CN103547489A - 直线驱动装置 - Google Patents

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Abstract

直线驱动装置、特别是用于安全带拉紧器的直线驱动装置具有带有活塞容纳部（12）的壳体（10）、可移动地容纳在活塞容纳部（12）中的活塞元件（16）和烟火技术的驱动元件，该驱动元件能够提供用于移动活塞元件（16）的气体。活塞容纳部（12）的内壁具有沿活塞元件（16）的移动方向（R）延伸的槽（30），气体能够通过该槽从活塞容纳部（12）流出。

Description

直线驱动装置
技术领域
本发明涉及一种直线驱动装置、特别是用于安全带拉紧器的直线驱动装置。
背景技术
在直线驱动装置中，被驱动的活塞经过预定的移动行程，该直线驱动装置用作机械驱动元件。直线运动能够直接用到推动或者牵拉运动中、例如以便拉回安全带锁。但直线运动也可以例如借助于齿条转化成旋转运动，以便例如转动安全带卷收器的安全带卷轴。
在此，运动能量通过烟火技术的推进剂的燃烧和在此形成的热气体的膨胀而产生。必须使气体的释放按如下的参数适配，这些参数确定运动的活塞的运动、如壳体尺寸和质量，以便达到活塞的优化的加速度和优化的力传递。在此已证明有利的是，在构件运动开始之后使一部分气体从燃烧室流出。
对此例如已知，在直线驱动装置的壳体中在活塞容纳部的壁中靠近使活塞运动的、烟火技术的推进剂处设有一个或多个径向开口，所述开口将活塞容纳部与周围环境连通。这些开口在活塞移动开始之后不久被释放，从而一部分气体能够从活塞容纳部流出。以此能够一方面进行与运动有关的压力控制并且在发生活塞运动之后进行有针对性的压力下降。
这种直线驱动装置在图1中示出。在一个壳体10中构成有一个活塞容纳部12以及一个直接连接在其上的空腔14。一个活塞元件16设置在活塞容纳部12中，更确切地说在沿移动方向R的移动运动开始之前直接设置在活塞容纳部12的图1中左端部上紧邻一个烟火技术的点火器18。活塞元件16具有一个容纳部20，在该容纳部中包含（未示出的）烟火技术的推进剂，当推进剂被点火器18点燃时，该推进剂提供驱动气体的主要部分。
活塞元件16与一个齿条22刚性连接，该齿条平行于活塞元件16延伸并且在活塞元件16的背离点火器18的端部上与该活塞元件连接。当活塞元件16沿移动方向R运动时，齿条22的齿啮合到一个与未进一步示出的安全带卷轴连接的齿轮24的齿中并且使该齿轮旋转。
在壳体10的壁中构成有两个小的径向孔26，这些孔由活塞容纳部12通入到在其中容纳有齿条22的壳体区段中，并且经由该壳体区段通入到壳体10的周围环境中。
在活塞元件16移动运动开始之前，在活塞元件16内部的容纳部20以及活塞容纳部12通过一个设置在活塞元件16的在点火器侧的端部上的密封元件28（这里一个O形圈）相对于孔26密封。只有当密封元件28在活塞元件16运动时经过孔26时，气体才从活塞容纳部12流出。
径向孔26的制造需要相对耗费的工作步骤，这点延长制造时间并且因此使直线驱动装置昂贵。
发明内容
本发明的任务是，使直线驱动装置的制造更成本有利。
直线驱动装置包括壳体、活塞容纳部、可移动地容纳在活塞容纳部中的活塞元件和烟火技术的驱动元件，该驱动元件能够提供用于移动活塞元件的气体，按照本发明在该直线驱动装置中该任务通过如下方式达到，即，活塞容纳部的内壁具有沿活塞元件的移动方向延伸的槽，气体能够通过该槽从活塞容纳部流出。在活塞容纳部的内壁中制造槽比在壳体壁中实施孔能更简单地完成。此外，通过槽的宽度和深度能够非常准确且非常简单地调整流出的气体体积。由于沿着相对坚固的壳体壁的长的行程，流出的气体冷却。气体流出到包围的壳体区域中，该壳体区域为了在活塞元件的移动运动期间容纳活塞元件而是必需的。这点具有如下的优点，即，阻止流向车辆部件，而不必为该目的设置其他的构件。
本发明能够非常良好地用在如下直线驱动装置中，在该直线驱动装置中活塞元件与齿条连接。按照本发明的原理自然也可以移植在其他的直线驱动装置中。
槽优选这样构成，使得该槽能实现沿移动方向观察在活塞元件之前气体流出到壳体中。因为槽径向地安置在活塞容纳部的壁中，所以即使在活塞进入到该壳体区域中时也不禁止气体流出。通过流入到大容积的壳体区域中，从活塞容纳部流出的气体在气体达到直线驱动装置的周围环境中之前能够进一步地降低压力并且由此冷却。因此，排出的气体不再对在直线驱动装置的周围环境中的车辆部件有干扰的效应。
在活塞容纳部的壁中的径向开口既不是必需的、也不是规定的。槽完全容纳在活塞容纳部的壁中，而不向外穿透该壁。
所述槽优选延伸超过移动行程的长度，该长度也大致等于活塞元件的长度。由此保证气体从活塞容纳部的安全流出。
可能的是，槽这样设计，使得所述槽沿移动方向扩张，以便促进气体降低压力。通过槽的形状，例如通过这种扩张也能够使流出的气体量有针对性地并且单独地匹配于确定的直线驱动装置。
所述槽和所述活塞元件优选这样设置在活塞容纳部中，使得在活塞移动开始之前没有气体到达槽中。因此，所有产生的气体首先用于在活塞容纳部中造成压力上升并且使活塞元件运动。按照这种方式，能够引起活塞元件的高的加速度和迅速的移动。然而通过在活塞元件运动开始之后不久释放槽和气体从活塞容纳部开始流出来，避免过高的压力形成和活塞元件的过高的加速度。
所述槽的长度优选为35至70mm。因此在将近整个活塞行程上，安全和可靠的压力卸载是可能的。
通过所述槽的适合的定位和确定尺寸能够一方面调整压力卸载或者压力曲线，由此也能够调整拉紧功率。为了在优化的压力下降的同时特别有效的拉紧功率，所述槽在开头具有在约1.5mm2至9mm2之间的横截面积。在沿移动方向扩张的槽中，横截面积以有利的方式提高到在约3mm2至15mm2之间的值。
此外，所述槽在移动行程上扩大的横截面积提供另外的优点，即，流过的气体通过扩大的表面和同时的膨胀有效地被冷却。
所述槽的横截面优选构造成倒圆的，其中，特别是在活塞容纳部的内壁和槽之间的过渡区域是倒圆的。此外有利的是，两个过渡区域也通过一个相反倒圆的区段相互连接。
活塞元件可以具有至少一个密封元件，该密封元件位于活塞元件和活塞容纳部的内壁之间，但该密封元件这样构成，使得该密封元件不阻止气体流出到槽中。一旦密封元件沿轴向或者说移动方向已经达到槽，气体就继续地从活塞容纳部流出，因为密封元件不完全填满槽。
此外，沿移动方向扩张的槽具有如下优点，即，避免在嵌入活塞时损坏密封件，因为槽的过渡区域越过插入行程总是贴靠在密封件的不同位置处。在这种情况下特别有利的是，避免在槽和活塞容纳部的内壁之间的、尖棱的过渡区域，或者各过渡区域被构造成倒圆的。以下借助实施例并且结合附图更详细地描述本发明。图中：
附图说明
图1示出一个按照现有技术的直线驱动装置的示意性剖视图；以及
图2示出一个按照本发明的直线驱动装置没有可动的机械构件的示意性剖视图。
具体实施方式
在开头中已经详细描述过的图1示出一种已知的直线驱动装置。
在图2中示出的按照本发明的直线驱动装置与在图1中示出的直线驱动装置的区别之处基本上在于如何负责气体从活塞容纳部流出的方式。在图2中未示出的构件可以如在已知的直线驱动装置中所示地设计。由于该原因，此前引入的附图标记也继续用于在图2中的按照本发明的直线驱动装置的构件。
直线驱动装置的壳体10具有一个活塞容纳部12和一个沿轴向直接连接在其上的空腔14，这里未示出的活塞元件16在其沿移动方向R移动时运动到该空腔中。空腔14与直线驱动装置的周围环境流动连接。
一个同样未示出的齿条22驱动一个同样未示出的齿轮24，该齿轮与一个（未更详细地示出的）安全带卷收器的安全带卷轴连接。
在活塞容纳部12的内壁中开出有一个槽30，该槽沿移动方向R延伸并且延伸直至活塞容纳部12的轴向端部32。在点火器侧，槽30与点火器18（仅示出该点火器的容纳部）远离一短段而开始。
在激活直线驱动装置之前和在活塞元件16运动之前，活塞容纳部12相对于槽30通过在活塞元件16上的密封元件28气体密封地封闭。只有当活塞元件16沿移动方向R已如此程度地运动，使得密封元件28已达到槽30的开端时，气体才开始从活塞容纳部12流出到空腔14中。槽30大致与活塞元件16的整个移动行程构成得一样长。
密封元件28这样构成，使得该密封元件即使在达到槽30时也不是填满该槽并因此密封该槽，而是在整个进一步的移动行程期间能实现气体从活塞容纳部12流出。

Claims (10)

1.直线驱动装置、特别是用于安全带拉紧器的直线驱动装置，包括带有活塞容纳部（12）的壳体（10）、可移动地容纳在活塞容纳部（12）中的活塞元件（16）和烟火技术的驱动元件，该驱动元件能够提供用于移动活塞元件（16）的气体，
其中，活塞容纳部（12）的内壁具有沿活塞元件（16）的移动方向（R）延伸的槽（30），气体能够通过该槽从活塞容纳部（12）流出。
2.按照权利要求1所述的直线驱动装置，其特征在于，所述活塞元件（16）与齿条（22）连接。
3.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽（30）构成为，使得该槽能实现沿移动方向（R）观察在活塞元件（16）之前气体流出到壳体（10）中。
4.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽（30）延伸超过移动行程的长度。
5.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽（30）沿移动方向（R）扩张。
6.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽（30）和所述活塞元件（16）设置在活塞容纳部（12）中，使得在活塞元件（16）移动开始之前没有气体到达槽（30）中。
7.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，在所述活塞元件（16）上设置有至少一个密封元件（28），该密封元件位于活塞元件（16）和活塞容纳部（12）的内壁之间，但该密封元件构成为，使得该密封元件不阻止气体流出到槽（30）中。
8.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽的长度在35mm至70mm之间。
9.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽的横截面积大于1.5mm2。
10.按照上述权利要求之一所述的直线驱动装置，其特征在于，所述槽的横截面积小于15mm2。
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