CN112672929A - 用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置(10)，该烟火式收紧装置包括：气体发生器(17)；和活塞(21)，该活塞在管道(16)中进行引导并且闭合该管道(16)内部的压力室(20)，其中可通过该气体发生器(17)向该压力室(20)施加压力，并且可通过该压力室(20)中存在的该压力驱动该活塞(21)以执行收紧运动，该收紧运动可借助于力传输单元传输到该安全带，其中该活塞(21)以两部分形成，由主体(3)和布置在该主体(3)的面向该力传输单元的一侧上的接触部(4)组成，其中该接触部(4)具有比该主体(3)更大的强度，其中该主体(3)在面向该力传输装置的端面处以型面配合的方式包围该接触部(4)。

Description

用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧 装置

本发明涉及一种用于包括力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置，该烟火式收紧装置具有权利要求1的前序部分的特征。

原则上，通用类型的收紧装置存在以下问题：在收紧过程期间，收紧装置中的压力条件变化非常显著。具体地，非常高的压力峰值可能导致收紧装置的零件受损或收紧装置的运动序列中断。此外，存在这样一个问题，即由于收紧装置中的压力仍然占主导地位，因此在收紧过程之后在力限制织带拉出运动开始时的带拉出力短暂地增加到由力限制装置限定的更高的力限制水平。该效应通常也称为力限制中断。为了避免压力过大造成的这些缺点，已提供了各种解决方案，以避免在安全带收紧之后出现压力峰值并尽可能快地降低压力。

从US 6,345,504 B1中已知一种具有活塞缸单元的烟火式收紧装置，其中活塞由具有盲孔的弹性球形成，并且在后续球中设置有通孔，保持在盲孔中的杆穿过该通孔突出。当压力过大时，杆导致弹性球断裂，使气体通过通道逸出。盲孔的生产以及通孔和杆的生产都是昂贵的，并且需要复杂的装配工艺，这进一步增加了收紧装置的成本。

DE 10 2009 051 451 A1还公开了一种具有活塞驱动器的烟火式收紧装置，其中设置有具有凹口的活塞，该凹口布置在活塞的侧边缘表面中。凹口在收紧运动开始时闭合，或者另选地仅具有非常小的开口横截面，并且在主导压力和流动条件下打开或扩张。因此，在收紧运动开始时以及在主导压力下传输更大的收紧力，或者通过打开或扩张凹口，在收紧运动结束时更快速地降低作用的收紧力。

从DE 10 2012,214,936 A1进一步已知的是：分两个阶段将凹口设计成具有第一区段和第二区段，该第一区段具有小的开口横截面，该第二区段具有闭合的开口横截面；以及设置分隔件，该分隔件被布置在第二区段和第一区段之间并且其尺寸被设定成使得分隔件在收紧运动期间在主导压力条件下破裂和/或通过材料去除而被至少部分地去除。凹口的区段通过分隔件彼此分开，使得在收紧运动的初始阶段，不可能发生通过具有较大流动横截面的第二区段的流动。因此，在收紧运动的初始阶段，分隔壁防止通过凹口的第二区段的压力降低，并且有意地不降低收紧力。只有通过分隔件的破裂或者通过分隔壁材料的移除，才有可能发生从第一区段穿过第二区段的流动，从而使可用于压力降低的流动横截面增加，使得压力降低连续地或突然地增加，并且有意地降低在收紧运动结束时的主导收紧力。同时，分隔件破裂或分隔件移除之后的压力降低得快得多，使得力限制阶段开始时的力限制中断尽可能低。此外，收紧运动开始时的总体收紧力不会由于分隔件的稍后破裂或移除而不利地降低。

从WO 2011/134574 A1中还已知的是：将活塞设计成两部分，由主体和接触部组成，以用于传输收紧运动，其中接触部应有意地具有比主体更大的强度，以用于传输收紧力。在主体中设置有凹口和待打开的通孔，其实现了活塞的密封功能。

本发明的目的是提供一种用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置，该烟火式收紧装置具有进一步改善的收紧力传输。

本发明的目的通过一种用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置来实现，该烟火式收紧装置具有根据权利要求1所述的特征。本发明的进一步优选的实施方案可见于从属权利要求、附图和相关说明。

根据本发明的基本理念，提出主体在面向力传输装置的端面处以型面配合的方式包围接触部。所提出的解决方案增强了两部分活塞与主体和接触部的粘结。因此，接触部被固定到主体，并且可降低接触部从主体脱离的概率。这在弯曲管道中引导活塞时尤其有利，因为由于管道的弯曲，复杂的横向力作用在活塞上。在先前已知的解决方案中，在最坏的情况下，所述复杂的横向力可能导致接触部从主体脱离并卡在主体和管道内壁之间，从而导致收紧运动可能继而被中断。另外，所提出的型面配合连接将接触部固定到主体。此外，主体在其外部包围接触部，从而防止活塞通过接触部而不是通过主体与管道的内壁接触。因此，活塞在管道内壁上的密封和引导功能仅通过主体实现，而接触部仅用于将收紧力传输到力传输装置。

进一步提出主体具有环形凸出套环，该环形凸出套环具有径向向内指向的至少一个突出部，该主体利用该至少一个突出部以型面配合的方式包围接触部。套环借助于径向向内指向的突出部形成型面配合连接，并且同时通过横向突出超过接触部而将接触部与管道的内壁分开。实际上，环形套环在主体的面向力传输装置的端面处形成支座，在支座中布置有接触部。

进一步提出环形套环在周向方向上被至少一个凹部中断。环形套环被凹部有意地弱化，使得当接触部被压入时，边缘侧邻接凹部的套环可向外弹起。实际上，套环被凹部有意地细分为两个或更多个弹性区段，借助于这些区段，便于将接触部安装在由套环形成的支座中。此外，以这种方式形成的套环的弹性设计便于在管道的弯曲区段中引导活塞，因为套环由此可更好地适应管道的弯曲。

进一步提出主体在其侧表面中具有至少一个沟槽，该至少一个沟槽在活塞的纵向方向上对准并且通向压力室。所提出的解决方案的优点在于，当出现压力峰值时，可通过沟槽耗散来自压力室的压力，因为气体能够通过沟槽经过活塞流出压力室到达力传输装置的一侧。

优选地，可在沟槽中设置有使横截面积逐步变窄的缩窄部。通过缩窄部使沟槽的溢出横截面变窄，以使得收紧力尽可能小地降低。在气体溢出的情况下，缩窄部随后可通过主体在缩窄部的边缘区域的侵蚀而加宽，直到其具有沟槽的最大横截面形状。

在这种情况下，缩窄部可优选地布置在主体的与压力室相邻的边缘侧上，使得缩窄部最大程度地暴露于压力室的压力。

此外，缩窄部可优选地布置在横向于沟槽延伸并闭合沟槽的腹板中。闭合沟槽的腹板确保在初始阶段，气体可仅通过缩窄部流过活塞，使得收紧力尽可能少地降低。然后，腹板充当有意形成的牺牲表面，考虑到非常高的压力梯度和在缩窄部中产生的流速，该牺牲表面被去除，使得缩窄部由此加宽，并且压力降低增加。

进一步提出沟槽的至少在一个截面为锥形，并且在压力室的方向上缩窄。由于锥形形状及其对准的原因，沟槽中的气体流被故意延迟，因为用于该流的沟槽的横截面积增加，并且流速降低。

进一步提出至少一个沟槽并入套环中的至少一个凹部中。主体中的沟槽和沟槽并入其中的套环中的凹部因此形成用于溢出气体的单个流动通道以降低压力侧上的压力。如果设置有多个沟槽和凹部，则沟槽被布置成使得其并入凹部中。因此，沟槽和凹部始终形成流动通道。

下面参考附图使用优选的实施方案来解释本发明。附图示出如下：

图1：具有烟火式收紧装置的带卷收器，该烟火式收紧装置具有活塞，该活塞在管道中进行引导；

图2：根据本发明设计的活塞的剖视图和分解图；

图3：活塞的主体的两个不同实施方案。

图1中示意性地示出的带卷收器包括：壳体11，该壳体具有侧分支13；带卷绕轴12，该带卷绕轴安装在该壳体中以用于安全带织带(未示出)；和烟火式收紧装置10，该烟火式收紧装置在展开之后作用于带卷绕轴12。收紧装置10包括：驱动轮14，该驱动轮以旋转固定的方式连接到带卷绕轴12并且具有例如外齿15；烟火式气体发生器17，该烟火式气体发生器用于产生气体压力；和管道16，该管道将气体发生器17经由驱动轮14连接到带卷绕轴12。管道16由管道壁24形成，该管道壁可为壳体11的一部分，或者另选地也可为单独的部件。

呈金属球形质量体系列19形式的力传输装置设置在管道16的内部，并且经由驱动轮14将收紧运动传输到带卷绕轴12。就质量体系列19与驱动轮14之间的互作用区18以及驱动轮14与带卷绕轴12之间的任何联接装置的设计而言，带卷收器不受限制。对于低摩擦力传输，质量体19的外径有利地略小于管道16的内径。

此外，图1中仅示意性地示出的活塞21设置在管道16的内部，并且有利地布置在气体发生器17和质量体系列19之间的区域23中，也就是说，在力传输方向上直接布置在力传输装置的质量体系列19的第一质量体19a的前面。

活塞21闭合管道16内部的压力室20，该压力室可具有由气体发生器17施加的气体压力，使得当气体发生器17向压力室20施加压力时，活塞21可被驱动进入收紧运动。活塞21的收紧运动通过由质量体19和驱动轮14形成的力传输装置传输到带卷绕轴12，使得带织带被收紧。

图2示出了活塞21作为单个零件。活塞21被设计成两部分：主体3和接触部4，其中主体3原则上具有比接触部4更小的强度或更大的弹性，并且用来在管道16的内壁处密封压力室20，而接触部4由于更大的强度，用来接触第一质量体19a，并且因此将驱动运动传输到质量体链19。

主体3在其面向质量体链19的端面上具有环形的轴向凸出套环1，该套环与主体3的端面一起形成其中布置有接触部4的支座22。套环1具有突出到支座22中的周向珠状突出部2，这略微减小了支座22的开口宽度。此外，套环1具有三个凹部5，这三个凹部彼此成120°角布置并且将套环1分成三个环形段状区段24，这三个环形段状区段同样以彼此成120°的中心布置。

为了将接触部4安装在主体3的支座22中，接触部4被端面压入，其中由于主体3的材料的弹性性能、由于套环1被凹部5分离以及最终由于它们的壁厚，环形段状区段24略微向外弹起。因此，支座22的开口横截面增大，并且可插入接触部4。在插入接触部4之后，区段24再次弹回，并且接触部4通过径向向内突出的突出部2而以型面配合的方式保持在主体3上或支座22中。因此，强化了主体3和接触部4的组合，并且也将接触部4在管道16的弯曲部分中牢固地保持在主体3上。套环1沿轴向延伸部的尺寸被设定成使得其不突出超过接触部4或仅凸出到第一质量体19a在驱动运动期间仅邻接接触部4的程度。

此外，主体3在其径向外侧表面中具有在主体3的轴向方向上延伸的三个沟槽6，这些沟槽被布置成使得它们并入套环1的凹部5中。沟槽6各自通过在横向于沟槽6的纵向延伸部的周向方向上取向的腹板9闭合或缩窄。在腹板9中的每个腹板中设置有小凹口形式的缩窄部7，通过该缩窄部，能够使气体从压力室20通过活塞21溢出到质量体19的一侧。可通过腹板9中的缩窄部7来减小压力室20中的压力峰值。缩窄部7被有意地布置在腹板9中，由于腹板的较小的壁厚，腹板在缩窄部7中的气体流速非常高的情况下作为牺牲点被侵蚀，使得随着腹板9的完全侵蚀，缩窄部7的开口宽度可增加到沟槽6的最大开口宽度。

沟槽6的开口宽度通过设置在其中的腹板9和缩窄部7逐步减小到非常小的开口宽度，使得收紧力尽可能小地减小。缩窄部7形成非常小的开口，这允许气体略微溢出活塞21，但当压力达到峰值并且在缩窄部7中出现由此产生的非常高的流速时，缩窄部有意地加宽，以尽可能快地降低压力。为了避免出现开始时描述的力限制中断，有利的是，腹板9在每种情况下都在收紧运动结束时被完全侵蚀，以便沟槽6的整个横截面都可用于气体的溢出。

在图3中可以看到主体3的两个不同的实施方案。在上面的示例性实施方案中，其中布置有缩窄部7的腹板9直接布置在主体3的与压力室20相关联的边缘侧8上，使得这些腹板直接暴露于压力室20中的压力。在下面的示例性实施方案中，其中设置有缩窄部7的腹板9布置在沟槽6的中心区段中，使得在压力室20和腹板之间的沟槽6中存在小的前室，其中当出现压力峰值时，有意地积聚增加的压力。因此，前室形成一种喷嘴，从压力室20流出的气体首先在该喷嘴中被预先加速，然后再通过缩窄部7流过活塞21。此外，通过以这种方式形成的前室将溢出的气体特别地引向缩窄部7，使得它们被故意施加应力，并且在必要时，通过侵蚀有意地加宽。

Claims (9)

1.一种用于具有力限制单元的安全带单元的安全带的烟火式收紧装置(10)，所述烟火式收紧装置包括：

-气体发生器(17)，和

-活塞(21)，所述活塞在管道(16)中进行引导并且闭合所述管道(16)内部的压力室(20)，其中

-能够通过所述气体发生器(17)向所述压力室(20)施加压力，并且

-能够通过所述压力室(20)中存在的所述压力驱动所述活塞(21)以执行收紧运动，所述收紧运动能够借助于力传输装置传输到所述安全带，其中

-所述活塞(21)以两部分形成，由主体(3)和布置在所述主体(3)的面向所述力传输装置的一侧上的接触部(4)组成，其中

-所述接触部(4)具有比所述主体(3)更大的强度，其特征在于

-所述主体(3)在面向所述力传输装置的端面处以型面配合的方式包围所述接触部(4)。

2.根据权利要求1所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述主体(3)具有环形凸出套环(1)，所述环形凸出套环具有径向向内指向的至少一个突出部(2)，所述主体利用所述至少一个突出部以型面配合的方式包围所述接触部(4)。

3.根据权利要求2所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述环形套环(1)在周向方向上被至少一个凹部(5)中断。

4.根据前述权利要求中任一项所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述主体(3)在其侧表面中具有至少一个沟槽(6)，所述至少一个沟槽在所述活塞(21)的纵向方向上对准并且通向所述压力室(20)。

5.根据权利要求4所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-在所述沟槽(6)中设置有使横截面积逐步变窄的缩窄部(7)。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述缩窄部(7)布置在所述主体(3)的邻近所述压力室(20)的边缘侧(8)上。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述缩窄部(7)布置在腹板(9)中，所述腹板横向于所述沟槽(6)延伸并且闭合所述沟槽(6)。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-所述沟槽(6)被设计成至少一个截面是锥形的，并且在所述压力室(20)的方向上缩窄。

9.根据权利要求3和根据权利要求4至8中任一项所述的烟火式收紧装置(10)，其特征在于，

-至少一个沟槽(6)并入所述套环(1)的至少一个凹部(5)中。

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