DE2517539A1

DE2517539A1 - Mechanische vorrichtung zum ploetzlichen anspannen und nachgebenden daempfen

Info

Publication number: DE2517539A1
Application number: DE19752517539
Authority: DE
Inventors: Marcel Bernard Pech
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1975-04-21
Publication date: 1975-10-30
Also published as: FR2268993B1; BE828267A; US3957281A; LU72329A1; DK171875A; NL7503840A; FR2268993A1; DK141036B; IE40835B1; DK141036C; GB1460542A; IE40835L; IT1032672B; JPS5110524A; SE7504577L

Description

SOCIETE NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS, Paris (Frankreich)

Mechanische Vorrichtung zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanische, geradlinig wirkende Vorrichtung zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen, geeignet als Schutzvorrichtung an Sicherheitsgurten, mit einem äußeren Gehäuse, in dem sich zumindest ein Kolben bewegt, von denen ein zentraler Kolben fest mit einer axialen Ankuppelstange verbunden ist, an der eine Kuppelöse sitzt, ferner mit Organen, die es gestatten, Gas unter hohem Druck in einen Expansions raum einzulassen, dessen Volumen in der Ausgangsstellung auf das zwischen der Basis des zentralen Kolbens und dem vorderen Boden der Vorrichtung liegenden Volumen begrenzt ist, so daß das Gas eine Verschiebung des Kolbens bewirkt, der einen Zug auf die Ankuppelstange und -öse ausübt, wobei ein maximaler Zugkraftwert nicht

550-(B525)-L-r (8)

509844/0432

erreicht wird und das Auftreten dieser maximalen Zugkraft den Zug oder Weg des zentralen Kolbens durch ein Blockierorgan stoppt, das nur den Rückgang des zentralen Kolbens in seiner Ausgangsstellung zuläßt und jede Bewegung in entgegengesetzter Richtung sperrt.

Es sind zahlreiche Schutzvorrichtungen bekannt, mit denen die Sicherheit der Personen gewährleistet werden soll, die in Fahrzeugen befördert werden. Vorrichtungen zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen, wie sie in den französischen Patentanmeldungen Nr. 73.458 38 und Nr. 73 45 840 beschrieben sind, ergeben ein nachgebendes Dämpfen hoher Wirksamkeit, die mit der Dämpfung vergleichbar ist, die durch aufblähbare Kissen oder Sicherheitsgurte in Verbindung mit einer Dämpfungsvorrichtung erzielt wird, die an dem Sitz der zu schützenden Person befestigt ist. Die Vorrichtungen zum Anspannen und nachgebenden Dämpfen vermeiden die Notwendigkeit einer anfänglichen Einstellung des Sicherheitsgurtes für die jeweils in Frage kommende unterschiedliche Person, die auf dem mit der Vorrichtung versehenen Sitz Platz nimmt, und gestatten es, diese Person in ihren Bewegungen ungehindert zu lassen. Sie erzielei darüber hinaus eine progressive und vollständige Dämpfung auf einem maximalen Weg, wobei der Gurt nur im Augenblick einer Kollision an die Person angelegt wird. Diese beiden aufeinanderfolgenden Funktionen des Zurückhaltens oder Anspannens und sodann des Dämpfens werden erreicht, indem man insbesondere die therm odynami sehen Eigenschaften der Gase unter hohem Druck ausnutzt, die in der Anspannvorrichtung zum augenblicklichen Anspannen und verzögernd nachgebenden Dämpfen benutzt werden, was es möglich macht, eine einzige Vorrichtung zu einem mäßigen Herstellungspreis zu erhalten.

50 9 844/0432

Indessen sind am Ende der nachgebenden Dämpfbewegung diese Vorrichtungen auseinandergezogen, und die unterschiedlichen Kolben können nicht nach rückwärts zurückgehen, weil jeder von ihnen durch eine in einer Richtung sperrendes Organ blockiert ist. Dieses Blockieren ist unbedingt erforderlich; denn wenn es nicht vorhanden wäre, würde die zu schützende Person mit einer Energie auf ihren Sitz zurückgeschleudert, die der Energie nahekommt, die von der Vorrichtung absorbiert wurde. Andererseits ist das Nichtzurückkehren in die Stellung, in der der Sicherheitsgurt gespanntgehalten wird, ein erheblicher Nachteil; die Person wird nicht mehr auf ihrem Sitz festgehalten, auch nicht bei sekundären Stoßen geringer Wucht oder bei unnormalen Stellungen des Fahrzeugs, wenn beispielsweise ein Automobil sich nach einem heftigen Zusammenstoß überschlägt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit, die man mit den Schutzvorrichtungen erreichen kann, zu verbessern; sie beseitigt den vorhandenen Nachteil durch das Anwenden von Verbesserungen, die es gestatten, am Schluß der Dämpfungsbewegung eine Spannung derart aufrechtzuerhalten, daß die zu schützende Person mit einer Kraft zurückgeführt und festgehalten wird, die ganz wesentlich kleiner ist als die Kraft, die durch das Zurückkehren der unterschiedlichen Kolben der Vorrichtung ausgelöst würde. Außerdem haben die Organe der Vorrichtung, die das Zurückkehren der zu schützenden Person in Berührung mit ihrem Sitz gewährleisten, eine Elastizität, die ggf. eine geringe Dämpfung im Fall von sekundären Stoßen erlaubt, wodurch das schnelle Freimachen der zu schützenden Person erleichtert wird.

Gemäß der Erfindung gestatten es die Verbesserungen der Vorrichtungen zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen durch Auf-

509844/0432

rechterhaltung einer Spannung am Ende der Dämpfbewegung eine mechanische, geradlin ig wirkende Vorrichtung zu schaffen, die als Schutzvorrichtung an Sicherheitsgurten geeignet ist, ein äußeres Gehäuse aufweist, in dem sich zumindest ein Kolben bewegt, von denen ein zentraler Kolben fest mit einer axialen Ankuppelstange verbunden ist, an der eine Kuppelöse sitzt, ferner mit Organen, die es gestatten, Gas unter hohem Druck in einen Expansionsraum einzulassen, dessen Volumen in der Ausgangsstellung auf das zwischen der Basis des zentralen Kolbens um dem vorderen Boden der Vorrichtung liegenden Volumen begrenzt ist, so daß das Gas eine Verschiebung des Kolbens bewirkt, der einen Zug auf die Ankuppelstange und -öse ausübt, wobei ein maximaler Zugkraftwert nicht erreicht wird und das Auftreten dieser maximalen Zugkraft den Zug oder Weg des zentralen Kolbens durch ein Blockierorgan stoppt, das nur den Rückgang des zentralen Kolbens in seine Ausgangsstellung zuläßt und jede Bewegung in entgegengesetzter Richtung sperrt.

Erfindungsgemäß ist eine solche Vorrichtung im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kolben der Vorrichtung mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Zugspannung am Ende der Dämpfbewegung versehen ist, das aus zumindest einem zum betreffenden Kolben konzentrischen und auf diesem Kolben verschiebbaren Bauteil besteht, dessen relative Verschiebung durch zumindest ein elastisches Element bewirkt wird, das am Ende der Dämpfbewegung den konzentrischen Bauteil nach hinten verschiebt, wenn die auf die axiale Ankuppelstange ausgeübte Kraft sich verringert.

Bei einer ersten Ausführungsform ist die Vorrichtung zum Anspannen und nachgebenden Dämpfen mit einem Umfangs-Ringkolben ausgestattet, der zwischen dem zentralen Kolben und dem äußeren Gehäuse liegt,

509844/0432

wobei dieser Umfangskolben mit einem in einer Richtung wirksamen Blockierorgan versehen ist, das jedes Zurückkehren dieses Kolbens in seine Ausgangsstellung sperrt.

Nach einem besonderen Merkmal ist das elastische Organ für das Entfalten des konzentrischen Bauteils nach hinten eine Schraubenfeder.

Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel hat jeder Kolben ein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfbewegung, das aus zumindest einem verschiebbaren konzentrischen Bauteil besteht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfbewegung jedes Umfangskolbens als ein konzentrischer rohrförmiger verschiebbarer Bauteil ausgeführt, der im Inneren des entsprechenden Umfangskolbens angeordnet ist, der vorne einen inneren Anschlag und eine sich nach hinten auf eine große Länge erstreckenden Bohrung mit größerem Durchmesser aufweist, wobei der konzentrische Bauteil in seinem rückwärtigen Abschnitt mit einer äußeren Schulter geringer Länge versehen ist, die so zwischen dem Boden der Bohrung und dem Rand oder Bund der Schulter eine ringförmige Kammer begrenzt, in der sich das elastische Organ für das Bewegen nach rückwärts befindet.

Nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist zumindest der zentrale Kolben mit einem Organ zur Aufrechterhaltung der Spannung am Ende der Dämpfbewegung versehen, dieses Organ hat als konzentrischen, verschiebbaren Bauteil die axiale Stange, die infolgedessen nicht in den Kolben eingeschraubt ist, und nur eine Verdickung in dem rückwärtigen Teil hat, von der eine zylindrische Schulter sich auf einen Anschlagbau-

509844/0432

teil geringer Festigkeit abstützt, der anfangs ein zwischen die axiale Stange und den Körper des zentralen Kolbens eingespannten, komprimierten elastischen Bauteil festhält, wobei der elastische Bauteil sich auf den vorderen Teil des Kolbens abstützt.

Nach einer ersten Variante der ersten bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Umfangskolben mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfbewegung versehen, das zwei konzentrische verschiebbare Teile umfaßt, deren relative Bewegung durch zwei elastische Organe erzeugt wird, wobei der zentrale Kolben ggf. kein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung aufweist.

Nach einer zweiten Variante ist zumindest ein Umfangskolben mit einer Bohrung von im hinteren Teil wesentlich größeren Durchmesser und einer maximalen Länge versehen; der konzentrische Haupt-Bauteil ist in seinem rückwärtigen Teil mit einem äußeren Bund geringer Länge ausgestattet und bildet so zwischen dem Boden der Bohrung und der Schulter des Bundes eine Ringkammer, in der hintereinander angeordnet sind: ein vorderes elastisches Element, ein verschiebbarer konzentrischer Ring und ein hinteres elastisches Element.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung ergeben, die sich auf die Zeichnung bezieht; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine vollständige erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Ausgangsstellung,

509844/0432

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, dargestellt während der ersten Dämpfungsphase,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung nach
Fig. 1, dargestellt am Ende der zweiten Dämpfungsphase,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 1, in der Endstellung,

Fig. 5 einen ausführlicheren Längsschnitt durch den Körper einer Vorrichtung, die mit einem Umfangskolben ausgestattet ist und bei der jeder Kolben mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung versehen ist,

Fig. 6 einen Teilschnitt durch einen Umfangskolben, der nach einer ersten Variante ausgeführt ist, der Kolben befindet
sich in seiner Ausgangsstellung,

Fig. 7 einen Teilschnitt durch den Umfangskolben nach Fig. 6 in seiner Endstellung,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch einen Umfangskolben, der nach einer zweiten Variante ausgeführt ist, in seiner Anfangsstellung,

Fig. 9 einen Teilschnitt durch den Umfangskolben nach Fig. 8 in der Endstellung,

50S8A4/0432

Fig. 10 ein Diagramm, das den Verlauf des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt,

Fig. Hein Diagramm, das den Verlauf der Widerstandskraft in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt.

Unter Bezugnahme auf die schematischen Fig. 1, 2, 3 und 4 mit der Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen, die das Aufrechterhalten einer Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung gestattet, besteht die Vorrichtung insbesondere aus: einer Ankuppelöse 1 für den Sicherheitsgurt 2$ diese Öse ist mit der axialen Ankuppelstange 3 über einen Riemen 4 geringer Breite verbunden. Das äußere Gehäuse 5 des Körpers 6 der Vorrichtung ist fest mit dem Fahrzeugchassis über ein Befestigungselement 7 verbunden. Im Inneren des Gehäuses kann sich zumindest ein Kolben verschieben, wobei der zentrale Kolben 8 fest mit der axialen Stange 3 verbunden und ein Umfangskolben 9 zwischen dem zentralen Kolben und dem äußeren Gehäuse angeordnet ist. In der Ausgangsstellung bei Nichtbenutzung der Vorrichtung ist der zentrale Kolben 8 in Berührung mit dem vorderen Ende 10 des rohrförmigen konzentrischen Bauteils 17 innerhalb des Umfangskolbens 9, der seinerseits im Inneren des Gehäuses durch ein Rückhalteelement 11 geringer mechanischer Festigkeit zurückgehalten wird. Die Gase mit hohem Druck werden durch eine pyrotechnische Ladung 12 erzeugt, die in der Dämpfungskammer 13 untergebracht ist, die mit der Expansionskammer 14 über Öffnungen 15 in Verbindung steht. Der Umfangskolben ist mit einem in einer Richtung wirksamen Blockierungsorgan 16 versehen, das dauernd in seiner Wirkstellung ist und jedes Zurückbewegen nach hinten

509844/0432

in Richtung auf die Ausgangsstellung sperrt, wenn der Umfangskolben nach vorn verschoben wurde.

Gemäß der Erfindung hat der Umfangskolben außerdem ein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung, das insbesondere aus einem konzentrischen Rohrbautei 1 17 besteht, der verschiebbar im Inneren des Kolbens angeordnet ist, und einem elastischen Organ 18 zur Verschiebung oder Bewegung nach hinten. Der zentrale Kolben ist mit einem verzögert, aber nur in einer Richtung wirksamen Blockierorgan 19 versehen, dessen Klemm-Mechanismus in der Ausgangsstellung frei ist und auch während der Verschiebung des zentralen Kolbens nach hinten,wie sie beim Zünden der pyrotechnischen Ladung eintritt; dieser Klemm-Mechanism us wird in Wirkstellung gebracht, wenn eine vorherbestimmte maximale Kraft auf den Sicherheitsgurt wirkt und dann den zentralen Kolben sperrt und nur noch seine Rückkehr in die Ausgangsstellung gestattet. Gemäß der Erfindung ist der zentrale Kolben außerdem mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfbewegung versehen, das insbesondere aus einer Verdickung des rückwärtigen Teils der axialen Stange besteht, bei der ein zylindrischer Flansch oder Bund 20 sich als Schulter auf einen Rückhaltebauteil 21 geringer Widerstandskraft abstützt, der anfangs das elastische Element 22, das zwischen die axiale Stange und den Körper des zentralen Kolbens eingefügt ist, in komprimiertem Zustand festhält. Eine gesamte mechanische Baugruppe zur Begrenzung der Spannung ist in den schematischen Darstellungen nicht angegeben, sie ist dem äußeren Gehäuse 4 zugeordnet und kann entweder aus einem äußeren Ventil oder aus einer Restkompressionskammer bestehen.

50S8A4/0A32

In der Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 hat die Vorrichtung zum Anspannen und nachgebenden Dämpfen eine Länge, die gleich der Länge des äußeren Gehäuses und der axialen Stange ist, das Organ 19 zum zeitverzögerten und in einer Richtung wirksamen Stillsetzen des zentralen Kolbens 8 ist nicht wirksam, und der zentrale Kolben kann sich frei verschieben, während der Umfangskolben in seiner eingezogenen Stellung durch das Rückhalteorgan 11 geringer Festigkeit festgehalten wird, das beispielsweise ein elastischer Ring mit inneren Vorsprüngen ist.

Wenn die zu schützende Person ihren Sicherheitsgurt anlegt, ist keine Einstellung notwendig und der Gurt ist nicht in unmittelbarer Berührung mit der Person, so daß diese in ihren Bewegungen frei ist. Im Fall eines Zusammenstoßes zündet ein elektrisches Signal, das von einem Stoßfühler erzeugt wird, die pyrotechnische Ladung 12, die ein großes Gasvolumen in sehr kurzer Zeit freisetzt. Die Gase mit hohem Druck, die durch die pyrotechnische Ladung erzeugt wurden, steigern den Druck in der Expansionskammer und üben einen großen Schub auf den Kopf des zentralen Kolbens 8 aus, der diesen nach rückwärts drückt und den Bruch des Sperrstückes 21 geringer Festigkeit auslöst, das durch den zylindrischen Flansch oder Bund 20 der axialen Stange 3 abgeschert wird. Da das äußere Gehäuse fest mit dem Chassis des Fahrzeuges verbunden ist, wird die zentrale Stange, die sich auf den Kopf des zentralen Kolbens abstützt, hereingezogen, bis der Sicherheitsgurt in Berührung mit der zu schützenden Person kommt; der zentrale Kolben ist dann normalerweise noch nicht am Ende seiner Bewegungsbahn, und die Stellung des zentralen Kolbens im Augenblick der Berührung zwischen Gurt und Person wird durch das Spiel bestimmt, das anfänglich zwischen dem Sicherheitsgurt und der zu schützenden Person bestand. Die durch

50984Λ/0Λ32

ihre eigene Trägheit heftig nach vorn geschleuderte Person übt eine erhebliche Rückhaltekraft auf den zentralen Kolben aus, dessen Verschiebung nach hinten verzögert und schließlich gestoppt wird, wenn diese Kraft ein vorherbestimmtes Maximum erreicht, das das Einschalten des Organs 19 zur verzögerten Blockierung in einer Richtung auslöst und nur die Bewegung des zentralen Kolbens nach vorn gestattet, um die erste Dämpfungsphase (Fig. 2) durchzuführen, aber jede Zurückbewegung nach hinten stoppt. Die zweite Dämpfungsphase (Fig. 3) beginnt, wenn der zentrale Kolben in seine Ausgangsstellung in Berührung mit dem vorderen Ende 10 des rohrförmigen konzentrischen Bauteils gelangt ist und die ausgeübte Widerstandskraft den Bruch des elastischen Ringes 11 mit Vorsprüngen bewirkt, der nunmehr den Umfangskolben freigibt, der sich dann nach vorn bewegen kann, wobei er die unter hohem Druck stehenden Gase in der Dämpfungskammer 11 verdichtet; der Druckanstieg dieser Gase wird begrenzt entweder durch ein geeichtes Überdruckventil oder durch Verwendung einer Rest-Kompressionskammer. Wenn das "Abfangen" bzw. das Dämpfen der zu schützenden Person beendet ist (Fig. 3) und diese Person nicht mehr eine starke verzögernde Trägheitskraft liefert, schiebt das elastische Element 22 des zentralen Kolbens die axiale Stange nach hinten, und der zentrale Kolben wird seinerseits durch den konzentrischen rohrförmigen Bauteil 17 zurückgedrückt, der unter der Wirkung des Schubes des elastischen Organs 18 verschoben wird (Fig. 4). Diese Gesamtheit von Relativbewegungen macht es möglich, die Vorrichtung auf ihre minimale wirksame Länge zurückzuführen; der Riemen 4 geringer Breite geht in den Umfangskolben 9 hinein, und die beiden elastischen Elemente üben bei Beendigung der Dämpfungsbewegung eine Haltezugkraft auf die zu schützende Person aus, so daß diese in Berührung mit ihrem Sitz gehalten wird, der mit der gemäß der Erfindung verbesserten Vor-

509844/0432

richtung zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen ausgestattet ist.

Nach Fig. 5 hat der Körper der dargestellten Vorrichtung einer speziellen Ausführungsart ein äußeres Gehäuse 50, an das eine mechanische Anordnung zur Begrenzung des Druckes angebaut ist, die aus einem Ventil 51 besteht, das durch eine geeichte Feder 52 in der Schließstellung gehalten wird, die sich ihrerseits auf einen Stopfen 53 abstützt, der in einen Gewindevorsprung 54 eingeschraubt ist; das äußere Gehäuse hat einen eingeschraubten Boden 55. Im Inneren dieses Gehäuses kann sich ein Umfangskolben 56 verschieben, der in eingezogener Stellung durch einen elastischen Ring 57 mit vorspringenden Zapfen gehalten wird, der seinerseits in einer inneren Nut des äußeren Gehäuses angeordnet ist., Dieser Umfangskolben ist an seinem rückwärtigen Teil mit einer in einer Richtung wirksamen Klemm- oder Sperrvorrichtung versehen, die aus einer Gruppe von Kugeln 58 besteht, die an einem O-Ring 59 anliegen, der durch einen Sprengring 60 festgehalten ist. Diese Kugeln sind in Berührung mit der inneren Fläche des äußeren Gehäuses und einer konischen Lauffläche 61 des Kopfes des Umfangskolbens. Im Inneren dieses Umfang skolbens ist ein konzentrischer rohrförmiger verschiebbarer Teil 62 vorläufig gegen Verschiebung durch den Boden 55 des äußeren Gehäuses und den inneren Anschlag 63 gesichert, der am Anfang des Umfangskolbens liegt, und der konzentrische Bauteil hat an seiner Rückseite eine äußere Schulter 64 geringer Länge, die sich in die Bohrung 65 mit großem Durchmesser und großer Länge im Umfangskolben einfügt; das elastische Organ zur Verschiebung besteht aus einer Feder 66, die in diese Bohrung eingefügt und ihrerseits an dem Boden 76 dieser Bohrung und an der äußeren Schulter 64 des konzentrischen rohrförmigen Bauteils 62 derart

509844/0432

abgestützt ist, daß sie das Organ zum Aufrechterhalte! der Spannung am Ende der Bewegung bildet.

Eine pyrotechnische Ladung, die mit zwei nach außen führenden Zündleitungen 68 verbunden ist, besteht aus zwei Schnellzündern 69 und einer Hauptladung 81, die ausgehend von einer Mischung aus homogenem Doppelbasispulver hergestellt ist. Diese ringförmige Ladung ist in die Dämpfungskammer 70 eingefügt, und die Verbrennungsgase werden über vier Leitungen oder Bohrungen 72, welche durch die Umfangswand 56 des konzentrischen rohrförmigen Bauteils 62 hindurchgehen, in die Expansionskammer 71 eingeführt; eine Verteilernut 82 ist in die innere Oberfläche des Umfangskolbens eingearbeitet. Im Inneren des rohrförmigen konzentrischen Bauteils 62 befindet sich der zentrale Kolben, der eine rohrförmige Verlängerung 73 aufweist, die eine ringförmige Betätigungskammer 74 für das in einer Richtung verzögernd wirkende Blockierorgan begrenzt. Dieses besteht aus einem ringförmigen Hilfskolben 75, der in seiner nichtaktiven Stellung durch einen Ring 76 mit Zapfen zurückgehalten ist. Eine Gruppe von Kugeln 77 ist in Berührung mit diesem Hilfskolben über eine Feder 78; die Kugeln werden zwischen der inneren Fläche des rohrförmigen konzentrischen Bauteils und der konischen Lauffläche 79 des zentralen Kolbens nur dann eingeklemmt, wenn der Ring 16 bzw. seine Zapfen unter der Wirkung des Druckes, der in der Steuerkammer 74 herrscht, die ihrerseits mit der Expansionskammer 71 über die Öffnungen 80 verbunden ist, abgeschert wurde. Der Kopf des zentralen Kolbens ist mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung versehen, das als konzentrischen verschiebbaren Bauteil die axiale Stange 83 hat, die in ihrem vorderen Teil mit dem

509844/0432

Sicherheitsgurt verbunden ist; diese Stange ist infolgedessen nicht in den Kopf des Kolbens eingeschraubt. Sie hat aber in ihrem rückwärtigen Teil eine Verdickung, die in Berührung mit der Bohrung der rohrförmigen Verlängerung 73 steht; diese Verdickung endet in einem zylindrischen Abschnitt 84, der nicht in Berührung mit der rohrförmigen Verlängerung steht, so daß seine Schulter die Rückhaltevorsprünge des Ringes 85 abscheren kann, welche die Feder 68 in komprimiertem Zustand halten, solange die Vorrichtung sich in der Ausgangsstellung befindet und diese Feder sich auf die innere Schulter der Bohrung im Kopf des Kolbens abstützt.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung hat nur einen äußeren oder Um fang s kolben, und für den Fall, daß eine starke Dämpfung der zu schützenden Person erzielt werden muß, ist es interessant, eine Vorrichtung mit zwei konzentrischen Umfangskolben zu verwenden, wie dies in den bereits oben erwähnten französischen Patentanmeldungen Nr. 73.45 838 und 73.45 840 gezeigt wurde. Diese beiden Umfangskolben können in ihrer Auslegung dem Umfangskolben nach Fig. 5 gleich sein; es ist jedoch vorzuziehen, daß nur der innere Umfangskolben ein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung enthält, das eine große Bewegung erlaubt. Die Fig. 6 bis 9 stellen Teilschnitte durch derartige Umfangskolben dar. Die Fig. 6 und 7 beziehen sich auf eine erste Ausführungsvariante, die in der zusammengedrückten Anfangsstellung und in der aus einander gezogenen Endstellung dargestellt ist; in dieser Vorrichtung ist der Umfangskolben 100 mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung versehen, das zwei konzentrische rohrförmige Gleitstücke 101 und 102 umfaßt, die jeweils in dem rückwärtigen Teil eine

509844/043

Schulter 103 und 104 aufweisen, auf die sich eine Feder 105 und 106 abstützt, die in einer Bohrung des mechanischen Teils untergebracht ist, der jedem der konzentrischen Bauteile umgibt. Die Fig. 8 und 9 beziehen sich auf eine zweite Ausführungsvariante, die einmal in der zusammengedrückten Ausgangslage und zum anderen in der auseinandergezogenen Endlage dargestellt ist; bei dieser Vorrichtung ist der Umfangskolben 110 im hinteren Teil über eine maximale Länge mit einer Bohrung von größerem Durchmesser versehen; der konzentrische Haupt-Bauteil 111 ist in seinem rückseitigen Teil mit einer Außenschulter 112 geringer Länge versehen und bildet so zwischen dem Boden der Bohrung 113 und dem Rand der Schulter eine Ringkammer, in der sich hintereinander eine vordere Feder 114, ein konzentrischer verschiebbarer Ring 115 und eine rückwärtige, der vorderen Feder gleiche Feder 116, befindet.

In den Fig. 10 und 11, die jeweils den Druck und die Gegenkraft zeigen, die auf den Sicherheitsgurt in Abhängigkeit von der in logarithmischem Maßstab aufgetragenen Seite wiedergeben, entspricht der Ausgangspunlt 0 dem Augenblick der Zündung des Zünderpulvers; To entspricht dem Augenblick, in dem das zeitlich verzögerte und in einer Richtung wirksame Blockierorgan des zentralen Kolbens freigegeben wird und ansprechen kann; Tl entspricht dem Augenblick, in dem der zentrale Kolben nach einer in der Expansionskammer durchgeführten Dämpfung in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist und T2 entspricht dem Ende der Dämpfungsbewegung der zu schützenden Person. In der Ordinate sind die Indizes besonderer Werte der Drücke Pn und der Kräfte Fn die gleichen wie die Indizes für die entsprechenden Zeitpunkte. Die Fig. 11 zeigt, daß nach der Beendigung der Dämpfungsbe-

5098AWQA3 2

wegung der zu schützenden Person die Entfaltung der Federn der Organe zum Aufrechterhalten der Spannung einerseits das Festhalten der Person mit einer geringen Kraft (Fx) auf ihrem Sitz sichert, was ein leichtes Freimachen möglich macht, und andererseits im Falle sekundärer Stöße eine begrenzte Dämpfung (Fy) sicherstellt, die am Ende dieses Stoßes auf eine kleine Kraft (Fx) für das Festhalten der geschützten Person auf ihrem Sitz zurückgeht.

50S844/0432

Claims

Patentansprüche

[U, Mechanische geradlinig wirkende Vorrichtung zum plötzlichen Anspannen und nachgebenden Dämpfen, geeignet als Schutzvorrichtung an Sicherheitsgurten, mit einem äußeren Gehäuse, in dem sich zumindest ein Kolben bewegt, von denen ein zentraler Kolben fest mit einer axialen Ankuppelstange verbunden ist, an der eine Kuppelöse sitzt, ferner mit Organen, die es gestatten, Gas unter hohem Druck in einen Expansionsraum einzulassen, dessen Volumen in der Ausgangsstellung auch das zwischen der Basis des zentralen Kolbens und dem vorderen Boden der Vorrichtung liegenden Volumen begrenzt ist, so daß das Gas eine Verschiebung des Kolbens bewirkt, der ^inen Zug auf die Ankuppelstange und -öse ausübt, wobei ein maximaler Zugkraftwert nicht erreicht wird und das Auftreten dieser maximalen Zugkraft den Zug oder Weg des zentralen Kolbens durch ein Blockierorgan stoppt, das nur den Rückgang des zentralen Kolbens in seinem Ausgangsstellung zuläßt und jede Bewegung in entgegengesetzter Richtung sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kolben (9) der Vorrichtung mit einem Organ (17, 18) zum Aufrechterhalten der Zugspannung am Ende der Dämpfbewegung versehen ist, das aus zumindest einem zum betreffenden Kolben konzentrischen und auf diesem Kolben verschiebbaren Bauteil (17) besteht, dessen relative Verschiebung durch zumindest ein elastisches Element (18) bewirkt wird, das am Ende der Dämpfbewegung den konzentrischen Bauteil nach hinten verschiebt, wenn die auf die axiale Ankuppelstange (3) ausgeübte Kraft sich verringert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

5098AA/0432

zumindest ein Umfangskolben (9) zwischen dem zentralen Kolben (8) und dem äußeren Gehäuse (5) angeordnet ist und daß dieser Umfangskolben mit einem in einer Richtung wirksamen Blockierorgan (16) versehen ist, das jede Rückkehr dieses Kolbens in seine Ausgangsstellung blockiert.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Organ für die Bewegung des konzentrischen Bauteils (17) nach hinten aus einer Schraubenfeder (18) besteht .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (8, 9) ein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung aufweist, das zumindest einen konzentrischen verschiebbaren Bauteil (17) umfaßt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung bei jedem Umfangskolben (56) aus einem rohrförmigen konzentrisch verschiebbaren Bauteil (62) besteht, der im Inneren des betreffenden Umfangskolbens angeordnet ist, welcher seinerseits mit einem inneren Anschlag (67) am vorderen und einer mit größerem Durchmesser ausgeführten Bohrung (65) am hinteren Teil über eine große Länge versehen ist und daß der konzentrische Bauteil in seinem rückwärtigen Teil eine äußere Schulter (64) geringer Länge aufweist, die so zwischen dem Boden der Bohrung und dem Rand der Schulter eine Ringkammer bildet, in der sich das elastische Organ (66) für das Verschieben nach hinten befindet.

508844/043
6- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zentrale Kolben (73) mit einem Organ für das Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung versehen ist, daß dieses Organ als konzentrischen verschiebbaren Bauteil die axiale Ankuppelstange (83) hat, die infolgedessen nicht in den Kolben eingeschraubt ist und nur eine Verdickung (84) in dem rückwärtigen Teil aufweist, die mit einer zylindrischen Schulter sich auf ein Halteelement (85) geringer Festigkeit abstützt, das anfangs ein elastisches Element ( 16), das zwischen die axiale Stange und dem Körper des zentralen Kolbens eingefügt ist, in Kompressionsstellung hält, "wobei das elastische Element sich auf den vorderen Teil des betreffenden Kolbens abstützt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Umfangskolben (lOO) mit einem Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung versehen ist, das zwei verschiebbare konzentrische Bauteile (101, 102) umfaßt, deren Relativverschiebung durch zwei elastische Elemente (105, 106) erfolgt, und daß der zentrale Kolben ggf. kein Organ zum Aufrechterhalten der Spannung am Ende der Dämpfungsbewegung aufweist (Fig. 6 und 7).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Umfangskolben (HO) an seinem rückwärtigen Ende über eine maximale Länge mit einer Bohrung von größerem Durchmesser versehen ist, der konzentrische Haupt-Bauteil (ill) in seinem rückwärtigen Teil mit einer äußeren Schulter (112) geringer Länge versehen ist,

509844/0432

die so zwischen dem Boden der Bohrung (113) und dem Rand der Schulter eine Ringkammer bildet, in der sich hintereinander ein vorderes elastisches Element (114), ein verschiebbarer konzentrischer Ring (115) und ein hinteres elastisches Element (116) befinden (Fig. 8 und 9).

5098AA/0432

■ ^u-

Leerseite