[发明专利]车辆乘员保护系统用的线性传动机构

说明书

本发明涉及一种车辆乘员保护系统用的线性传动机构，它包括有烟火气体发生器以及可由其所发生之气体激励的活塞/气缸装置，在此活塞上则连接有一拉绳。这种线性传动机构对于设置在此带伸缩器或设置于此皮带系统另一部位上的皮带预拉伸器来说，是特别需要的。

已设计出各式各样有效的皮带预拉伸器。近期的种种实验结果表明，要是采用较传统皮带预拉伸器所用之力更大的力来进行之种预拉伸，则甚至可进一步提高此类安全带的保护作用。通过加大烟火气体发生器的尺寸，可以提高皮带预拉伸器的功率。撇开线性传动机构本身不论，为了承受住突发的载荷，拉绳以及经此拉绳将增大了的力传至这种安全带的机构也都必须具有较大的尺寸。

本发明则是以下述认识为基结构的：通过改进上述气体发生器释放的能所作的利用，可以在不需增加或至少是不需显著增加此气体发生器功率的条件下，来提高预拉伸器的功率。根据本发明，活塞与拉绳是通过一缓冲装置送到一起的，此缓冲装置在气体发生器所发生之气体的压力升高阶段限制了活塞对拉绳所施的力，同时可让这个力连续地且更为理想的是地增加。按照设有烟火气体发生器之活塞/气缸装置的传统工作方式概念，能获得的机械功率主要取决于作用在活塞上且由作用于活塞端面上之气体压力所产生的轴向力。这里的基本设想是，上述的力可以在气缸之活塞的整个行程上获得。本发明的基本认识则是，上面这种假设是错误的。实现之气体发生器所产生的气体压力是在此发生器点火后首先骤然升高，而在缩至或不到1毫秒（ms）时便达到最大值。然后此压力下降，约在点火3ms后即小于此最大值的10%。这样，由气体发生器所释放出之能量的绝大部分，只是在活塞一完整行程（例如200mm）所需时间的很短一段内才得以利用。根据本发明的方法，活塞与拉绳是通过一缓冲装置连接到一起的，因而由气体发生器所释放出的能量是以最佳方式转折来加速此活塞的。特别是结果可使活塞加速度的最大值沿时间轴线至少是近似地与气体压力曲线的最大值重合。这种缓冲作用于是会在气体发生器所产生之气体压力升高时的活塞运动整个初始阶段中有效。在此初始阶段中，活塞走过滤活塞行程中约5-15%的一段较短距离。对于200mm的活塞冲程来说，活塞地此初始阶段例如走过了仅约16mm的距离。本发明进而认定，必须工到一种贮存为气体发生器所释放出之能量并可在常规结构中对仅约2-3ms内加以利用的方法，以使皮带预拉伸时所需的力能在皮带预拉伸器的整个行程中始终有效。业已发现，只需用机械方法就能解决这种贮能问题。当采用一种设在皮带伸缩器上并经一连接机构接合到皮带卷盘上的皮带预拉伸器时，此皮带卷盘连同绕于其上的安全带可以当作为蓄能器。上述皮带卷盘于是必须在1-2ms内加速到这样一个转速，使得在气体压力已几乎完全消失的继后阶段内，皮带卷盘与绕鱼其上之安全带的惯性矩足以形成可有效地用于预拉伸器整个行程中所必须的力，与此皮带卷盘相关联的转矩应在气体发生器点火后陡然但又不是太间断式的升高。通过上述缓冲装置，可以在经皮带卷盘上实现转矩的最佳分布。这特别有利于使活塞通过缓冲装置传给拉绳的力，能在压力上升的阶段随活塞走过的距离而逐渐加大。

取决于气体发生器的结构及其烟火混合气有组成，此气体压力可资利用的时间或可稍多于203ms，同时此气体压力曲线可下降得不太陡削。这种情况下的气体压力在活塞运动的中间与最后阶段也同样朋助于所需之传动功率的。但从基本上说，在这样一类结构中同样会由于绝大部分能量是在紧接点火后2-3ms内释放出，因而在此之后必须通过贮存于皮带卷盘和位于其上之安全带转动中的机械能，来提供较大部分的传动功率。

从DE-OS2304878中，已知一种包括有活塞及连于其上之拉杆的线性传动机构。对此种线性传动机构所产生之力来加以限制依靠的是一减压阀，它当超过预定限度的力时打开;同时在依靠一受压时将此阀压向其闭合位置时的弹簧。在此线性传动机构正常工作期间内，该减压阀保持成闭合状态。相反，根据本发明，则是通过使该线性传动机构所发展的力完全转变为可用作机械传动功率的以量而最大化。

至于缓冲装置，基本上可有两种结构：在第一种结构中，此缓冲装置为一种可弹性屈服的部件，插接在活塞与拉绳之间力的传输路径中;在第二种结构中，此缓冲装置是由一可塑性变形的部件形成，此部件也同样插接在活塞与拉绳间力的传输路径之中。在后面的从属权利要求中列述了这种缓冲装置的各式实施例。

本发明的其它特色与优点可根据下面的描述及所参考的附图得知，在附图中：

图1为一曲线图，说明气体压力、活塞加速褀与活塞行程分别相对于时间的变化;