CN102574500A

CN102574500A - 用于安全带的安全带自动伸缩器的张紧装置

Info

Publication number: CN102574500A
Application number: CN2010800465314A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·施密特; 梅尔廷·施密特; 克里斯蒂安·菲舍尔; 米夏埃多·佩赫; 汉斯-奥托·科克; 西蒙娜·梅泽克-里施曼
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-10-05
Also published as: DE102009049576B4; DE102009049576A1; WO2011044997A1; CN102574500B

Abstract

本发明涉及一种用于安全带的安全带自动伸缩器的张紧装置(10)，所述安全带尤其是汽车中的安全带，所述张紧装置具有：一个外壳(11)和一个可旋转地安装在外壳(11)中的带卷绕轴(12)；一个用于沿卷绕方向驱动所述带卷绕轴(12)的驱动装置；多个在管(16)内被引导的质量体(19)，其能够通过驱动轮(14)，以力传递的方式，与带卷绕轴(12)相互作用；以及一个活塞(21)，其在管(16)内被可移动地引导，并封闭一个安排于管(16)内的压力腔(20)，所述压力腔能够通过气体产生器(17)而受到压力冲击，其中，活塞(21)由形状稳定的主体(22)构成，所述主体(22)的尺寸被设计为使得在主体(22)和管(16)的内壁(16a)之间存在一个间隙(S)，以及一个周向密封唇(25)设置在主体(22)上，该周向密封唇径向向外延伸，指向压力腔(20)的方向并紧贴在管(16)的内壁(16a)上。

Description

用于安全带的安全带自动伸缩器的张紧装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于安全带的安全带自动伸缩器的张紧装置，所述安全带尤其是汽车中的安全带。

背景技术

从WO 2009/000417A1已知这样一种张紧装置，其具有一个传动装置，该传动装置由在一个管内被引导的质量体组成，所述质量体可以通过烟火气体产生器产生的压力被驱动。一个活塞紧贴在面向气体产生器的第一质量体上，所述活塞封闭一个压力腔，压力腔能够通过气体产生器的压力而受到压力冲击。所述活塞被构造为空心薄壁杯形深冲部件，并藉由一个弯曲部分紧贴在第一质量体上，以及通过一个直线形的密封边缘密封所述压力腔，所述密封边缘紧贴在管的内侧上。这种活塞的缺点见诸于以下方面：活塞被加工为一个由钢制成的深冲部件，因此密封边缘是相对僵硬的，并在曲折的管走向上会与管内壁失去接触。在密封边缘没有紧贴在管的内壁上的情况下，一部分气体将从活塞旁流出压力腔，由此，张紧功率和效率下降。在所述设计下，密封边缘的柔性而且还仅能得到有限得提高，因为，活塞具有一个基本恒定的壁厚度，并且，所述壁厚度不能选择得太小，因为否则活塞将不具备必要的强度来传递驱动功率。所述方案的又一个缺点是，在活塞损坏的情况下，存在这样的危险：由于活塞的一部分嵌入质量体和管内壁之间的间隙，张紧运动会受到干扰或者甚至受阻。

发明内容

因此，本发明的目的在于：提供一个高效率下的、具有提高的功能可靠性以及高的张紧功率的张紧装置。

为了实现这个目的，提出了一个具有权利要求1的特征的张紧装置。本发明的进一步优选的实施方案通过从属权利要求、附图和随后的描述给出。

本发明的基本构思如下：

——活塞由形状稳定的主体构成；

——所述主体的尺寸被设计为使得在主体和管的内壁之间有一个间隙；以及

——一个周向密封唇设置在主体上，该周向密封唇径向向外延伸，指向压力腔的方向并紧贴在管的内壁上。

根据本发明所改进的活塞的优点见诸于以下方面：所述活塞在其基本结构上具有两个功能不同的部分，这两个部分可以根据其功能彼此独立地被优化地构造。形状稳定的主体因此用以实现到第一质量体的力传递，并相应地具有用于力传递的必需的强度。通过一个密封唇实现在管内壁上的密封功能，所述密封唇具有所需的柔性，以便它在弯曲的管道走向下也密封地紧贴在内壁上。在一个简单的情况下，主体和密封唇的不同属性可以通过一个不同的壁厚来实现。由于形状稳定的主体自身没有密封功能，因此，该主体的尺寸有意设计为，使得在主体和管的内壁之间存在一个间隙。通过所存在的间隙，确保活塞在弯曲的管道走向上不会由于主体贴附于管内壁上(如在活塞倾斜的情况下)被卡住以及不会由于摩擦提高使张紧功率降低。由于所提出的密封唇的取向，使得在弯曲的管中，密封唇在一侧上能径向向内弯曲，而在相对的另一侧上能径向向外弹，以及由此，在所述位置上，密封唇各侧也紧贴在管的内壁上。

随后将根据一个优选实施例详细解释本发明。

附图说明

图1：具有张紧装置的安全带自动伸缩器，所述张紧装置具有质量体传动装置；

图2：贴附于第一质量体上的活塞的放大视图；

图3：在管的弯曲部分内的贴附于第一质量体上的活塞；

图4：标识出了不同的功能部分的活塞。

具体实施方式

图1示意性示出的安全带自动伸缩器包括一个具有侧腿13的外壳11，一个安装于其中的用于一个没有示出的安全带的带卷绕轴12以及一个在打开后作用于带卷绕轴12的张紧装置10。所述张紧装置10包括一个与带卷绕轴12抗扭地连接的驱动轮14，其例如具有一个外齿15；一个(尤其是烟火的)气体产生器17，用于产生气体压力；以及一个管16，所述管通过所述驱动轮14使气体产生器17和带卷绕轴12相连。所述管16由管壁24构成，所述管壁可以是外壳11的一部分或者是一个分立的部件。

在管16中，设置一系列尤其是金属制成的球19，用于将气体产生器17产生的气体压力通过所述驱动轮14传递到带卷绕轴12上。在球系列19和驱动轮之间的相互作用区域18的设置，以及驱动轮14和带卷绕轴12之间的可能的耦合装置的设置方面，所述安全带自动伸缩器没有受到限制。为了实现低摩擦的力传递，球19的外直径(Auβendurchmesser)比管16的内直径(Innendurchmesser)适当地略小。

在管16中，进一步设置了一个在图1中仅示意性示出的活塞21，所述活塞适当地设置在气体产生器17和球系列19之间的一个区域内23，也即，直接设置在力传递装置中的球系列19的第一球19a的前面。所述活塞21在管16内封闭一个可通过气体产生器受到气体压力冲击的压力腔20，从而使得当压力腔20通过气体产生器17而受到压力冲击时，该活塞可以被驱动而产生张紧运动。活塞21的张紧运动通过力传递装置——其由球系列19和驱动轮14组成——传递至带卷绕轴12，从而使安全带被张紧。

在图2中，放大地示出了贴附于管16内的第一质量体19a上的活塞21。活塞是由一个形状稳定的主体22和一个在压力腔20的方向上延伸的周向的密封唇25组成的。质量体19a由一个半径为R1的球构成，所述半径略小于管16的直径B的一半。活塞21具有一个前侧28，该前侧有一个具有相同半径的弯曲部分，所述质量体19a以尽可能大的面积无间隙地紧贴在所述弯曲部分上。所述活塞21的面向压力腔20的压力侧27呈现为部分球形由相同的半径R2构成，从而在前侧28和压力侧27之间形成一个恒定的间距D，所述主体22在所述区域中因此具有恒定的壁厚。主体22的外直径被选取为小于管16的内直径，从而使得在管16的内壁16a和主体22之间有一个间隙S。总体而言，整个主体22限定于一个圆K内，所述圆具有一个比管的直径B小的直径。由于活塞21的主体22的构造，活塞可以传递相对大的力到质量体19a上，活塞还能在一个弯曲的管走向上执行张紧运动，且不会被卡在管16的内壁上或倾斜。此外，它具有这样的紧凑结构：它在一个高的负载下，也仅仅发生很细微的变形并由此而不会使其自身进入管16的内壁16a和主体19a之间。同样，在活塞21可能损坏的情况下，由此产生的部分是如此大，以致其不能进入到主体19a和内壁16a之间。此外，在到达张紧运动末尾，活塞21从管16出来之后，活塞在随后的力限制的安全带抽出运动中，可以通过压力侧27的部分球形构造，借助于驱动轮14给出的回转运动，又非常简单地挤回到管16中。因此，有利的是，主体22基本结构没有超出球K，其与质量体19大小相同或比质量体19小。活塞21的唯一超出球K的部分是密封唇25，然而该密封唇被构造得很薄，使得其在活塞21往回挤时折断，或者所述运动因密封唇的柔性而不受阻碍。

周向的密封唇25朝其边缘逐渐变细，并从主体22朝压力腔20的方向径向向外突出，从而以其边缘密封性地紧贴在管16的内壁16a上。密封唇25的外直径略大于管的内直径B，从而使得密封唇25在活塞21的安装过程中能被轻微地一起受压，并以提高的密封性紧贴在管16的内壁16a上。环形的凹弧饰形式的凹槽26设置于密封唇25与主体22之间，通过该凹槽与密封唇25的逐渐变细的构造的互补，使得密封唇25的径向的弹性运动成为可能。

在图3中，可以看到，活塞21和第一质量体19a处于管16的一个弯曲部分中。活塞21由于运动过程和压力情况而挤到附图中的管内壁16a的径向向外的左边缘，其中密封唇25在所述区域中被径向向内弹。密封唇25在所述区域的弹性运动由下来实现：通过使密封唇25自身由弹性材料制成，所述材料如POM(也以名称Delrin为人所知)(聚甲醛)，以及使密封唇25的壁厚朝其径向向外的边缘变小。此外，通过凹槽26的弹性运动是优选的，因为，密封唇25由此可以在凹槽26的压缩下靠近主体22。在相对的位于管16的径向内侧上的一侧，密封唇25由于其弹性预应力向外弹，其中凹槽26在所述区域中被放大。所述密封唇25的前述构造的优势在于，在管16的图示的弯曲部分，也不会失去至所述管16内壁16a的接触，并由此确保了其密封作用。此外，活塞21可以被密封地引导到管16中，而不会出现活塞被卡住或者倾斜的危险。此外，活塞21和管16之间的通过密封唇25的非常小的贴附面而产生的摩擦被降至最少。

在图4中，可以看出，活塞21具有不同的功能部分。主体22分为以虚线I表示的接触部分22a以及以点划线II表示的中央部分22b。通过密封唇25构造的密封部分通过点线III表示。

接触部分22a提供对第一质量体109a在前侧28上的尽可能大面积的贴附，并且径向向外被构造为椎体29。由于接触部分22a是椎体形的，使得可以阻止活塞21在高负载下进入第一质量体19a和管16的内壁16a之间，并确保，活塞在力限制的安全带抽出运动时能完成后退运动。中央部分22b被构造成基本为圆桶形，并在朝向压力腔20的部分，设置有一个部分球形的压力侧27。中央部分22b的目的在于，在传递压力至质量体19a上时，提供活塞21的必需的变形能力。中央部分22b在活塞21张紧运动方向的纵向上尽可能短地实现，从而，在中央区域22b可能与管16的内壁16a接触时，产生尽可能少的摩擦损耗，以及中央部分22b在管16的弯曲部分中的接触也尽可能地避免了。密封部分——其通过密封唇25构成——的目的在于，在整个张紧运动期间，相对于压力腔20密封活塞21。为此，通过紧靠在内壁16a上的密封唇25的运动而产生的摩擦力应尽可能地小。此外，应尽可能少地阻止，到达张紧运动末尾时从管16出来的活塞21在力限制的安全带抽出运动中，挤回到管16中。

一个由本发明产生的间接的突出优点是，活塞21能够由成本非常低的轻质的压铸部件制得。

Claims

1.一种用于安全带的安全带自动伸缩器的张紧装置(10)，所述安全带尤其是汽车中的安全带，所述张紧装置具有：

一个外壳(11)和一个可旋转地安装在外壳(11)中的带卷绕轴(12)；

一个用于沿卷绕方向驱动所述带卷绕轴(12)的驱动装置；

多个在管(16)内被引导的质量体(19)，其能够通过驱动轮(14)，以力传递的方式，与带卷绕轴(12)相互作用；以及

一个活塞(21)，其在管(16)内被可移动地引导，并封闭一个安排于管(16)内的压力腔(20)，

所述压力腔能够通过气体产生器(17)而受到压力冲击，

其特征在于，

活塞(21)由形状稳定的主体(22)构成，

所述主体(22)的尺寸被设计为使得在主体(22)和管(16)的内壁(16a)之间存在一个间隙(S)，以及

一个周向密封唇(25)设置在主体(22)上，该周向密封唇径向向外延伸，指向压力腔(20)的方向并紧贴在管(16)的内壁(16a)上。

2.根据权利要求1所述的张紧装置(10)，其特征在于，在主体(22)和/或密封唇(25)上，设置有一个凹槽(26)，该凹槽减少了密封唇(25)的、对抗活塞(21)上的剪力的弹簧刚性。

3.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述密封唇(25)具有一个朝其端部变小的厚度。

4.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述活塞(21)具有一个前侧(28)，所述前侧在构造上与面向压力腔(20)的第一个质量体(19a)的形状相适应，以及活塞(21)的面向压力腔(20)的压力侧(27)被成形为，使得前侧(28)和压力侧(27)之间至少部分具有恒定的壁厚(D)。

5.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述活塞(21)为一个压铸部件。

6.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述活塞(21)为热塑性或热固性合成材料制成，优选地由聚甲醛制得。

7.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述密封唇(25)的外直径比管(16)的内直径要大，并且，管(16)中的密封唇(25)径向向内变形，并由此而在弹簧预应力下紧贴在管(16)的内壁(16a)上。

8.根据前述权利要求之一所述的张紧装置(10)，其特征在于，所述活塞(21)的面向压力腔(20)的表面为部分球形。