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Die Erfindung betrifft eine Straffvorrichtung für einen Sicherheitsgurtaufroller insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem im Auslösefall mit der Gurtwelle des Sicherheitsgurtaufrollers kuppelbaren Strafferantrieb, der aus einem in seinem Inneren einen Kanal ausbildenden Rohrgehäuse und einem daran angeschlossenen Antriebsrad besteht, wobei zum Antrieb des Antriebsrades eine Mehrzahl von mittels eines pyrotechnischen Antriebs beschleunigten Massekugeln durch den Kanal hindurchleitbar ist und an dem mit dem eingeleiteten Gas zu beaufschlagenden Ende des Kanals ein Antriebskolben für die Massekugeln angeordnet ist.
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Eine Straffvorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus der
DE 195 12 660 C2 bekannt. Bei der bekannten Straffvorrichtung ist zwischen dem Ausgang des Gasgenerators und mit Abstand zu demselben ein Antriebskolben angeordnet, der mit seiner den im Kanal des Rohrgehäuses liegenden Massekörpern zugewandten Oberfläche an der ersten Massekugel der im Kanal liegenden Kette von Massekugeln anliegt. Soweit eine derartige Straffvorrichtung in an sich bekannter Weise mit einem eine Kraftbegrenzungseinrichtung aufweisenden Gurtaufroller zum Einsatz kommt und das Antriebsrad bei Auslösung der Straffvorrichtung an die Kraftbegrenzungseinrichtung des Sicherheitsgurtaufrollers angekoppelt wird und die Gurtwelle über die Kraftbegrenzungseinrichtung strafft, ergibt sich die Anforderung, dass eine Rückbewegung der Massekugeln beziehungsweise des Antriebskolbens im Kanal vermieden sein soll, so dass eine Verriegelung des Straffvorrichtung-Sicherheitsgurtaufroller-Systems gewährleistet ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Straffvorrichtung für einen Sicherheitsgurtaufroller mit den eingangs genannten Merkmalen so auszugestalten, dass eine der durch die vom pyrotechnischen Antrieb erzeugten Gase herbeigeführten Bewegungsrichtung der Massekörper beim Straffvorgang entgegengesetzte Rückbewegung von Massekörpern und Antriebskolben vermieden ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der Antriebskolben als ein verformbarer, eine die an dem Antriebskolben anliegende Massekugel mit einem Teil von deren Oberfläche aufnehmende Mittenöffnung aufweisender ringförmiger Körper mit einem gegenüber dem Innendurchmesser des Kanals geringeren Außendurchmesser ausgebildet ist.
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Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass einerseits aufgrund des kleiner als der Innendurchmesser des Kanals gewählten Außendurchmessers des ringförmigen Antriebskolbens ein einfaches Einstecken des Antriebskolbens in den Kanal des Rohrgehäuses bei der Montage der Straffvorrichtung gegeben ist. Da bei Auslösung der Straffvorrichtung die vom pyrotechnischen Antrieb erzeugten Gase auf den ringförmigen Antriebskolben und den in dessen Mittenöffnung liegenden Bereich der Oberfläche der an dem Antriebskolben anliegenden Massekugel einwirken, kommt es zu einer geringfügigen Aufweitung des Antriebskolbens, bis dessen äußerer Randbereich an der Innenwandung des im Rohrgehäuse ausgebildeten Kanals anliegt und somit den Antriebskolben mit der daran anliegenden Massekugel gegen die Kanalwandung abdichtet. Da der Gasdruck gleichermaßen den Antriebskolben auf seiner dem pyrotechnischen Antrieb zugewandten Ringfläche und die in dessen Mittenöffnung liegende Massekugel in deren gleichgerichteter Bewegung beaufschlagt, kommt es nicht zu einem Verklemmen des Antriebskolbens im Kanal. Ein solches Verklemmen ist nun im Falle einer Rückbewegung der Massekugeln gewünscht und stellt sich dadurch ein, dass bei einer Rückbewegung der an dem Antriebskolben anliegenden Massekugel diese Massekugel in die Mittenöffnung des ringförmigen Antriebskolbens gepresst wird und dadurch den ringförmigen Antriebskolben weiter aufweitet, so dass ein entsprechend starker radialer Druck über die Randfläche des ringförmigen Antriebskolbens gegen die Innenwandung des Kanals ausgeübt wird, was zu einem gegenseitigen Verklemmen von Antriebskolben und Massekugel im Kanal führt, so dass die Rückbewegung der vorgenannten Bauteile vermieden ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der an der Massekugel anliegende Oberflächenbereich des Antriebskolbens in seinem zur Mittenöffnung hin gerichteten Verlauf an die Kontur der Massekugel angepasst ist. Hiermit ist der Vorteil einer Zentrierung des Antriebskolbens gegenüber der daran anliegenden Massekugel und gleichzeitig auch einer guten gegenseitigen Abdichtung von Antriebskolben und Massekugel verbunden.
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Hierzu kann nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Antriebskolbens in ihrem an der Massekugel anliegenden Bereich mit einem dem Radius der Massekugel entsprechenden Radius eingewölbt ist.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Antriebskolben bezüglich seiner sich durch den ringförmigen Körper erstreckenden Mittenebene symmetrisch mit beidseitig der Mittenebene eingewölbten Oberflächen ausgebildet ist, womit der Vorteil verbunden ist, dass bei der Montage der Straffvorrichtung keine besondere Sorgfalt bezüglich der Orientierung des in den Kanal einzulegenden Antriebskolbens aufzuwenden ist.
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Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen ist, dass der äußere Umfang des ringförmigen Antriebskolbens als parallel zur Innenwandung des den Kanal ausbildenden Rohrgehäuses ausgerichtete Randfläche ausgebildet ist, ergibt sich dadurch eine definierte Anlage von Randfläche und Innenwandung des Kanals bei der während des Straffvorganges geschehenden Aufweitung des ringförmigen Antriebskolbens.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Randfläche des Antriebskolbens eine geringere Höhe aufweist als die Materialstärke des Antriebskolbens in seinem an die der Aufnahme der Massekugel dienenden Einwölbung seiner Oberfläche angrenzenden Bereich. Daraus kann sich gemäß einem Ausführungsbeispiel eine Tropfenform des sich von der umlaufenden Randfläche zur Mittenöffnung jeweils erstreckenden Querschnitts ergeben.
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Gemäß einer abgewandelten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der ringförmige Körper des Antriebskolbens einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei wenigstens die an der Massekugel anliegende Ecke des Querschnitts abgefast ist, wobei vorgesehen sein kann, dass die an der durch die Abfasung der Ecke des Querschnitts entstandene Fläche eine an die Kontur der Massekugel angepasste Rundung aufweist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass alle vier an dem rechteckigen Querschnitt des ringförmigen Körpers ausgebildeten Ecken in einer symmetrischen Ausbildung abgefast sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorstehend bezeichneten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die im Winkel zur Innenwandung des Rohrgehäuses verlaufenden, einander gegenüberliegenden Längsflächen des rechteckig ausgebildeten ringförmigen Körpers jeweils mit einer nach innen gerichteten Einwölbung versehen sind, wodurch das Einpressen des Querschnitts des ringförmigen Körpers in den zwischen der runden Oberfläche der Massekugel und der linear verlaufenden Innenwandung des Rohrgehäuses gebildeten Zwickel verbessert ist.
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Gemäß eine weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die außen umlaufende und zur Innenwandung des Rohrgehäuses gerichtete Randfläche des den Antriebskolben bildenden ringförmigen Körpers mit einem sich nach außen öffnenden keilförmigen Einschnitt versehen ist. Die durch den Einschnitt gebildeten Eckbereiche des Einschnitts bilden mit der äußeren, umlaufenden Randfläche des ringförmigen Körpers zwei einander zu beiden Seiten des Einschnittes gegenüberliegende Dichtkanten mit der Innenwandung des Rohrgehäuses aus, wobei durch eine derartige Konfiguration ebenfalls das federnde Zusammendrücken des ringförmigen Körpers verbessert ist. Die Dichtwirkung des Antriebskolbens kann dadurch verbessert sein, wenn nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung der jeweils an den keilförmigen Einschnitt anschließende Bereich der äußeren Randfläche mit einem geringen Winkel zur Innenwandung des Rohrgehäuses ausgerichtet ist derart, dass bei einem Schließen des keilförmigen Einschnittes aufgrund des einwirkenden Drucks die an den Einschnitt anschließenden Randbereiche der umlaufenden Randfläche in eine parallele Anlage an der Innenwandung des Rohrgehäuses gelangen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der an der Massekugel anliegende Bereich des Querschnitts des den Antriebskolben bildenden ringförmigen Körpers mit einem dem Radius der Massekugel entsprechenden Radius eingewölbt ist.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des ringförmigen Körpers durch zwei parallel zueinander und zur Innenwandung des Rohrgehäuses verlaufende Außenflächen begrenzt ist, wobei an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Querschnitts nach außen mit einem Radius vorstehende Außenflächen ausgebildet sind, wobei die Abmessung jeweils so gewählt ist, dass der mit einer derartigen Querschnittsform ausgebildete ringförmige Körper bereits mit seiner gerundeten Außenfläche an der Oberfläche der Massekugel anliegt.
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Es kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung allerdings auch ausreichen, wenn der den Antriebskolben bildende ringförmige Körper einen runden Querschnitt aufweist.
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Bevorzugt besteht der Antriebskolben aus einem elastischen Material.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
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1 die Gurtwelle eines Sicherheitsgurtaufrollers mit daran anzukoppelnder Straffvorrichtung in einer räumlichen Darstellung der Einzelteile,
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2 eine Einzeldarstellung des Antriebskolbens in einer geschnittenen Seitenansicht,
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3 den Antriebskolben in seinem Zusammenwirken mit der daran anliegenden Massekugel in einer schematischen Darstellung in in dem Kanal der Straffvorrichtung montierten Zustand vor Auslösung des Strafferantriebes,
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4 den Gegenstand der 3 während des Straffvorganges nach Auslösung des Strafferantriebes,
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5 den Gegenstand der 3 bzw. 4 nach Abschluss des Straffvorganges,
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6 einen einen abgeänderten Querschnitt aufweisenden Antriebskolben gemäß 3 in einer Teildarstellung,
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7 den Gegenstand der 6 in einer abgewandelten Ausführungsform,
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8 den Gegenstand der 6 in einer weiterhin abgewandelten Ausführungsform,
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9 den Gegenstand der 6 in einer alternativen Ausführungsform,
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10 den Gegenstand der 6 in einer wiederum abgewandelten Ausführungsform.
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Wie im einzelnen nicht weiter dargestellt, ist eine Gurtwelle 10 in einem in der Regel U-förmig und lastaufnehmend ausgebildeten Gurtaufrollergehäuse drehbar gelagert. Um die Gurtwelle in eine das auf ihr aufgewickelte Gurtband straffende Drehung zu versetzen, ist ein pyrotechnisch beaufschlagter Antrieb vorgesehen, der aus einem aus den beiden Antriebsradhälften 11, 12 bestehenden Antriebsrad besteht, wobei die Antriebshälfte 11 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit der Gurtwelle 10 verbunden ist. Wie sich aus 1 ergibt, wird die zweite Antriebsradhälfte 12 beim Zusammenbau der Straffvorrichtung gegen die erste Antriebsradhälfte 11 gesetzt und über eine Verzahnung 31 mit dieser verbunden. Zwischen den beiden Antriebsradhälften 11, 12 ist ein dem Gehäuse des Gurtaufrollers zuzuordnender Schwertkasten 13 angeordnet, der zwischen die beiden Antriebsradhälften 11, 12 reichende schwertförmige Führungen 14, 15 trägt und mit seinem Innenumfang 30 den Außenumfang des Antriebsrades 11, 12 umschließt.
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In der Ebene des Schwertkastens 13 beziehungsweise des Antriebsrades 11, 12 ist ein gekrümmtes Rohrgehäuse 16 angeordnet, in dessen innerem Kanal die der Beschleunigung des Antriebsrades 11, 12 dienenden Massekugeln 18 bevorratet sind. An dem einen Ende des Rohrgehäuses 16 ist eine Gasgeneratoraufnahme 17 angeordnet, in welcher ein im einzelnen nicht dargestellter Gasgenerator untergebracht ist, dessen im Auslösefall freigesetztes Gas die Massekugeln 18 aus dem Rohrgehäuse 16 heraus treibt. Hierzu ist in dem Rohrgehäuse 16 auf der Seite der Gasgeneratoraufnahme 17 ein Antriebskolben 19 angeordnet, während auf der gegenüberliegenden Seite ein Rohrverschluss 20 liegt. Außen auf dem Rohrgehäuse 16 sitzt eine Abdeckkappe 22, die mit dem nicht dargestellten zugeordneten U-Schenkel des Gurtaufrollergehäuses verbunden wird und dabei auch das Rohrgehäuse 16 und den Schwertkasten 13 trägt und haltert.
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Wie sich weiterhin aus 2 ergibt, ist der in 1 angedeutete Antriebskolben 19 als ringförmiger Körper 40 mit einer Mittenöffnung 41 ausgebildet. Beidseitig einer sich durch den ringförmigen Körper 40 erstreckenden Mittenebene 45 sind die Oberflächen 42 des ringförmigen Körpers 40 in symmetrischer Anordnung in ihrem gegen eine Massekugel 18 anliegenden Bereich mit einer sich zur Mittenöffnung 41 hin erstreckenden Einwölbung 43 versehen, deren Radius dem Radius der entsprechenden, daran anliegenden Massekugel 18 entspricht. Auf dem äußeren Umfang des ringförmigen Körpers 40 ist eine Randfläche 44 angeordnet, die senkrecht auf der Mittenebene 45 steht und beim noch zu beschreibenden Einlegen des Antriebskolbens 19 in den Kanal des Rohrgehäuses 16 parallel zum Rohrgehäuse 16 ausgerichtet ist. Soweit die außen umlaufende Randfläche 44 eine geringere Höhe aufweist als die Materialstärke des ringförmigen Körpers 40 in seinem an die Einwölbung 43 jeweils anschließenden Bereich, ergibt sich aufgrund der symmetrischen Ausbildung des ringförmiger Körpers 40 ein tropfenförmiger, sich von der Randfläche 44 zur Mittenöffnung 41 erstreckender Querschnitt des Antriebskolbens 19.
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Wird der so ausgebildete Antriebskolben 19 gemäß 3 in das Rohrgehäuse 16 mit der zugeordneten Innenwandung 23 des Kanals in Richtung des Pfeils 46 eingesetzt, so ergibt sich aufgrund des gegenüber dem Innendurchmesser der Innenwandung 23 geringeren Außendurchmessers des ringförmigen Körpers 40 ein Spalt 47, der eine leichte Montage des als. ringförmiger Körper 40 ausgebildeten Antriebskolbens 19 in dem Rohrgehäuse 16 gewährleistet. Bei montiertem Antriebskolben 19 ergibt sich zwischen dem ringförmigen Körper 40 und der daran anliegenden Massekugel 18 ein Ausdehnungsraum 48 für die in den weiteren Beanspruchungszuständen erfolgende Verformung des Antriebskolbens 19.
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Wird nun der Strafferantrieb ausgelöst, so kommt es zur Einwirkung des freigesetzten Gases in Richtung des Pfeils 52 auf die Anordnung von ringförmigem Körper 40 und daran anliegender Massekugel 18. Somit ergibt sich aufgrund des zunächst von der in dem Rohrgehäuse 16 liegenden Massekugelreihe ausgehenden Bewegungswiderstandes ein entsprechender Druck auf den ringförmigen Körper 40, der dazu führt, dass sich der ringförmiger Körper 40 in Richtung des Pfeils 50 aufweitet, bis der Spalt 47 (3) beseitigt ist und eine dichtende Anlage der umlaufenden Randfläche 44 gegen die Innenwandung 23 des Kanals gegeben ist. Anschließend erfolgt eine Bewegung von Massekugel 18 und ringförmigem Körper 40 in Richtung des Pfeils 49.
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Sollte es im Anschluss an die Beendigung des Straffvorganges zu einer Kraftwirkung in Richtung des Pfeils 51 in 5 auf die Massekugel 18 und den von dieser beaufschlagten ringförmigen Körper 40 kommen, so drückt sich die Massekugel 18 weiter in die Mittenöffnung 41 des ringförmigen Körpers 40 ein, so dass eine entsprechende radiale Aufweitungskraft ausgeübt wird, die zu einer verstärkten Anlage der umlaufenden Randfläche 44 an der Innenwandung 23 des Kanals führt. Aufgrund dieser verstärkten Aufweitungskraft ist ein Verklemmen von Massekugel 18 und dem als ringförmiger Körper 40 ausgebildeten Antriebskolben 19 im Rohrgehäuse 16 gegeben, so dass eine Rückbewegung von Massekugel 18 und ringförmigem Körper 40 in Richtung des Pfeils 51 ausgeschlossen ist.
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In den 6 bis 10 sind weitere Ausführungsbeispiele für geeignete Querschnitte beziehungsweise Querschnittsformen des jeweiligen Antriebskolbens 19 in der Form eines ringförmigen Körpers 40 dargestellt, wobei in einer Abwandlung zu der Darstellung gemäß 3 jeweils nur der obere linke Bereich der in dem Rohrgehäuse 16 gelegenen Massekugel 18 mit daran anliegendem Antriebskolben 19 dargestellt ist.
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Gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der ringförmige Antriebskolben 19 einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel alle vier Ecken 60 eine abgefaste Fläche 61 aufweisen, wobei eine der abgefasten Ecken 60 mit ihrer Fläche 61 an der Oberfläche der Massekugel 18 anliegt.
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Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Maßgabe, dass die im Winkel zur Innenwandung 23 des Rohrgehäuses 16 verlaufenden, einander gegenüberliegenden Längsflächen des rechteckigen Querschnitts jeweils mit einer nach innen gerichteten Einwölbung 62 versehen sind.
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Bei dem in 8 dargestellten Querschnittsprofil des Antriebskolbens 19 beziehungsweise des diesen bildenden ringförmigen Körpers 40 ist der Querschnitt durch zwei parallel zueinander und zur Innenwandung des Rohrgehäuses 16 verlaufende Außenflächen 67 begrenzt, wobei an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten nach außen mit einem Radius vorstehende Außenflächen 68 ausgebildet sind. Die Abmessung des ringförmigen Körpers 40 ist dabei so gewählt, dass der mit einem Querschnitt gemäß 8 ausgebildete ringförmige Körper 40 mit einem Bereich seiner gerundeten Außenfläche 68 an der Oberfläche der Massekugel 18 anliegt.
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Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die außen umlaufende und zur Innenwandung 23 des Rohrgehäuses 16 gerichtete Randfläche mit einem sich nach außen öffnenden keilförmigen Einschnitt 63 versehen ist. Die durch den Einschnitt 63 gebildeten Eckbereiche des Einschnitts 63 mit der äußeren Randfläche bilden zwei einander zu beiden Seiten des Einschnitts 63 gegenüberliegende Dichtkanten 64 mit der Innenwandung 23 des Rohrgehäuses 16 aus. Die an die Dichtkanten 64 anschließenden Bereiche 65 der äußeren Randfläche sind jeweils mit einem geringen Winkel zur Innenwandung 23 des Rohrgehäuses 16 angeordnet derart, dass bei einem Schließen des Einschnitts 63 aufgrund des einwirkenden Drucks die Bereiche 65 in eine parallele Anlage an der Innenwandung 23 des Rohrgehäuses 16 gelangen. Dabei ist die Oberfläche des Antriebskolbens 19 in ihrem an der Massekugel 18 anliegenden Bereich 66 mit einem dem Radius der Massekugel 18 entsprechenden Radius eingewölbt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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