CN100368237C - 座位安全带收缩器 - Google Patents

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Abstract

一种座位安全带收缩器具有旋转的卷轴以便收缩或放出座位安全带子。锁定环(9)附着在卷轴(1)的一端部。当感觉到碰撞时，锁定环(9)锁住旋转。力量限制装置容许座位安全带在锁定环(9)锁住以后进一步放出。力量限制装置联接在卷轴(1)和锁定环(9)之间的传力路线中，该装置具有主要力量限制装置(11)；和次要力量限制装置。力量限制装置包括长形的可变形件(15)，如此布置，使卷轴(1)和锁定环(9)之间的相对旋转造成可变形件(15)的预定长度在负载限制的第一阶段中变形。可变形件(15)的截面积在预定长度的主要部分中是均匀的，而在离开可变形件(15)端部一定距离的至少有一个较小部分(21)减小截面。

Description

座位安全带收缩器
技术领域
本发明涉及座位安全带收缩器，并具体地涉及具有负载限制功能的座位安全带收缩器。
背景技术
传统的座位安全带收缩器一般具有卷绕座位安全带的圆柱形卷轴。卷轴的安装容许其围绕纵向轴线旋转以便根据旋转方向绕入或放出座位安全带。卷轴在绕入方向用螺旋弹簧偏压，使座位安全带在车辆乘客身上保持于相对较低程度的拉力、而趋向于以舒服方式拉回车辆座位，但又容许其向前移动，以便调整车辆无线电或接近车辆中的储存盒。车辆碰撞将促动碰撞传感器，这将锁定卷轴并阻止其旋转以防止车辆乘客向前运动。
现代座位安全带采用负载限制的功能，因为发现如果突然锁定座位安全带收缩器，特别在高速车辆碰撞中，将对于车辆乘客施加异乎寻常的力。为减少这一现象，现代座位安全带收缩器容许安全带在完全锁定以前做某些受到控制的伸展。
一种已知的负载限制装置，特别在最初碰撞瞬间，通过在施力路线中插入可以塑性或弹性变形的部件。例如在收缩器卷轴中可装入扭力杆。扭力杆由钢制成，当有外界扭力施加时，它可以围绕其轴线扭转，并且能够旋转多达7到8转而仍保持完好以便减少安全带对于车辆乘客的冲击力。
为提供更加配合对于车辆乘客在碰撞中施加的变化力量的负载限制，特别是施加在碰撞最初瞬间中较高的力量，可以采用两级负载限制座位安全带收缩器。这些所谓脱节的负载限制座位安全带收缩器在预定时间或距离以内建立高水平的负载限制。在碰撞在最初阶段中负载限制的第一阶段牵涉扭力杆扭转和附加负载限制装置，例如，在卷轴的壳体中或者弯曲或扭转或者拉出一条钢丝，用来吸收碰撞力。当钢丝完全弯曲、扭转或延伸后(依据所采用的机构)，然后在负载限制的第二阶段，在较低水平上，只牵涉到扭力杆。
不过，在已知座位安全带收缩器中钢丝元件的扭曲已经发现提供不均匀的负载限制效果。在钢丝元件的最初弯曲中短时间内发生负载增加，并且也发生在从第一阶段到第二负载限制阶段的过渡期中。本发明提供一种作为安全带收缩器，它能够提供更加恒定的负载限制水平。
附图的简要说明
图1为标准传统工艺中包括卷轴的座位安全带收缩器立体图。
图2为按照本发明一个实施例卷轴和锁定组件部分切去的平面图。
图3为图2中圆圈区域在负载限制以前的近视图。
图4为图1中卷轴和锁定组件刚好在负载限制开始以前的部分切除平面图。
图5为图4中圆圈区域的近视图。
图6为图4中卷轴和锁定元组件的部分切除平面图。
图7为图4中卷轴和锁定组件的右侧刚好在钢丝脱开以前的近视图。
图8为图4中卷轴和锁定组件的右侧在钢丝脱开过程中的近视图。
图9为按照本发明钢丝的立体图。
图10A到10E为按照本发明各种不同实施例的钢丝端部立体图。
图11为已知座位安全带收缩器显示碰撞曲线的各阶段中力对于时间的曲线图。
图12为按照本发明座位安全带收缩器显示碰撞曲线的各阶段中力对于时间的曲线图。
具体的实施方式
本发明可以在对本行业熟练人士所熟知的传统座位安全带收缩器中使用。这样已知的座位安全带收缩器显示在图1中，并且包括圆柱形卷轴1，它安装在框架3上并围绕心轴11旋转以便绕入或放出带子(未示).
在碰撞中，定位在标号5上的传感器促动锁定棘爪7接合固定在卷轴1上的齿形环9，以便防止锁定环9旋转并且开始卷轴的锁定过程。卷轴1的另一端部连接在重绕弹簧上，该弹簧为时钟式卷簧，它能够偏压卷轴成为带子围绕在卷轴1上的状态。
在传统负载限制座位安全带收缩器中的心轴11，它可能是扭力杆，安装在卷轴轴线上，一端部固定在锁定环9上而另一端部固定在卷轴1的弹簧端部上。在碰撞中由于锁定棘爪7而锁定的锁定环9，车辆乘客的冲量继续趋向于从卷轴上拉出带子，并反对连接锁定环到卷轴1的扭力杆的力量而旋转卷轴。在高于预定极限时碰撞力造成扭力杆11围绕其轴线扭转，而使卷轴1在由扭力杆性质决定的条件下旋转，这样就提供负载限制功能，而通过座位安全带，减少碰撞脉冲对于车辆乘客的效果。
图2到6阐明本发明的一个实施例。扭力杆11为主要负载限制元件，而次要负载限制元件15容纳在卷轴主体的凹进处中。次要负载限制元件15包括诸如钢丝等一定长度的可变形材料，它可以采取如图9中显示的形状。图6显示钢丝15各端部延伸进入卷轴主体内的两个通路13中。各通路13平行于扭力杆11并且具有开放端部，它如此对准锁定环中的孔，使钢丝15的端部31能够通过锁定环9中的孔插入通路13。凹槽17延伸在锁定环9的各孔之间并且围绕扭力杆11端部。图9中的钢丝15的形状使其中间部分当钢丝端部31完全插入通路13时能够配合进入凹槽17。
图2显示在负载限制以前钢丝15在通路13中布置，使卷轴1和锁定环9可以自由旋转。
沿钢丝15长度方向包括至少一个缩小的截面部分21的有利之处在于，它可以减少需要使变形部件变形的弯曲力矩。截面积的减少可以有利地定位在沿变形部件的长度上，使其与负载限制的特定点一致。
图3显示在卷轴1和锁定环9之间形成的凹进处19上的钢丝15部分的外形的深入的细节。钢丝15的截面积在凹进处19区域通过浮雕或切割21在钢丝中形成钢丝表面不连续部分。在图3中切割21为弧形横向凹槽。
当锁定环9在碰撞中锁定时，在卷轴1上进一步的力量促使其相对于锁定环9移动，而钢丝15从卷轴1的通路13中拉出。钢丝15在围绕卷轴轴线的圆形通路中拉入凹进处19，使钢丝15变形，并且或者围绕扭力杆或者锁定环9卷绕，从而在负载限制的第一阶段提供附加的负载限制效果。扭力杆和负载限制钢丝15的组合可提高最初负载限制极限，提供比较单独的扭力杆更高的负载限制的综合水平(即，比较用单独的扭力杆更大地减少车辆乘客感到的碰撞力)。
图4、5和11阐明在负载开始时钢丝15的弯曲。钢丝15围绕在卷轴1上转角23和锁定环9上转角25弯曲。在未经改制的钢丝上，这将在短时期内产生相对较高的初始弯曲力矩，如图11中力对于时间的曲线图上第一负载尖峰T1所示。切割21减少钢丝15上初始弯曲力矩，并且基本上减少或消除第一负载尖峰T1，在负载限制的最初瞬间如图12所示在时间T3上提供更加平稳的负载增加。
在负载限制的第一阶段结束时，在卷轴1预定的转数以后钢丝15由于其有限的长度而离开在卷轴1中通路13。一旦钢丝15已经完全离开通路13，车辆乘客的冲量在负载限制的第二阶段中从时间T5开始单独由扭力杆11所吸收。
该负载限制下降的程度可以修改到与车辆乘客遭遇安全气囊符合一致，使车辆乘客由气囊和座位安全带的组合所支持，而不仅为单独的安全带。
随着钢丝31端部接近通路13的终点，未经改制的钢丝弯曲力矩由于剩余在通路13中钢丝长度减少而增加。这将短时期内在钢丝15的脱开中造成不希望的负载升高，如图11中负载尖峰T2所表示。
图7、8、10A到10E阐明本发明另外的实施例，其中钢丝15端部31的形状经过修整。在图7中钢丝端部31为锥形。在钢丝15的端部，钢丝15的截面积逐渐地趋向钢丝端部31而减少。随着锥形部分从通路13中抽出并围绕转角23变形，弯曲力矩由于钢丝截面积的减少而降低。在T2上不希望的负载尖峰可以减少或消除，导致在第一到第二负载限制阶段的过渡中，在图12中T4处坡度更加平稳的变化。
相似的效果可以在图10A到10C中可替代的钢丝端部方案获得，其中全部显示了在钢丝远端部31附近的截面的变化。截面积的减少可以通过在部件表面不连续形状形成，诸如横向凹槽或切割，其形状为曲线或V-形。
应用对于V-形横向凹槽的弯曲力矩可有利地诱导变形部件的剪切。当在直角的转角上施加剪切负载时，V-形凹槽的顶部为诱导变形材料的剪切提供特别可靠点。
图10D和10E阐明钢丝15的缺口33，它在钢丝端部31附近采取V-形横向凹槽。随着缺口33从通路13中抽出并且围绕转角23弯曲，所施加的负载将在缺口33处剪切钢丝，从而避免在T2上增加弯曲力矩并且在通路13的端部留下小块材料。钢丝15在接近其端部31处减少截面积可以减少在负载限制第一和第二阶段之间过渡部分中的弯曲力矩，并且在钢丝15脱开时更加平稳地减少负载。
无论对于负载尖峰T1还是T2，减少钢丝的横向或纵向截面有助于变形，减少干涉并且容许钢丝从卷轴1内的通路13中平滑地离开。
虽然以上实施例利用扭力杆作为两阶段负载限制安全带收缩器的一个阶段，本发明原理可以在任何作为安全带收缩器中实施，在所述收缩器中利用任何负载限制装置获得负载限制的一个阶段，例如可变形的钢丝。

Claims (9)

1.一种座位安全带收缩器，包括：
(a)卷轴(1)，安装成为可以旋转，以便根据卷轴(1)的旋转方向收缩或放出座位安全带子；
(b)锁定环(9)，附着在卷轴(1)的一端部；当感觉到碰撞状态时，抵抗旋转而锁住锁定环(9)的装置；和
(c)力量限制装置，在车辆乘客向前冲量的影响下，容许在锁定环(9)已经锁住后进一步放出座位安全带，联接在卷轴(1)和锁定环(9)之间的力量路线中，力量限制装置包括：
(i)主要力量限制装置(11)；和
(ii)次要力量限制装置，包括长形可变形件(15)，布置为使卷轴(1)和锁定环(9)之间的相对旋转造成可变形件(15)的预定长度在负载限制的第一阶段中变形，其中可变形件(15)的截面积在预定长度的主要部分是均匀的，并且在位于离开可变形件(15)的端部一定距离处、在可变形件(15)的弯曲部分的区域中的至少较小部分中减小截面，以便减少可变形件(15)的最初弯曲力矩。
2.按照权利要求1所述的座位安全带收缩器，其特征在于，减小截面积部分(21)包括曲线形横向凹槽。
3.按照权利要求1所述的座位安全带收缩器，其特征在于，减小截面积部分(21)包括V-形横向凹槽。
4.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，还包括进一步减小的截面积部分，其位于可变形件(15)的所述一端部(31)。
5.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，可变形件为钢丝(15)，其具有位于钢丝(15)的所述一端部(31)的进一步减小的截面积部分。
6.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，主要力量限制装置包括扭力杆(11)。
7.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，卷轴(1)包括长形凹进处(13)，其布置成为接受可变形件的所述一端部。
8.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，卷轴(1)包括两个长形凹进处(13)，其布置成为接受可变形件(15)的各端部。
9.按照权利要求1到3中任何之一所述的座位安全带收缩器，其特征在于，锁定环(9)包括凹槽(17)，其布置成为接受可变形件(15)的中间部分。
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