CN101687490B - 用于张紧座椅安全带的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用于张紧座椅安全带的装置，其具有在活塞引导件(1)内可由推进气体的气压直线驱动的活塞(2)。传动齿(3)也由活塞(2)引起运动，该传动齿用于将活塞运动传递到小齿轮(4)。小齿轮(4)连接到或构造成连接到座椅安全带卷收器(13)的安全带卷轴，使得由此小齿轮的转动引起安全带卷轴的转动。与活塞(2)关联的传动齿(3)安装成可横向于活塞的运动方向平移，并由于可膨胀气囊(24)内的气压而与小齿轮(4)啮合。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆中张紧座椅安全的装置。
背景技术
EP0629531B1讲授了一种座椅安全带张紧装置，其包括在座椅安全带张紧操作期间在活塞引导件内由气压直线驱动的活塞。该气体驱动活塞引起互锁机构(即齿条)的运动，齿条仅纵向移动，使活塞与小齿轮啮合。小齿轮以可驱动方式连接到座椅安全带卷收器的安全带卷轴或可通过离合器与安全带卷轴连接。EP0980799B1和EP0992406A2讲授了该类型的用于张紧车辆中座椅安全带的装置。
在已知座椅安全带张紧装置中，活塞上的传动齿与小齿轮上的传动齿的啮合基本上是沿切线方向的，在传动齿上产生显著的应力。在本发明中，在从动活塞和与座椅安全带卷收器的安全带卷轴关联的小齿轮之间实现运动和力的简化传递。
发明内容
根据本发明，与活塞关联的传动齿可沿横向于从动活塞运动方向的方向平移。与活塞关联的传动齿是齿条，齿条上设有齿形式的传动齿，其中由于固定到活塞的可膨胀气囊内的气压，与活塞关联的传动齿以非切向方式与小齿轮的传动齿啮合。
附图说明
此后将参照附图描述本发明的示例性实施例。
图1是本发明的用于张紧座椅安全带的示例装置的侧剖视图。
图2是示例装置的分解立体图。
图3A至3G是示出示例装置的操作的一系列剖视图。
图4示出可折叠形成用在示例装置中的活塞引导件的金属片。
图5是图4所示使用金属部件形成的活塞引导件的立体图。
具体实施方式
图中所示用于张紧车辆中座椅安全带21的装置的实例包括活塞引导件1，活塞2可在该活塞引导件1内由气压驱动并平移。活塞2在活塞引导件内直线运动。将形成在活塞引导件1内的活塞引导件通道36的截面调节成与活塞2的截面互补。在所示实例中，活塞引导件通道36具有大致矩形截面，如图2所示。也考虑到椭圆或卵形截面。较佳的是，活塞2和活塞引导件1内的活塞引导通道36的截面选择成非圆形，从而防止活塞相对于活塞引导通道转动。
传动齿3一体地形成在齿条15上，齿条15至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承。传动齿3包括与齿条15一体的一系列齿17。齿条15可以是实心齿条。齿条可以是U形截面，如图2所示。具有传动齿3的齿条15接纳在活塞2的互补凹陷34内。在上部和下部活塞引导端表面30(在图2中仅可见下部活塞引导端表面)提供对至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承的传动齿3的引导。活塞引导端表面30横向于图3D中箭头X所指示的、驱动活塞2的方向延伸。活塞引导端表面30可以是稍微倾斜的斜面，其中该斜面在图1中从右往左向下倾斜。相对于水平线的倾角是小于10°的小锐角。于是，实现至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承的齿条15上的传动齿3沿远离活塞方向的运动(该远离活塞方向相对于垂直于驱动活塞的方向X小于10°)，从而在齿条15的传动齿3和小齿轮4的传动齿16啮合在一起时对它们产生较小的应力。
小齿轮4较佳地连接到座椅安全带卷收器13的安全带卷轴，使得小齿轮不能独立于安全带卷轴而转动。如下文将解释的那样，不必在小齿轮4与安全带卷轴之间设置离合器和/或自由轮，由于可横向平移的传动齿3而使其功能变得多余，因为该离合功能由一体地形成在齿条15上的传动齿3来承担，齿条15至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承，从而传动齿3可相对于座椅安全带张紧操作期间驱动活塞的方向X横向平移。仅使小齿轮转动就可使安全带卷轴转动，在小齿轮与安全带卷轴之间的传递路径上没有离合器。
在图1和3A中，示出活塞引导件1内活塞2的闲置位置或初始位置。在该位置，小齿轮4和连接到其上的安全带卷轴(座椅安全带21在座椅安全带卷收器13内卷绕在安全带卷轴上)可相对于一体形成在齿条15上从传动齿3自由转动，齿条15至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承。图1和3A示出当活塞2静止时的闲置位置或初始位置，齿条15的传动齿3设置在沿从小齿轮转动轴线的径向延伸的线离小齿轮4的传动齿16一定距离处。
如图5所示，在活塞引导件1上设有安装件，该安装件上可附连用于供给推进气体的气体发生器9。气体发生器9较佳地固定到预组装单元，该预组装单元包括活塞引导件1、活塞2和传动齿3。
该活塞在驱动运动之前例如在保持装置5的辅助下保持在静止位置，直到活塞2和小齿轮4上的传动齿3、16啮合为止。通过保持装置5，在可膨胀气囊24内达到所规定的气压水平时，活塞2和小齿轮4上的传动齿3、16啮合后，活塞才能够开始驱动运动。这样，就确保了大致相对于小齿轮4沿径向方向发生啮合。齿条和小齿轮的材料应力(尤其是在传动齿中)显著小于切向啮合的情况。可进行精确的径向啮合，然而也可设想以相对于精确径向方向相对小的锐角(小于10°)来进行啮合，其中倾角沿活塞驱动方向。
在活塞2的驱动运动过程中，齿条的传动齿3与小齿轮4的传动齿16的啮合通过可膨胀气囊24内的气压来保持。为此，活塞较佳地包括由可膨胀气囊24作衬里的中空空间6，该气囊24用作其中存在用于驱动活塞所需气压的压力腔。如上文所解释的，该气压在活塞在活塞引导件内直线运动时保持传动齿3、4的啮合。
如果碰撞期间或其它过大的加速度作用在车辆上时，如图5所示附连到活塞引导件1的气体发生器9通过电缆29发送的触发信号而触发，位于气体发生器内的推进剂燃烧以产生供给到活塞引导件1内作为中空空间6衬里的可膨胀气囊24的气体。推进气体通过流入开口14引入活塞引导件1的活塞引导通道36的上部内。在推进气体开始引入时(图3B)，活塞2的可膨胀气囊24内的气压增加，其中气压(例如由于静摩擦)尚未高到足以使活塞2平移离开闲置位置。此外，在保持装置5的辅助下，在推进气体开始流入时活塞2可保持在闲置位置，如图3B所示。保持装置5示出为弯曲到活塞引导件内进入活塞路径内的凸片。由于可膨胀气囊24内的气压增加，具有传动齿3的齿条15通过横向于活塞引导件1的活塞引导通道36纵向延伸的凹陷34沿朝向小齿轮4的传动齿16的方向远离活塞平移。传动齿3从图3A所示的闲置位置移动到图3B所示的啮合位置，其中齿条15的传动齿3与小齿轮4的传动齿16啮合，同时活塞保持在闲置位置而不沿活塞引导件1的活塞引导通道36运动。随着更多的推进气体流入可膨胀气囊24，可膨胀气囊和活塞引导件1的活塞引导通道36的上部内的气压增加。当超过所规定的气压时，保持装置5失效且活塞2沿图3D中箭头X所指示的方向沿活塞引导件1内的活塞引导通道36平移。图3C和3D中示出该运动。座椅安全带21沿安全带卷收方向26缠绕到座椅安全带卷收器13的安全带卷轴上，使围绕车辆乘客固定的安全带织带被张紧。进行活塞2的该驱动运动，直到达到图3E所示活塞的终点位置为止，其中活塞通过设置在活塞引导通道36端部处的制动件7而保持在位。制动件7可设置在活塞引导件1的另一适当位置。
中空空间6具有作为衬里的可膨胀气囊24，其包括气密材料或织物或诸如安全气囊织物的其它具有特定气体渗透性的薄片材料。可膨胀气囊24构造成使传动齿3、4的啮合且活塞2在活塞引导件1内的直线运动所需的可膨胀气囊内的气压保持得足够久以张紧座椅安全带21。为此，可膨胀气囊24以及中空空间6可有效地至少沿齿条15的运动方向(即图中水平向左)传递气压。可膨胀气囊24可以是在上边缘处具有周界密封25的单体件，其包括中空空间6的顶部开口。可通过提供具有膨胀褶19的可膨胀气囊来便于可膨胀气囊24的膨胀。可膨胀气囊24的支承齿条15的与传动齿3相反一侧的部分远离活塞朝向小齿轮4平移。该运动由可膨胀气囊24内的气压所引起。如上文所解释的那样，具有传动齿3的齿条15沿大致径向方向朝向小齿轮4平移，且传动齿3与小齿轮传动齿16啮合。由于该啮合，将上文所解释的活塞驱动运动以及从图3B所示的构造发展到图3E所示构造的进程传递到小齿轮4，且因此传递到座椅安全带卷收器13的安全带卷轴。
当完成座椅安全带张紧操作时，可膨胀气囊24内的气压通过例如阀或通过构成可膨胀气囊的织物或其它具有特定气体渗透性的薄片材料而降低。一旦可膨胀气囊24内达到所规定的降低的气压，传动齿3就与小齿轮4脱开配合，且齿条15就通过可由两个返回弹簧18产生的恢复力返回到初始位置，两返回弹簧作用在齿条的上端和下端处。图3G中示出该状态。除了由支承结构22支承在活塞上的两个返回弹簧18，也可仅设置一个支承在活塞2上的返回弹簧。在活塞2上设有过压开口23，如果在中空空间6内产生过大的气压，则该开口打开以降低气压。
在张紧冲程之后，由于返回弹簧18的恢复力，传动齿3与小齿轮传动齿16脱开，如图3G所示，安全带卷轴可不受活塞2影响而沿织带伸展方向27转动。因此由座椅安全带固定的车辆乘客能够向前运动，但该向前运动受到负载限制器的控制。负载限制器是已知的，例如作用在安全带卷轴上的扭杆或电动机驱动器。
因为，如上所述，在将力从活塞传递到安全带卷轴时，齿条15最初可独立于活塞的直线运动朝向小齿轮移动，设置在其上的传动齿3的运动具有离合器的作用，且在小齿轮4和安全带卷轴之间不需要离合器。因此小齿轮4可连接到座椅安全带卷收器13的安全带卷轴，使得小齿轮不能独立于安全带卷轴转动。
为了确保图3F所示的操作状态期间活塞的张紧冲程之后可膨胀气囊24内气压的降低，可设置卸压阀，但未详细示出。可膨胀气囊24可由织物或诸如安全气囊织物的具有特定气体渗透性的其它薄片材料制成，从而确保仅在限定的时间内在中空空间6内持续有较高的气压。
图5是活塞引导件1的较佳实施例的立体图。活塞引导件限定活塞引导通道36，活塞1可沿该通道由气压直线驱动。活塞引导件1可由图4所示的冲切金属部件折叠而成。
根据本发明的活塞引导件1可由冲切金属部件制成，该金属部件折叠成最终形状的活塞引导件。在折叠金属部件相互抵靠的一个或多个位置进行焊接，较佳的是激光焊接。初始冲切金属部件的形状使得折叠成活塞引导件所要求的形状之后，保留固定凸片。较佳的是，用于将张紧座椅安全带用的装置固定到座椅安全带卷收器13的框架的固定点设置在固定凸片上。各固定点可调节成符合相应安装要求。此外，可设置用于将小齿轮4安装到各固定凸片的凹陷。
限定结构一体形成在金属部件28上。这里的结构是具有孔的各固定凸片11，这些孔形成用于随后通过螺钉或锚定连接件或其它固定装置将活塞引导件1固定到座椅安全带卷收器框架12的固定点20。在金属部件28上固定凸片11的区域内形成圆形通道31，凹陷用于将小齿轮4安装在固定凸片的区域内。金属部件28折叠成图5所示的盒形，从而形成活塞引导件1。在碰撞点10处焊接折叠部件，较佳的是激光焊接。
活塞引导件1和设置在其中具有齿条15的活塞2可预组装成一个单元。在该单元上设有固定点8，在形成该单元之后可固定用于产生推进气体的气体发生器9。孔20设置在凸片11上所要求的位置来满足各种安装要求。因此活塞引导件1可围绕小齿轮在座椅安全带卷收器框架上的转动轴线固定在任意角度位置。
总之，根据本发明用于张紧座椅安全带的装置包括：活塞2，其可在活塞引导件1内由气压直线驱动；以及第一传动齿3，由活塞2使其直线运动，第一传动齿3用于通过第一传动齿与作为小齿轮4的一部分的第二传动齿16的啮合将活塞的运动传递到第二传动齿16，小齿轮4连接到或构造成连接到座椅安全带卷收器13的安全带卷轴，使得由此小齿轮4的转动引起安全带卷轴的转动，第一传动齿3一体地形成在齿条15上，齿条15至少部分通过可膨胀气囊24由活塞2支承，且第一传动齿3通过可膨胀气囊24内的气压与第二传动齿16啮合，使齿条15在活塞在活塞引导件1内开始直线运动之前沿远离活塞2的方向移动。
Claims (11)
1.一种用于张紧座椅安全带的装置，包括：活塞(2)，所述活塞(2)可在活塞引导件(1)内由气压直线驱动；以及，第一传动齿(3)，所述第一传动齿(3)由所述活塞(2)支承并也由所述活塞(2)使其直线运动，所述第一传动齿(3)用于通过所述第一传动齿(3)与作为小齿轮(4)的一部分的第二传动齿(16)的啮合将所述活塞的运动传递到所述第二传动齿(16)，所述小齿轮(4)连接到或构造成连接到座椅安全带卷收器(13)的安全带卷轴，使得由此所述小齿轮(4)的转动引起所述安全带卷轴的转动，其特征在于，所述第一传动齿通过可膨胀气囊(24)由所述活塞(2)支承，可膨胀气囊构造成使传动齿的啮合且活塞在活塞引导件内的直线运动所需的可膨胀气囊内的气压保持得足够久以张紧座椅安全带，在所述活塞开始在所述活塞引导件(1)内直线移动之前，气压使所述第一传动齿(3)沿远离所述活塞(2)的方向朝向所述第二传动齿(16)运动以使所述第一传动齿(3)与所述第二传动齿(16)啮合。
2.如权利要求1所述用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，所述第一传动齿(3)一体形成在齿条(15)上，所述齿条(15)至少部分通过可膨胀气囊(24)由所述活塞(2)支承，且在所述活塞开始在所述活塞引导件(1)内直线运动之前，所述可膨胀气囊(24)内的气压沿远离所述活塞(2)的方向朝向所述第二传动齿(16)移动所述齿条(15)。
3.如权利要求1或2所述用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，在所述第一传动齿(3)运动到与所述第二传动齿(16)啮合的过程中，所述活塞(2)通过保持装置(5)保持在静止位置。
4.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，当所述活塞在所述活塞引导件(1)内直线运动时，所述第一传动齿(3)通过所述可膨胀气囊(24)内的气压保持在与所述第二传动齿(16)啮合的状态。
5.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，在座椅安全带张紧操作之前，所述活塞(2)静止在初始位置，所述第一传动齿(3)设置在沿从所述小齿轮(4)的转动轴线径向延伸的线离所述第二传动齿(16)一定距离处。
6.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，当所述活塞在所述活塞引导件(1)内直线运动时，所述第一传动齿(3)通过所述活塞(2)直线运动。
7.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，所述小齿轮(4)的转动引起所述安全带卷轴的转动，而在所述小齿轮与所述安全带卷轴之间的传递路径中没有离合器。
8.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，在完成座椅安全带张紧操作之后，所述第一传动齿(3)与所述第二传动齿(16)脱开配合。
9.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，在完成座椅安全带张紧操作之后，所述可膨胀气囊(24)内的所述气压降低。
10.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，在完成座椅安全带张紧操作之后，所述活塞(2)通过制动件(7)保持在终点位置。
11.如权利要求1所述的用于张紧座椅安全带的装置，其特征在于，所述可膨胀气囊(24)包括织物或具有特定气体渗透性的其它薄片材料以使所述气囊在完成座椅安全带张紧操作之后能够通气。
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