CN103958293B - 具有两个并列作用的力限制装置的安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全带卷收器，其具有一根两件式的可转动地支承在框架中的带轴和两个并列作用的力限制装置(6、7)，其中，带轴(1)的第一和第二部件(9、10)在框架(2)的支腿(4、5)之间的区段中在形成环形空间(11)的条件下轴向重叠；第二力限制装置(7)由带元件形成，带元件以第一区段(20、21)贴靠环形空间(11)的径向外侧的壁部(18)且以第二区段(29、30)贴靠环形空间(11)的径向内侧的壁部(19)，且在第一和第二区段(20、21、29、30)之间带元件转向至转向部位(22、23)中；其中，在第一和第二部件(9、10)之间通过转向部位(22、23)环绕运行而相对运动时，带元件以能量消减的方式，从外侧的壁部(18)到内侧的壁部(19)或相反地，展开或卷绕。

Description

具有两个并列作用的力限制装置的安全带卷收器

技术领域

本发明涉及一种具有两个并列作用的力限制装置的安全带卷收器。

背景技术

例如由文献WO 96/32303公开一种开头所述类型的安全带卷收器。其中描述的安全带卷收器具有一根两件式的带轴，该带轴具有设置在带轴的两个部件之间的扭力杆。安全带可卷绕在该带轴的两个部件之一上，即带轴本体上；而带轴的另一部件，也称为型材端头，在车辆敏感地或安全带敏感地操控锁止装置时以与车辆固定的方式锁止。在安全带抽出力在带轴的第二部件被锁止时超过一个预定的安全带抽出力的情况下，带轴本体可以通过扭力杆的塑性变形围绕该扭力杆的纵轴线沿安全带抽出方向旋转。在此待克服的预定的安全带抽出力通过扭力杆的塑性变形极限来确定。该扭力杆由此形成第一力限制装置。

另外还设有第二力限制装置，该第二力限制装置并列于扭力杆作用，也就是同样设置在带轴的第一部件和第二部件之间。通过该第二力限制装置，力限制特征曲线可以独立于扭力杆而变化，从而例如可以实现渐减或渐增的力限制特征曲线。另外，可以通过第二力限制装置如此补偿在第一力限制装置激活的起始阶段中的安全带抽出力的短时下降或升高，即，使安全带卷收器的力限制特征曲线总体上均匀地且尽可能直接地伴随着开始的安全带抽出地对应于预设的力限制水平而走向。第二力限制装置可以通过不同的可塑性或弹性变形的区段(例如保险销或扭力套筒)来实现，这些区段并列于扭力杆连接带轴的两个部件。第二力限制装置作用期间，该安全带抽出长度通过可塑性变形的区段在结构上的构成来限制。

另外，由文献DE 201 10 423 U1也公开一种安全带卷收器，其中，第二力限制装置由金属带形成，该金属带在受到力限制的安全带抽出期间通过隔板(Schikane)牵拉。该技术方案的优点是，第二力限制装置作用期间，该安全带抽出长度可以通过相应长的金属板的应用而显著变长，其中，消除的能量和由此实现的力限制水平在金属板穿过期间由于该隔板而几乎保持不变。该隔板本身通过嵌入件来实现，该嵌入件在带轴的部件之一上挂入，而金属板抗拉伸地保持在带轴的另一部件上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有两个并列作用的力限制装置的安全带卷收器，该安全带卷收器应该尽可能简单地构成。

为了实现上述目的提供一种安全带卷收器。本发明的其他优选的实施方式由从属权利要求给出。

根据本发明的基础构思建议：

-带轴的第一部件和第二部件在安全带卷收器的框架的支腿之间的区段中、在形成环形空间的条件下轴向重叠；以及

-第二力限制装置由带元件形成，所述带元件以第一区段贴靠在所述环形空间的径向外侧的壁部上且以第二区段贴靠在所述环形空间的径向内侧的壁部上，并且在所述第一区段和第二区段之间所述带元件转向至转向部位中；其中

-在所述第一部件和第二部件之间通过所述转向部位的环绕运行而相对运动时，所述带元件以能量消减的方式从外侧的壁部到内侧的壁部或从内侧的壁部到外侧的壁部展开或卷绕。

相对于现有技术公知的技术方案，所建议的安全带卷收器具有更多的优点。该安全带卷收器成本适宜，并且便于装配，因为第二力限制装置仅通过转向的带元件来形成。而且，不再需要迄今为止必不可少的构件，如隔板。另外，能量消除仅通过转向部位的环绕运行就能实现，在转向部位中带部件通过连续保持不变的弯曲在一个保持不变的水平上、以能量消减的方式产生变形。另外，第二力限制装置的作用持续时间可以通过选择相应长度的带元件而变长。

在此可以如此实现安全带卷收器的一种特别简单的结构，即，在受到力限制的安全带抽出期间，所述带元件以所述第一区段的端部和第二区段的端部相对于所述第一部件的转动方向相反地、形状配合地固定设置在所述带轴的第一部件或第二部件上。通过所建议的带元件的固定设置，该带元件伴随着开始的相对运动直接通过压力的传递展开或卷绕。在此，特别的优点在于，不需要特殊的部件或装配步骤就能够实现带元件的固定设置，并且仅需要将带元件嵌入。

此外建议，带元件具有至少两个转向部位，所述至少两个转向部位相对于所述安全带卷收器的转动轴线对称地设置。通过所建议的两个转向部位可以在激活第二力限制装置时实现对称作用的力，为了减轻所有构件的负载，这样对称作用的力至少部分地相互抵消。

在这种情况下，带轴的第二部件可以在端侧上具有径向朝向的沟槽，所述带元件嵌入到该沟槽中。通过该沟槽实现使用单一的带元件，该带元件在端部区段上卷绕在环形空间中并且具有两个转向部位，这两个转向部位经由该带元件的穿过沟槽导引的中间区段而彼此连接。该带元件的穿过沟槽导引的中间区段在此同时用于提供这两个转向部位的牵引力连接，从而带元件本身不需要特殊的固定装置，而仅需要挂入在沟槽中。

此外建议，所述环形空间的径向外侧的壁部和径向内侧的壁部具有在周向上增大或减小的距离。通过壁部的增大或减小的距离可以使通过第二力限制装置实现的力限制水平提高或减小，因为在环绕运行的转向部位中消除的能量直接取决于转向半径，也就是说壁部的距离。在此可行的是，转向半径越小，即壁部的距离越小，消除的能量越大并且由此实现的力限制水平越大。由此可以利用第二力限制装置以简单的方式和方法实现力限制走向的渐增和渐减。

当第一力限制装置是速度可调节的力限制装置时，所建议的第二力限制装置是特别有利的。原则上，速度可调节的力限制装置具有的缺陷是，预定的力限制水平首先要达到一个预定的速度，也或是在克服了起动力矩之后短时降低至较小的力限制水平。力限制水平的这样的提高或是力限制水平的短时降低可以通过由第二力限制装置实现的力限制水平至少部分地得到补偿，从而使力限制走向总体上更加均匀，并且提前到达预定的力限制水平。

另外还建议，速度可调节的力限制装置具有环形结构并且相对于所述第二力限制装置同轴地设置。通过所建议的力限制装置的结构和设置可以使起作用的半径力和周向力平衡，从而使带轴的第一部件和第二部件在激活力限制装置时尽可能小地承受负载。

在激活力限制装置时作用的力和力矩可以由此进一步减小，即，使所述速度可调节的力限制装置相对于第一力限制装置轴向重叠地设置。

此外建议，在所述带轴的第一部件或第二部件上设有多个能够塑性变形的成型结构，这些成型结构突伸到所述环形空间的、所述转向部位在环绕运行期间连续运行的区域中。因为这些成型结构根据建议突伸到环形空间的转向部位连续运行的区域中，所以或者转向部位被剪断，或者带元件本身变形，从而除了在环绕运行的转向部位中消除的能量之外，附加地还消除了导致力限制水平的短时提高的能量。

另外还可以如此减小安全带卷收器的力限制水平，即，带元件以分区段的方式通过多个凹陷部、通过更小的宽度或厚度而被削弱。力限制水平的减小在该情况下通过带元件在一个区段中的有针对性预设的材料削弱而引起，在相应区段的连续运行时较少的能量通过转向部位被消除。

根据另一个优选的扩展方案建议，凹陷部中至少之一被构造为在所述转向部位连续运行时断裂的预断裂部。带元件由此引入在预断裂部的区域中，从而在带轴进一步转动运动期间带元件不再变形，或者仅短时地以及非常轻微地变形，由带元件引起的力限制突然降低。在此，带元件可以具有两个同时断裂的预断裂部，或者也可以具有两个延时断裂的预断裂部，由此使力限制水平可以分级地或者也可以突然地降低至零。

附图说明

下面结合优选的实施方式参考附图对本发明进行详细说明。其中示出了：

图1-5示出了本发明的具有第一力限制装置的安全带卷收器，该第一力限制装置为速度可调节的力限制装置；

图6-10示出了本发明的具有第一力限制装置的安全带卷收器，该第一力限制装置为扭力杆；

图11-12示出了第二力限制装置，该第二力限制装置是具有凹陷部或突伸到转向部位的变形路径中的成型结构的带元件；

图13-14示出了具有两个预断裂部的带元件的两种不同的实施方式。

具体实施方式

在图1中可以了解到一种安全带卷收器，该安全带卷收器具有一根两件式的、可转动地支承在框架2的支腿4和5中的带轴1。在支腿5上设有采用烟火制造技术的拉紧装置3，该拉紧装置在事故前期、在乘客开始向前移动之前突然沿着卷绕方向驱动带轴1，并且可能抽出存在于安全带内的带松弛部分。另外，在支腿4上还设有第一力限制装置6，该第一力限制装置形成为环形的、与带轴1同轴设置的、速度可调节的力限制装置。

在图2中可以了解到该两件式的带轴1的立体图，该带轴具有第一部件9和第二部件10。在该情况中，第一部件9是带轴本体，安全带可卷绕在该带轴本体上；第二部件10是型材端头，该型材端头是呈锁止掣子形式的锁止装置8的承载件。在超出预定的车辆或安全带抽出的加速度值时，锁止装置8被操控，也就是说，锁止掣子被操控至支腿4上的啮合部中并且迎着安全带抽出方向与车辆固定地锁止第二部件10。此外，在第一力限制装置6的旁边还可以看到一个第二力限制装置7，如下文仍会说明的那样，该第二力限制装置也设置在带轴1的两个部件9和10之间并且并列于第一力限制装置6起作用。同时，带轴1的这两个部件9和10经由这两个力限制装置6和7相互连接，从而使这两个部件在正常情况下(也就是说在激活力限制装置6和7之前)被视为一个固定的复合结构。

在图3中可以了解到图1的上方示意图的安全带卷收器沿截面方向A-A的示意图。速度可调节的力限制装置利用第一构件41固定在带轴1的第一部件9上，而利用第二构件42固定在带轴1的第二部件10上。此外还设有摆动盘12，该摆动盘以可选择的方式经由设置在侧面的啮合副13和14与第一构件41或第二构件42形成啮合。啮合盘12在受到力限制的相对运动期间垂直于相对运动而往复摆动，其中，使该啮合盘周期性地加速和制动。

通过摆动盘12的制动和加速，导致基于力限制的能量消除。在此，带轴1的两个部件9和10的彼此的相对运动仅通过摆动盘12的运动来控制，因为这两个部件的相对运动其实首先通过摆动盘12的摆动运动才能实现。因为被消除的能量在此取决于摆动频率，而摆动频率直接取决于彼此相对运动的部件的速度，所以这里涉及到速度可调节的力限制装置。

此外可以了解到呈带元件形式的第二力限制装置7，该带元件嵌入到一个径向且在中央延伸的沟槽31中，该沟槽位于形成在第二部件10上的圆柱形凸台33中。凸台33在径向外侧以一定间隔地被一个轴向从第一部件9延伸出的环形部32包围，从而在第一部件9和第二部件10之间形成一个封闭的环形空间11。

在图4中可以了解到该安全带卷收器沿截面方向穿过第一力限制装置6的侧视图。由带元件形成的第二力限制装置7相对于安全带卷收器的转动轴线成点对称地设置，并且从一个直线延伸经由沟槽31的中间区段24延伸到位于两侧的、分别贴靠在圆柱形凸台33的外部周边表面上的区段29和30中。在延伸走向上，该带元件从区段29和30分别以转向部位22和23迎着安全带抽出方向折回至区段20和21。区段20和21贴靠在环形部32的径向内部周边表面上。环形部32在两个部位上设置有径向向内突伸的突起部27和28，带元件以端部25和26迎着安全带抽出方向形状配合地贴靠在这两个突起部上。

在这种情况下，第一力限制装置6构造成环形，并且相对于第二力限制装置7和环形空间11同轴地设置。此外，第一力限制装置6和第二力限制装置7以及带轴1的第一部件9和第二部件10沿着安全带卷收器的轴向方向在力限制装置6和7的区域中重叠，从而提供一种具有非常小的构造空间需求的、构造非常简单的结构。此外，由此还能够以尽可能小的轴向力实现有效的力和力矩比，从而即使在激活力限制装置6和7期间也能够使带轴1的两个部件9和10可靠地保持在一起。

在安全带抽出力沿箭头方向P(当锁止带轴1的第二部件10时)超过一个预定的值的情况下，带轴1的第一部件9以及相关地还有环形部32开始逆时针转动。通过环形部32的转动使区段20和21由于端部25和26的形状配合的贴靠而随之转动，并且区段20和21通过转向部位22和23的环绕运行而卷绕在带轴1的第二部件10的圆柱形区段33的外部周边上，直至到达在图5中所示的状态下，也就是说，直至端部25和26不再形状配合地贴靠在突起部27和28上。在此，带元件滚压在环绕运行的转向部位22和23中，由此消除基于力限制的能量。因为圆柱形区段33的外半径小于环形部32的内半径，所以在此留存的转动角度大于区段20和21在受到力限制的安全带抽出开始之前的角度。

这种特殊的实施方式的优点在于：可以通过并列作用的两个力限制装置7使为了消除足够多的能量而使速度可调节的第一力限制装置6首先需要一定的相对速度的缺陷(也就是说，使力限制水平首先提高或者甚至于在克服了起动力矩之后短时降低)如此得到补偿，即，使力限制走向总体上更均匀，并且使有效的力限制水平更接近预定的力限制水平走向。在这两个通过力限制装置6和7实现的力限制水平的相加中，力限制的总体走向此外还可以通过显著提前到达预定的力限制水平而有利地变化。

在图6和图7中可以了解到根据本发明的一种可替换的实施方式，其具有与安全带卷收器相同的结构，其中，第一力限制装置6由扭力杆形成。该扭力杆在其面向带轴的第二部件10的端部具有一个沟槽17，带元件嵌入到该沟槽中。

在图8和图9中可以了解到安全带卷收器沿图6的上方示意图的截面方向B-B以及沿穿过第二力限制装置7和扭力杆的端部的截面方向的示意图。在该情况下，环形空间11同样通过第二部件10的径向的位于内侧的圆柱形凸台33以及在第一部件上轴向延伸出的环形部34限定，其中，第二力限制装置7的作用方式和效果与图1至图5的实施例中的一样。在该情况下，带元件以中间区段24经由一个沟槽置于扭力杆的端部中并且经由一个沟槽置于圆柱形凸台33中，从而使带轴1的第二部件10、扭力杆和带元件以不可相对转动的方式彼此连接成一个固定的复合结构。

另外，环形空间11这样确定尺寸，即，使径向内侧和外侧限定环形空间11的壁部19和18的距离D从转向部位22和23起至区段20和21的径向外侧贴靠的端部25和26增大。因为在环绕的转向部位22和23中消除的能量直接取决于距离D，即，距离D在转向部位22和23的区域中越小，在转向部位22和23中消除的能量越大，所以由此可以实现第二力限制装置7的渐减的力限制走向。该渐减的力限制走向具有相对于第一力限制装置6的提高的力限制水平反向取向的走向，从而总体和实现了恒定的力限制水平。如果需要的话，还可以通过使距离D从转向部位22和23起沿相同的方向减小来实现第二力限制装置7的渐增的力限制走向。

在图10中可以了解到与图9相同的安全带卷收器在激活第二力限制装置7之后的示意图。因为经由带元件实现的带轴1的第一部件9与第二部件10之间的连接在转向部位22和23的环绕运行之后而取消，所以从该转动角度起仅仅第一力限制装置6起作用。

在图11和图12中可以了解到第二力限制装置7(包括与其相关地实现的力限制曲线)的示例性的不同的其他实施方式。可以了解到所有的力限制曲线都是渐减的，也就是说，在该情况下持续减小。然而也可以考虑，实现分级式的走向，例如通过使距离D跳跃式减小或增大。

在图11所示的实施例中，在带轴1的第二部件10上设有多个成型结构35，这些成型结构为形成在环形空间11中侧向突出的肋部的形式，这些成型结构阻止转向部位22和23的环绕运行，或者甚至在环绕运行期间将转向部位剪断。由此可以使第二力限制装置7的力限制水平进一步从曲线37提高至曲线36。通过这些成型结构35实现的力限制水平的增加通过阴影区域38在图11的右边的示意图中示出。

在图12中示出的根据本发明的实施例中，在该带元件中设有两个凹陷部39，这两个凹陷部削弱了在该区域中带元件的变形阻力。相同的效果还可以通过减小带元件的材料厚度或宽度来实现。由于减小的变形阻力使力限制曲线从走向37降低至走向40，其中，力限制水平的减小通过阴影区域38示出。

在图13中可以了解到本发明的另一实施方式，其中，凹陷部39的尺寸确定为使其形成一个预断裂部40，该预断裂部在转向部位22连续运行时断裂。该预断裂部40如此确定尺寸，即，使该预断裂部在力限制阶段中、在转向部位22连续运行之前能够传递推力，从而使力限制水平在区域Ⅰ中不变。在转向部位22连续运行时，预断裂部40断裂，并且力限制水平突然降至区域Ⅱ，直到降至区域Ⅲ。带元件7在预断裂部40的断裂的时间点的状态在下方的截面图中示出。

在图14中示出了一种进一步扩展的实施方式，其中设有两个预断裂部40和41，这两个预断裂部同样由材料削弱部位形成，而材料削弱部位又是由凹陷部39或凹槽形成。这两个预断裂部40和41设置成，这两个预断裂部使转向部位22和23同时连续运行，并且由此也基本上同时断裂。由此，通过带元件7实现的力限制水平从力限制曲线的区域Ⅱ起突然降至为零，其中，该曲线由于剩余变形而陡然降落。

在预断裂部40和41使转向部位22和23在不同的时间点连续运行的情况下，实现了力限制曲线的相应地分级的走向。

Claims (10)

1.一种具有两个并列作用的力限制装置(6、7)的安全带卷收器，所述安全带卷收器具有：

-一根围绕转动轴线可转动地支承在U型框架(2)的支腿(4、5)中的两件式的带轴(1)，所述带轴具有第一部件(9)和第二部件(10)，安全带能够卷绕在所述第一部件上，所述第二部件能够借助于车辆敏感地和/或安全带敏感地可操控的锁止装置(8)相对于所述框架(2)的支腿(4、5)至少之一以与车辆固定的方式锁止；以及

-第一力限制装置(6)，所述第一力限制装置在激活时实现所述第一部件(9)和第二部件(10)之间的受到力限制的相对运动；以及

-第二力限制装置(7)，所述第二力限制装置在激活时并列于所述第一力限制装置(6、16)起作用；

其特征在于，

-所述带轴(1)的第一部件(9)和第二部件(10)在所述框架(2)的支腿(4、5)之间的区段中、在形成环形空间(11)的条件下轴向重叠；以及

-所述第二力限制装置(7)由带元件形成，所述带元件以第一区段(20、21)贴靠在所述环形空间(11)的径向外侧的壁部(18)上且以第二区段(29、30)贴靠在所述环形空间(11)的径向内侧的壁部(19)上，在所述第一区段(20、21)和第二区段(29、30)之间所述带元件转向至转向部位(22、23)中；其中

-在所述第一部件(9)和第二部件(10)之间通过所述转向部位(22、23)的环绕运行而相对运动时，所述带元件以能量消减的方式从外侧的壁部(18)到内侧的壁部(19)或从内侧的壁部(19)到外侧的壁部(18)展开或卷绕；

-在所述带轴(1)的第一部件(9)或第二部件(10)上设有多个能够弹性和/或塑性变形的成型结构(35)，这些成型结构突伸到所述环形空间(11)的、所述转向部位(22、23)在环绕运行期间连续运行的区域中。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，在受到力限制的安全带抽出期间，所述带元件以所述第一区段(20、21)的端部(25、26)相对于所述第一部件(9)的转动方向相反地、形状配合地固定设置在所述带轴(1)的第一部件(9)或第二部件(10)上。

3.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，所述带元件具有至少两个转向部位(22、23)，所述至少两个转向部位相对于所述安全带卷收器的转动轴线对称地设置。

4.根据权利要求3所述的安全带卷收器，其特征在于，所述带轴(1)的第二部件(10)在端侧上具有朝向径向的沟槽(31)，所述带元件嵌入到该沟槽中。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述环形空间(11)的径向外侧的壁部(18)和径向内侧的壁部(19)具有在周向上增大或减小的距离(D)。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述第一力限制装置(6)是速度可调节的力限制装置。

7.根据权利要求6所述的安全带卷收器，其特征在于，所述速度可调节的力限制装置具有环形结构并且相对于所述第二力限制装置(7)同轴地设置。

8.根据权利要求6所述的安全带卷收器，其特征在于，所述速度可调节的力限制装置相对于所述第二力限制装置(7)轴向重叠地设置。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的安全带卷收器，其特征在于，所述带元件以分区段的方式通过多个凹陷部(39)、通过更小的宽度或厚度而被削弱。

10.根据权利要求9所述的安全带卷收器，其特征在于，所述凹陷部(39)中至少之一被构造为在所述转向部位连续运行时断裂的预断裂部(40、41)。