CN102596652A - 用于安全带的张紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安全带的张紧装置(10)，所述安全带尤其是汽车中的安全带，所述张紧装置包括一个气体产生器(17)和一个活塞(21)，所述活塞在一个管(16)中被引导并在管(16)中封闭一个压力腔(20)，其中所述压力腔(20)能够通过气体产生器(17)而受到压力冲击，以及其中所述活塞(21)通过压力腔(20)中存在的压力能够被驱动而产生张紧运动，所述张紧运动通过力传递装置传递至安全带，其特征在于：所述活塞(21)包括一个封闭的或者狭窄的开口(1，1a)，以及所述开口(1，1a)能够通过压力腔(20)中的压力和/或流体状况所产生的物质去除被扩大和/或打开。

Description

用于安全带的张紧装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于安全带的张紧装置，所述安全带尤其是汽车中的安全带。

背景技术

在现有技术的这种张紧装置中，普遍存在这样的问题：在张紧过程中，压力状况改变得非常大。尤其是，非常高的压力峰值会导致张紧装置的一些部件损坏，或者使张紧装置的运动过程受到干扰。此外，还存在这样的问题：假设安全带设置有力限制机构，则在张紧过程之后的力限制的安全带抽出运动开始的时候，安全带力通过张紧装置中依然存在的压力，而上升到高于力限制机构所限定的力限制水平。这些效应一般也被称为力限制干扰。为了避免由过高的压力所导致的不利之处，已经提出了各种解决方案，以避免压力峰值和在发生安全带张紧以后尽快降低压力。

从US6345504B1已知一种张紧装置，在该装置中，活塞通过一个带有盲孔的弹性球构成，以及在一个紧随的球中，设置有一个通孔，一个保持在盲孔中的杆穿过所述通孔突出。当发生超过正常压力时，所述杆造成弹性球的破碎，以便使得气体通过通道泄露。不但所述盲孔的制造，而且所述通孔以及杆的制造都是昂贵的并且需要一个复杂的组装过程，这进一步增加了张紧装置的成本。

发明内容

本发明的目的在于，提供一个低成本的，但功能可靠的具有高的张紧功率的张紧装置，其中，可以以一个简单的方式降低气体压力。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的张紧装置实现，从属权利要求，附图和相应描述将给出本发明的更多的优选实施方案。

为了实现所述目的，根据权利要求1提出了：所述活塞包括一个封闭的或者狭窄的开口，以及所述开口能够通过压力腔中的压力和/或流体状况所产生的物质去除扩大和/或打开。

所提出的方案的优点在于，在张紧过程开始时开口是封闭的或者具有一个狭窄的横截面，从而在该时刻能够传递一个高的张紧功率。所述开口然后通过压力腔内的在张紧过程中产生的压力和/或流体状况被打开和/或扩大，从而使所述压力腔中产生的压力通过活塞中的被打开的和/或扩大的开口而泄露。通过所述的打开的和/或扩大的开口，压力峰值能够对张紧过程无弊端地降低，以及紧接张紧过程之后，所述活塞能够在与张紧运动相反的力限制的带抽出运动中，往回退，不会使力限制水平升高。根据本发明，为了打开和/或扩大所述开口，利用了物质去除效应，其具有下述优点：自由的开口横截面在张紧过程中连续地变大，和/或所述开口在张紧过程开始时仍然封闭并在张紧过程中首先被打开。由此使得可能的是，在张紧过程开始时，在张紧装置的一个尽可能高的效率下，传递一个高的张紧功率，以及在张紧过程末尾时尽可能快地降低压力腔中所存在的压力，以便避免力限制器干扰。所述物质去除(Materialabtrag)，也还称为冲蚀(Erosion))，通过压力腔内产生的压力和/或流体状况而产生，因而所述开口的打开或扩大直接通过张紧装置的激活而自动产生。于此，所述压力是引起开口打开和/或扩大的参数，其在过高时最终也导致前面描述的张紧装置的不良表现。对于下述情况：所述压力由于某种原因基本较小，也即，上述缺点没有发生，所述开口不扩大或者仅仅扩大一点点，从而在所述情况下，张紧功率还不会不必要地降低。所述物质去除的效应此外能够通过所控制的温度状况以及在激活气体产生器时产生的粒子来支持。

随后将根据一个优选实施例详细解释本发明。

附图说明

图1：一个连接至安全带自动伸缩器上的张紧装置，其带有一个在管内被引导的活塞。

图2：侧向边缘表面上设置有凹槽的活塞；

图3：带有一个通过一个插入件而变窄的开口的活塞的截面视图；

图4a：活塞的开口，其具有薄的分隔壁，所述分隔壁通过不同于活塞的材料来构成；

图4b：活塞的开口，其具有薄的分隔壁，所述分隔壁通过与活塞的材料相同的材料来构成；

图5a：带有一个锥形地扩大的截面的开口；

图5b：带有在多个不同直径的圆柱形部分上扩大的截面的开口；

图5c：带有圆柱形和锥形扩大的部分的开口；

具体实施方式

在图1中示意性地示出的安全带自动伸缩器包括一个具有侧腿13的外壳11，一个安装于其中的用于一个没有示出的安全带的带卷绕轴12以及一个在打开后作用于带卷绕轴12的张紧装置10。所述张紧装置10包括一个与带卷绕轴12抗扭地连接的驱动轮14，其例如具有一个外齿15；一个(尤其是烟火的)气体产生器17，用于产生气体压力；以及一个管16，所述管通过所述驱动轮14使气体产生器17和带卷绕轴12相连。所述管16由管壁24构成，所述管壁可以是外壳11的一部分或者是一个分立的部件。

在管16中，设置一系列尤其是金属制成的球19，用于将气体产生器17产生的气体压力通过所述驱动轮14传递到带卷绕轴12上。在球系列19和驱动轮之间的相互作用区域18的设置，以及驱动轮14和带卷绕轴12之间的可能的耦合装置的设置方面，所述安全带自动伸缩器没有受到限制。为了实现低摩擦的力传递，球19的外直径(Auβendurchmesser)比管16的内直径(Innendurchmesser)适当地略小。

在管16中，进一步设置了一个在图1中仅示意性示出的活塞21，所述活塞适当地设置在气体产生器17和球系列19之间的一个区域内23，也即，直接设置在力传递装置中的球系列19的第一球19a的前面。所述活塞21在管16内封闭一个可通过气体产生器17受到气体压力冲击的压力腔20，从而使得当压力腔20通过气体产生器17而受到压力冲击时，该活塞可以被驱动而产生张紧运动。活塞21的张紧运动通过力传递装置——其由球系列19和驱动轮14组成——传递至带卷绕轴12，从而使安全带被张紧。将示例性地描述张紧装置10在一个具有由球系列19和驱动轮14构成的力传递装置(然而可以想象的是，其他类型的力传递装置，如齿条或绳索驱动)的安全带自动伸缩器中的应用。本发明实际可以应用于现有技术中的所有类型的张紧装置——其驱动装置具有一个活塞-气缸单元。所述张紧装置也可布置在一个安全带锁上或一个端部附件上。

在图2和3放大地示出了倾斜视图和剖切视图中的活塞21。所述活塞21具有一个球冠形端面3，其作为接触所述第一球19a的接触面。从端面3开始，活塞表面延展至一个侧向边缘表面16，所述侧向边缘表面径向向外扩大并最终以一个周向的密封唇4结束。由于所述端面3的球冠形形状，所述活塞以一个尽可能大的面积接触所述第一球19。此外，所述活塞21可以以不同的方向指向所述第一球19a，而不会失去接触，从而即使在一个弯曲的管走向中，也能提供活塞21和第一球19a之间的可靠的接触。基于径向向外扩大的边缘表面26，给出了一个杯形形状，通过所述杯形形状，压力腔20中存在的压力一部分转换为作用于密封唇4上的径向力，以及所述活塞21通过密封唇4以一个提高的密封效果紧靠在所述管16的内侧上。在活塞21的侧向边缘表面26中，设置有一个向外开放的凹槽的形式的开口1。基于所述的紧靠在管16的内侧的侧向边缘表面26，所述凹槽的开放侧又被封闭，从而给出了一个在周向封闭的开口1。

开口1的另一个可能的形式如图3所示，其被实现为一个通孔。图3中的开口1通过将插入件2置于具有较小的横断面积的开口1a上而变窄。

在图4a和4b中，示出了本发明的再一替换实施方案，其中，所述开口1通过一个薄的分隔壁5和6封闭，其中，图4a示出的实施例中的分隔壁5由不同于活塞21的材料构成，图4b示出的实施例中的分隔壁由相同于活塞21的材料构成。封闭所述开口1的分隔壁5和6的材料的选择应根据所要获得的物质去除来做出，其中所述开口1的打开过程会受到物质去除以及分隔壁5和6厚度的一起影响。

图5a至5c示出了开口1的不同实施方案，其中，所述开口从压力腔开始具有变小的横断面积。在图5a中，开口1通过一个逐渐变细的轮廓7构成。在图5b的实施例中，开口1通过两个圆柱形孔22和25构成，并于它们的过渡处构建有肩部9。在图5c中示出了开口1，其通过锥形和圆柱形部分8的组合而构成。在所有实施例中，通过在张紧过程中自压力腔20开始变小的横断面积，压力腔20的压力作用于上的面积变小。由于所述横断面积的变小，用于实现本发明的物质去除沿着开口1的纵向延伸方向增大，因为通过开口前进的气流的流速升高。

本发明的核心在于，开口1由于压力腔20中的压力或者由其导致的流体状况，通过物质去除而被打开和/或扩大。物质去除效应由此来建立：在所产生的压力和/或流体状况下，通过温度和通过在气体产生器17激活时产生的颗粒的支持，较小的部件从开口1的材料表面分离。所述物质去除的效应可以因此通过材料本身的有意选择以及通过开口1的形状被影响。开口1可以通过材料，例如POM封闭，或者借助于一个由塑料制成的插入件2而变窄，此外，活塞由更硬的材料制备。在这些情况下，物质去除效应在开口1的区域中尤为强烈，而活塞21本身不发生物质去除。

此外，开口1的横截面也有不同的形状，如，方形，六角形或圆形，由此，物质去除可以改变。对于物质去除，最重要的参数是沿着物质去除应发生于上的表面的热气体的流速。其首先通过压力本身被改变，因为压力是产生气体流体的原因。此外，已经打开的开口1的宽度是至关重要的，因为这个宽度决定性地影响开口1中的流速。在这种情况下，可能的是，由于开口1中的非常高的流速，开口1的材料必须被选择为比活塞更硬，以便限定物质去除。一个例子是，例如金属管，其插入开口中。

如果开口1已打开，或者在张紧过程的初始时已经是一个变窄的开口1a，开口1作为一个喷嘴，从而使高压下在压力腔中存在的气体在进入开口1中时先被加速。由于开口1中的高的流速，开口几乎被气流洗净，其中开口1中的高的流速不仅引起高的表面应力及由此而致的部件从材料表面的分离，而且还导致，所述部件很快被引导走，不会堵塞开口1。通过开口1的变小的横断面积，开口1中的流体可以进一步被加速。此外，变小的横断面积的一个优点是，用于使开口1变窄的插入件2不会突然通过气流挣脱，以及开口1因此不会突然变大。

所述方法也可以设置为，使参数在张紧过程中变化，从而使开口1的扩大不是连续的，但是在张紧过程末尾时是增大的。

Claims (9)

1.一种用于安全带的张紧装置(10)，所述安全带尤其是汽车中的安全带，所述张紧装置包括一个气体产生器(17)和一个活塞(21)，所述活塞在一个管(16)中被引导并在管(16)中封闭一个压力腔(20)，其中所述压力腔(20)能够通过气体产生器(17)而受到压力冲击，以及其中所述活塞(21)通过压力腔(20)中存在的压力能够被驱动而产生张紧运动，所述张紧运动通过力传递装置传递至安全带，其特征在于：所述活塞(21)包括一个封闭的或者狭窄的开口(1，1a)，以及所述开口(1，1a)能够通过压力腔(20)中的压力和/或流体状况所产生的物质去除被扩大和/或打开。

2.根据权利要求1所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)通过一个壁薄的分隔壁(5，6)封闭。

3.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)的横断面积沿着其纵向延伸方向变化。

4.根据权利要求3所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)的横断面积自压力腔(20)开始变小。

5.根据权利要求3或4所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)的横截面沿着纵向延伸方向至少部分被设计为是锥形的。

6.根据权利要求3至5所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)在纵向延伸方向上包括一个肩部(9)。

7.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)内设置有一个将开口(1，1a)封闭或者使开口(1，1a)变窄的插入件(2)。

8.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)通过一种与活塞(21)的材料不同的材料封闭或变窄，以及在压力腔内所存在的压力状况和流体状况下，布置于所述开口(1，1a)中的材料比活塞(21)中的材料发生更大的物质去除。

9.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，开口(1，1a)通过布置于活塞(21)的侧向边缘表面(26)内的凹槽形成。

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