37 zu den vier Kolben 24a, 24b, 24c und 24d ebenfalls für eine Formergänzung und damit Festig keitserhöhung des reinen Führungsgehäuses 23. Weiterhin dient das Strangpreßprofil 32'' zur Lagepositionierung der vier Kol ben 24a, 24b, 24c und 24d durch Anschläge 32''a. Die Abdichtung des Druckaufnahmeraumes oder auch Explosionsraumes 27 erfolgt durch Labyrinthdichtungen 32''b. Das Strangpreßprofil 32'' ent hält einen Steg 32''c, in dem sich ein Druckausgleichsloch 32''d befindet, das für eine gleichmäßige Druckverteilung im Druck aufnahmeraum 27 und insbesondere in den beiden Läufen 23a und 23b des Führungsgehäuses 23 sorgt.

Zum Abschluß weist das Führungsgehäuse 23 an jedem Ende je ei nen Deckel 23' auf, von denen einer in der Fig. 6d gezeigt ist. Der Deckel 23' kann als Scheibe eines weiteren Strang preßprofils hergestellt sein. Dieser Deckel 23' weist Durch gänge 23'a für Bowdenzüge 33 und eine Öffnung 23'b für die bei der Herstellung des Vierfach-Gurtstraffers 31 zuletzt einzu setzende Kartusche 37 auf. Es genügt, wenn nur einer der bei den Deckel 23' für einen Vierfach-Gurtstraffer 31 über eine Öffnung 23'b verfügt, jedoch kann aus Gründen einer rationel leren Herstellung vorgesehen sein, daß jeder Deckel 23' über eine Öffnung 23'b verfügt, wobei die Öffnung 23'b in einem der beiden Deckel 23' verschlossen wird, ohne daß vorher eine Kar tusche 37 eingesetzt wurde. Die Deckel 23' werden mit dem Strangpreßprofil 32 des Führungsgehäuses 23 verclincht und halten dadurch auch die Strangpreßprofile 32' und 32'' an Ort und Stelle.

Ohne Beschränkung kann bei der Erfindung statt einer Ausfüh rung einer Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen mit vier Kolben oder allgemein Antriebselementen auch jegliche andere Mehrzahl von Antriebselementen kombiniert werden. Wei terhin ist es im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforder lich, daß das Führungsgehäuse für die Mehrzahl von Antriebs elemente einstückig ist, sondern es können auch mehrere ein zelne Führungsgehäuse zu einer Einheit zusammengebaut werden. Schließlich sind die mehrstufigen Gasdruckerzeugungseinrich tungen der Erfindung nicht auf einen Einsatz im Zusammenhang mit einer Mehrzahl von Antriebselemente beschränkt, sondern können auch zum Beaufschlagen nur eines Antriebselementes ver wendet werden.

Hinsichtlich der weiteren Merkmale, insbesondere der Gasdruck erzeugungseinrichtungen 3 wird zur Vermeidung von Wiederholun gen auf die hier einsetzbaren ersten bis dritten Ausführungs beispiele gemäß den Fig. 2a, 2b, 2c, 3 und 4 verwiesen.

In der Fig. 7 ist in einer Schnittdarstellung eine fünfte Aus führung mit Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 dargestellt, die eine Zweistufenkartusche 37 enthalten, deren zweite Stufe 5 gezündet wird, nachdem die erste Stufe 4 gezündet wurde. Die zweite Antriebsstufe 5 ist über eine Auslösesteuerung 8 aus lösbar, die mechanische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen 9 enthält. Ohne Einschränkungen wird hinsichtlich gemeinsamen Teilen und Merkmalen des fünften Ausführungsbeispiels auf die vorstehenden Beschreibungen der ersten bis vierten Ausfüh rungsbeispiele und die entsprechenden Fig. 2a, 2b, 2c, 3, 4 und 5 Bezug genommen, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die Auslösung oder Zündung der ersten Antriebsstufe 4 beim fünften Ausführungsbeispiel hat zur Folge, daß durch wenig stens einen Gasdurchlaßkanal 20 in der die erste Antriebsstufe 4 zur zweiten Antriebsstufe 5 hin abschließenden Begrenzungs wand 19 das in der ersten Antriebsstufe 4 erzeugte Gas nicht nur in einen Druckaufnahmeraum 27 (vergleiche Fig. 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d) eines Führungsgehäuses 23 (vergleiche Fig. 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d) für wenigstens ein Antriebselement 25 (vergleiche Fig. 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d) zur Betätigung von Sicherheitseinrichtungen (nicht gezeigt) austritt, sondern auch in einem Drucksammelraum 38 austritt, der zwischen der ersten Antriebsstufe 4 und der zweiten Antriebsstufe 5 liegt und Teil der Zündauslösemechanik 11 der mechanischen Verzöge rungs- und Auslöseeinrichtungen 9 ist. Letztere enthalten fer ner eine Berstplatte oder -scheibe 39, die den Drucksammelraum 38 in der Zweistufenkartusche 37 zur zweiten Antriebsstufe 5 hin abschließt.

Die Berstplatte 39 enthält Schwächungen oder Schwachstellen 39' in Form von Dünnstellen, an denen die Berstplatte 39 bei einem definierten Gasdruck im Drucksammelraum 38 bricht. Damit ein ausreichender Bewegungsweg für den Brech- oder Berstvor gang der Berstplatte 39 zur Verfügung steht, ist zwischen letzterer und der eigentlichen zweiten Antriebsstufe 5 eine Frei- oder Weichzone 40 vorgesehen, in der sich beispielsweise Stahlwolle befinden kann. Statt der Berstplatte 39 kann auch ein federverspanntes oder andersartig gestaltetes Ventil (nicht gezeigt) vorgesehen sein, das bei einem vorgegebenen Gasdruck in dem Drucksammelraum 38 öffnet. Durch die geborste ne Berstplatte 39 oder ein entsprechendes Ventil (nicht ge zeigt) und die Frei- oder Weichzone 40 gelangt heißes Druckgas der ersten Antriebsstufe 4 direkt zu dem Treibmittel 41 der zweiten Antriebsstufe 5 und entzündet dieses Treibmittel 41 und damit die zweite Antriebsstufe 5.

Das von der zweiten Antriebsstufe 5 nach deren Zündung erzeug te Gas breitet sich durch die Frei- oder Weichzone 40, die Berstplatte 39, deren Bruchstücke möglicherweise in den Druck sammelraum 38 gedrückt werden, den Drucksammelraum 38 und die abgebrannte erste Antriebsstufe 4 in einen Druckaufnahmeraum eines Führungsgehäuses für wenigstens ein Antriebselement zur Betätigung von Sicherheitseinrichtungen aus (hier nicht ge zeigt; siehe weiter oben die Beschreibung z. B. zur Fig. 4 oder 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d und die Fig. 4 bzw. 5 sowie 6a, 6b, 6c und 6d). Die Begrenzungswand 19, die die erste Antriebsstu fe 4 zur zweiten Antriebsstufe 5 hin abschließt, ist bevorzugt so gestaltet, daß sie durch den Gasdruck von der zweiten An triebsstufe 5 weggedrückt wird und so den Weg für diesen Gasstrom ungehindert in die erste Antriebsstufe 4 freigibt.

Z.B. doppelt zündende Kartuschen sind bei Gasdruckerzeugungs einrichtungen von beispielsweise pyrotechnischen Antrieben, wie für Gurtstraffer, von großem Vorteil. Durch eine doppelte Explosion im Abstand von z. B. 2 ms kann der Druckaufnahme- oder Explosionsraum zweimal hintereinander mit Druckgas ge füllt werden. Bei der ersten Zündung entsteht eine kleinere Gasmenge, da der Explosionsraum gegenüber seinen späteren Ab messungen, nachdem sich das Antriebselement, wie ein Kolben, bewegt hat, noch klein ist. Durch die Bewegung des Kolbens, wobei ohne Einschränkungen vorzugsweise auch mehrere Kolben gleichzeitig beaufschlagt werden können, vergrößert sich der Explosions- oder Druckaufnahmeraum, in dem dann zeitverzögert durch die zweite Explosion oder Zündung beispielsweise noch mals der gleiche Spitzendruck, jedoch mit einer größeren Gas menge als bei der ersten Stufe, erreicht werden kann. Durch das länger anhaltende Druckniveau kann z. B. die dreifache Energiemenge in die Betätigungsvorrichtung, wie einen Gurt straffer gebracht werden, der, ohne selbst höher beansprucht zu werden, die entsprechend größere Arbeit verrichten kann.

In den folgenden Figuren der Zeichnung sind weitere Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung dargestellt, wobei, wie auch bei der Gestaltung des Vierfach-Gurtstraffers gemäß der Fig. 5 so wie 6a, 6b, 6c und 6d, über die Mehrfachstufen-Betreibung hin ausgehende Gestaltungen und Merkmale jeweils auch von geson derter erfinderischer Bedeutung sind und insbesondere auch mit einstufigen Betätigungsvorrichtungen und -verfahren schutzwür dig sind, vor allem betrifft dies die Ausgestaltung der Betä tigungsvorrichtung mit mehreren Antriebselementen, wie insbe sondere Kolben, und mit Lastbegrenzern für die Antriebselemen te.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8 wird ein weiteres Ausführungs beispiel lediglich exemplarisch anhand eines pyrotechnischen Straffers 42 insbesondere zur Straffung von Sicherheitsgurten (nicht gezeigt) mit Lastbegrenzern 43 erläutert.

Unter einem Lastbegrenzer 43 wird in den vorliegenden Unterla gen eine Einrichtung verstanden, die die Belastung eines In sassen, wenn er nach einem Auffahrunfall gegen den angelegten Sicherheitsgurt gedrückt wird, senkt. Der Vorgang ist folgen dermaßen: Bei einem Auffahrunfall wird der Gurtstraffer des Sicherheitsgurtes aktiviert, um die Gurtlose aufzuheben. Dazu wird der Sicherheitsgurt straffgezogen mit einer Kraft, die die das Druckgas aus den Gasdruckerzeugungseinrichtungen über die Antriebselemente ausübt. Infolge des Aufprallunfalls wird der Insasse wegen seiner Trägheit gegen diese Kraft gegen den Sicherheitsgurt gedrückt. Wird die Kraft, die der Insasse auf den Sicherheitsgurt ausübt größer als die Kraft, die der Gurt straffer aktuell aufbringt, so würde dadurch das Antriebsele ment wieder zurückgezogen. Dagegen wirkt beispielsweise die im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschriebene Kugelsperre 34 für den Kolben 24d. Wird der Kolben 24d nun dadurch abrupt abge bremst, so tritt eine hohe Belastung des Insassen dadurch auf, daß er nun mit voller Kraft gegen den Sicherheitsgurt gepreßt wird. Diese Belastung soll mit einem Lastbegrenzer 43 redu ziert werden, wie er zunächst im unter Bezugnahme auf die Fig. 8 erläutert wird.

Die Fig. 8 zeigt einen Gurtschloßstraffer 44 mit Gasdrucker zeugungseinrichtungen 3 in Form einer zweistufigen Kartusche 37, hinsichtlich deren Ausgestaltungsmöglichkeiten auf die im Zusammenhang mit den Fig. 2a, 2b, 2c, 3, 4 und 7 verwiesen und Bezug genommen wird. Einzelheiten der Gasdruckerzeugungsein richtungen 3 werden zur Vermeidung von Wiederholungen für die Fig. 8 nicht gesondert erläutert.

Der Gurtschloßstraffer 44 hat eine Seilanbindung, die nicht, wie es heute üblich ist, direkt an dem als Antriebselement 25 fungierenden Kolben 24 erfolgt. Zwischen dem Kolben 24 und ei ner Seilkausche 45 zur Seilanbindung z. B. eines Bowdenzuges 33 zur Bewegungsübertragung von dem Antriebselement 25 auf ein Gurtschloß (nicht gezeigt) ist ein lastaufnehmendes Mittel 46 angebracht, das dazu dient, Lastspitzen abzubauen, wenn der Kolben mittels einer Rücklaufsperre (nicht gezeigt) gegen ein Zurückziehen arretiert ist, das dadurch auftritt, daß die Kraft, die der Insasse auf den Sicherheitsgurt ausübt, größer ist als diejenige Kraft, die zur Bewegung des Kolbens 24 zur Verfügung steht.

In dem Beispiel der Fig. 8 ist ein verformbares Wellrohr 47 gezeigt, das sich unter Last zusammenfaltet. Das Wellrohr 47 ist zwischen den Kolben 24 und die Seilkausche 45 geschaltet, so daß der Kolben 24 über das Wellrohr 47 die Seilkausche 45 vor sich her schiebt, wenn er mit Druckgas aus den Gasdrucker zeugungseinrichtungen 3 beaufschlagt wird. Auf Grund einer Ge genkraft an dem Bowdenzug 33 gegen den Zug durch Kraft des In sassen auf den Sicherheitsgurt (nicht gezeigt) bei gegen Rück zug gesperrtem Kolben 24 kann sich das verformbare Wellrohr 47 unter der Last der durch den Insassen über den Sicherheitsgurt (nicht gezeigt) über den Bowdenzug 33 beaufschlagten Seilkau sche 45 zusammenfalten. Dadurch wird sichergestellt, daß keine abrupte Spitzenbelastung auf den Insassen ausgeübt wird, wenn der Kolben 24 gegen ein Zurücklaufen arretiert ist und der In sasse weiter zunehmend gegen den Sicherheitsgurt (nicht ge zeigt) drückt. Dadurch wird das Verletzungsrisiko für Insassen weiter herabgesetzt.

Damit das System nicht ausknickt, wird die Seilkausche 45 mit tels eines Führungsrohres 48 geführt. Das Wellrohr 47 ist nur ein Beispiel von lastaufnehmenden Mitteln 46, wie z. B. Verfor mungselementen. Je nach gewünschter Lastkennlinie (gleich mäßig, ansteigend, gestuft) sind z. B. auch ineinander ge schachtelte Elemente und inhomogene Strukturen (Rohre mit Schlitzen, Wellrohre unterschiedlicher Wanddicken usw.) denk bar.

Wie bereits erwähnt ist, ist der Gurtschloßstraffer 44 mit ei ner Zweistufenkartusche 37 oder allgemein einer Mehrstufenkar tusche ausgestattet. Der endseitige Abdichtung 49 des Kolben kanals oder Führungsweges 35 und die Seilführung durch ent sprechende Randausgestaltung des Kolbens 24 gleichzeitig sind weitere kostensparende Elemente.

Die Fig. 9 zeigt einen Doppelkolbenstraffer 50, der besonders geeignet für die Anwendung bei Sitzbänken (nicht gezeigt) und für die Straffung von Gurtschlössern (nicht gezeigt) ist. Bei de Kolbenkanäle oder Führungswege 35 für die zwei Kolben 24a, 24b sind in der Mitte voneinander lösbar z. B. mittels Gewinde miteinander verbunden. Das dient dem Einsetzten der pyrotech nischen Patrone, wie beispielsweise der gezeigten zweistufigen Kartusche 37, im letzten Arbeitsgang bei der Herstellung des Doppelkolbenstraffers 50. Außerdem könnte die Patrone so im Fall einer festgestellten Funktionsstörung oder Fehlfunktion gewechselt werden.

Gasdruckerzeugungseinrichtungen 3 und lastaufnehmende Mittel 46 als Lastbegrenzer 43 sind auch hier wie bei der Fig. 8 ver wendet. Von Vorteil ist bei der Bauart gemäß der Fig. 9, daß nur eine zweistufige Kartusche 37 für zwei vollkommen getrennt laufende Gurtstraffer und Lastbegrenzer zu benötigen.

Eine Abwandlung der Ausführung in der Fig. 9 mit einer Anord nung für schwierige, insbesondere enge Platzverhältnisse ist in den Fig. 10a und 10b gezeigt. Die Gasdruckerzeugungsein richtungen 3 sind bei der Ausgestaltung nach der Fig. 10b ne ben den Kolbenkanälen oder Führungswegen 35 für die zwei Kol ben 24a, 24b, von denen nur der Kolben 24a zu sehen ist, ange ordnet und lassen eine Druckgaszufuhr zwischen die zwei Kolben 24a, 24b zu.

Die Fig. 11 zeigt eine allgemeine Erweiterung der Lastbegren zung auf zwei Niveaus. Hier wird die in den vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9 und 10 erläuterte Ausführungsfor men einer Lastbegrenzung ergänzt durch die Möglichkeit des In einanderschiebens eines geteilten Zylinderrohres 51. In der Last wird dieses Ineinanderschieben begrenzt durch ein umhül lendes lastbegrenzendes oder lastaufnehmendes Mittel 46 in Form eines verformbaren Rohres, wie z. B. eines Wellrohres 47. Das Lastbegrenzerrohr muß verschiebbar sein. Allgemein, d. h. für alle bisherig und nachfolgend beschriebenen Ausführungs beispiele, sind auch andere Anwendungen als Straffer für Gurt schlösser denkbar, wie ein Fachmann ohne weiteres erkennt.

Weitere Varianten für lastbegrenzende oder lastaufnehmende Mittel 46 sind programmierbaren Lastbegrenzer 43. Die Ausfüh rungsvariante, wie sie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 12 beschrieben ist, zeigt gemäß einem weiteren Aspekt die Möglichkeit, die Lastkennlinie von lastbegrenzenden oder last aufnehmenden Mitteln 46 individuell z. B. an die Erfordernisse verschieden schwere Insassen oder verschiedene Unfallabläufe und -heftigkeiten anzupassen.

Dazu befindet sich bei der Ausführung gemäß der Fig. 12 zwi schen der Seilkausche 45 und dem Kolben 24 eine Hydraulikflüs sigkeit 52, wie z. B. Silikonöl oder Fett, insbesondere eine solche Hydraulikflüssigkeit 52 mit geringer Viskositätsverän derung bei Temperaturschwankung. Um die Hydraulikflüssigkeit 52 sicher zwischen der Seilkausche 45 und dem Kolben 24 zu halten, sind letztere mittels eines Wellrohres 47 dicht mit einander verbunden, indem beispielsweise das Wellrohr 47 an seinen Enden mit der Seilkausche 45 und dem Kolben 24 verbör delt ist. Das Wellrohr 47 bildet dadurch zusammen mit der Seilkausche 45 und dem Kolben 24 für die Hydraulikflüssigkeit 52 einen Behälter 53, der längs der Verbindungslinie von Seil kausche 45 und Kolben 24 verformbar und insbesondere stauchbar ist. Das Wellrohr 47 selbst erzeugt einen Teil der Lastbegren zungskennlinie in der im Zusammenhang mit den Ausführungsbei spielen gemäß den Fig. 8 bis 11 erläuterten Weise.

Bei der Ausführung gemäß der Fig. 12 weist die Seilkausche 45 eine Düse 54 auf, die bei Nichtgebrauch beispielsweise mittels eines Stöpsels 55 dicht verschlossen ist. Am Kolben 24 ist ei ne Düsennadel 56 befestigt, deren Spitze auf den Stöpsel 55 in der Düse 54 der Seilkausche weist. Bei Last auf die Seilkau sche 45 gegen den arretierten Kolben 24 stößt die Düsennadel 56 den Stöpsel oder die Verschlußkappe 55 aus der Düse 54 auf und bewegt sich durch die Düse 54, die einen größeren Durch messer als die Düsennadel 56 hat. Dadurch muß die Hydraulik flüssigkeit 52 durch einen zwischen der Düsennadel 56 und der Düse 54 gebildeten Ringspalt gedrückt werden. Je nach Größe des Ringspalts entsteht ein unterschiedlich großer Gegendruck. Dieser Gegendruck bestimmt überlagernd zum gefalteten Rohr die Lastbegrenzungskennlinie. Die Düsennadel 56 kann über ihren Längsverlauf verschiedene Durchmesser und/oder Formen haben, wodurch die Größe und Form des Ringspalts beeinflußt wird. Da durch kann das Dämpfungsverhalten des Lastbegrenzers 43 ge steuert werden.

Um als zusätzliche Möglichkeit z. B. bei überhohem Druck infol ge eines schweren Unfalls oder bei sehr kalter Hydraulikflüs sigkeit einen erleichterten Durchgang für letztere, wie z. B. Öl oder Fett, zu schaffen, ist in der Seilkausche 45 ein Über druckventil 57 beispielsweise in Form einer selbstfedernden Hülse, um unzulässige Druckniveaus abzubauen. Dieses Über druckventil 57 kann auch, wie ein auf diesem Gebiet tätiger Fachmann ohne weiteres erkennt, als Feder, Verschlußkolben und/oder Druckkolben regelnd ausgebildet sein.

Der "programmierbare" Lastbegrenzer 43 gemäß der Ausführung nach der Fig. 12 ist besonders einfach und effektiv, was an dernfalls nur mit sehr hohem Aufwand bei Gurtautomaten er reicht werden könnte. Durch die einfache Bauart ist der Last begrenzer sehr kostengünstig und in hohem Maß variierbar.

Die vorstehend erläuterten und in den Fig. 8 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiele betreffen einen Gurtschloßstraffer 44, dessen Lastbegrenzer 43 zwischen der Seilkausche 45 und dem Kolben 24 ein Wellrohr 47 enthält, das bei Zug am Gurt (nicht gezeigt) zusammengezogen wird. Mit dieser Konstruktion ist ei ne vorgebbare oder vorgegebene z. B. ansteigende Lastkennlinie realisierbar.

Als weitere Besonderheit ist bei der Variante gemäß der Fig. 12 vorgeschlagen, das eigentliche Gurtentriegelungsschloß mit tels eines Bowdenzuges mit einem Verrastschloß zu verbinden. Dies hat den Vorteil, daß das Entriegelungsschloß an einem be weglichen Sitz fest montiert sein kann, d. h., sich für den Be nutzer immer an gleicher Stelle befindet. Das "Verrastschloß" ist am fahrzeugfesten Sitzunterteil angebracht.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Sitz-Quertra verse 58 mit integriertem Gurtstraffer 42 mit Lastbegrenzer 43 vorgesehen, was nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 13 näher beschrieben ist. Diese Variante betrifft eine Optimie rung der Sicherheitsanforderungen bei einem Seitencrash durch Gestaltung und Anordnung von Sitzstruktur und Gurtstraffer mit Lastbegrenzer.

Zur Optimierung der Seitensteifigkeit eines Automobils werden, wie in der Fig. 13 gezeigt ist, die tragenden Quertraversen eines PKW-Einzelsitzes 59 zwischen einem Türschweller 60 und einem Mitteltunnel 61 so hoch wie möglich plaziert. Hierzu müssen die Laufschienen 62 hochkant gestellt werden. Die in Fahrtrichtung hintere Quertraverse 58 wird derart rohrförmig ausgebildet, daß dieses Rohr gleichzeitig als Gehäuse 63 des quer angeordneten Gurtstraffers 42 mit Lastbegrenzer 53 fun giert. Das Gehäuse 63 wird an den Längsführungsschienen 62 be festigt. Gleichzeitig dient das Gehäuse 63, wenn es, wie bei dem gezeigten Beispiel aus zwei ineinander gesteckten Rohren 64 und 65 besteht, auch als Drehlager 66 bei höhenverstellba ren Sitzen 59. Die Umlenkung der Seile oder Bowdenzüge 33 des Gurtstraffers 42 kann mittels eines z. B. gegossenen teilbaren Blockes 67 realisiert sein, der in das für den Durchgang des Seils 33 geschlitzte innere Rohr 64 eingebracht ist. Die elek trischen Zuleitungen (nicht gezeigt) für die elektrischen Kon takte 6 können in der Sitzschiene 62 verlegt werden.

Mit dieser Bauform wird an zusätzlichen Vorteilen erzielt, daß die Quertraverse des Sitzes gleichzeitig zur Stabilisierung gegen einen Seitencrash genutzt wird und den Gurtstraffer auf nimmt, der dadurch keinen extra Aufnahmeraum erfordert. Das Gurtstraffergehäuse ist dabei ein tragendes Teil für die Sitz struktur und gegen einen Seitencrash. Platz, Gewicht und Ko sten werden eingespart.

In den Fig. 14 und 15 sind weitere Ausführungsbeispiele für Lastbegrenzer 43 gezeigt.

Eine spanabhebende Version eines Lastbegrenzers ist in der Fig. 14 dargestellt. Der Lastbegrenzer enthält Schneidemesser 68, die in dem Kolben 24 eingebettet sind. Die Schneidemesser 68 sind derart kippend gelagert, daß sie bei einem Rückzug an dem Bowdenzug 33 durch eine Zugbelastung durch den Insassen an dem daran angeschlossenen Sicherheitsgurt (nicht gezeigt), wenn diese Belastung größer als die Kraft auf den Kolben 24 durch die Beaufschlagung durch die Gasdruckerzeugungseinrich tungen (hier nicht dargestellt) geworden ist, durch eine Mit nehmerplatte 69 aus dem Kolben 24 heraus ausgestellt werden. Die Rücklaufbewegung des Kolbens 24 führt dabei dazu, daß sich die Schneidemesser 68 in die Wand 70 des Kolbenkanals 35 drücken und dort eingraben. Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 24 entgegen seiner Beaufschlagungsrichtung gemäß dem Pfeil A durch die Gasdruckerzeugungseinrichtungen (hier nicht darge stellt) führen dazu, daß die Schneidemesser 68 je einen Span 71 aus der Wand 70 des Kolbenkanals 35 herausschälen. Die hierfür erforderliche Kraft dämpft und begrenzt die dazu füh rende Zugkraft. Die Höhe des Spans 71 wird exakt begrenzt durch eine am Schneidemesser 68 integrierte Anlage 72. Die Lastbegrenzungsgröße wird bestimmt durch Breite und Höhe des ausgeschälten Spanes 71, des Materials der Wand 70 und die An zahl der Schneidemesser 68. Damit wird eine kostengünstige und raumsparende Ausführung einer Lastbegrenzung z. B. für einen Sicherheitsgurt geschaffen.

Die Fig. 15 zeigt einen Lastbegrenzer 43, der verformend wirkt. Dazu sind Kugeln oder Rollen 73 vorgesehen, die in Keilräumen 74 am Rand innerhalb des Kolbens 24 angeordnet sind. Die Keilräume 74 sind so gestaltet, daß die Kugeln oder Rollen 73 bei einer Vorwärtsbewegung des Kolbens 24 durch das Druckgas aus den Gasdruckerzeugungseinrichtungen (hier nicht gezeigt) mitgenommen werden, ohne eine Wirkung zu erzeugen. Bei einer Bewegungsumkehr des Kolbens 24, z. B. dadurch, daß die Kraft des Insassen auf den an den Kolben 24 über den Bowdenzug 33 angeschlossenen Sicherheitsgurt (nicht gezeigt) größer als die Kraft des Gasdruckes aus den Gasdruckerzeu gungseinrichtungen (hier nicht gezeigt) geworden ist, werden die Kugeln oder Rollen 73 durch Eigenenergie und Reibung in den schmäleren Bereich ihrer Keilräume 74 gedrückt und ver klemmen sich dort zwischen dem Kolben 24 und der Wand 70. Durch die verwendeten Materialien für den Kolben, die Kugeln oder Rollen 73 und die Wand 70 sowie die Form der Keilräume 74 entsteht mit zunehmender Rückzugskraft auf den Kolben 24 durch jede Kugel oder Rolle 73 eine beulenartige Materialverformung in der Wand. Die Keilräume 74 sind an ihren engeren Enden 75 so dimensioniert und geformt, daß dort Halteschultern 76 ge bildet sind, die über die Mittellinie der Kugeln oder Rollen 73 hinaus ragen, so daß letztere formschlüssig gehalten werden und nicht zwischen den Halteschultern 76 und der verformten Wand 70 hindurch rutschen können. Auch damit wird eine kosten günstige und raumsparende Ausführung einer Lastbegrenzung z. B. für einen Sicherheitsgurt geschaffen.

Ohne Einschränkungen umfaßt die vorliegende Erfindung zusätz lich zu in der vorangegangenen Beschreibung, den Figuren der Zeichnung und den Ansprüchen wiedergegebenen Merkmalen und Merkmalskombinationen alles, was der Fachmann mit seinem spe ziellen Wissen auf dem vorliegenden Gebiet daraus an Konzep ten, Prinzipien und Verallgemeinerungen ohne weiteres erkennen kann. Insbesondere liegen sämtliche Variationen, Kombinationen Modifikationen und Substitutionen der einzelnen Ausführungs beispiele sowie aus dem Fachwissen eines Fachmanns im Umfang der Erfindung.

Bezugszeichenliste

1

,

2

Druckverlaufskurve der 1./2. Antriebsstufe

3

Gasdruckerzeugungseinrichtungen

4

,

5

1./2. pyrotechnische Antriebsstufe

4

' elektrischer Zünder der 1. pyrotechnischen Antriebsstufe

6

elektrische Kontakte

7

elektrische Leitungen

8

Auslösesteuerung

9

mechanische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen

10

chemische Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen

11

Zündauslösemechanik

12

Zündkolben

13

Ventil

14

Zünder

15

chemischer Zündverzögerer

16

Gehäuse

17

Stirnwand

18

Umfangswand

19

Begrenzungswand

20

Gasdurchlaßkanäle

21

Zündstift

22

Ventilöffnung

23

Führungsgehäuse

23

a,

23

b Läufe

23

' Deckel

23

'a Durchgänge

23

'b Öffnung

24

Kolben (auch

24

a,

24

b,

24

c,

24

d)

25

Antriebselemente

26

a,

26

b Pfeile

27

Druckaufnahmeraum

28

a,

28

b Ruhestellungen

29

Gasaustrittsöffnungen

30

Gasaustrittsöffnungen

31

Vierfach-Gurtstraffer

32

Strangpreßprofil

32

' Strangpreßprofil

32

'' Strangpreßprofil

32

''a Anschläge

32

''b Labyrinthdichtungen

32

''c Steg

32

''d Druckausgleichsloch

33

Bowdenzug

34

Kugelsperre

35

Kolbenkanal oder Führungsweg

36

Kartuschenkanal

37

zweistufige Kartusche

38

Drucksammelraum

39

Berstplatte oder -scheibe

39

' Schwächungen

40

Frei- oder Weichzone

41

Treibmittel

42

Straffer

43

Lastbegrenzer

44

Gurtschloßstraffer

45

Seilkausche

46

lastaufnehmendes Mittel

47

Wellrohr

48

Führungsrohr

49

Abdichtung

50

Doppelkolbenstraffer

51

geteiltes Zylinderrohr

52

Hydraulikflüssigkeit

53

Behälter

54

Düse

55

Stöpsel oder Verschlußkappe

56

Düsennadel

57

Überdruckventil

58

Sitz-Quertraverse

59

Sitz

60

Türschweller

61

Mitteltunnel

62

Sitzschiene

63

Gehäuse

64

,

65

Rohre

66

Drehlager

67

gegossener teilbarer Block

68

Schneidemesser

69

Mitnehmerplatte

70

Wand

71

Span

72

Anlage

73

Kugeln oder Rollen

74

Keilräume

75

engere Enden der Keilräume

76

Halteschultern
A Pfeil in Beaufschlagungsrichtung eines Kolbens durch Gasdruckerzeugungseinrichtungen

Claims

1. Betätigungsvorrichtung für Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug, mit
einem Führungsgehäuse,
wenigstens einem darin untergebrachten Antriebselement, das an zumindest eine Sicherheitseinrichtung zu deren Be tätigung gekoppelt ist,
einem Betätigungsweg in dem Führungsgehäuse für das An triebselement,
Gasdruckerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines Gas druckes in einem Druckaufnahmeraum in dem Führungsgehäu se, und
Starteinrichtungen zum Auslösen der Gasdruckerzeugungs einrichtungen,
wobei das wenigstens eine Antriebselement durch Erzeugung eines Gasdruckes in dem Druckaufnahmeraum zur Bewegung aus einer Ruhestellung längs des Betätigungsweges beauf schlagbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasdruckerzeugungseinrichtungen (3) wenigstens zwei nacheinander auslösbare Antriebsstufen (4, 5) und eine Auslösesteuerung (8) enthalten, durch die die Gas druckerzeugung von zumindest zwei aufeinanderfolgenden Antriebsstufen (4, 5) in dem Druckaufnahmeraum (27) teil weise überlagert erfolgt.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Auslösesteuerung (8) mechanische, chemische, elektrische und/oder elektronische Verzöge rungs- und Auslöseeinrichtungen (9, 10) enthält, die durch eine Antriebsstufe (4) zur Auslösung der entspre chend nachfolgenden Antriebsstufe (5) auslösbar sind.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß chemische Verzögerungs- und Auslöseeinrich tungen (10) den mechanischen Verzögerungs- und Auslöse einrichtungen (9) nachgeschaltet sind.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen (9) eine Zündauslösemechanik (11), die mittels einer ausgelösten Antriebsstufe (4) betreib bar ist, und einen Zünder (14) für die auf die ausgelöste Antriebsstufe (4) folgende Antriebsstufe (5) enthalten, wobei eine Verzögerung zwischen den Auslösungen zweier aufeinanderfolgender Antriebsstufen (4, 5) durch die zeitliche Dauer des Ablaufs der Zündauslösemechanik (11) und das Zündverhalten des Zünders (14) vorgebbar ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zündauslösemechanik (11) einen Zündkol ben (12) und ein Ventil (13) enthält, und daß der Zünd kolben (12) durch die die Zündauslösemechanik (11) be treibenden Antriebsstufe (4) zur Auslösung des Zünders (14) der nachfolgenden Antriebsstufe (5) zu diesem Zünder (14) hin bewegbar ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die mechanischen Verzögerungs- und Auslöse einrichtungen (9) ein Ventil (13) enthalten, mittels dem Gasströmungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden An triebsstufen (4, 5) steuerbar sind, indem es bis zur Aus lösung der nachfolgenden Antriebsstufe (5) durch eine ausgelöste Antriebsstufe (4) geschlossen und danach ge öffnet ist, um während des geschlossenen Zustandes eine Betätigung des Zündkolbens (12) und während des geöffne ten Zustandes einen Gasstrom von der nachfolgenden An triebsstufe (5) in den Druckaufnahmeraum (27) sicherzu stellen.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventil (13) in dem Zündkolben (12) vor gesehen ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen (9) eine Zündauslösemechanik (11) enthalten, die mittels einer ausgelösten Antriebsstufe (4) betreibbar ist, wobei eine Verzögerung zwischen den Auslösungen zweier aufeinanderfolgender Antriebsstufen (4, 5) durch die zeitliche Dauer des Ablaufs der Zündaus lösemechanik (11) vorgebbar ist.

9. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zündauslösemechanik (11) einen von ei ner ausgelösten Antriebsstufe (4) mit Druckgas füllbaren Drucksammelraum (38), der die ausgelöste Antriebsstufe (4) von der nachfolgend auszulösenden Antriebsstufe (5) trennt, und eine Schwelleneinrichtung (Berstscheibe 39) enthält, die den Drucksammelraum (38) zur nachfolgend auszulösenden Antriebsstufe (5) hin abschließt und bei einem vorgegebenen Druck in dem Drucksammelraum (38) öff net, um die Zündung der nachfolgend auszulösenden An triebsstufe (5) durch das Druckgas von der ausgelösten Antriebsstufe (4) zu bewirken.

10. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwelleneinrichtung eine Berstscheibe (39) ist.

11. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Berstscheibe (39) Schwächungen oder Schwachstellen (40) zur Festlegung des Gasdruckes in dem Drucksammelraum (38), bei dem die Berstscheibe (39) birst.

12. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Berstscheibe (39) und der auszulösenden Antriebsstufe (5) eine Frei- oder Weichzone (41) vorgesehen ist, um einen ausreichenden Weg zum Bersten der Berstscheibe (39) bereitzustellen.

13. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebs stufe (4) der Gasdruckerzeugungseinrichtungen (3) elek trisch oder elektronisch auslösbar ist.

14. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösesteuerung (8) zum Auslösen einer Antriebsstufe (5) ungefähr 1 ms bis etwa 5 ms, bevorzugt ca. 2 ms, nach der Auslösung der vorangegangenen Antriebsstufe (4) ausgelegt ist.

15. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (25) ein Kolben (24; 24a, 24b; 24a, 24b, 24c, 24d) eines Gurtstraffers (42) oder einer Verstelleinrichtung ist.

16. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Führungswegen (35) und entsprechenden Antriebselementen (25) enthalten ist, die von gemeinsamen Gasdruckerzeu gungseinrichtungen (3) über einen Druckaufnahmeraum (27) beaufschlagbar sind.

17. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsgehäuse (23) ein Strangpreßprofil (32) enthält, das ggf. eine Mehrzahl von Führungswegen (35) enthält.

18. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdruckerzeu gungseinrichtungen (3) als Kartusche (37) ausgebildet und/oder an oder in dem Führungsgehäuse (23) unterge bracht sind.

19. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsstufe (5) bezüglich der vorhergehenden Antriebsstufe (4) eine größere Gasmenge erzeugt.

20. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lastbegrenzer (43) vorgesehen ist, um, wenn das Antriebselement (25) nach einer Beaufschlagung infolge einer gegenüber letzte rer höheren Gegenkraft durch einen Insassen gegen Rück lauf gesperrt ist, ein vorgegebenes Nachgebeverhalten der Sicherheitseinrichtung, an die das Antriebselement (25) gekoppelt ist, zu gewährleisten.

21. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lastbegrenzer (43) zwischen einem Kol ben (24; 24a, 24b; 24a, 24b, 24c, 24d) und einer Seilkau sche (45) zur Kopplung des Antriebselements (25) an Si cherheitseinrichtungen vorgesehen ist.

22. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastbegrenzer (43) materialver formend, spanabhebend und/oder hydraulisch ist.

23. Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsgehäuse (23) einen versteifenden Teil einer Fahrzeugstruktur und insbesondere eine Quertraverse (58) bildet.

24. Betätigungsverfahren für Sicherheitseinrichtungen in ei nem Fahrzeug, wobei mittels Gasdruckerzeugungseinrichtun gen in einem Druckaufnahmeraum ein Gasdruck erzeugt wird, der wenigstens ein Antriebselement, das an zumindest eine Sicherheitseinrichtung zu deren Betätigung gekoppelt ist, längs eines Betätigungsweges beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in dem Druckaufnahmeraum (27) durch zumindest zwei aufeinanderfolgende und teil weise überlagerte Gasdruckstöße einzelner Antriebsstufen (4, 5) der Gasdruckerzeugungseinrichtungen (3) erzeugt wird.

25. Betätigungsverfahren nach Anspruch 24, dadurch gekenn zeichnet, daß durch die Auslösung einer Antriebsstufe (4) mechanische, chemische, elektrische und/oder elektroni sche Verzögerungs- und Auslöseeinrichtungen (9, 10) für die nachfolgende Antriebsstufe (5) aktiviert werden.