CN101172479A - 用于卷绕安全带的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将安全带卷绕到一轴上的装置，包括：主传动弹簧；可旋转的棘轮；联锁装置，用于向卷绕方向联锁棘轮的转动；补偿弹簧，其在棘轮联锁时将一相反于主传动弹簧的偏压力的偏压力传向该轴；以及超越离合器，其在棘轮联锁时允许从轴至补偿弹簧向卷绕方向的传力并且棘轮未联锁时允许补偿弹簧相对轴向卷绕方向的相对转动，超越离合器具有一包括轮齿的制动环和一与轮齿协同操作的制动元件。制动元件以两相反端与制动环的各轮齿协同操作，制动元件的两端沿制动环的圆周方向具有一相对的角间距，其不同于各轮齿的分离间距的整数多倍，并且制动元件可移动地支承而使制动元件的一端插入制动环的两轮齿之间，此时相反的另一端与一轮齿发生接触。

Description

用于卷绕安全带的装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用以卷绕安全带的装置。

背景技术

由DE 10 2005 017 367 A1已知一按该类的用以卷绕安全带的装置。在该已知的装置中设置一主传动弹簧，其向卷绕方向偏压一具有一带卷绕部分的轴。一补偿弹簧相反于该主传动弹簧作用。补偿弹簧以其外端与一棘轮协同操作，同时其内端经由一超越离合器与轴协同操作。当扣上安全带的锁时，将棘轮借助于一联锁装置向卷绕方向联锁。因此对于使用安全带的人来说产生一舒适效果。佩载的安全带在扣上带锁时只以轻微的压力贴紧使用者的身体，而在松开带锁时主传动弹簧的全部转矩供安全带的可靠的卷绕之用。

其中在棘轮联锁时和在轴向卷绕方向旋转时超越离合器产生一从轴向补偿弹簧的传力，从而张紧该补偿弹簧并为此需要的转矩相反于主传动弹簧的转矩。另一方面超越离合器允许补偿弹簧向卷绕方向相对轴的相对转动。如果在带锁松开时脱开棘轮的联锁，则棘轮由于偏压的补偿弹簧向卷绕方向旋转。由于超越离合器允许补偿弹簧相对于轴向该方向相对转动，所以在补偿弹簧安全松弛时不发生棘轮的突然的制动。

在已知的带卷绕装置中超越离合器这样实现，即在轴上抗旋转地设置一带动装置，补偿弹簧的内端与其构成为棘轮的轮齿协同操作。当轴相对补偿弹簧向卷绕方向旋转时，补偿弹簧的该内端通过补偿弹簧的弹性形封闭地嵌入带动装置的轮齿。在反向相对转动时补偿弹簧的弹性内端滑动地跳越带动装置的各轮齿。补偿弹簧的内端作为弹性弹簧的棘轮爪的构成一方面以有利的方式导致补偿弹簧和从而与之协同操作的棘轮在打开带锁时的摩擦锁合制动。另一方面使补偿弹簧的内端在跳越带动装置的每一轮齿时弹性偏转，这导致补偿弹簧在其内端的区域内的材料应力。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的装置，其中超越离合器遭受一微小的材料应力。

按照本发明通过一种用于卷绕安全带的具有权利要求1的特征的装置达到该目的。

诸从属权利要求中说明本发明的有利的实施形式。

按照本发明超越离合器构成为棘轮，其包括一制动环和至少一个与之协同操作的制动元件。制动环与补偿弹簧的内端或与轴固定连接，而制动元件反向支承在轴上或补偿弹簧的内端上。其中所述至少一个制动元件构成和设置成使其以两相反端以一角间距分别与制动环的各齿协同操作，该角间距不同于一整数的齿分度间距。可移动地支承所述至少一个制动元件。通过制动元件和制动环的构成和设置，制动环的各一个齿以其齿背作用到制动元件的一端上并由此将制动元件的另一端推入制动环的一齿谷中。在制动环和制动元件的一相对转动方向上制动元件的各端因此可以分别沿制动环的各齿运行，因为制动元件的一端可以在配属的齿的渐升的齿背面上滑行，同时另一端可以偏移到一齿谷中。因此在该相对转动方向上自由运行是可能的。在相反的相对转动方向上制动元件以其嵌入齿谷的一端必然挡靠到制动环的下一齿的陡的齿面上，从而超越离合器在该相对转动方向发生形封闭的嵌接并且轴带动补偿弹簧的内端。

为了满足自由运行功能和带动功能，本来一个制动元件是足够的。在一优选的实施形式中设置两个制动元件，其按一不同于制动环的各齿的角度分度的角度彼此相对位错，借此缩小为超越离合器的形封闭嵌接需要的最小转角。

在一实施形式中补偿弹簧的内端与制动环固定连接，其中该制动环构成有内齿。所述至少一个制动元件构成为直的制动销，其径向支承于轴中并且可径向直线自由移动。

在另一实施形式中制动环抗旋转地安装在轴上并且构成有外齿。补偿弹簧的内端固定连接于一环形的外壳，在其内圆周上可自由摆动地支承所述至少一个以制动锚形式的制动元件。

附图说明

以下借助附图中示出的各实施例更详细地说明本发明。其中：

图1带卷绕装置的第一实施形式的分解图；

图2该带卷绕装置的组装状态的透视的端面视图；以及

图3超越离合器的第二实施形式。

具体实施方式

附图中示出一带卷绕装置1。借助于带卷绕装置1可将一安全带2卷到一轴4的一带卷绕部分3中。轴4构成两部分的并且包括一带卷绕部分3和一在其上不可旋转地安装的驱动部分5。轴4可旋转地支承于一带壳体6中。

一主传动弹簧7以其外端8与一塑料壳体9固定连接。塑料壳体9借助于销钉10在侧面安装在带壳体6上。主传动弹簧7以其内端11与轴4的驱动部分5抗旋转地连接。因此当轴4向展开方向b转动时，亦即当拉出安全带2时向卷绕方向a张紧主传动弹簧7。

此外带卷绕装置1包括一轴向邻接于主传动弹簧7并同心于轴4的驱动部分5设置的棘轮12，其相对于轴4的驱动部分5可自由地转动。由于稳定性原因在棘轮12的面向主传动弹簧7的侧面设置一圆盘13，其与棘轮12构成一件的。圆盘13具有一中心的通孔14用于轴4的驱动部分5。为棘轮12配置一联锁装置15，其具有一包括一操作推杆17的磁力促动器16和一可摆动支承的由一弹簧31偏压的棘轮爪18。棘轮爪18与在棘轮12的外圆周上设置的轮齿19协同操作。该联锁装置用于联锁棘轮12向卷绕方向a的转动。棘轮12向展开方向b的转动随时是可能的。此时在弹簧31的作用下贴紧的棘轮爪18跳越棘轮12的轮齿19。

在棘轮12内设置一同样构成为传动弹簧的补偿弹簧20。补偿弹簧20以其外圈摩擦锁合地贴紧棘轮12的内圆周21。为了提高补偿弹簧20在棘轮12的内圆周21上的压紧力，在补偿弹簧20的外圈内设置一构成为圆周弹簧件的扩张弹簧22，其将补偿弹簧20的外圈压向棘轮12的内圆周21。补偿弹簧20的外端23成钩形向内弯曲。因此将扩张弹簧22在其圆周位置相对补偿弹簧20固定。不仅向卷绕方向a而且向展开方向b摩擦锁合地实现补偿弹簧20与棘轮12之间的传力，从而补偿弹簧20和棘轮12的内圆周21构成一滑动离合器。

在补偿弹簧20内设置一超越离合器，其在补偿弹簧20与轴4的驱动部分5之间起作用。在轴4相对补偿弹簧20向卷绕方向a的相对转动中该超越离合器在轴4与补偿弹簧20的内端29之间建立一形封闭嵌接。轴4带动补偿弹簧20的内端29并张紧补偿弹簧20，从而其在轴4的驱动部分5上向展开方向b施加一转动偏压力。相反，该超越离合器允许补偿弹簧20的内端29相对轴4的驱动部分5向卷绕方向a的相对转动。

以下描述带卷绕装置1的操作方法。后面接着详细描述超越离合器。

主传动弹簧7抗旋转地连接于轴4的驱动部分5和塑料壳体9，从而由主传动弹簧7在拉出安全带2时永久将一偏压力向卷绕方向a施加到轴的驱动部分5上。在佩载安全带2时棘轮12直到扣上未示出带锁时可自由地向卷绕方向a旋转。在扣上带锁时启动磁力促动器16，由此拉入操作推杆17。因此可以使与操作推杆17接合的棘轮爪18通过弹簧31转入其联锁位置。在该联锁位置棘轮爪18与棘轮12的轮齿19的陡的齿面形封闭地相配合并由此阻止棘轮12向卷绕方向a的转动。然后棘轮12只可以仍向展开方向b转动，此时棘轮爪18跳越棘轮12的各轮齿19。

在卷绕已佩载的安全带时，亦即在轴4通过主传动弹簧7的力向卷绕方向转动时，使越超离合器处于嵌接，从而轴4带动补偿弹簧20的内端29并且将补偿弹簧20在被棘轮12联锁时张紧。此时用于张紧补偿弹簧20需要的转矩相反于主传动弹簧7的转矩，从而主传动弹簧7的转矩被减少用于张紧补偿弹簧20需要的转矩。只该减少了的转矩向卷绕方向a作用到轴4上并从而作用到安全带2上，由此对于用带约束的人来说达到符合要求的舒适效果。

如果在被棘轮12联锁时超过补偿弹簧20的工作范围，亦即用于卷绕安全带需要的轴4的转圈数超过补偿弹簧20的可能的最大的总转圈数，则补偿弹簧20在被联锁的棘轮12的内圆周21上可以向卷绕方向a滑动。轴4因此可以向卷绕方向继续转动，直到安全带2贴紧人的身体为止。

在打开带锁时移出磁力促动器16的操作推杆17。因此使棘轮爪18从其联锁位置克服弹簧31的弹簧力从棘轮12的轮齿19中转出。通过补偿弹簧20的转矩的传动接着开始使棘轮12向卷绕方向a转动，同时松弛补偿弹簧20。以高速发生棘轮2向卷绕方向a的转动。最迟当补偿弹簧20已完全松弛时，超越离合器脱离嵌接并且棘轮12可以自由地继续转动直到完全停止为止。其中在棘轮12未联锁时通过主传动弹簧7的全转矩实现安全带2在轴4的卷绕部分3上的卷绕。

在图1和2所示的实施例中超越离合器如下构成。

在轴4的驱动部分5的端面中构成两个导向槽32。各导向槽32径向沿驱动部分5的全直径延伸并在驱动部分5的中心成直角交叉。在各导向槽32中分别设置一构成为直线的制动销33的制动元件。制动销33具有稍大于驱动部分5的直径的长度。各制动销33在导向槽32中自由滑动地导向，从而它们在该导向槽32中可以径向移动。其中一导向槽32比另一导向槽32构成有一较深的槽外形，从而在这些导向槽32中支承的各制动销33可以交叉，而不妨碍它们的移动性。

驱动部分5由一制动环34同心包围。在制动环34的外圆周中抗旋转地挂牢补偿弹簧20的内端29。制动环34具有内齿，各制动销33的各端与其协同操作。制动环34的内齿具有奇数的轮齿35，它们以等角分度设置。在所示的实施例中设置三个彼此相对位错120°的轮齿35。各轮齿35分别具有一向一旋转方向平坦渐升的齿背36和一径向陡地下降的齿面37。在一轮齿35的齿面37与下一轮齿35的渐升的齿背36的起点之间构成一齿谷38，其具有基本上不变的直径。通过奇数的轮齿35分别径向对置于一轮齿35的渐升的齿背36设置一齿谷38。

图1和2的超越离合器以以下的方式工作。

如果轴4向卷绕方向a转动，则制动销33之一以其伸出驱动部分5的圆周之外的一端形封闭地挡靠到下一轮齿35的齿面37上，借此驱动部分5形封闭地带动制动环34并从而带动补偿弹簧20的内端29。由于轮齿35的齿面37基本上径向于驱动部分5的轴线延伸，所以贴紧该齿面37固定制动销33并且因此不会压进驱动部分5中。由于设有两个制动销33，平分驱动部分5的转角，按此最迟其中一个制动销33挡靠到一轮齿35上并且超越离合器因此进入嵌接以便带动制动环34和补偿弹簧20。

如果在拉出安全带2时轴4通过驱动部分5相对制动环34向展开方向b转动或在松开带锁时和在释放棘轮时制动环34相对驱动部分5向卷绕方向a转动时，则各制动销33的径向伸出驱动部分5的圆周之外的各端沿一轮齿35的渐升的齿背36运行。这些齿背36此时将相应的制动销33的伸出的第一端径向向内压进其导向槽32中，借此将该制动销33的相反的第二端在径向对置的一侧从驱动部分5圆周中推出。由于在齿背36的该径向对置的一侧总是具有一齿谷38，所以制动销33的第二端可以无阻碍地伸出驱动部分5的圆周之外。在继续转动时现在制动销33的该第二端与下一轮齿35的渐升的齿背36发生接触并且通过该齿背被再次压进驱动部分5的圆周内。这是可能的，因为在该转动期间制动销33的第一端越过齿背移开并进入一齿谷38的区域内。在轴4向展开方向b相对于制动环34的该转动时或在制动环向卷绕方向a相对轴4的转动时因此产生一自由运行效果，因为制动销33在导向销32中通过各轮齿35径向往复移动而不妨碍转动。

在一相对转动方向的带动作用和在相反的相对转动方向的自由运行作用此时可靠地确保各制动销33不需要弹簧作用。

图3中示出超越离合器的另一构成。

在该实施形式中驱动部分5的外圆周构成为具有外齿的制动环。外齿包括以等角分度设置的多个轮齿39，它们分别具有一向一转动方向平坦渐升的齿背40和一向相反的转动方向径向陡地下降的齿面41。在一轮齿39的陡的下降的齿面41与下一轮齿39的渐升的齿背40的起点之间构成一齿谷42，其具有基本上不变的直径。

包括外齿的驱动部分5由一同心的环形外壳43同心包围，在该外壳的外圆周中抗旋转地锚定补偿弹簧20的内端29。在外壳43的内圆周上设置两个制动元件，它们构成为制动锚44。各制动锚44大致沿驱动部分5的圆周方向延伸并且在其中间区域可摆动地支承在一轴承颈45上。各轴承颈45成型在外壳43的内圆周上并且轴向平行于轴4或外壳43延伸。制动锚44在轴承颈45上绕其轴线可自由摆动地支承。各制动锚44在其两端分别具有一面对轮齿定向的锚凸耳46，制动锚44沿圆周方向的尺寸和各锚凸耳46在制动锚44的各端上的相应的设置确定成使各锚凸耳46的角间距不同于各轮齿39的分度间距的一整数的多倍。在所示的实施例中一制动锚44的各锚凸耳46的角间隔约相当于各轮齿39的分度间距的1.5倍。

制动锚44及其各锚凸耳46的布置和结构选择成使在制动锚44的两极端的摆动位置总是一锚凸耳46完全插入一齿谷42中，同时相反的另一锚凸耳46完全移出齿背40的最大的半径之外。两制动锚44在其相对的角位置方面设置成使它们在不同的角位置嵌入各轮齿39中。

如果轴4通过驱动部分5相对外壳43与补偿弹簧20向卷绕方向a转动，则其中一个轮齿39以其齿面41挡靠到一制动锚44的一端凸耳46上。由于齿面41径向陡地构成并且锚凸耳46的相应的止挡面同样径向陡地构成，所以在齿39与制动锚44之间产生形封闭，从而轴4驱动外壳43并从而驱动补偿弹簧20的内端29。因此超越离合器处于嵌接状态。因此在卷绕安全带时张紧补偿弹簧20并带来舒适效果。相反如果在展开安全带时轴4通过驱动部分5相对外壳43向展开方向b转动时或在打开带锁以后释放棘轮12并且补偿弹簧20相对轴4与驱动部分5向卷绕方向a转动外壳43时，则各制动锚44以其一个锚凸耳46在各轮齿39的齿背40上滑行，这因此有可能，即各另一锚凸耳46同时可以转入一齿谷42中。如果相应的制动锚44的另一锚凸耳46在继续转动时到达下一轮齿39的齿背40时，则第一锚凸耳46在这期间已越过轮齿39并且其本身现在可以转入一齿谷42中。超越离合器在该相对转动方向用作自由运行。

在该实施形式中由制动锚44构成的制动元件同样被强制地推动，以便以其两端分别交替地进入嵌接，而为此不需要制动元件的弹簧加载。

附图标记清单

1带卷绕装置                    22扩张弹簧

2安全带                  25    23外端

3卷绕部分                      29内端

4轴                            31弹簧

5驱动部分                      32导向槽

6带壳体                        33制动销

7主传动弹簧              30    34制动环

8外端                          35轮齿

9塑料壳体                      36齿背

10销钉                         37齿面

11内端                         38齿谷

12棘轮                   35    39轮齿

13圆盘                         40齿背

14通孔                         41齿面

15联锁装置                     42齿谷

16磁力促动器                   43外壳

17操作推杆               40    44制动锚

18棘轮爪                       45轴承颈

19轮齿                         46锚凸耳

20补偿弹簧                     a卷绕方向

21内圆周                       b展开方向

Claims (7)

1.用于将安全带卷绕到一轴上的装置，包括：一主传动弹簧(7)，该主传动弹簧向安全带(2)的卷绕方向(a)偏压该轴(4)；一相对于该轴(4)可旋转的棘轮(12)；一联锁装置(15)，用于联锁棘轮(2)向卷绕方向(a)的转动；一补偿弹簧(20)，该补偿弹簧在棘轮(12)联锁时将一相反于主传动弹簧(7)的偏压力作用的偏压力传向该轴(4)；以及一超越离合器，该超越离合器一方面在棘轮(12)联锁时允许从所述轴(4)至补偿弹簧(20)向卷绕方向(a)的传力而另一方面在棘轮(12)未联锁时允许补偿弹簧(20)相对于所述轴(4)向卷绕方向(a)的相对转动，其中超越离合器具有一包括轮齿(35、39)的制动环(34)和一与轮齿协同操作的制动元件；其特征在于，所述至少一个制动元件以两相反端与制动环(34)的各轮齿(35、39)协同操作，制动元件(33、44)的两端沿制动环(34)的圆周方向具有一相对的角间距，该角间距不同于各轮齿(35、39)的分度间距的整数的多倍，并且所述至少一个制动元件(33、44)可移动地支承而使制动元件(33、44)的一端插入制动环(34)的两轮齿(35、39)之间，此时相反的另一端与一轮齿(35、39)发生接触。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，制动环(34)同心包围轴(4)的一驱动部分(5)，补偿弹簧(20)的内端抗旋转地固定在制动环(34)的外圆周上，制动环(34)具有内齿并且所述至少一个制动元件构成为直的制动销(33)，该制动销可径向移动地支承于驱动部分(5)中并且该制动销的长度大于驱动部分(5)的直径。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，在轴(4)的一驱动部分(5)上构成具有外齿的制动环(34)，制动环(34)由一环形的外壳(43)同心包围，在该外壳的外圆周上抗旋转地固定补偿弹簧(20)的内端(29)，并且所述至少一个制动元件为一可在外壳(43)的内圆周上摆动地支承的制动锚(44)。

4.按照权利要求1至3之一项所述的装置，其特征在于，设置两个制动元件(33、44)，它们沿制动环(34)的圆周方向以一彼此相对的角间距设置，该角间距不同于制动环(34)的齿分度的整数的多倍。

5.按照权利要求2和4所述的装置，其特征在于，设置两个制动销(33)，它们在轴(4)的驱动部分(5)中交叉地在轴向彼此相对位错的平面内导向。

6.按照上述权利要求之一项所述的装置，其特征在于，制动环(34)的各轮齿(35、39)在一转动方向具有一平坦渐升的齿背(36、40)而在另一转动方向具有一径向陡地下降的齿面(37、41)。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，在一轮齿(35、39)的齿面(37、41)与下一轮齿(35、39)的渐升的齿背(36、40)之间设置一齿谷(38、42)，该齿谷具有制动环(34)的不变的半径。

Images