DE2436754A1

DE2436754A1 - Durch explosiv-treibstoff betaetigte sicherheitsgurt-spannvorrichtung mit mechanischer stossdaempfung

Info

Publication number: DE2436754A1
Application number: DE2436754A
Authority: DE
Inventors: Bernard Jean Felix Victor Doin; Bernard Elie Pierre Je Plantif; Jean Francois Tillac
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1973-08-03
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1975-03-27
Also published as: DK412974A; FR2239870A1; LU70648A1; DK142528C; JPS5042523A; IE39901L; NL7410406A; DE2436754C3; IT1016676B; DK142528B; DE2436754B2; US3917031A; GB1417665A; JPS5430568B2; IE39901B1; BE818441A

Description

Patentanwälte

pInr;. F?. RSi-TZ son.
DIpI-In^. K, LAM 7»RECHT

Dr.-Jng. R. 3 Ξ ε T Z Jr. IM0nohen22, Steiiudorfctr. It

550-22.983P(22.984H) 30. 7. 1974

SOCIETE NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS, Paris (Frankreich)

Durch Explosiv-Treibstoff betätigte Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Stoßdämpfung

Die Erfindung betrifft eine durch Explosiv-Treibstoff betätigte Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Stoßdämpfung für Sicherheitsgurte schneller Fahrzeuge wie z. B. Kraftwagen.

Es sind schon zahlreiche Schutzvorrichtungen bekannt, welche die Sicherheit der Insassen schneller Fahrzeuge verbürgen sollen. Der Sicherheitsgurt bildet für sich allein noch keine wirksame Schutzeinrich-

tung, und zwar erstens, weil starke Stoßdämpfung fehlt, und zweitens, weil die anfängliche Einstellung des Gurtes schlecht ist.

Um den erstgenannten Mangel zu beheben, hat man schon Lösungen vorgeschlagen, die eine leichte, unterbrochene Dämpfung ermöglichen; und zwar hat man Falten im Gurt vorgesehen, deren Befestigungen unter dem Druck der zu schützenden Person brechen und so das Entfalten des Gurtes ermöglichen. Man hat ferner Stoßdämpfung s-Einrichtungen vorgeschlagen, welche begrenzte Verschiebung des Sitzes, auf dem die zu schützende Person sitzt, zulassen; solche Einrichtungen können z. B. aus Schienen und hydraulischen Zylindern zusammengesetzt sein.

Den zweitgenannten Mangel zu beheben, dienen Vorrichtungen, die als "Bremszylinder" bekannt sind und im Augenblick eines Zusammenstoßes den Sicherheitsgurt unabhängig davon, wie dieser zu Beginn eingestellt ist, an die zu schützende Person dicht anlegen können.

Die Erfindung soll das Eintreten beider aufeinanderfolgenden Sicherheitswirkungen ermöglichen, und zwar zunächst die Wirkung, daß der Sicherheitsgurt an die zu schützende Person erst im Augenblick des Zusammenstoßes angelegt wird, und sodann die Wirkung, daß die zu schützende Person abgefangen -wird, indem ein Großteil ihrer kinetischen Energie verteilt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet ein einzigartiges, doppeltwirkendes Verbindungsorgan zwischen dem Sicherheitsgurt und einem an der Karosserie des Fahrzeuges festen Bauteil. Für die im vorderen Teil eines Kraftwagens sitzende Person zum Beispiel kann sie zwischen den beiden Fahrgastsitzen angeordnet sein und einen der drei Punkte für die Befestigung des Gurtes bilden.

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Die Erfindung betrifft also eine durch Explosiv-Treibstoff zu betätigende Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Dämpfung. Ein solcher Spanner enthält eine Stoßdämpfungsvorrichtung, die aus zwei ineinandergleitenden zylindrischen Bauteilen besteht, deren einer in seiner dem anderen Bauteil zugewandten Wand eine Ringnut aufweist, deren Grund mit einer kegeligen Tragfläche versehen ist, welche an einem Hubbegrenzungsanschlag endet, und in der ein Kranz von Bauteilen angeordnet ist, welche sich in den anderen Bauteil einpressen sollen und um einen vorbestimmten Betrag höher sind, als die Ringnut an dem dem Hubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche tief ist, so daß eine gesteuerte Stoßdämpfung dadurch entsteht, daß jene sich in die Wand des anderen Bauteils einpressenden Bauteile die Wand bleibend verformen oder Späne aus ihr herausreißen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform enthält die Spannvorrichtung im wesentlichen:

a) einen Zylinder mit einem darin gleitenden Kolben, an dem eine Kolbenstange befestigt ist, die sich nach außerhalb des Zylinders erstreckt und an der die Befestigungsöse des Sicherheitsgurtes befestigt werden soll, ferner eine Explosiv-Treibstoff-Ladung, die hinter dem Kolben um die Kolbenstange herum so angeordnet ist, daß Zünden dieser Ladung den Kolben in einem einzigen Sinn bewegt, sowie eine Einrichtung zum Zünden dieser Treibladung von außerhalb des Zylinders her,

b) eine mechanische Stoßdämpfungs-Vorrichtung, welche den Rückhub der Kolbenstange steuern soll und einen Kranz von Einpreß-Bauteilen in einer Ringnut enthält, die in der an der Innenwand des Zylin-

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dergehäuses anliegenden Seitenwand des Kolbens angeordnet und deren Grund mit einer an einem Hubbegrenzungsanschlag endenden kegeligen Tragfläche versehen ist, wobei die Höhe der Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe der Ringnut an dem dem Hubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist, so daß die Einpreß-Bauteile eine gesteuerte Stoßdämpfung durch bleibende Verformung der Innenwand des Zylindergehäuses oder durch Herausreißen von Spänen aus dieser Innenwand bewirken, und

c) gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Begrenzung der von der Kolbenstange bei ihrer Bewegung ausgeübten Zugkraft.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der durch Exploxiv-Treibstoff betätigten Spannvorrichtung enthält die mechanische Dämpfungsvorrichtung ferner eine zweite Dämpfungsstufe in Form einer teleskopartigen Vorrichtung, die aus einem zylindrischen Rohr, das um das Zylindergehäuse angeordnet ist, und einem Kranz von Einpreß-Bauteilen besteht, welcher in der der Innenwand dieses Rohres zugewandten Außenwand des Zylindergehäuses an dessen der Kolbenstange entgegengesetztem Ende angeordnet ist und dessen Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag höher als der zwischen dem Rohr und dem Zylindergehäuse befindliche Ringspalt sind.

Gemäß einer dritten Ausfühiungsform der durch Exploxiv-Treibstoff betätigten Spannvorrichtung enthält die mechanische Dämpfungsvorrichtung noch eine zweite Dämpfungsstufe in Form einer teleskopartigen Vorrichtung, die aus einem Ring, der um das der Kolbenstange zugewandte Ende des Zylindergehäuses angeordnet ist, und einem Kranz von Einpreß-Bauteilen besteht, welcher in der der Außenwand des Zylinder-

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gehäuses zugewandten Innenwand dieses Ringes angeordnet ist und dessen Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag höher als der zwischen diesem Ring und.dem Zylindergehäuse befindliche Ringspalt sind.

Gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Kranz von Einpreß-Bauteilen in einer Ringnut angeordnet sein, die in die Außenwand des Zylindergehäuses eingearbeitet sind und deren Nutgrund mit einer kegeligen Tragfläche versehen ist, welche an einem Hubbegrenzungsanschlag endet, und daß die Höhe der Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe des Nutgrundes an dem diesem Hubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist.

Gemäß der dritten Ausführungsform ist der Kranz von Einpreß-Bauteilen in einer Ringnut angeordnet, die in die Innenwand des Ringes eingearbeitet und deren Nutgrund mit einer kegeligen Tragfläche versehen ist, welche an einem Hubbegrenzungsanschlag endet, und daß die Höhe der Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe des Nutgrundes an dem diesem Hubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist.

Die Einpreß-Bauteile können Kugeln aus hochfestem Werkstoff sein, deren Durchmesser um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe der kegeligen Tragfläche des Nutgrundes heben dem Hubbegrenzungsanschlag ist, so daß die Kugeln eine gesteuerte Stoßdämpfung durch Einpressen und Einwalzen von Rillen in die Wand des anderen Bauteiles bewirken .

Ebenso können die Einpreß-Bauteile Sektoren eines kegeligen Ringes

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sein, die an ihren Außenflächen mit Einpreßwerkzeugen aus hochfestem Werkstoff versehen sind und deren Gesamthöhe um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe der kegeligen Tragfläche neben dem Hubbegrerizungsanschlag ist.

Die Einpreßwerkzeuge sind z.B. Schneidwerkzeuge, so daß sie die gesteuerte Stoßdämpfung durch Herausreißen von Spänen und Eingraben von Rillen in die Wand des anderen Bauteils bewirken.

Gemäß einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform enthält die teleskopartige Vorrichtung ein zylindrisches Bohr, das um das Zylindergehäuse herum angeordnet und β seinem der Kolbenstange abgewandten Ende durch einen Deckel verschlossen und an seinem anderen Ende mit einem Dichtungsring versehen ist derart, daß das bei der Verbrennung der Explosiv-Treibladung entstehende Gas im Innern der teleskopartigen Vorrichtung zurückgehalten wird.

Gemäß einer noch anderen Abwandlung der zweiten Ausführungsform ändert sich der Innendurchmesser des zur teleskopartigen Vorrichtung gehörigen, das Zylindergehäuse umgebenden Rohres über die Länge des Rohres so, daß die Stärke der die Dämpfung bewirkenden Bremskraft sich in vorbestimmter, von der Innenkontur des Rohres abhängiger Weise ändert.

Die Erfindung gibt also eine durch Explosiv-Treibstoff zu betätigende Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung an, welche im Augenblick des Zusammenstoßes den Gurt an die zu schützende Person anlegen und sodann eine gesteuerte Stoßdämpfung dadurch bewirken soll, daß sie einen wesentlichen Teil der kinetischen Energie dieser Person vernichtet.

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Diese Spannvorrichtung enthält:

a) ein zylindrisches Gehäuse, in welchem ein Kolben gleitet, an dem eine sich nach außerhalb des Zylindergehäuses erstreckende Stange befestigt ist und hinter dem eine Ladung Explösiv-Treibstoff angeordnet ist,

b) eine mechanische Stoßdämpfungs-Vorrichtung, welche einen Kranz von Einpreß-Bauteilen aufweist, die in einer Ringnut angeordnet sind, deren Nutgrund mit einer kegeligen Tragfläche versehen ist, die durch einen Hubbegrenzungsanschlag begrenzt ist, und

c) gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Begrenzung der Zugkraft.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der anliegenden Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen

Fig. 1 eine Ansicht (untere Bildhälfte) und einen Längsschnitt (obere Hälfte) einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Längsschnitt einer Spannvorrichtung gemäß der Fig. 1 in einer etwas geänderten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Ansicht (untere Bildhälfte) und einen Längsschnitt (obere Hälfte) einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in einer dritten Ausführungsform,

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Fig. 5 einen Längsschnitt der Spannvorrichtung der Fig. 3 in einer etwas geänderten Ausführungsform,

Fig. 5 a ein perspektivisches Bild des in Fig. 5 gezeigten Brems-Elementes, und

Fig 6 einen Teil-Längsschnitt der Spannvorrichtung der Fig. 5 in etwas geänderter Ausführungsform.

Es sei im einzelnen auf Fig. 1 verwiesen: Die erfindungsgemäße Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Dämpfung weist ein rohrförmiges, zylindrisches Gehäuse 1 auf, das an einem seiner Enden durch einen runden Boden 1 a abgeschlossen und am anderen Ende Ib offen ist und an diesem offenen Ende mit einer radial einwärts gerichteten Sicke 2 und mit Auspufföffnungen 3 versehen ist und einen axial innerhalb dieser Öffnungan angeordneten staubdichten Deckel 4 enthält.

Im Gehäuse 1 ist axial verschiebbar ein doppeltwirkender Kolben 5 angeordnet, der mit einer axialen Bohrung versehen und am Ende einer Stange 6 befestigt ist, die durch den runden Boden 1 a hindurchgeht, der zu diesem Zweck eine axiale Durchgangsbohrung 7 aufweist, die mit einer Dichtung 8 versehen ist.

Zwischen dem Kolben 5 und dem Boden la ist eine Brennkammer 9 angeordnet, in der eine ringförmige Ladung 10 aus gaserzeugendem Explosiv-Treibstoff angeordnet ist, die z. B. aus 2 Gramm hochwirksamen, lösungsmittelfreien homogenen Pulvers auf der Grundlage von Nitrozellulose und Nitroglycerin mit verschiedenen Zusätzen, darunter

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einem Plastifizierungsmittel und einem Verbrennungsregler, besteht.

Gezündet wird diese Ladung durch zwei Mikro-Zünder 11 und 12, die in der Bohrung 5 a des Kolbens 5 angeordnet und durch Leitungsdrähte 13, welche durch den staubdichten Deckel 5 und durch eine der A us pufföffnung en hindurchgehen, mit einer die Zündung mittels elektrischen Impulses auslösenden Vorrichtung wie z. B. einem Stoßfühler verbunden sind und die eine Zündladung 14 zünden, welche ebenfalls in der Kolbenbohrüng angeordnet ist und z. B. aus 0,5 Gramm eines schnell verbrennenden Pulvers auf der Basis von Kupferoxyd (63 %) und Zirkonium (37 %) besteht.

Die Bohrung 5a des Kolbens und die Brennkammer 9 sind durch seitliche Kanäle 15 miteinander verbunden.

Die Vorrichtung zur Begrenzung der vom Kolben 6 ausgeübten Zugkraft enthält einen herausreißbaren doppeltkegeligen Stopfen 16, der mit einem Ringflansch 17 und mit einer axialen Bohrung 18 für den Durchgang der Leitungsdrähte 13 und mit einer dazwischen angeordneten Dichtung 19 versehen ist. Dieser Stopfen versperrt das freie Ende der Bohrung 5 a des Kolbens und wird in seiner Stellung dadurch festgehalten, daß der Ringflansch 17 zwischen dem Boden eines zu diesem Zweck in der Stirnwand des Kolbens angeordneten Gewindesackloches 20 und einer darin eingeschraubten Überwurf schraube 21 eingespannt ist.

Die Begrenzung der vom Kolben ausgeübten Zugkraft geschieht dadurch, daß der Ringflansch 17 bricht, wenn die Zugkraft einen voreingestellten Wert, z. B. 750 kp, übersteigt, und der Stopfen 16 her-

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ausgerissen wird, was eine Verbindung der Brennkammer durch die Kolbenbohrung mit dem vor dem Kolben befindlichen Raum 22 des Zylinders schafft.

Die Einrichtung zur gesteuerten Dämpfung weist eine in die Umfangswand des Kolbens eingedrehte Ringnut 23 auf, die aus einem zylindrischen Teil 23 a, einer diesen Teil nach vorn verlängernden kegeligen Tragfläche 23 b und einem diese Tragfläche begrenzenden Hubbegrenzungsanschlag 23 besteht.

In dieser Ringnut ist ein Kranz von Kugeln 24 angeordnet, deren Durchmesser etwas kleiner als die Tiefe des zylindrischen Teils der Ringnut, aber etwas größer als die Tiefe des kegeligen Teils der Ringnut am Ende des Hubweges der Kugeln ist.

Diese Kugeln bestehen z. B. aus hochfestem Chromnickelstahl, während die Innenwand des rohrförmigen Gehäuses aus weniger hartem, leichter verformbarem Werkstoff, z. B. aus Duralumin, besteht.

Im Betrieb sendet, da das freie Ende der Kolbenstange 6 mit der Festhalte-Schleife des Sicherheitsgurtes verbunden und das zylindrische Gehäuse 1 mittels der Sicke 2 und einer Befestigungsvorrichtung am Boden der Karosserie des Kraftwagens befestigt ist, der Stoßfühler, sobald ein Zusammenstoß erfolgt, einen elektrischen Impuls aus, der die Mikro-Zünder 12 zündet, welche ihrerseits die Explosiv-Treiblqdung 10 zünden. In einer ersten Betriebsphase wird infolge des Drucks der in der Brennkammer durch die Verbrennung dieser Ladung entstandenen Gase ein Schub von z. B. 300 kp erzeugt und dadurch der Kolben 5 im Gehäuse vorwärtsgeschoben und die Kolbenstange 6 verscho-

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ben, die ihrerseits einen Zug auf den Sicherheitsgurt ausübt und diesen spannt und dadurch an den zu schützenden Wageninsassen anlegt.

Solange die Kolbenstange sich im Zylinder verschiebt und der Gurt locker ist, bleibt der Druck in der Brennkammer wesentlich gleich. Sobald der Gurt sich an den zu schützenden Wageninsassen angelegt hat, nimmt der Widerstand gegen den Kolbenhub und somit der Druck in der Brennkammer allmählich zu, so lange, bis der Ringflansch 17 bricht und der Stopfen 16 herausgerissen wird. Die von der Kolbenstange auf den Sicherheitsgurt ausgeübte Zugkraft ist z.B. auf 750 kp eingestellt, was einem Grenz-Innendruck von 190 bar entspricht; dies soll Belästigung des Insassen vermeiden. Sobald dieser Grenzwert erreicht ist, bricht der Ringflansch 17; die Verbrennungsgase strömen durch die Kanäle 15 und durch die Bohrung 5 a in den vorderen Zylinderraum 22, schieben den staubdichten Deckel 4 bis zur Sicke 2 und strömen durch die Auspuff Öffnungen 3 in die Außenluft ab.

Die zweite Betriebsphase beginnt beim Herausreißen des Stopfens 16. Dieses Herausreißen beendet den Vorschub der Kolbenstange 6 sofort; diese Stange, stets von der vom Sicherheitsgurt, auf ihr freies Ende ausgeübten Widerstaidskraft zurückgedrängt, sucht zurückzukehren und bewirkt dadurch zunäqhst, daß die Kugeln 24 infolge ihrer Trägheit sich zwischen der kegeligen Tragfläche 23 b und der Innenwand des Zylindergehäuses 1 festklemmen und danach in den diese Wand bildenden Werkstoff eindrücken, bis sie am Hubbegrenzungsanschlag 23 c anliegen.

Danach werden, sobald die vom Wageninsassen auf den· Gurt aus-

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geübte Widerstandskraft einen voreingestellten Wert, der z. B. zwischen 450 und 650 kp liegen mag, übersteigt, die Kolbenstange und der Kolben allmählich zurückbewegt, wobei die Kugeln diese Bewegung dadurch bremsen, daß sie dagegendrücken und Rillen in die Innenwand des Zylindergehäuses 1 einwalzen. So entsteht eine Stoßdämpfung mit gleichbleibendem Widerstand des zu schützenden Wageninsassen; dieser Widerstand zehrt beim Rückhub der Kolbenstange einen bedeutenden Teil der kinetischen Energie des Insassen infolge der gesteuerten bleibenden Verformung der Gehäuse-Innenwand durch die Kugeln auf.

Die Stärke der Dämpfung hängt von der Anzahl der benutzten Kugeln und von der Tiefe ihres Eindringens in die Wand des Zylindergehäuses ab. Zum Beispiel entsteht bei einer Eindringtiefe jeder Kugel von 0,2 mm, bei Kugeln aus Chromnickelstahl von 6 mm Durchmesser, bei einem Zylindergehäuse aus Duralumin, wenn die Anzahl der Kugeln 9 beträgt, ein Widerstand von 650 kp.

Bei der in Fig. 2 gezeigten abgeänderten Bauform ist die Zündeinrichtung - sie besteht aus den Zündern 11, 12 und der Zündladung 14 - nicht mehr in der Kolbenbohrung, sondern in der Brennkammer zwischen der Explosiv-Treibladung 10 und dem runden Boden la des Zylindergehäuses 1 rings um die Kolbenstange 6 angeordnet. Die Leitungsdrähte 13 verbinden die Zünder 12 mit einer Steuervorrichtung für die Zündung, und zwar durch einen seitlichen Kanal des Kolbens, durch die axiale Bohrung des Kolbens, durch den Stopfen 16, durch den staubdichten Deckel 4 und durch eine der Auspuff öffnung en 3 hindurch. Ferner ist ein schraubenförmig geschlitzter Ring 25 vorhanden, der die Leitungsdrähte und die Treibladung stützt.

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Die Verbrennungsgase strömen durch Kanäle 26, die im hinteren Teil des Kolbens parallel zur Kolbenachse angeordnet sind, und von dort durch die Ringnut 23 und durch seitliche Kanäle 27, welche im Bereich der kegeligen Tragfläche 23 b angeordnet sind und die Ringnut mit der Bohrung 5a des Kolbens verbinden und dort an dem hinteren Kegel des Stopfens 16 münden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist eine zweite Dämpfungsstufe vorgesehen, damit in der ersten Betriebsphase ein Dämpfungsweg erzielt wird, der beträchtlich größer ist als der Bremshub der Kolbenstange, an der der Sicherheitsgurt befestigt ist.

Zu diesem Zweck ist außen am Zylindergehäuse 1 der Spannvorrichtung der Fig. 1 eine teleskopähnliche Vorrichtung angeordnet. Diese besteht aus einem zylindrischen Rohr 28, das länger und weiter als das Zylindergehäuse 1 ist und dessen eines Ende 28 a radial einwärts gebördelt und an diesem Gehäuse geführt und dessen anderes Ende 28b offen und mit einem Befestigungsbügel 29 versehen ist, der um ein hohles Rohr 30 schwenken kann, das in dieses Ende 28b eingesteckt ist.

In die Außenwand des Zylindergehäuses 1 ist nahe seinem offenen Ende Ib eine Ringnut eingedreht, die einen kegeligen Teil 31 aufweist. In dieser Ringnut sind Kugeln 33 aus Chromnickelstahl angeordnet; diese legen sich an die Innenwand des teleskopartigen Rohres 28 an.

Im Betrieb ist das freie Ende der Stange 6 der Spannvorrichtung an der Befestigungsöse des Sicherheitsgurtes befestigt, und der Bügel

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29 ist ζ. B. am Boden der Karosserie des Fahrzeuges mittels in den Löchern 34 angeordneter Schrauben befestigt.

Am Ende der oben beschriebenen Dämpfungs-Phase beginnt eine zweite Dämpfungs-Phase, während deren der Widerstand, den der aufzufangende Wageninsasse auf den Sicherheitsgurt ausübt, bewirkt, daß das Zylindergehäuse 1 der Spannvorrichtung aus dem äußeren Rohr 28 herausgezogen wird; während dieser Bewegung werden die Kugeln 33 vom kegeligen Teil 31 festgeklemmt und in die Innenwand des genannten äußeren Rohres 28 eingedrückt, bis sie sich an den Anschlag 32 anlegen. Von diesem Augenblick an drücken sie sich an und in die Wand des Rohres 28 ein und bilden darin Rillen und bewirken so eine Dämpfung mit bestimmtem, gleichbleibendem Widerstand, z. B. 750 kp bei Verwendung von 4,5 mm großen Kugeln und 0,2 mm Eindrücktiefe.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführongsform enthält die teleskopartige Vorrichtung einen Ring 35, der um das Ende la des Zylindergehäuses der Spannvorrichtung herum zwischen zwei auf die Enden des Gehäuses aufgebrachten Hubbegrenzungs-Anschlägen 36, 37 angeordnet ist«

Der Ring 35 hat eine Innen-Ringnut 38, deren Grund eine kegelige Tragfläche 38a bildet, die von zwei Hubbegrenzungsanschlägen 38b und 38s begrenzt, ist. In der Ringnut 38 ist ein Kranz von Kugeln 39 aus Chromnickelstahl angeordnet. Auf dem Ring 35 ist ein Bügel 30 mittels ,Schrauben 31 angebracht.

Im Betrieb ist die Kolbenstange 6 an der Befestigungsöse des Sicherheitsgurtes und der Bügel 40 z. B. am Boden der Karosserie des

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Fahrzeuges mittels in die Löcher 40 a des Bügels eingedrehter Schrauben befestigt.

Am Schluß der oben für die Spannvorrichtung der Fig. 1 und 2 beschriebenen Dämpfungsphase bewirkt die Widerständskraft, die der zu schützende Insasse auf den Sicherheitsgurt ausübt, die Rückbewegung des Zylindergehäuses 1. Bei dieser Bewegung werden die Kugeln 39 von der kegeligen Tragfläche 38a festgeklemmt, in den Werkstoff der Außenwand des Zylindergehäuses 1 eingedrückt und dann von einem zum anderen Ende des Zylindergehäuses mitgeschleppt, wobei sie darin Rillen einpressen, was eine Dämpfung mit vorbestimmten!, gleichbleibendem Widerstand von z. B. 450 - 500 kp oder mehr bewirkt .

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Dämpfung ein wesentlich zylindrisches rohrförmiges Gehäuse 42, das am einen Ende 42 a durch einen eingesetzten Boden 43 verschlossen und an seinem anderen Ende 42 b offen und dort mit einem aufgeschraubten Ring 44 mit Flügeln 44a versehen ist.

Im Inneren des Gehäuses 42 ist gleitend ein ringförmiger, abreißbarer Kolben 45 angeordnet, der mit einem Dichtungsring 45a versehen und auf die Vorderseite eines Kopfes 46 zwischen einer Schulter 46 a dieses Kopfes und einem Halte-KlaiBnring 47 aufgesetzt ist. Dieser Kopf 46 setzt sich nach hinten in einer kegelförmigen Tragfläche 48 fort, die an einem Hubbegrenzungsanschlag 49 endet. Um diese kegelige Tragfläche herum ist ein Kranz von Sektoren 50 eines kegeligen Ringes angeordnet, welche gleiche Konizität wie die kegelige

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Tragfläche 48 haben und an ihren Außenflächen mit Haken versehen sind, die in Spitzen 50a enden (Fig. 5a).

Dieser Kranz von Sektoren eines kegeligen Ringes ist zwischen dem Hubbegrenzungsanschlag 49 und einer Stützscheibe 51 angeordnet; zwischen diese Scheibe und den Sektorenkranz ist ein torusförmiger elastischer Ring 52 eingelegt.

Der Kopf 46 ist am Ende einer Stange 53 befestigt, die durch den Boden 43 hindurchgeht, der zu diesem Zweck mit einer axialen Durchgangsbohrung mit Dichtungsring 55 versehen ist.

Zwischen dem Boden 43 und dem Kopf 46 ist eine Explosiv-Treibladung 56 mit einer Zündeinrichtung angeordnet, welche aus zwei Mikrozündern 57 besteht, die durch Leitungsdrähte 58, welche durch einen Kanal 59 des Bodens 43 hindurchgeführt sind, mit einer das Zünden steuernden Vorrichtung wie z.B. einem Stoßfühler verbunden sind.

Außen um das Gehäuse 42 ist eine teleskopartige Einrichtung angeordnet, die ein zylindrisches Rohr 60 aufweist, dessen eines Ende, nämlich das zur Kolbenstange 53 hin gewandte Ende, an einem radial einwärts gerichteten Flansch 60a endet, der mit einem Dichtungsring 61 versehen und auf dem Rohr 42 geführt ist; das andere Ende des Rohres 60 ist durch einen Boden 62 verschlossen. Auf diese Weise werden die von der Treibladung erzeugten Gase im Inneren der teleskopartigen Vorrichtung gehalten.

Im Betrieb ergibt sich die Begrenzung des Zuges, der auf den zu schützenden Insassen ausgeübt wird, durch das Abreißen des vorläufig

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durch den Klauenring 47 festgehaltenen ringförmigen Kolbens 45, sobald der innere Druck einen vorher eingestellten Wert übersteigt.

Das allmähliche Abfangen des zu schützenden Insassen geschieht sodann in zwei aufeinanderfolgenden Phasen: Die erste Phase.entspricht der Bewegung der Kolbenstange 53 und des Kopfes 46 im Zylindergehäuse 42 mit dem Herausschneiden von Spänen und dem Einschneiden von Rillen aus der bzw. in die Innenwand des Zylindergehäuses durch die Spitzen 50 a der Sektoren des kegeligen Ringes 50; die zweite Phase entspricht der Bewegung des Gehäuses 42 im äußeren Rohr 60 mit Anpressen an die Innenwand dieses Rohres und mit Einpressen von Rillen in diese Wand durch die Flügel 44 a, deren Höhe um einen vorbestimmten Betrag größer als das zwischen dem Gehäuse und dem äußeren Rohr vorhandene Spiel ist.

Die Flügel 44 a können durch Kugeln 63 ersetzt werden, die in einer Ringnut oder in halbkugeligen Vertiefungen 64 der Außenwand des Gehäuses 42 gemäß der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform angeordnet sind. Ebenfalls kann das äußere Rohr 60 durch ein kegeliges Rohr oder allgemein durch einen rohrförmigen Drehkörper von veränderlichem Innendurchmesser ersetzt werden derart, daß die Dämpfung durch Ausüben einer Zurückhalte-Kraft vorbestimmter und veränderlicher Stärke - je nach der Form der inneren Erzeugenden des rohrförmigen Drehkörpers - entsteht.

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Claims

A nsprüche

I 1. Jburch Explosiv-Treibstoff betätigte Sicherheitsgurt-Spannvorrichtung mit mechanischer Stoßdämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Stoßdämpfungs-Vorrichtung enthält, die aus zwei ineinandergleitenden zylindrischen Bauteilen (l, 5; 42, 46) besteht, deren einer (5| 46) in seiner dem anderen Bauteil (l, 42) zugewandten Wand eine Ringnut (23; -) aufweist, deren Grund mit einer kegeligen Tragfläche (23b; 48) versehen ist, welche an einem Hubbegrenzungsanschlag (23c; 49) endet, und in der ein Kranz von Bauteilen (64; 50) angeordnet ist, welche sich in den anderen Bauteil (l| 42) einpressen sollen und um einen vorbestimmten Betrag höher sind, als die Ringnut an dem dem Kubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche tief ist, so daß eine gesteuerte Stoßdämpfung dadurch entsteht, daß jene sich in die Wand des anderen Bauteils einpressenden Bauteile die Wand bleibend verformen oder Späne aus ihr herausreißen.
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen enthält

a) einen Zylinder (l; 42) mit einem darin gleitenden Kolben (5; 46), an dem eine Kolbenstange (6; 53) befestigt ist, die sich nach außerhalb des Zylinders erstreckt und an der die Befestigungsöse des Sicherheitsgurtes befestigt werden soll, ferner eine Explosiv-Treibstoff-Ladung (10; 56), die hinter dem Kolben um die Kolbenstange herum so angeordnet ist, daß Zünden dieser Ladung den Kolben

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in einem einzigen Sinn bewegt, sowie eine Einrichtung (ll, 12; 57) zum Zünden dieser Treibladung von außerhalb des Zylinders her,

b) eine mechanische Stoßdämpfungs-Vorrichtung, welche den Rückhub der Kolbenstange (6; 53) steuern soll und einen Kranz von Einpreß-Bauteil en (24; 50) in einer Ringnut (23; -) enthält, die in der an der Innenwand des Zylindergehäuses (1; 42) anliegenden Seitenwand des Kolbens angeordnet und deren Grund mit einer an einem Hubbegrenzungsanschlag (23c; 49) endenden kegeligen Tragfläche (23 b.; 48) versehen ist, wobei die Höhe der Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe der Ringnut an dem dem Hubbegrenzungsanschlag benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist, so daß die Einpreß-Bauteile eine gesteuerte Stoßdämpfung durch bleibende Verformung der Innenwand des Zylindergehäuses oder durch Herausreißen von Spänen aus dieser Innenwand bewirken, und

c) gegebenenfalls eine Vorrichtung zur Begrenzung der von der Kolbenstange (6; 53) bei ihrer Bewegung ausgeübten Zugkraft (Fig. 1, Fig. 2; Fig. 5).
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Dämpfungsvorrichtung noch eine zweite Dämpfungsstufe aufweist in Form einer teleskopartigen Vorrichtung, die aus einem zylindrischen Rohr (28; 60), das um das Zylindergehäuse (l; 42) angeordnet ist, und einem Kranz von Einpreß-Bauteilen (33; 42a) besteht, welcher in der der Innenwand dieses Rohres zugewandten Außenwand des Zylindergehäuses an dessen der Kolbenstange (6; 53) entgegengesetztem Ende angeordnet ist und dessen Einpreß-Bauteile um einen

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vorbestimmten Betrag höher als der zwischen dem Rohr (28$ 60) und dem Zylindergehäuse (l; 42) befindliche Ringspalt sind (Fig. 3; Fig. 5, Fig. 6).
4. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Dämpfungsvorrichtung noch eine zweite Dämpfungsstufe aufweist in Form einer teleskopartigen Vorrichtung, die aus einem Ring (35), der um das der Kolbenstange (6) zugewandte Ende des Zylindergehäuses (l) angeordnet ist, und einem Kranz von Einpreß-Bauteilen (39) besteht, welcher in der der Außenwand des Zylindergehäuses zugewandten Innenwand dieses Ringes angeordnet ist und dessen Einpreß-Bauteile um einen vorbestimmten Betrag höher als der zwischen diesem Ring (35) und dem Zylindergehäuse (l) befindliche Ringspalt sind (Fig. 4).
5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz von Einpreß-Bauteilen (33) in einer Ringnut angeordnet ist, die in die Außenwand des Zylindergehäuses (l) eingearbeitet sind und deren Nutgrund mit einer kegeligen Tragfläche (31) versehen ist, welche an einem Hubbegrenzungsanschlag (32) endet, und daß die Höhe der Einpreß-Bauteile (33) um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe des Nutgrundes an dem diesem Hubbegrenzungsanschlag (32) benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist (Fig. 3).
6. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz von Einpreß-Bauteilen (39) in einer Ringnut (38) angeordnet ist, die in die Innenwand des Ringes (35) eingearbeitet und deren Nutgrund mit einer kegeligen Tragfläche (38a) versehen ist, welche an

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einem Hubbegrenzungsanschlag (38b) endet, und daß die Höhe der Einpreß-Bauteile (39) um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe des Nutgrundes an dem diesem Hubbegrenzungsanschlag (38 b) benachbarten Ende der kegeligen Tragfläche ist (Fig. 4).
7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreß-Bauteile Kugeln (24; 39) aus hochfestem Werkstoff sind, deren Durchmesser um einen vorbestimmten Betrag größer als die Tiefe der kegeligen Tragfläche (23 b; 38 a) des Nutgrundes neben dem Hubbegrenzungsanschlag (23c; 38b) ist, so daß die Kugeln eine gesteuerte Stoßdämpfung durch Einpressen und Einwalzen von Rillen in die Wand des anderen Bauteiles (1; 28) bewirken .
8 - Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreß-Bauteile Sektoren eines kegeligen Ringes (50) sind, die an ihren Außenflächen mit Einpreßwerkzeugen (50a) aus hochfestem Werkstoff versehen sind und deren Gesamthöhe um einen vorbestimmten Betrag größer als, die Tiefe der kegeligen Tragfläche (48) neben dem Hubbegrenzungsanschlag (49) ist (Fig. 5).
9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreßwerkzeuge Schneidwerkzeuge (50a).sind, so daß· sie die gesteuerte Stoßdämpfung durch Herausreißen von Spänen und Eingraben von Rillen in die Wand des anderen Bauteils (42) bewirken (Fig. 5a).

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- Ά2 -
10. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohr (28) oder dem Ring (35) ein schwenkbarer Befestigungsbügel (29; 40) befestigt ist (Fig. 3, Fig. 4).
11. Spannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die teleskopartige Vorrichtung ein zylindrisches Rohr (60) aufweist, das um das Zylindergehäuse (42) herum angeordnet und an seinem der Kolbenstange (53) abgewandten Ende durch einen Deckel (62) verschlossen und an seinem anderen Ende mit einem Dichtungsring (61) versehen ist derart, daß das bei der Verbrennung der Explosiv-Treibladung (56) entstehende Gas im Inneren der teleskopartigen Vorrichtung zurückgehalten wird (Fig. 5, Fig. 6).
12» Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des zur teleskopartigen Vorrichtung gehörigen, das Zylindergehäuse umgebenden Rohres sich über die Länge des Rohres so ändert, daß die Stärke der die Dämpfung bewirkenden Bremskraft sich in vorbestimmter, von der Innenkontur des Rohres abhängiger Weise ändert.
13. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreß-Bauteile aus radialen Flügeln (44 a) bestehen, die am Außenumfang des Zylindergehäuses (42) angebracht sind (Fig. 5).
14. Spanneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpreß-Bauteile Kugeln (63) sind, die in einer Ringnut oder in halbkugeligen Vertiefungen (64) der Außenwand des Zylindergehäuses (42) angeordnet sind (Fig. 6).

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15. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugkraft begrenzende Vorrichtung in einem herausreißbaren Stopfen (16) besteht, der eine Bohrung (5a) des Kolbens (5), welche die hinter dem Kolben befindliche Brennkammer (9) mit dem vor dem Kolben befindlichen Raum verbinden soll, sperrt und vorläufig durch einen Ringflansch (17) festgehalten wird, welcher bei Anstieg des Innendruckes über einen voreingestellten Wert zerbricht (Fig. 1, Fig. 2).
16. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zugkraft begrenzende Vorrichtung in einem herausreißbaren ringförmigen Kolben (45) besteht, der an seinem Platz vorläufig durch einen Klauenring (47) festgehalten wird, welcher bei Anstieg des Innendruckes über einen voreingestellten Wert zerbricht (Fig. 5).

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