CN103987586B - 用于安全带系统的安全带拉紧器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安全带系统的安全带拉紧器(10)，其包括安全带轴壳体(18)以及安全带轴(12)，该安全带轴围绕轴线(A)可旋转地支承在安全带轴壳体(18)中，其中，所述安全带轴(12)在安全带拉紧器(10)被激活之前相对安全带轴壳体(18)在至少一个旋转方向上不能相对转动地保持。

Description

用于安全带系统的安全带拉紧器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车安全带系统的安全带拉紧器、尤其是端部固定式拉紧器(Endbeschlagstraffer)，其包括安全带轴壳体以及安全带轴，该安全带轴在安全带轴壳体中围绕一轴线可旋转地支承。

背景技术

用于安全带系统的安全带拉紧器已经在汽车技术中普遍已知。在所谓的端部固定式拉紧器中，在安全带拉紧器被激活的情况下，安全带的原本固定的、通常与座椅框架或车身连接的端部被拉紧，以便使得整个安全带拉紧。在现有技术中不仅给出了线性工作的端部固定式拉紧器而且也给出了旋转的端部固定式拉紧器。在旋转的端部固定式拉紧器中，安全带端部与安全带轴连接，所述安全带轴在安全带拉紧器被激活时被驱动，以便将安全带卷绕到安全带轴上。

例如同类型的DE102006018455A1描述了一种端部固定式拉紧器，其包括容纳安全带端部的安全带卷收器以及连接在其上的用于安全带卷收器的安全带轴的拉紧装置。安全带轴在此可旋转地并且可径向移动地容纳在安全带轴壳体中。基于径向间隙，安全带轴可以占据锁定位置、解锁位置或任意的中间位置，在所述锁定位置中安全带轴相对安全带轴壳体在带抽出方向上不能相对转动地(drehfest)保持，在所述解锁位置中，安全带轴相对安全带轴壳体沿两个方向可旋转。安全带轴通过其沿安全带抽出方向旋转时作用的力才径向运动到其锁定位置中，在该锁定位置中安全带轴的闭锁结构与安全带轴壳体的闭锁齿部共同作用。

安全带轴在安全带轴壳体中存在于径向和周向上的间隙在此会导致行驶运行中产生不希望的噪音。另外在拉止情况下在安全带拉紧器未被激活时可能导致安全带轴相对安全带轴壳体的旋转和/或径向移动并且由此引起安全带的不希望的松开。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在行驶运行中噪音低的安全带拉紧器，所述安全带拉紧器在拉止情况下在安全带拉紧器未被激活时可靠地防止不希望的松开。

该目的通过如下的用于安全带系统的安全带拉紧器得以实现，该安全带拉紧器包括安全带轴壳体以及安全带轴，该安全带轴围绕轴线可旋转地支承在安全带轴壳体中，其中，所述安全带轴在安全带拉紧器被激活之前相对安全带轴壳体在至少一个旋转方向上不能相对转动地保持，其特征在于，所述安全带轴在安全带轴壳体中能径向移动地支承在锁定位置与解锁位置之间，在所述锁定位置中安全带轴相对安全带轴壳体在一个旋转方向上不能相对转动地保持，在所述解锁位置中安全带轴相对安全带轴壳体在两个旋转方向上可旋转，并且设置有弹簧元件，该弹簧元件将安全带轴相对安全带轴壳体径向加载到锁定位置中。其中，安全带轴在安全带拉紧器被激活之前相对安全带轴壳体在至少一个旋转方向上被不能相对转动地保持，由此能可靠地最小化甚至完全消除在行驶运行中不希望的噪音产生。

优选安全带轴在安全带拉紧器被激活之前通过抗剪元件、尤其是在两个旋转方向上与安全带轴壳体不能相对转动地耦联。安全带轴与安全带轴壳体之间的这种不能相对转动的耦联可靠地在行驶运行中防止安全带拉紧器由于安全带轴与安全带轴壳体之间的相对运动产生的不希望的咔嗒声。另外通过安全带轴与安全带轴壳体之间的不能相对转动的耦联能够可靠防止安全带意外卷绕到安全带轴上并且在拉止情况下可靠防止安全带从安全带轴上不希望地退卷。

在安全带拉紧器的一种实施方式中，在安全带轴与安全带轴壳体之间设置有锁定机构，该锁定机构沿拉紧方向解锁安全带轴相对安全带轴壳体的旋转并且在相反的方向上、即在安全带抽出方向上锁定该安全带轴相对该安全带轴壳体的旋转。该锁定机构因此能够实现安全带的拉紧，然而同时在安全带拉紧后防止安全带的重新松开。

锁定机构例如构造为球头锁紧装置，该球头锁紧装置具有楔形斜面和与这些楔形斜面共同作用的锁紧球。这样的球头锁紧装置的优点在于安全带轴的解锁位置与锁定位置之间短的切换行程。

作为备选方案，锁定机构也可以构造成在安全带轴与安全带轴壳体之间的轴向齿部。例如在此第一轴向齿部直接设置在安全带轴壳体上或在与该安全带轴壳体不能相对转动地连接的锁定元件上，并且与所述第一轴向齿部共同作用的第二轴向齿部设置在与安全带轴不能相对转动地连接的绳卷轴上。

在安全带拉紧器的另一种实施方式中，安全带轴在安全带轴壳体中可径向移动地支承在锁定位置和解锁位置之间，在所述锁定位置中安全带轴相对安全带轴壳体在一个旋转方向上不能相对转动地保持，在所述解锁位置中安全带轴相对安全带轴壳体在两个旋转方向上可旋转。

在这种实施方式中优选安全带轴或与该安全带轴不能相对转动地连接的构件具有抗剪元件，该抗剪元件嵌接到安全带轴壳体的缺口中并且将安全带轴固定在锁定位置中。为了使抗剪元件可靠地防止安全带轴相对安全带轴壳体的旋转和平移，该抗剪元件尤其是形锁合地并且配合精确地嵌接到安全带轴壳体的缺口中。

具体而言，构造为铸件的盖帽和构造为铸件的绳卷轴不能相对转动地安置在安全带轴的相反的轴向端部上，其中，在盖帽和/或绳卷轴上一体成形有抗剪元件，该抗剪元件嵌接到、优选配合精确地嵌接到安全带轴壳体的缺口中并且将安全带轴固定在锁定位置中。安全带拉紧器的这种细节设计是极为有利的，因为可以在所述铸件上以最少的费用一体成形抗剪元件。同样可以以极少的费用、例如通过简单的冲压在通常由板材制成的安全带轴壳体中制出相应的缺口。

在安全带拉紧器的实施方式中，在其中安全带轴在安全带轴壳体中可径向移动地支承在锁定位置与解锁位置之间，优选设置有弹簧元件，该弹簧元件将安全带轴相对安全带轴壳体径向加载到锁定位置中。所述弹簧元件在安全带拉紧器被激活和可能的抗剪元件剪断之后防止安全带轴相对安全带轴壳体沿带抽出方向的旋转。

在具有可径向移动地支承在安全带轴壳体中的安全带轴的安全带拉紧器的实施方式中，优选在安全带轴与安全带轴壳体之间也设置有锁定机构，该锁定机构可以在张紧方向上解锁安全带轴相对安全带轴壳体的旋转并且在相反的方向上、即在带抽出方向上锁定该安全带轴相对该安全带轴壳体的旋转，其中，安全带轴具有外齿部，该外齿部在锁定位置中与安全带轴壳体上的基本上互补的内齿部啮合。

所描述的安全带拉紧器特别优选是端部固定式拉紧器，在其中，安全带的一个端部固定在安全带轴上，该安全带轴在端部固定式拉紧器被激活后可以相对安全带轴壳体旋转，以便卷绕安全带。

与所谓的希望限制安全带力(例如借助扭力杆)的卷绕拉紧器(Aufrollerstraffer)不同，在端部固定式拉紧器中通常要求非挠性地刚性固定安全带端部。通过所描述的安全带拉紧器可以不仅在安全带拉紧器启被激活时的拉止状态中而且也在安全带拉紧器未被激活时的拉止状态中以少的费用可靠地满足该要求。

附图说明

本发明的其它特征和优点由下文参考附图对优选实施例的说明给出。附图中：

图1为根据本发明的安全带拉紧器的轴向纵剖视图；

图2为根据图1的安全带拉紧器的俯视图；

图3为根据图1的安全带拉紧器的侧视图；

图4为根据图1的安全带拉紧器的另一侧视图；

图5为根据图1至4的安全带拉紧器的锁定机构处于锁定位置时的透视图；

图6为根据图5的锁定机构的侧视图；

图7为根据图1至4的安全带拉紧器的锁定机构处于解锁位置时的透视图；

图8为根据图7的锁定机构的侧视图；

图9为根据图1至4的安全带拉紧器的透视图；

图10为根据一种备选实施方式的用于根据本发明的安全带拉紧器的安全带轴的透视图；

图11为用于具有根据图10的安全带轴的根据本发明的安全带拉紧器的锁定机构的透视性细节图；

图12为根据图11的锁定机构的细节剖视图；

图13为根据一种备选实施方式的用于根据本发明的安全带拉紧器的锁定机构的透视性细节图；

图14为根据图13的锁定机构的细节剖视图；

图15为根据一种备选实施方式的用于根据本发明的安全带拉紧器的锁定机构的透视性细节图；

图16为根据图15的锁定机构的细节剖视图；

图17为根据图15的锁定机构的另一透视性细节图；

图18为根据一种备选实施方式的用于根据本发明的安全带拉紧器的锁定机构的透视性分解图；

图19为根据图18的锁定机构的侧视图；

图20为装配到安全带轴上的根据图18的锁定机构的透视图。

具体实施方式

图1至4示出用于机动车安全带系统的安全带拉紧器10、具体而言即所谓的端部固定式拉紧器，其包括：安全带轴12，安全带16的一个端部14固定在该安全带轴上；可固定装配在车身上的安全带轴壳体18，安全带轴12支承在该安全带轴壳体中，其中，安全带轴12在安全带拉紧器10被激活后相对安全带轴壳体18可旋转，以便卷绕安全带16。

在所示实施例中，安全带16的端部14被缝合成一个回环，该回环包围安全带轴插入元件20，该安全带轴插入元件20容纳在安全带轴12的空隙22中并且相对安全带轴12不能相对转动地支承。

根据图2，安全带拉紧器10的安全带轴壳体18构造成U形的并且包括一个壳体桥接部24和两个相对置的壳体支腿26、28，每个壳体支腿26、28具有一个壳体开口30、32，安全带轴12延伸穿过所述壳体开口。另外，设置有从壳体桥接部24弯曲出的固定接片33，通过该固定接片，安全带轴壳体18可以与车座或车身固定连接、尤其是螺纹连接。

安全带轴12在安全带轴壳体18中围绕轴线A可旋转地支承。在安全带轴12的轴向端部上设置有盖帽34或者绳卷轴36，所述盖帽34和绳卷轴36与安全带轴12固定连接、尤其是压紧并且防止安全带轴12相对安全带轴壳体18的轴向运动或将该轴向运动限制到最小轴向间隙上。

为了在安全带拉紧器10被激活时能够拉紧安全带16，设置有力传递元件38，该力传递元件使安全带轴12与拉紧器驱动装置40耦联。力传递元件38在所示实施例中为拉绳41，该拉绳部分地卷绕到绳卷轴36上并且以一个绳端部固定在绳卷轴36上。

安全带拉紧器10的拉紧器驱动装置40包括用于容纳和引导加压元件44的拉紧器管42以及单独的用于容纳气体发生器48的发生器壳体46。发生器壳体46在所示实施例中为管件，因而不仅拉紧器管42而且发生器壳体46由金属管、尤其是由钢管制成。另外设置有耦联元件49，该耦联元件将发生器壳体46与拉紧器管42固定连接(参见图1)。

为了加强拉紧器管42与发生器壳体46之间的连接以及为了实现在拉紧器驱动装置40与安全带轴壳体18之间的简单连接，另外设置有稳定单元50。该稳定单元50在当前情况下包括两个尤其是由锌压铸制成的稳定元件51和一个例如构造为管状铆钉的连接元件52。

加压元件44根据图1是活塞，该活塞基本上密封地并且沿管轴线可移动地容纳在弯曲的拉紧器管42中。以一个绳端部固定在绳卷轴36上的拉绳41从绳卷轴36延伸到拉紧器管42中并且在那里以相反的绳端部固定在活塞上。在气体发生器48被激活后，活塞被加载气压并且向拉紧器管42的自由管端部53的方向运动。在此在安全带轴12旋转的情况下拉绳41从绳卷轴36上退卷并且同时将安全带16卷绕到安全带轴12上，由此拉紧安全带。

在安全带拉紧器10被激活之前，安全带轴12相对安全带轴壳体18在至少一个旋转方向上不能相对转动地保持。所述至少一个旋转方向优选是安全带抽出方向，但安全带轴12在安全带拉紧器10被激活之前也特别优选在相反的旋转方向上、即在安全带拉紧器10的拉紧方向上相对安全带轴壳体18不能相对转动地保持。

根据图1，安全带轴12在安全带拉紧器10被激活之前通过抗剪元件54、具体而言通过一体成形在盖帽34上的并且偏心地成形在绳卷轴36上的抗剪销而在两个旋转方向上不能相对旋转地与安全带轴壳体18耦联。在安全带轴12与安全带轴壳体18之间设置有锁定机构56，该锁定机构在拉紧方向上解锁并且在相反的带抽出方向上锁定安全带轴12相对安全带轴壳体18的旋转。

图5至8示出锁定机构56的一种优选实施方式。

安全带轴12在此在安全带轴壳体18中可径向移动地支承在锁定位置(图5和6)与解锁位置(图7和8)之间，在所述锁定位置中安全带轴12相对安全带轴壳体18在带抽出方向上不能相对转动地保持，在所述解锁位置中安全带轴12相对安全带轴壳体18沿带抽出方向和拉紧方向可旋转。在此情况下这样构造锁定机构56，使得安全带轴12在其轴向端部上具有适合的外齿部58，该外齿部在锁定位置中与构造在安全带轴壳体18上的、基本上互补的内齿部60啮合。

一般来说，安全带轴12或与该安全带轴12不能相对转动地连接的构件具有抗剪销54，该抗剪销嵌接到安全带轴壳体18的缺口62中并且将该安全带轴12固定在根据图5和6的锁定位置中。

在根据图1的实施例中，构造为铸件的盖帽34和构造为铸件的绳卷轴36不能相对转动地安置在安全带轴12的相反的轴向端部上，其中，抗剪销54不仅一体成形于盖帽34上而且也一体成形于绳卷轴36上，该抗剪销54分别配合精确地嵌接到安全带轴壳体18的缺口62中并且将安全带轴12固定在其锁定位置中。

图9示出根据图1至4的安全带拉紧器10在安装安全带轴－保险单元66时的透视图。结合根据图1的组装在一起的安全带拉紧器10的剖视图清楚的是：安全带轴－保险单元66具有弹簧元件64，该弹簧元件将安全带轴12相对安全带轴壳体18径向加载到根据图5和6的锁定位置中。安全带轴－保险单元66在此用作装配控制装置，这是因为只有当安全带轴插入元件20相对安全带轴12符合规定地定位时，安全带轴保险单元才能插入到壳体桥接部24与安全带轴12之间。在其装配后，安全带轴－保险单元66则确保安全带轴插入元件20保持在该位置中。

总之，安全带轴12在安全带拉紧器10被激活之前已经通过抗剪元件54关于轴线A在两个旋转方向上以及相对安全带轴壳体18在径向和切向方向上固定在其锁定位置中。由此保障在安全带系统拉止情况下在安全带拉紧器10未被激活时端部固定式拉紧器上的安全带不会被抽出。在传统的端部固定式拉紧器中，通过安全带轴12相对安全带轴壳体18的径向运动和/或安全带轴12相对安全带轴壳体18在带抽出方向上的一定程度的旋转而在带抽出方向上出现不希望的安全带抽出。另外，安全带轴12借助抗剪元件54而相对安全带轴壳体18的固定也防止安全带拉紧器10在行驶运行时产生不希望的咔嗒声。

在安全带拉紧器10被激活时，通过拉绳41向安全带轴12施加大的扭矩，使得盖帽34和绳卷轴36上的关于轴线A偏心安置的抗剪元件54剪断。安全带轴12于是逆着弹簧元件64的弹力而径向移动到其解锁位置中并且相对安全带轴壳体18沿拉紧方向旋转。在此拉绳41从绳卷轴36上退卷并且安全带16被卷绕到安全带轴12上，从而发生安全带拉紧。安全带轴12的外齿部58在此与安全带轴壳体18的构造在壳体开口30、32边缘段上的内齿部60松脱。

在拉紧过程结束后，弹簧元件64确保安全带轴12又占据其根据图5和6的锁定位置中并且由此防止不希望的安全带抽出。

图10示出根据一种备选实施方式的安全带轴12的透视图。与根据图1至9的实施方式不同，安全带轴12的外齿部58不是通过径向伸出安全带轴12的齿构成，而是通过径向压纹68构成。

图11和12示出在使用根据图10的安全带轴12的情况下安全带拉紧器10在锁定机构56区域中的透视性局部视图以及细节剖视图，其中，安全带轴12分别处在其解锁位置中。在之前所描述的作用原理方面，锁定机构56不变。

图13和14示出安全带拉紧器10的局部，在其中，锁定机构56构造为球头锁紧装置70，该球头锁紧装置70具有楔形斜面72和与这些楔形斜面72共同作用的锁紧球74。

球头锁紧装置70能够实现安全带轴12与安全带轴壳体18之间的相对扭转，这是因为锁紧球74在该旋转方向上处于这样的容纳区域中，在该容纳区域中安全带轴12与安全带轴壳体18之间的径向距离大于锁紧球74的直径。相反当安全带轴12被沿带抽出方向加载时，安全带轴壳体18的楔形斜面72将锁紧球74向安全带轴12压紧，使得安全带轴壳体18与安全带轴12不能相对转动地卡住。

与根据图1至12的安全带拉紧器10不同，在具有根据图13和14的锁定机构56的安全带拉紧器10中，安全带轴12不可径向移动地支承在安全带轴壳体18中。

图15至17示出安全带拉紧器10的一种实施方式，在该实施方式中锁定机构56同样构造成球头锁紧装置70。与根据图13和14的实施方式不同，楔形斜面72现在构造在安全带轴12上，而锁紧球74位于设置在安全带轴壳体18上的容纳保持架75中。

与根据图1至12的安全带拉紧器10类似，在具有球头锁紧装置70的实施方式中也可以设置有抗剪元件54，该抗剪元件在安全带拉紧器10被激活之前将安全带轴12与安全带轴壳体18不能相对转动地耦联。

图18至20示出用于安全带拉紧器10的锁定机构56的另一种备选实施方式。该锁定机构56在此情况下构造为在安全带轴12与安全带轴壳体18之间的轴向齿部。

图18示出锁定机构56的透视性分解图，其包括一部分安全带轴壳体18、蝶形弹簧76、可以与安全带轴壳体18不能相对转动地连接并且具有轴向齿部80的第一锁定元件78以及绳卷轴36，该绳卷轴与第一锁定元件78的轴向齿部80毗邻地具有轴向齿部82并且由此构造为第二锁定元件。

图19示出根据图18的锁定机构56处于组装状态中。

图20示出装配到安全带轴12上的根据图18和19的锁定机构56的透视图。在此清楚的是：安全带轴12在其轴向端部上具有径向突出部84，这些径向突出部84在周向上配合精确地伸入到绳卷轴36的各轴向突出部86之间并且由此将安全带轴12与绳卷轴36不能相对转动地连接。另外，通过径向突出部84，构造为绳卷轴36的第二锁定元件、第一锁定元件78以及蝶形弹簧76向着安全带轴壳体18轴向加载。在安全带轴12的锁定位置中、即在轴向齿部80、82彼此啮合时，蝶形弹簧76完全不或仅略微变形，因而在锁定机构56中不存在或仅存在少量轴向预紧力。在任何情况下，蝶形弹簧76从根据图19和20的锁定位置出发具有足够大的轴向弹簧变形量，使得轴向齿部80、82在拉紧过程中可在蝶形弹簧76张紧的情况下彼此松脱。

与根据图1至12的安全带拉紧器10类似，在具有轴向齿部的实施方式中也可以设置有抗剪元件54，该抗剪元件在安全带拉紧器10被激活之前将安全带轴12与安全带轴壳体18不能相对转动地耦联。

Claims (9)

1.用于安全带系统的安全带拉紧器，该安全带拉紧器包括安全带轴壳体(18)以及安全带轴(12)，该安全带轴围绕轴线(A)可旋转地支承在安全带轴壳体(18)中，其中，所述安全带轴(12)在安全带拉紧器(10)被激活之前相对安全带轴壳体(18)在至少一个旋转方向上不能相对转动地保持，其特征在于，所述安全带轴(12)在安全带轴壳体(18)中能径向移动地支承在锁定位置与解锁位置之间，在所述锁定位置中安全带轴(12)相对安全带轴壳体(18)在一个旋转方向上不能相对转动地保持，在所述解锁位置中安全带轴(12)相对安全带轴壳体(18)在两个旋转方向上可旋转，并且设置有弹簧元件(64)，该弹簧元件将安全带轴(12)相对安全带轴壳体(18)径向加载到锁定位置中。

2.根据权利要求1的安全带拉紧器，其特征在于，所述安全带轴(12)在安全带拉紧器(10)被激活之前通过抗剪元件(54)而与安全带轴壳体(18)不能相对转动地耦联。

3.根据权利要求1或2的安全带拉紧器，其特征在于，在安全带轴(12)与安全带轴壳体(18)之间设置有锁定机构(56)，该锁定机构能在拉紧方向上解锁安全带轴(12)相对安全带轴壳体(18)的旋转并且能在相反的方向上锁定该安全带轴相对该安全带轴壳体的旋转。

4.根据权利要求3的安全带拉紧器，其特征在于，所述锁定机构(56)构造为球头锁紧装置(70)，该球头锁紧装置具有楔形斜面(72)和与这些楔形斜面(72)共同作用的锁紧球(74)。

5.根据权利要求3的安全带拉紧器，其特征在于，所述锁定机构(56)构造为在安全带轴(12)与安全带轴壳体(18)之间的轴向齿部。

6.根据权利要求1的安全带拉紧器，其特征在于，所述安全带轴(12)或与该安全带轴(12)不能相对转动地连接的构件(34、36)具有抗剪元件(54)，该抗剪元件嵌接到安全带轴壳体(18)的一缺口(62)中并且将该安全带轴(12)固定在锁定位置中。

7.根据权利要求1或6的安全带拉紧器，其特征在于，构造为铸件的盖帽(34)和构造为铸件的绳卷轴(36)不能相对转动地设置在安全带轴(12)的相反的轴向端部上，其中，在盖帽(34)和/或绳卷轴(36)上一体成形有抗剪元件(54)，该抗剪元件嵌接到安全带轴壳体(18)的缺口(62)中并且将安全带轴(12)固定在锁定位置中。

8.根据权利要求1或6的安全带拉紧器，其特征在于，在安全带轴(12)与安全带轴壳体(18)之间设置有锁定机构(56)，该锁定机构能在张紧方向上解锁安全带轴(12)相对安全带轴壳体(18)的旋转并且能在相反的方向上锁定该安全带轴相对该安全带轴壳体的旋转，其中，安全带轴(12)具有外齿部(58)，该外齿部在锁定位置中与安全带轴壳体(18)上的基本上互补的内齿部(60)啮合。

9.根据权利要求1的安全带拉紧器，其特征在于，所述安全带拉紧器(10)是端部固定式拉紧器，在其中，安全带(16)的一个端部(14)固定在安全带轴(12)上，该安全带轴(12)在端部固定式拉紧器被激活后能相对安全带轴壳体(18)旋转，以便卷绕安全带(16)。