DE10212912B4

DE10212912B4 - Pyrotechnic belt tensioner drive

Info

Publication number: DE10212912B4
Application number: DE10212912A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Holbein; Karl Hudelmaier
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2008-08-14
Anticipated expiration: 2022-03-23
Also published as: DE20105264U1; DE10212912A1

Abstract

Pyrotechnischer Gurtstraffer-Antrieb für Gurtsysteme in Fahrzeugen, mit einer Druckkammer (18, 118), die eine zur Umgebung führende Druckentlastungsöffnung (24, 124) aufweist, einem in der Druckkammer (18, 118) beweglich geführten Kolben (16, 116) und einer pyrotechnischen Ladung (20), bei deren Aktivierung der Kolben (16, 116) in der Druckkammer (18, 118) durch Druckgas antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckentlastungsöffnung (24, 124) ein Düsenkörper (26, 126) eingesetzt ist, der mindestens bereichsweise aus einem niedrigschmelzenden Werkstoff, insbesondere einer niedrigschmelzenden Legierung, gebildet ist und eine Öffnung verschließt, die nach Aktivierung der pyrotechnischen Ladung (20) durch Aufschmelzen der Legierung freigelegt wird, so daß Gas aus der Druckkammer (18, 118) über die freigelegte Öffnung durch die Druckentlastungsöffnung (24, 124) austritt und ein Druckabbau in der Druckkammer (18, 118) stattfindet.pyrotechnic Belt tensioner drive for Belt systems in vehicles, with a pressure chamber (18, 118), the one leading to the environment Pressure relief opening (24, 124), one in the pressure chamber (18, 118) movable out Piston (16, 116) and a pyrotechnic charge (20), in whose Activation of the piston (16, 116) in the pressure chamber (18, 118) by compressed gas is drivable, characterized in that in the pressure relief opening (24, 124) has a nozzle body (26, 126) is used, the at least partially from a low-melting Material, in particular a low-melting alloy formed is and an opening closes, after activation of the pyrotechnic charge (20) by melting the alloy is exposed so that gas from the pressure chamber (18, 118) the exposed opening through the pressure relief opening (24, 124) exits and a pressure reduction in the pressure chamber (18, 118) takes place.

Description

Die Erfindung betrifft einen pyrotechnischen Gurtstraffer-Antrieb für Gurtsysteme 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 The invention relates to a pyrotechnic belt tensioner drive for belt systems in vehicles, with a belt force limiter, a pressure chamber, the one leading to the environment Pressure relief opening comprising a piston movably guided in the pressure chamber and a pyrotechnic Charge, when activated by the piston in the pressure chamber through Compressed gas is drivable.

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 gewährleisten. 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 a rotary drive or as Be formed linear drive. Rotary actuators usually attack at the Belt reel of a belt retractor. Linear drives either work at an end fitting or deflection fitting of the webbing, or are about a rack gear connected to the belt reel of the belt retractor. The coupling between the belt reel and belt tensioner drive takes place usually over one Clutch that is engaged only when the drive is activated, in normal operation of the belt retractor free rotation of the belt reel to ensure. Depending on the version the clutch is the belt reel after completed webbing tightening again decoupled from the drive, or it remains with the clutch blocked coupled with 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 at one axial end of the Belt spool is rigidly fastened and at the other end with a locking disc is coupled, which rotatably by a pawl on the frame of the belt retractor is blockable. The torsion bar allows a reverse rotation of the belt reel blocked locking disc when the belt force exceeds a predetermined value. The force level, on which the force limitation takes place, can by the mechanical properties of the torsion bar are adjusted.

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.If However, a belt tensioner drive after tightening on the Coupling is coupled to the belt reel, which is through the mechanical properties of the torsion bar given power limit level a component superimposed, which is determined by the movement resistance of the belt tensioner drive is. This resistance to movement depends in particular on the the pressure chamber after completion of tightening remaining pressure which acts on the piston and obstructs its movement. The overlay the motor resistance of the belt tensioner drive with the torsion resistance of the torsion bar leads to an undesirable increase the force level of the belt force limit.

Ein gattungsgemäßer Gurtstrafferantrieb ist aus der EP 0 780 272 A2 bekannt. Hier wird die Druckentlastungsöffnung durch eine Berstscheibe abgedeckt. Über die Berstscheibe wird der maximale, im Kolben auftretende Druck eingestellt, so daß ein Bersten des vorgesehenen Zylinderrohres verhindert wird.A generic belt tensioner drive is from the EP 0 780 272 A2 known. Here the pressure relief opening is covered by a rupture disk. About the rupture disk, the maximum, occurring in the piston pressure is adjusted, so that a bursting of the intended cylinder tube is prevented.

Aus der nachveröffentlichten EP 1 243 487 A2 ist ein Gurtstraffer-Antrieb bekannt, der einen beweglich geführten Kolben in einem Zylinder aufweist. Der Kolben umfaßt einen Hauptkörper, der mit einer Zahnstange einstückig ausgebildet ist, und eine an den Hauptkörper angrenzende Druckplatte, die aus einem bei hohen Temperaturen leicht schmelzbaren Material besteht. In der Druckplatte und dem Hauptkörper sind kapillarartige Durchgänge ausgebildet, durch die das bei der Aktivierung des Gurtstraffer-Antriebs gebildete Druckgas an die Umgebung entweichen kann.From the post-published EP 1 243 487 A2 is known a belt tensioner drive having a movably guided piston in a cylinder. The piston comprises a main body integrally formed with a rack, and a pressure plate adjacent to the main body made of a material which is easily fusible at high temperatures. In the pressure plate and the main body capillary-like passages are formed, through which the compressed gas formed during the activation of the belt tensioner drive can escape to the environment.

Durch die Erfindung wird ein pyrotechnischer Gurtstraffer-Antrieb für Gurtsysteme in Fahrzeugen nach Anspruch 1 geschaffen, bei dem nach beendigter Gurtbandstraffung der Bewegungswiderstand des Kolbens nicht oder nur unwesentlich durch den in der Druckkammer verbleibenden Restdruck erhöht wird. Die nach Aktivierung der pyrotechnischen Ladung den Durchgangskanal des Düsenkörpers durchströmenden heißen Gase führen nach kurzer Zeit zum Aufschmelzen der niedrigschmelzenden Masse, die vorzugsweise eine niedrigschmelzende Legierung 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 niedrigschmelzenden 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.By The invention is a pyrotechnic belt tensioner drive for belt systems created in vehicles according to claim 1, in which after completed Belt tightening the movement resistance of the piston is not or only insignificantly by remaining in the pressure chamber residual pressure elevated becomes. The after activation of the pyrotechnic charge the passageway the nozzle body flowing through hot gases to lead after a short time to melt the low-melting mass, which is preferably a low melting alloy. By the incipient enlargement of the Flow area at the pressure relief opening of Pressure chamber is relieved of pressure, so that the resistance of the movement Piston is reduced in the pressure chamber. The period from the beginning of the Activation of the pyrotechnic charge until the pressure is released Pressure chamber by melting the low-melting material of the nozzle body can by the geometric design of the nozzle body or of the low-melting Material existing area of the nozzle body and by the nature the low melting alloy can be adjusted. She will be like that set that the Pressure relief takes place at the time at which the webbing tightening is finished and the Gurtband-Kraftbegrenzungsphase begins.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein strömungsaufwärts gelegenes Ende des Durchgangskanals durch eine Drosselscheibe abgedeckt, 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 insbesondere 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 niedrigschmelzende 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 Strömungsquerschnitt in Verbindung.In the preferred embodiment of the invention, an upstream end of the passageway is covered by an orifice plate having a passageway opening with a cross sectional area which is only a fraction of the cross sectional area of the passageway of the nozzle body. At the passage opening of the throttle disk, which is in particular a rupture disk, the hot gases exit at very high speed and are fanned out, so that they impinge on the inside of the peripheral wall surrounding the through-channel of the nozzle body. By this action The impinging hot gases, the low-melting material of the peripheral wall is melted in a very short time. After the peripheral wall has been removed by melting at least in regions, the pressure chamber is in communication with the environment via a greatly enlarged flow cross-section.

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 become apparent from the following Description of a preferred embodiment and from the attached drawings, to which reference is made. In the drawings show:

1 einen Axialschnitt eines Gurtstraffer-Antriebs für einen Gurtaufroller; 1 an axial section of a belt tensioner drive for a belt retractor;

2 ein Diagramm, das den Druckverlauf in der Druckkammer des Gurtstraffer-Antriebs und den Verlauf des resultierenden Kraftbegrenzungsniveaus des Gurtkraftbegrenzers über die Zeit darstellt; 2 a diagram illustrating the pressure curve in the pressure chamber of the belt tensioner drive and the course of the resulting force limitation level of the belt force limiter over time;

3a, 3b und 3c einen in die Druckentlastungsöffnung der Druckkammer eingesetzten Düsenkörper gemäß einer ersten Ausführungsform in drei aufeinanderfolgenden Zuständen; und 3a . 3b and 3c a nozzle body inserted into the pressure relief port of the pressure chamber according to a first embodiment in three successive states; and

4a und 4b einen in die Druckentlastungsöffnung der Druckkammer eingesetzten Düsenkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform. 4a and 4b a nozzle body used in the pressure relief opening of the pressure chamber according to a second embodiment.

Der in 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 axialen Ende eine pyrotechnische Ladung 20 angeordnet ist. An dem gegenüberliegenden axialen Ende weist der Kolben 16 eine Stirnfläche 22 mit einer Druckentlastungsöffnung 24 auf. In diese Druckentlastungsöffnung 24 ist ein Düsenkörper 26 eingesetzt, dessen Gestalt und Funktion anhand der 3a bis c bzw. 4a und b im einzelnen beschrieben wird.The in 1 shown belt tensioner drive is attached to the side of a (not shown) belt retractor. The belt tensioner drive has a flat housing 10 made of plastic with a longitudinal bore through this cylindrical bore 12 into which a metallic cylinder tube 14 is used. In the cylinder tube 14 is a hollow piston 16 added. The hollow piston 16 limited 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 an end face 22 with a pressure relief opening 24 on. In this pressure relief opening 24 is a nozzle body 26 used, the shape and function of the 3a to c or 4a and b will be described in detail.

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 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 gebildeten 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 Kupplungsring 34 an, so daß über das Klemmgesperre der Kupplung letztlich der Antriebsfortsatz 36 der Gurtspule angetrieben wird.The piston 16 carries on its lateral surface an axial rack 28 that with a pinion 30 in mesh, that in the housing 10 is rotatably mounted and rotatably with a gear 32 which in turn is associated with a (in 1 not shown) pinion is in mesh, the rotation with a likewise in the housing 10 mounted coupling sleeve 34 is coupled. The coupling sleeve 34 is part of a coupling formed by a Klemmrollengesperre, which on an axial drive extension 36 the belt reel (not shown) of the belt retractor engages. Upon activation of the pyrotechnic charge 20 becomes the hollow piston 16 in the cylinder tube 14 by the pressure in the pressure chamber 18 driven, the pinion 30 is set in rotation and drives over the gear 32 and the pinion meshing therewith the coupling ring 34 on, so that on the Klemmgesperre the clutch ultimately the drive extension 36 the belt reel is driven.

Bei der herkömmlichen Ausführung des Gurtstraffer-Antriebs ist die Druckentlastungsöffnung 24 in der Stirnwand 22 des Zylinders 16 durch eine Berstscheibe 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 2 veranschaulicht.In the conventional embodiment of the belt tensioner drive is the pressure relief opening 24 in the front wall 22 of the cylinder 16 covered by a bursting disc having a small passage opening. In the belt tensioner drive according to the invention is in the pressure relief opening 24 however, the nozzle body 26 used. The through the nozzle body 26 In comparison with the conventional embodiment of the belt tensioner drive achieved effects are in 2 illustrated.

In dem Diagramm der 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 Ausführungsform 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 3a, 3b und 3c bzw. unter Bezugnahme auf die 4a und 4b näher beschrieben.In the diagram of 2 on the ordinate are the belt force F and the pressure P in the pressure chamber 18 plotted against time t. The pressure P passes through a maximum and then has in the conventional embodiment of the belt tensioner drive the dashed line drawn course P ₁ and in the inventive execution of the belt tensioner drive the drawn with a solid line course P ₂ : The belt force F increases up to a Time t ₁ , at which the belt reel (after completion of belt tightening) is blocked on one side. Subsequently, the belt force F continues to increase until a time t ₂ at which the force limiting level determined by the torsion bar of the belt retractor is reached. Subsequently, the belt force in the conventional belt tensioner drive takes the course shown by a dotted line F ₁ . This is characterized by a further increase in the belt force F with a subsequent gradual drop. In the inventive design of the belt tensioner drive, however, the belt force takes the course shown by the solid line F ₂ . This is characterized by the fact that from the time t _2, the level of belt force does not increase further and remains approximately constant. This is due to the fact that at time t _2, the pressure in the pressure chamber 18 completely or at least almost completely degraded 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 by the fact that at time t ₁ , or shortly before, the nozzle body 26 the flow cross-section of the pressure relief opening 24 in the front wall 22 of the piston 16 has released. This function of the nozzle body 26 will now be with reference to the 3a . 3b and 3c or with reference to the 4a and 4b described in more detail.

Die 3a bis 3b zeigen den Düsenkörper 26 gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 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.The 3a to 3b show the nozzle body 26 according to a first embodiment. As in 3a shown has the nozzle body 26 a hollow cylindrical peripheral wall 40 , which is made of a low-melting alloy and a cylindrical passageway 42 circumscribed. The nozzle body 26 is by a flanged axial end of the peripheral wall 26 on the front wall 22 the hollow piston 16 attached. At the opposite end of the peripheral wall 26 is a radial support flange 44 formed on which a thin rupture disk 46 rests. The rupture disk 46 has a central passage opening 48 , Between the outer circumference of the support flange 44 and the inner surface of the piston 16 an annular gap remains 50 , The gap may be alternative to the annular gap 50 also not continuously, but only on one or more sections along the outer circumference of the support flange 44 between this and the inner surface of the piston 16 be educated.

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 bevorzugterweise unter der Selbstentzündungstemperatur der pyrotechnischen Ladung liegen, um so auch im Brandfall, beispielsweise während des Transports, einen schnellen Druckabbau zu gewährleisten. Geeignete niedrigschmelzende Legierungen 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 greater than 105 ° C. Preferably, the alloy should have a melting point between about 180 ° C and about 220 ° C. Particularly advantageous is a melting point of about 200 ° C. The melting point of the low melting point alloy should preferably be below the autoignition temperature of the pyrotechnic charge, so as to ensure rapid pressure reduction even in case of 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 may also be a soft solder.

In 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 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 3c dargestellt, 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 3c durch Pfeile angedeutet ist. Der Strömungsquerschnitt vom Druckraum 18 zur Umgebung ist nun um ein Vielfaches erweitert, so daß ein plötzlicher Druckabbau in der Druckkammer 18 stattfindet.In 3a it is assumed that hot gases are the passage opening 48 the rupture disk 46 traverse, be fanned out and on the inner surface of the peripheral wall 40 of the nozzle body 26 incident. After a few milliseconds, the in 3b shown state occurred. The peripheral wall 40 is hollowed on the inside by the mass of the nozzle body 26 is melted. Since the hot gases are the passage opening 48 the rupture disk 46 flow through at very high speed, the peripheral wall 40 melted down very quickly. In this peripheral wall 40 However, they are axial webs 52 embedded in a temperature-resistant material or with a significantly increased wall thickness. These axial webs 52 stay like in 3c represented, exist and hold the support flange 44 at a distance from the front wall 22 of the piston 16 , Through the annular gap 50 Now the gases can support the support flange 44 flow around and through the vacant openings in the peripheral wall 40 in the passageway 42 of the nozzle body 26 to enter, as in 3c indicated by arrows. The flow cross-section of the pressure chamber 18 to the environment is now extended many times, so that a sudden pressure reduction in the pressure chamber 18 takes place.

Die 4a und 4b zeigen einen Düsenkörper gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die der in den 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.The 4a and 4b show a nozzle body according to a second embodiment. The in the 3a to 3c corresponding technical features are shown by the same reference numerals, each increased by 100 provided. For their explanation, reference is made to the above explanations.

Der in den 4a und 4b gezeigte Düsenkörper 126 unterscheidet sich von dem in den 3a bis 3c gezeigten Düsenkörper 26 dadurch, daß er größtenteils aus einem temperaturbeständigen Material gebildet ist. Ein Wandungsteil 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 in the 4a and 4b shown nozzle body 126 is different from the one in the 3a to 3c shown nozzle body 26 in that it is largely formed of a temperature-resistant material. A wall part 160 the peripheral wall 140 of the nozzle body 126 is formed from one piece of low-melting material, which in a in the peripheral wall 140 of the nozzle body 126 trained recess 162 pressed in and caulked. Between the outer circumference of the support flange 144 and the inner surface of the piston 116 is a gap 150 educated.

Treten die heißen Gase durch die Durchtrittsöffnung 148 in den Durchgangskanal 142 ein, wird nur der Wandungsteil 160 der Umfangswand 140 aufgeschmolzen, der aus dem niedrigschmelzenden Material gebildet ist. Die restliche Umfangswand 140, die aus dem temperaturbeständigen Material gebildet ist, bleibt bestehen. Wie in 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.Join the hot gases through the passage opening 148 in the passageway 142 one, only the wall part becomes 160 the peripheral wall 140 melted, which is formed from the low-melting material. The remaining peripheral wall 140 , which is made of the temperature-resistant material remains. As in 4b You can now see the gases through the gap 150 on the support flange 144 flow past and through the vacant opening in the peripheral wall 140 in the passageway 142 of the nozzle body 126 enter, 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 when flowing through the hot gases through the passage 142 be melted.

Die in den 4a und 4b gezeigte Ausführungsform eines Düsenkörpers hat den Vorteil, daß, da nur ein kleiner Bereich der Umfangswand aus dem teuren 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 Gurtstraffvorgang. Weiterhin ist es besonders einfach, die Zeitspanne vom Beginn der Aktivierung der pyrotechnischen Ladung bis zur Druckentlastung der Druckkammer 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 in the 4a and 4b shown embodiment of a nozzle body has the advantage that, since only a small portion of the peripheral wall are formed from the expensive low-melting material, this is inexpensive to produce. Since less material is melted when flowing through the hot gases, there are also fewer exhaust gases in the vehicle interior after the belt tensioning process. Furthermore, it is particularly easy to adjust the time from the beginning of the activation of the pyrotechnic charge to the pressure relief of the pressure chamber, since the geometry and the Ma Material of the wall part inserted into the peripheral wall can be changed in a simple manner. It is also possible to use poorly moldable, low-melting materials, since the low-melting material does not have to be subjected to complicated molding processes due to the simple geometry of the wall part used (in comparison to that of the entire nozzle body). The geometrically more complex formed nozzle body, however, is formed from a temperature-stable material that is easy to shape.

Claims

Pyrotechnic belt tensioner drive for belt systems in vehicles, with a pressure chamber ( 18 . 118 ), which leads to a pressure relief opening ( 24 . 124 ), one in the pressure chamber ( 18 . 118 ) movably guided pistons ( 16 . 116 ) and a pyrotechnic charge ( 20 ), upon activation of which the piston ( 16 . 116 ) in the pressure chamber ( 18 . 118 ) is driven by compressed gas, characterized in that in the pressure relief opening ( 24 . 124 ) a nozzle body ( 26 . 126 ) is used, which is at least partially formed from a low-melting material, in particular a low-melting alloy, and closes an opening which after activation of the pyrotechnic charge ( 20 ) is exposed by melting the alloy, so that gas from the pressure chamber ( 18 . 118 ) over the exposed opening through the pressure relief opening ( 24 . 124 ) and a pressure reduction in the pressure chamber ( 18 . 118 ) takes place.

Belt tensioner drive according to claim 1, characterized in that the nozzle body ( 26 . 126 ) a passageway ( 42 . 142 ), which through a pressure chamber ( 18 . 118 ) peripheral wall separating the environment ( 40 . 140 ) is limited.

Belt tensioner drive according to claim 2, characterized in that the peripheral wall ( 40 . 160 ) of the through-channel ( 42 . 142 ) by him after activation of the pyrotechnic charge ( 20 ) flowing through hot gases within a period of time that is completed before the effectiveness of the force limiter.

A pretensioner drive according to claim 2 or 3, characterized in that an upstream end of the through-channel ( 42 . 142 ) through a throttle disc ( 46 . 146 ), which has a passage opening ( 48 . 148 ) having a cross-sectional area which is only a fraction of the cross-sectional area of the through-channel ( 42 . 142 ) is.

Belt tensioner drive according to claim 4, characterized in that the throttle disk ( 46 . 146 ) on a radial support flange ( 44 . 144 ) of the nozzle body ( 26 . 126 ) is attached.

Belt tensioner drive according to one of the preceding claims, characterized in that, with the exception of at least one in the peripheral wall ( 140 ) used wall part ( 160 ) the nozzle body ( 126 ) is formed of a temperature-resistant material.

Belt tensioner drive according to claim 5, characterized in that the support flange ( 44 ) by wall parts of the peripheral wall ( 40 ) of the through-channel ( 42 ) of a temperature-resistant material and / or an increased wall thickness at an axial distance from the pressure relief opening ( 24 ) is held.

Belt tensioner drive according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 16 . 116 ) is formed as a hollow cylinder, the interior of the piston ( 16 . 116 ) the pressure chamber ( 18 . 118 ) and the pressure relief opening ( 24 . 124 ) in an end wall ( 22 . 122 ) of the piston is formed.

Belt tensioner drive according to claim 8, characterized in that between the inner surface of the pressure chamber ( 18 . 118 ) and the outer periphery of the support flange ( 44 . 144 ) A gap ( 50 . 150 ) is formed.

Belt tensioner drive according to one of the preceding Claims, characterized in that the low melting alloy has a melting point that is greater as 105 ° C.

Belt tensioner drive according to claim 10, characterized in that that the low melting alloy has a melting point between about 180 ° C and about 220 ° C has.

Belt tensioner drive according to claim 11, characterized that the Alloy has a melting point of about 200 ° C.

Belt tensioner drive according to one of claims 1 to 12, characterized in that the low melting Alloy selected is from the group of MCP bismuth alloys.

Belt tensioner drive according to claim 13, characterized in that that the MCP bismuth alloys containing tin and indium.

Belt tensioner drive according to one of claims 1 to 12, characterized in that the low melting Alloy is a soft solder.

Belt tensioner according to one of the preceding Claims, characterized in that the piston ( 16 . 116 ) via a rack gear ( 30 . 32 . 34 ) is coupled to the belt reel of a belt retractor.

Belt tensioner according to claim 16, characterized that the Belt retractor is equipped with a belt force limiter.