DE10212912A1 - Pyrotechnical belt-tightening drive for belt systems in motor vehicles comprises a nozzle head made from a low-melting-point material, especially a low-melting-point alloy, inserted in a pressure relief opening in a pressure chamber - Google Patents
Pyrotechnical belt-tightening drive for belt systems in motor vehicles comprises a nozzle head made from a low-melting-point material, especially a low-melting-point alloy, inserted in a pressure relief opening in a pressure chamberInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gurtstraffer-Antrieb für Gurtsy steme in Fahrzeugen, mit einem Gurtkraftbegrenzer, einer Druckkammer, die eine zur Umgebung führende Druckentlastungsöffnung aufweist, einem in der Druckkammer beweglich geführten Kolben und einer pyrotechnischen Ladung, bei deren Aktivierung der Kolben in dem Druckraum durch Druckgas antreibbar ist.The invention relates to a pyrotechnic belt tensioner drive for Gurtsy steme in vehicles, with a belt force limiter, a pressure chamber, the one has pressure relief opening leading to the environment, one in the Pressure chamber movably guided pistons and a pyrotechnic charge, when activated, the piston in the pressure chamber can be driven by compressed gas is.
Derartige pyrotechnische Gurtstraffer-Antriebe können als Drehantrieb oder als Linearantrieb ausgebildet sein. Drehantriebe greifen gewöhnlich an der Gurtspule eines Gurtaufrollers an. Linearantriebe greifen entweder an einem Endbeschlag oder Umlenkbeschlag des Gurtbandes an oder sind über ein Zahnstangengetriebe an die Gurtspule des Gurtaufrollers angeschlossen. Die Kopplung zwischen Gurtspule und Gurtstraffer-Antrieb erfolgt gewöhnlich über eine Kupplung, die erst bei Aktivierung des Antriebs eingerückt wird, um im Normalbetrieb des Gurtaufrollers eine freie Drehung der Gurtspule zu gewährlei sten. Je nach Ausführung der Kupplung ist die Gurtspule nach abgeschlossener Gurtband-Straffung wieder von dem Antrieb entkoppelt, oder sie bleibt bei blockierter Kupplung mit dem Antrieb gekoppelt. Such pyrotechnic belt tensioner drives can be used as rotary drives or be designed as a linear drive. Rotary actuators usually grip the Belt reel of a belt retractor. Linear drives either grip one End fitting or deflection fitting of the belt strap on or are over a Rack and pinion gear connected to the belt reel of the belt retractor. The The coupling between the belt reel and the belt tensioner drive is usually via a clutch, which is only engaged when the drive is activated, in order to Normal operation of the belt retractor to ensure free rotation of the belt reel sten. Depending on the design of the coupling, the belt reel is more closed Belt tensioning decoupled from the drive again, or it remains blocked clutch coupled to the drive.
Gurtkraftbegrenzer in Gurtsystemen sind oftmals in Gurtaufrollern integriert. Sie umfassen beispielsweise einen Torsionsstab, der an einem axialen Ende der Gurtspule starr befestigt ist und am anderen Ende mit einer Sperrscheibe gekoppelt ist, die durch eine Klinke am Rahmen des Gurtaufrollers drehfest blockierbar ist. Der Torsionsstab läßt eine Rückdrehung der Gurtspule bei blockierter Sperrscheibe zu, wenn die Gurtkraft einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das Kraftniveau, auf dem die Kraftbegrenzung stattfindet, kann durch die mechanischen Eigenschaften des Torsionsstabes eingestellt werden.Belt force limiters in belt systems are often integrated in belt retractors. They include, for example, a torsion bar, which at one axial end of the Belt reel is rigidly attached and at the other end with a locking washer is coupled, which is rotationally fixed by a pawl on the frame of the belt retractor can be blocked. The torsion bar allows the belt spool to turn back blocked locking disc when the belt force a predetermined value exceeds. The force level at which the force limitation takes place can can be adjusted by the mechanical properties of the torsion bar.
Wenn jedoch ein Gurtstraffer-Antrieb nach erfolgter Straffung über die Kupplung an die Gurtspule angekoppelt bleibt, wird dem durch die mechanischen Eigenschaften des Torsionsstabes gegebenen Kraftbegrenzungsniveau eine Komponente überlagert, die durch den Bewegungswiderstand des Gurtstraffer- Antriebs bestimmt ist. Dieser Bewegungswiderstand hängt insbesondere von dem in der Druckkammer nach beendigter Straffung verbleibenden Restdruck ab, der auf den Kolben wirkt und seine Bewegung behindert. Die Überlagerung des Bewegungswiderstandes des Gurtstraffer-Antriebs mit dem Torsionswiderstand des Torsionsstabes führt zu einer unerwünschten Erhöhung des Kraftniveaus der Gurtkraftbegrenzung.However, if a belt tensioner drive has been tightened via the Coupling remains attached to the belt spool, this is due to the mechanical Properties of the torsion bar given the force limitation level one Component superimposed by the resistance to movement of the belt tensioner Drive is determined. This resistance to movement depends in particular on that residual pressure remaining in the pressure chamber after completion of tightening, the acts on the piston and hinders its movement. The overlay of the Resistance to movement of the belt tensioner drive with the torsional resistance of the torsion bar leads to an undesirable increase in the level of force Belt force limiters.
Durch die Erfindung wird ein pyrotechnischer Gurtstraffer-Antrieb für Gurtsy steme in Fahrzeugen geschaffen, bei dem nach beendigter Gurtbandstraffung der Bewegungswiderstand des Kolbens nicht oder nur unwesentlich durch den in der Druckkammer verbleibenden Restdruck erhöht wird. Gemäß der Erfindung ist bei dem pyrotechnischen Gurtstraffer-Antrieb der eingangs angegebenen Art in die Druckentlastungsöffnung ein Düsenkörper eingesetzt, der mindestens bereichs weise aus einem niedrigschmelzenden Werkstoff gebildet ist. Die nach Aktivie rung der pyrotechnischen Ladung den Durchgangskanal des Düsenkörpers durchströmenden, heißen Gase führen nach kurzer Zeit zum Aufschmelzen der niedrigschmelzenden Masse, die vorzugsweise eine niedrigschmelzende Legie rung ist. Durch die einsetzende Vergrößerung des Strömungsquerschnitts an der Druckentlastungsöffnung der Druckkammer wird diese druckentlastet, so daß der Bewegungswiderstand des Kolbens in der Druckkammer reduziert wird. Die Zeitspanne vom Beginn der Aktivierung der pyrotechnischen Ladung bis zur Druckentlastung der Druckkammer durch Aufschmelzen des niedrigschmelzenden Werkstoffs des Düsenkörpers kann durch die geometrische Gestaltung des Düsenkörpers bzw. des aus dem niedrigschmelzenden Werkstoff bestehenden Bereichs des Düsenkörpers und durch die Beschaffenheit der niedrigschmelzen den Legierung eingestellt werden. Sie wird so eingestellt, daß die Druckentlastung zu dem Zeitpunkt stattfindet, an dem die Gurtbandstraffung beendet ist und die Gurtband-Kraftbegrenzungsphase beginnt.The invention provides a pyrotechnic belt tensioner drive for Gurtsy steme created in vehicles in which after the belt tensioning the Resistance to movement of the piston is not or only insignificantly by the in the Pressure chamber remaining residual pressure is increased. According to the invention the pyrotechnic belt tensioner drive of the type specified in the Pressure relief opening a nozzle body is used, the at least area is formed from a low-melting material. After activation tion of the pyrotechnic charge through the passage channel of the nozzle body hot gases flowing through them melt after a short time low-melting mass, which is preferably a low-melting alloy tion is. Due to the increasing enlargement of the flow cross section at the Pressure relief opening of the pressure chamber, this is relieved of pressure, so that the Resistance to movement of the piston in the pressure chamber is reduced. The Time from the start of activation of the pyrotechnic charge to Pressure relief of the pressure chamber by melting the low-melting one Material of the nozzle body can by the geometric design of the Nozzle body or of the low-melting material Area of the nozzle body and by the nature of the low melting point the alloy can be adjusted. It is set so that the pressure relief takes place at the time when the belt tensioning is finished and the Webbing force limit phase begins.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein strömungsauf wärts gelegenes Ende des Durchgangskanals durch eine Drosselscheibe abge deckt, die eine Durchgangsöffnung mit einer Querschnittsfläche aufweist, die nur einen Bruchteil der Querschnittsfläche des Durchgangskanals des Düsenkörpers beträgt. An der Durchgangsöffnung der Drosselscheibe, bei der es sich insbeson dere um eine Berstscheibe handelt, treten die heißen Gase mit sehr hoher Geschwindigkeit aus und werden aufgefächert, so daß sie auf der Innenseite der den Durchgangskanal des Düsenkörpers umgebenden Umfangswand auftreffen. Durch diese Einwirkung der auftreffenden heißen Gase wird das niedrigschmel zende Material der Umfangswand in kürzester Zeit aufgeschmolzen. Nachdem die Umfangswand durch Aufschmelzen zumindest bereichsweise entfernt ist, steht die Druckkammer mit der Umgebung über einen stark vergrößerten Strömungsquer schnitt in Verbindung.In the preferred embodiment of the invention is upstream Abge end of the through channel abge through a throttle disc covers that has a through opening with a cross-sectional area that only a fraction of the cross-sectional area of the through channel of the nozzle body is. At the through opening of the throttle disc, in particular which is a rupture disc, the hot gases occur at very high temperatures Speed out and be fanned out so that it is on the inside of the the circumferential wall surrounding the through-channel of the nozzle body. This low-melting effect is caused by the impact of the hot gases melted material of the peripheral wall in no time. after the Perimeter wall is at least partially removed by melting, stands Pressure chamber with the environment over a greatly enlarged flow cross cut in connection.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will appear from the following Description of a preferred embodiment and from the attached Drawings to which reference is made. The drawings show:
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Gurtstraffer-Antriebs für einen Gurtaufrol ler; Figure 1 is an axial section of a pretensioner drive for a Gurtaufrol ler.
Fig. 2 ein Diagramm, das den Druckverlauf in der Druckkammer des Gurt straffer-Antriebs und den Verlauf des resultierenden Kraftbegrenzungsniveaus des Gurtkraftbegrenzers über die Zeit darstellt; Fig. 2 is a diagram showing the pressure curve in the pressure chamber of the belt pretensioner drive and the course of the resultant force limiting level of the belt force limiter over time;
Fig. 3a, 3b und 3c einen in die Druckentlastungsöffnung der Druckkam mer eingesetzten Düsenkörper gemäß einer ersten Ausführungsform in drei aufeinanderfolgenden Zuständen, und FIGS. 3a, 3b and 3c, a mer in the pressure relief opening of the nozzle body Druckkam used in a first embodiment in three successive states, and
Fig. 4a und 4b einen in die Druckentlastungsöffnung der Druckkammer eingesetzten Düsenkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform. Fig. 4a and 4b, a nozzle body inserted into the pressure relief opening of the pressure chamber according to a second embodiment.
Der in Fig. 1 gezeigte Gurtstraffer-Antrieb wird seitlich an einem (nicht gezeigten) Gurtaufroller angesetzt. Der Gurtstraffer-Antrieb hat ein flaches Gehäuse 10 aus Kunststoff mit einer dieses in Längsrichtung durchsetzenden, zylindrischen Bohrung 12, in die ein metallisches Zylinderrohr 14 eingesetzt ist. In dem Zylinderrohr 14 ist ein hohler Kolben 16 aufgenommen. Der hohle Kolben 16 begrenzt in seinem Inneren eine Druckkammer 18, an deren einem axialem Ende eine pyrotechnische Ladung 20 angeordnet ist. An dem gegenüberliegenden axialen Ende weist der Kolben 16 eine Stirnfläche 22 mit einer Druckentla stungsöffnung 24 auf. In diese Druckentlastungsöffnung 24 ist ein Düsenkörper 26 eingesetzt, dessen Gestalt und Funktion anhand der Fig. 3a bis c bzw. 4a und b im einzelnen beschrieben wird.The belt tensioner drive shown in FIG. 1 is attached laterally to a belt retractor (not shown). The belt tensioner drive has a flat housing 10 made of plastic with a cylindrical bore 12 passing through it in the longitudinal direction and into which a metallic cylinder tube 14 is inserted. A hollow piston 16 is received in the cylinder tube 14 . The hollow piston 16 delimits in its interior a pressure chamber 18 , at one axial end of which a pyrotechnic charge 20 is arranged. At the opposite axial end, the piston 16 has an end face 22 with a pressure relief opening 24 . A nozzle body 26 is inserted into this pressure relief opening 24 , the shape and function of which is described in detail with reference to FIGS . 3a to c or 4a and b.
Der Kolben 16 trägt an seiner Mantelfläche eine axiale Zahnstange 28, die mit einem Ritzel 30 in Kämmeingriff steht, das in dem Gehäuse 10 drehbar gelagert ist und drehfest mit einem Zahnrad 32 verbunden ist, das seinerseits mit einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) Ritzel in Kämmeingriff steht, das drehfest mit einer gleichfalls im Gehäuse 10 gelagerten Kupplungshülse 34 gekoppelt ist. Die Kupplungshülse 34 ist Bestandteil einer durch ein Klemmrollengesperre gebilde ten Kupplung, die an einem axialen Antriebsfortsatz 36 der (nicht gezeigten) Gurtspule des Gurtaufrollers angreift. Bei Aktivierung der pyrotechnischen Ladung 20 wird der hohle Kolben 16 in dem Zylinderrohr 14 durch den Druck in der Druckkammer 18 angetrieben; das Ritzel 30 wird in Drehung versetzt und treibt über das Zahnrad 32 und das damit in Eingriff stehende Ritzel den Kupp lungsring 34 an, so daß über das Klemmgesperre der Kupplung letztlich der Antriebsfortsatz 36 der Gurtspule angetrieben wird.The piston 16 carries on its outer surface an axial toothed rack 28 which meshes with a pinion 30 which is rotatably mounted in the housing 10 and is connected in a rotationally fixed manner to a toothed wheel 32 which in turn is connected to a gear (not shown in FIG. 1) pinion is in meshing engagement, the rotation with a likewise mounted in the housing 10 the coupling sleeve 34 is coupled. The coupling sleeve 34 is part engages a fabric by a clamping roller locking th clutch, the belt reel of the belt retractor (not shown) at one axial drive appendage 36 of the. When the pyrotechnic charge 20 is activated, the hollow piston 16 in the cylinder tube 14 is driven by the pressure in the pressure chamber 18 ; the pinion 30 is set in rotation and drives the coupling ring 34 via the gear 32 and the pinion engaged therewith, so that the drive extension 36 of the belt reel is ultimately driven via the locking mechanism of the clutch.
Bei der herkömmlichen Ausführung des Gurtstraffer-Antriebs ist die Druck entlastungsöffnung 24 in der Stirnwand 22 des Zylinders 16 durch eine Berst scheibe abgedeckt, die eine kleine Durchgangsöffnung aufweist. Bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer-Antrieb ist in die Druckentlastungsöffnung 24 hingegen der Düsenkörper 26 eingesetzt. Die durch den Düsenkörper 26 im Vergleich zur herkömmlichen Ausführung des Gurtstraffer-Antriebs erreichten Wirkungen sind in Fig. 2 veranschaulicht.In the conventional embodiment of the belt tensioner drive, the pressure relief opening 24 in the end wall 22 of the cylinder 16 is covered by a rupture disc which has a small through opening. In the belt tensioner drive according to the invention, however, the nozzle body 26 is inserted into the pressure relief opening 24 . The effects achieved by the nozzle body 26 in comparison to the conventional embodiment of the belt tensioner drive are illustrated in FIG. 2.
In dem Diagramm der Fig. 2 sind auf der Ordinate die Gurtkraft F und der Druck P in der Druckkammer 18 gegen die Zeit t aufgetragen. Der Druck P durchläuft ein Maximum und hat anschließend bei der herkömmlichen Ausfüh rungsform des Gurtstraffer-Antriebs den mit gestrichelter Linie eingezeichneten Verlauf P1 und bei der erfindungsgemäßen Ausführung des Gurtstraffer-Antriebs den mit durchgezogener Linie eingezeichneten Verlauf P2: Die Gurtkraft F steigt bis zu einem Zeitpunkt t1 an, zu dem die Gurtspule (nach abgeschlossener Gurtbandstraffung) einseitig blockiert wird. Anschließend steigt die Gurtkraft F weiter an bis zu einem Zeitpunkt t2, bei dem das durch den Torsionsstab des Gurtaufrollers bestimmte Kraftbegrenzungsniveau erreicht ist. Anschließend nimmt die Gurtkraft bei dem herkömmlichen Gurtstraffer-Antrieb den durch eine punktierte Linie F1 dargestellten Verlauf. Dieser kennzeichnet sich durch eine weitere Erhöhung der Gurtkraft F mit einem anschließenden, allmählichen Abfall aus. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Gurtstraffer-Antriebs nimmt hingegen die Gurtkraft den mit durchgezogener Linie F2 dargestellten Verlauf. Dieser zeichnet sich dadurch aus, daß ab dem Zeitpunkt t2 das Niveau der Gurtkraft nicht weiter ansteigt und annähernd konstant bleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zum Zeitpunkt t2 der Druck in der Druckkammer 18 vollständig oder zumindest nahezu vollständig abgebaut ist und die Bewegung des Kolbens 16 in dem Zylinderrohr 14 durch den Restdruck nicht gehemmt wird. Der Druckabbau in der Druckkammer 18 kommt bei dem erfindungsgemäßen Gurtstraffer-Antrieb dadurch zustande, daß zum Zeitpunkt t1, oder kurz zuvor, der Düsenkörper 26 den Strömungsquerschnitt der Druckentlastungsöffnung 24 in der Stirnwand 22 des Kolbens 16 freigegeben hat. Diese Funktion des Düsenkörpers 26 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3a, 3b und 3c bzw. unter Bezugnahme auf die Fig. 4a und 4b näher beschrieben.In the diagram of Fig. 2, the belt force F and the pressure P in the pressure chamber 18 against the time t plotted on the ordinate. The pressure P passes through a maximum and then has in the conventional embodiment of the belt tensioner drive the course P 1 shown with a broken line and in the embodiment of the belt tensioner drive according to the invention the course P 2 drawn with a solid line: the belt force F increases up to at a point in time t 1 at which the belt spool is blocked on one side (after the belt tensioning has been completed). The belt force F then increases further until a point in time t 2 at which the force limitation level determined by the torsion bar of the belt retractor is reached. The belt force in the conventional belt tensioner drive then takes the course represented by a dotted line F 1 . This is characterized by a further increase in the belt force F with a subsequent, gradual decrease. In the embodiment of the belt tensioner drive according to the invention, however, the belt force takes the course shown by the solid line F 2 . This is characterized in that from time t 2 the level of the belt force does not increase any further and remains approximately constant. This is due to the fact that at time t 2 the pressure in the pressure chamber 18 is completely or at least almost completely reduced and the movement of the piston 16 in the cylinder tube 14 is not inhibited by the residual pressure. The pressure reduction in the pressure chamber 18 occurs in the belt tensioner drive according to the invention in that at time t 1 , or shortly before, the nozzle body 26 has released the flow cross section of the pressure relief opening 24 in the end wall 22 of the piston 16 . This function of the nozzle body 26 will now be described in more detail with reference to FIGS . 3a, 3b and 3c or with reference to FIGS . 4a and 4b.
Die Fig. 3a bis 3b zeigen den Düsenkörper 26 gemäß einer ersten Ausfüh rungsform. Wie in Fig. 3a gezeigt, hat der Düsenkörper 26 eine hohlzylindrische Umfangswand 40, die aus einer niedrigschmelzenden Legierung gebildet ist und einen zylindrischen Durchgangskanal 42 umgrenzt. Der Düsenkörper 26 ist durch ein umgebördeltes, axiales Ende der Umfangswand 26 an der Stirnwand 22 des hohlen Kolbens 16 befestigt. Am entgegengesetzten Ende der Umfangswand 26 ist ein radialer Stützflansch 44 gebildet, auf dem eine dünne Berstscheibe 46 aufliegt. Die Berstscheibe 46 hat eine zentrale Durchgangsöffnung 48. Zwischen dem Außenumfang des Stützflansches 44 und der Innenfläche des Kolbens 16 verbleibt ein Ringspalt 50. Der Spalt kann alternativ zu dem Ringspalt 50 auch nicht durchgehend, sondern nur auf einem oder auf mehreren Abschnitten entlang des Außenumfangs des Stützflansches 44 zwischen diesem und der Innenfläche des Kolbens 16 ausgebildet sein. FIGS. 3a-3b show the nozzle body 26 according to a first approximate shape exporting. As shown in FIG. 3a, the nozzle body 26 has a hollow cylindrical peripheral wall 40 , which is formed from a low-melting alloy and delimits a cylindrical through-channel 42 . The nozzle body 26 is fastened to the end wall 22 of the hollow piston 16 by a flanged, axial end of the peripheral wall 26 . At the opposite end of the peripheral wall 26 , a radial support flange 44 is formed, on which a thin rupture disk 46 rests. The rupture disc 46 has a central through opening 48 . An annular gap 50 remains between the outer circumference of the support flange 44 and the inner surface of the piston 16 . As an alternative to the annular gap 50 , the gap can also not be formed continuously, but only on one or more sections along the outer circumference of the support flange 44 between the latter and the inner surface of the piston 16 .
Der Düsenkörper 26 besteht aus einer niedrigschmelzenden Legierung. Die Legierung sollte einen Schmelzpunkt aufweisen, der größer ist als 105°C. Bevorzugterweise sollte die Legierung einen Schmelzpunkt zwischen etwa 180°C und etwa 220°C aufweisen. Besonders vorteilhaft ist ein Schmelzpunkt von etwa 200°C. Der Schmelzpunkt der niedrigschmelzenden Legierung sollte bevorzug terweise unter der Selbstentzündungstemperatur der pyrotechnischen Ladung liegen, um so auch im Brandfall, beispielsweise während des Transports, einen schnellen Druckabbau zu gewährleisten. Geeignete, niedrigschmelzende Legierun gen sind die bekannten MCP-Wismutlegierungen. Von den MCP- Wismutlegierungen sind besonders solche geeignet, die Zinn und Indium enthalten. Alternativ dazu kann die niedrigschmelzende Legierung auch ein Weichlot sein.The nozzle body 26 consists of a low-melting alloy. The alloy should have a melting point that is greater than 105 ° C. Preferably the alloy should have a melting point between about 180 ° C and about 220 ° C. A melting point of about 200 ° C. is particularly advantageous. The melting point of the low-melting alloy should preferably be below the self-ignition temperature of the pyrotechnic charge in order to ensure rapid pressure reduction even in the event of a fire, for example during transport. Suitable, low-melting alloys are the known MCP bismuth alloys. Of the MCP bismuth alloys, those containing tin and indium are particularly suitable. Alternatively, the low-melting alloy can also be a soft solder.
In Fig. 3a wird angenommen, daß heiße Gase die Durchtrittsöffnung 48 der Berstscheibe 46 durchqueren, aufgefächert werden und auf der Innenfläche der Umfangswand 40 des Düsenkörpers 26 auftreffen. Nach wenigen Millisekunden ist der in Fig. 3b gezeigte Zustand eingetreten. Die Umfangswand 40 wird innenseitig ausgehöhlt, indem die Masse des Düsenkörpers 26 geschmolzen wird. Da die heißen Gase die Durchtrittsöffnung 48 der Berstscheibe 46 mit sehr hoher Geschwindigkeit durchströmen, wird die Umfangswandung 40 sehr schnell durchgeschmolzen. In diese Umfangswand 40 sind jedoch axiale Stege 52 aus einem temperaturbeständigen Material oder mit einer deutlich vergrößerten Wandstärke eingelagert. Diese axialen Stege 52 bleiben, wie in Fig. 3c darge stellt, bestehen und halten den Stützflansch 44 im Abstand von der Stirnwand 22 des Kolbens 16. Durch den Ringspalt 50 können nun die Gase den Stützflansch 44 umströmen und durch die freigewordenen Öffnungen in der Umfangswand 40 in den Durchgangskanal 42 des Düsenkörpers 26 eintreten, wie in Fig. 3c durch Pfeile angedeutet ist. Der Strömungsquerschnitt vom Druckraum 18 zur Umge bung ist nun um ein Vielfaches erweitert, so daß ein plötzlicher Druckabbau in der Druckkammer 18 stattfindet.In Fig. 3a it is assumed that hot gases pass through the opening 48 of the rupture disk 46 , are fanned out and strike the inner surface of the peripheral wall 40 of the nozzle body 26 . After a few milliseconds, the state shown in FIG. 3b has occurred. The peripheral wall 40 is hollowed out on the inside by melting the mass of the nozzle body 26 . Since the hot gases flow through the opening 48 of the rupture disk 46 at a very high speed, the peripheral wall 40 is melted very quickly. However, axial webs 52 made of a temperature-resistant material or with a significantly increased wall thickness are embedded in this peripheral wall 40 . These axial webs 52 remain, as shown in FIG. 3c Darge, exist and keep the support flange 44 at a distance from the end wall 22 of the piston 16th The gases can now flow around the support flange 44 through the annular gap 50 and enter the through-channel 42 of the nozzle body 26 through the openings that have become free in the peripheral wall 40 , as indicated by arrows in FIG. 3c. The flow cross section from the pressure chamber 18 to the surrounding area is now expanded many times over, so that a sudden reduction in pressure takes place in the pressure chamber 18 .
Die Fig. 4a und 4b zeigen einen Düsenkörper gemäß einer zweiten Aus führungsform. Die der in den Fig. 3a bis 3c gezeigten Ausführungsform entsprechenden, technischen Merkmale sind durch gleiche Bezugszeichen, jeweils um 100 erhöht, versehen. Zu deren Erklärung wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen. FIGS. 4a and 4b show a nozzle body according to a second guide die. The technical features corresponding to the embodiment shown in FIGS . 3a to 3c are provided with the same reference numerals, each increased by 100. To explain this, reference is made to the explanations above.
Der in den Fig. 4a und 4b gezeigte Düsenkörper 126 unterscheidet sich von dem in den Fig. 3a bis 3c gezeigten Düsenkörper 26 dadurch, daß er größtenteils aus einem temperaturbeständigen Material gebildet ist. Ein Wan dungsteil 160 der Umfangswand 140 des Düsenkörpers 126 ist aus einem Stück aus niedrigschmelzendem Werkstoff gebildet, das in eine in der Umfangswand 140 des Düsenkörpers 126 ausgebildete Ausnehmung 162 eingepreßt und verstemmt ist. Zwischen dem Außenumfang des Stützflansches 144 und der Innenfläche des Kolbens 116 ist ein Spalt 150 gebildet.The nozzle body 126 shown in FIGS . 4a and 4b differs from the nozzle body 26 shown in FIGS . 3a to 3c in that it is largely made of a temperature-resistant material. A wall part 160 of the peripheral wall 140 of the nozzle body 126 is formed from a piece of low-melting material which is pressed and caulked into a recess 162 formed in the peripheral wall 140 of the nozzle body 126 . A gap 150 is formed between the outer periphery of the support flange 144 and the inner surface of the piston 116 .
Treten die heißen Gase durch die Durchtrittsöffnung 148 in den Durchgangs kanal 142 ein, wird nur der Wandungsteil 160 der Umfangswand 140 aufge schmolzen, der aus dem niedrigschmelzenden Material gebildet ist. Die restliche Umfangswand 140, die aus dem temperaturbeständigen Material gebildet ist, bleibt bestehen. Wie in Fig. 4b zu sehen ist, können nun die Gase durch den Spalt 150 am Stützflansch 144 vorbeiströmen und durch die freigewordene Öffnung in der Umfangswand 140 in den Durchgangskanal 142 des Düsenkörpers 126 eintreten, wie durch einen Pfeil angedeutet ist.If the hot gases enter through the passage 148 into the passage 142 , only the wall part 160 of the peripheral wall 140 is melted, which is formed from the low-melting material. The remaining peripheral wall 140 , which is formed from the temperature-resistant material, remains. As can be seen in FIG. 4b, the gases can now flow past the support flange 144 through the gap 150 and enter the passage channel 142 of the nozzle body 126 through the opening that has become free in the peripheral wall 140 , as indicated by an arrow.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß mehrere Wandungsteile der Umfangswand aus einem niedrigschmelzenden Werkstoff gebildet sind, so daß mehrere Öffnungen beim Durchströmen der heißen Gase durch den Durchgangskanal 142 aufgeschmolzen werden.According to a further preferred embodiment, it is provided that a plurality of wall parts of the peripheral wall are formed from a low-melting material, so that a plurality of openings are melted when the hot gases flow through the through- channel 142 .
Die in den Fig. 4a und 4b gezeigte Ausführungsform eines Düsenkörpers hat den Vorteil, daß, da nur ein kleiner Bereich der Umfangswand aus dem teure, niedrigschmelzenden Werkstoff gebildet sind, dieser kostengünstig produzierbar ist. Da weniger Material beim Durchströmen der heißen Gase geschmolzen wird, befinden sich auch weniger Abgase im Fahrzeuginnern nach dem Gurtstraffvor gang. Weiterhin ist es besonders einfach, die Zeitspanne vom Beginn der Aktivierung der pyrotechnischen Ladung bis zur Druckentlastung der Druckkam mer einzustellen, da die Geometrie und das Material des in die Umfangswand eingesetzten Wandungsteils auf einfache Weise veränderbar ist. Es lassen sich auch schlechtformbare, niedrigschmelzende Materialien verwenden, da durch die einfache Geometrie des eingesetzten Wandungsteils (im Vergleich zu der des gesamten Düsenkörper) das niedrigschmelzende Material keinen aufwendigen Formprozessen unterliegen muß. Der geometrisch komplexere, ausgebildete Düsenkörper dagegen ist aus einem temperaturstabilen Material gebildet, das gut formbar ist.The embodiment of a nozzle body shown in FIGS. 4a and 4b has the advantage that, since only a small area of the peripheral wall is formed from the expensive, low-melting material, it can be produced inexpensively. Since less material is melted when the hot gases flow through, there are also fewer exhaust gases inside the vehicle after the belt tensioning process. Furthermore, it is particularly easy to set the time period from the start of the activation of the pyrotechnic charge to the pressure relief of the pressure chamber, since the geometry and the material of the wall part used in the peripheral wall can be changed in a simple manner. It is also possible to use poorly mouldable, low-melting materials, since, due to the simple geometry of the wall part used (in comparison to that of the entire nozzle body), the low-melting material does not have to be subject to complex molding processes. The geometrically more complex, formed nozzle body, however, is made of a temperature-stable material that is easy to form.
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