CN104334418B - 用于车辆安全带的安全带卷收器 - Google Patents

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Abstract

一种安全带卷收器，其包括可转动地安装于框架(7)上的安全带卷轴(1)和负荷限制器(2)，该负荷限制器作用于安全带卷轴(1)的转动并且具有可切换的能量消耗，所述负荷限制器具有粒料(3)，粒料封闭于闭合的负荷限制器腔室(8)中并且包括干燥粒状固体，并且具有可相对于粒料(3)转动的至少一个转动构件(4)，由于剪切力造成的能量消耗作用于粒料的颗粒之间。

Description

用于车辆安全带的安全带卷收器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆安全带的安全带卷收器，其中，安全带卷轴可转动地安装于框架上并且其包括负荷限制器，负荷限制器作用于安全带卷轴的转动并且具有可切换的能量消耗。
背景技术
在从DE 10 2009 014 999 A1已知的这种现有技术安全带卷收器中，负荷限制器包含制动器，利用这种制动器，在待制动元件与支承元件之间的相对转动在压力腔室内产生压力上升，这种压力上升然后转变为制动促动力。填充到压力腔室内的介质可以是硅酮或者更具体而言是硅酮粒料，其粒子直径通常为大约0.2至0.3mm，并且利用这种粒子直径，可以部分地剪切轴向可动的移位元件。移位元件使设置于压力腔室中的介质移位，因此造成压力腔室中压力上升，这种压力上升然后转变为制动促动力。在此现有技术负荷限制器中，仅由制动器而不是由介质执行负荷限制。
负荷限制器的目的是为了限制在事故期间在安全带与佩戴安全带并且在机动车辆座椅中进一步向前移动的车辆乘员之间作用的力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全带卷收器，其中，根据车辆乘员数据和相应事故的严重性来自动调整负荷限制效果。
本发明提供一种安全带卷收器，其安全带卷轴可转动地安装到安全带卷收器的框架上并且其转动在事故的情况下以能量消耗或能量吸收的方式受到负荷限制器影响。仅当发生事故时启动负荷限制器的能量消耗并且当车辆乘员向前移动时作用于安全带与佩戴座椅安全带的车辆乘员之间的力必须受到限制。
为此目的，安全带卷轴可以被设计成两部分，以已知方式借助于阻挡机构防止一个安全带卷轴部分相对于框架转动，如果由向前运动的车辆乘员展开安全带，另一安全带卷轴部分转动。安全带卷轴的转动受到负荷限制器消耗或吸收能量的影响。
根据本发明的负荷限制器包含闭合空间(负荷限制器腔室)，在该闭合空间中，封闭由干燥粒状固体组成的粒料。在闭合空间中，提供可以相对于粒状粒料移动的至少一个主体，该主体可以被实施为可直线运动的移位器主体或活塞，或者可转动的转动构件。在事故的情况下，主体相对于粒料运动，其中由在粒料的细粒之间作用的剪切力造成能量消耗。这限制了作用于安全带与车辆乘员之间的力。粒料可以使得其由于作用于细粒上的力而膨胀。粒料也可以易于与至少一种推进剂混合，推进剂可以被引入到负荷限制腔室内或者设置于负荷限制器腔室中。
以此方式，在不同严重性的事故中，也就是说，对于作用于车辆乘员身体上不同的加速力和制动力，和对于车辆乘员的不同身体数据，特别是体重和体型大小，能由能量吸收负荷限制器来实现车辆乘员基本上均匀的向前移位、特别是基本上均匀的向前移位速度。这基本上是基于以下现实，随着转动速度变化，也存在粒料介质对于转动构件相对于粒料运动的阻力变化。在事故中，与第5个百分点的女人相比，第95个百分点男人将会以更高的转动速度从安全带卷轴展开安全带，并且因此将造成可在粒料中转动的转动构件的更高的转动速度。因此，在第95个百分点的男人的情况下粒料将以比5百分点的女人的情况下更强的阻力抵抗在粒料中移位器主体的直线运动或者转动构件的转动。以此方式，对于不同的车辆乘员而言，能实现负荷限制器基本上相同的运动曲线。在粒料中对抗主体运动的阻力由作用于粒料中的细粒之间的剪切力产生，其中，力施加在粒料的相邻细粒之间。这种力的作用能在粒料内产生动力链，所述力链在粒料中移位器主体直线运动或转动构件转动期间发生，并且再次减弱以产生新的力链。在这个过程中也可能发生粒料中细粒的破裂和破坏。也可能由于能量消耗而生成热。
至少一个转动构件优选地沿其转动轴线方向固定地布置在其内封闭有粒料的闭合负荷限制器腔室内。这意味着转动构件仅向粒料施加转动。优选地当消耗能量时转动构件可能径向方向变形。因此更强的剪切力施加在安置于转动构件的外周缘与闭合负荷限制器腔室的内壁之间的粒料细粒上。至少一个转动构件可以完全地或部分地浸入于粒料内。
至少一个转动构件优选地被实施为叶轮，叶轮的叶片浸入或浸没到粒料中。转动构件可以刚性地连接到安全带卷轴，然而，也可在安全带卷轴与至少一个转动构件之间设置联接件和/或传动齿轮。叶轮的叶片可以是弯曲的和/或可以具有扭曲。转动构件和特别地叶轮可以实施为在转动期间粒料细粒径向移位。
传动齿轮可以设置于负荷限制器与安全带卷轴之间，其以变化的传动比将源自安全带卷轴的扭矩传递到负荷限制器，特别是传递到可以在粒料中直线的移位器主体或者传递到转动构件。传动齿轮的变化的传动比优选地是渐变的传动比。为此目的，传动齿轮可以具有一负荷传递点，在这个负荷传递点，安全带卷轴的扭矩被传递到负荷限制器。为了实现变化的传动比、特别是渐变的传动比，在安全带卷轴进行负荷限制的转动期间，在负荷传递点与负荷传递点所围绕其转动的转动轴线之间的距离可以变化。沿螺旋执行这种变化，其中在安全带卷轴进行负荷限制转动期间，负荷传递点与转动轴线之间的距离减小。优选地，安全带卷轴的扭矩可以经由负荷缆索从负荷传递点传递到负荷限制器，特别是传递到可线性移动的移位器主体或转动构件。
当使用具有变化传动比的传动齿轮时，特别地当使用在安全带卷轴与负荷限制器之间具有渐进变化的传动比的传动齿轮时，负荷限制器也可以不同地实施。例如，负荷限制器可以常规地设计为扭杆或者可以具有变形主体，利用变形主体，执行由安全带卷轴所产生的运动或变形功，以实现负荷限制。
粒料优选地由具有至少4的莫氏硬度(绝对研磨硬度：5)的硬粒制成。粒料可以包括不同材料和/或不同硬度的细粒。粒料可优选地包括石英砂(SiO2)。细粒还可以包括某些其它材料，例如塑料、矿物质颗粒、玻璃、金属等。
闭合负荷限制器腔室中的粒料优选地具有在1g/cm3与4.5g/cm3之间范围的堆积密度(质量/体积)，堆积密度在所述范围内根据细粒材料的比重变化。
负荷限制器可以额外地具有扭杆，扭杆可以被布置成与由膨胀性粒料和至少一个可转动的转动构件构成的负荷限制器部分并联或串联。
负荷限制器腔室中的粒料的堆积密度可优选地根据事故的严重性和/或佩戴座椅安全带的车辆乘员的身体数据进行调整。佩戴座椅安全带的车辆乘员的身体数据可以通过检测当安全带被带上时从安全带卷轴的停放位置拉出的安全带条带延伸量的长度来确定。因此，可以考虑机动车辆在车辆长度方向上的座椅位置。也能检测在机动车辆座椅上的车辆乘员的重量，并且若需要目视检测他或她的体型大小。取决于这些数据，负荷限制器腔室中的粒料的堆积密度可优选地通过相应地改变负荷限制器腔室的体积来进行调整。
也可以根据在车辆乘员的负荷限制向前运动期间安全带退绕的加速度或速度来调整负荷限制器腔室中的粒料的堆积密度。这可以例如借助于转速传感器进行，转速传感器在佩戴座椅安全带的车辆乘员向前运动期间检测安全带卷轴的转动或可转动的安全带卷轴部分的转动。借助于连接到转速传感器并且被单独地设置或者集成到车辆的车载计算机中的控制器，确定安全带条带的速度或加速度，并且为了改变负荷限制器腔室的体积而产生相应的调整运动。由于这种体积变化，相应地改变负荷限制器腔室中粒料的堆积密度。
有利地，即便是在第95个百分点的男人的情况下，在安全带条带相对较短地延伸之后，实现了所希望的负荷限制。
附图说明
现将参考附图来详细地描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了车辆安全带的安全带卷收器，包括内置的负荷限制器，内置的负荷限制器是本公开的实施例；
图2以分解图示意性地示出了用于图1的实施例中的部件；
图3A至图3D示出了转动构件的形式，转动构件可以用于根据图1和图2的实施例中；
图4示出了在本发明的另一实施例中沿着安全带卷轴的轴线的剖视图；
图5示出了沿着在图4中的实施例中的线A-A所截取的截面图；
图6示出了本发明的另一实施例；
图7示出了本公开的又一实施例；
图8示出了另一实施例的剖视图；
图9示出了沿着图8中的线C-C的截面图；
图10示出了另一实施例的剖视图；
图11示出了沿着图10中的线A-A的截面图；
图12示出了另一实施例的剖视图；
图13示出了沿着图12中的线F-F的截面图；
图13a示出了转动构件的详图；
图14示出了沿着图12中的线G-G的截面图；以及
图15示出了又一实施例的剖视图；
图16以剖视图示出了本发明的另一实施例，其中使用可以在负荷限制器腔室中线性移动的移位器主体和渐进式传动齿轮；
图17示出了在图16中示出的实施例的侧视图；
图18示出了具有渐进式传动齿轮的另一实施例的剖视图；
图19示出了具有渐进式传动齿轮的另一实施例；以及图20、图21示出了其它实施例。
具体实施方式
在图示实施例中，在每种情况下，安全带卷收器具有框架7，用于机动车辆的安全带卷轴1可转动地安装到框架7上。安全带卷收器还包括负荷限制器2，负荷限制器2在事故中作用于安全带卷轴1的转动并且因此消耗能量。
负荷限制器2具有闭合的负荷限制器腔室8，粒料3封闭在闭合的负荷限制器腔室8中。粒料3包括干燥粒状固体。粒料细粒可以具有等效于至少4莫氏硬度(绝对研磨硬度：5)的比硬度。例如，粒料细粒包括矿物质细粒，诸如石英砂(SiO2)。然而，粒料细粒也可以包括塑料、玻璃或金属材料。粒料的基本上磨圆的细粒的直径可以在0.1mm与0.4mm之间。粒料的细粒也可以包括不同材料和/或具有不同硬度。
负荷限制器2还具有转动构件4，转动构件4安置于负荷限制器腔室8中并且可相对于粒料3转动。转动构件4与安全带卷轴1成转动驱动关联。为此目的，转动构件4不可转动地连接到安全带卷轴1，如在图4至图7的实施例中示出，或者经由传动齿轮和/或可切换的联接件与安全带卷轴1成驱动关联。这可以例如是在图1和图2中示出的实施例的情况。然而，在此实施例中，可转动的驱动连接也可以设置于转动构件4与安全带卷轴1之间。
一个或多个转动构件4可以与安全带卷轴1形成驱动关联。
至少一个转动构件4优选地沿其转动轴线5的方向、相对于负荷限制器腔室8并且也相对于安全带卷轴1固定地安置。
如在图3A至图3D中示出，转动构件4可以具有不同形状。例如，转动构件可以是盘形的，具有在一个或两个圆盘表面上径向延伸的肋状物(图3A)。在图3B所示的实施例中，转动构件4呈六边形转动构件的形式。在图3C所示的示例中，转动构件4被实施为具有两个叶片的转子。在图3D的实施例中，转动构件4呈叶轮的形式，图示的实施例具有六个叶片。叶片可以是弯曲的，如在图3D中所示。然而，叶片也可以以直径向线延伸。叶片也可以具有扭曲或螺旋。
至少一个转动构件4优选地完全或部分地浸入到粒料3中。在图3A的实施例中，在盘形转动构件4上的径向延伸的肋状物完全浸没于粒料3中。在图3B的实施例中，转动构件4的至少六边形周缘表面完全浸没在粒料中。在图3C所示的实施例中，两个叶片的至少周缘表面13完全浸没在粒料3中。在图3D的实施例中，叶轮的每个叶片上的至少周缘表面13同样浸入或浸没在粒料3中。
安全带卷轴基本上包括两个安全带卷轴部分11和14。在过大加速度或制动的情况下，例如在事故中，可以阻止一个安全带卷轴部分11相对于框架7进一步转动。这可以由安全带条带敏感和/或车辆敏感的阻挡机构16(图8)以已知的方式来实现。另一安全带卷轴部分14可以相对于被阻挡的安全带卷轴部分11转动，当拉出安全带时，负荷限制器2作用于受阻挡的安全带卷轴部分11与可转动的安全带卷轴部分14之间。
在图4至图11中示出的实施例中，安全带卷轴1包含可相对于框架7受到阻挡的安全带卷轴部分11和可相对于受阻挡的安全带卷轴部分11转动的安全带卷轴部分14。在正常操作中，整个安全带卷轴1，即，可阻挡的安全带卷轴部分11和可转动的安全带卷轴部分14与安置于负荷限制器腔室8中的负荷限制器一起可转动地安置于框架7上。在图4和图5中示出的实施例中，负荷限制器2在基本上圆柱形负荷限制器腔室8内沿安全带卷轴的轴线5延伸。在套筒状或者罐形可转动的安全带卷轴部分14的内壁上，设有齿状突出部，齿状突出部突伸到粒料3内并且在可转动的安全带卷轴部分4上形成多个转动构件4，这些转动构件4可以绕安全带卷轴的轴线5转动并且浸入到粒料3内。所述转动构件4基本上径向向内延伸到粒料3内，并且设置于负荷限制器腔室8的外边界壁上。突出部也可以设置于负荷限制器腔室8的径向内边界表面上。负荷限制器腔室8的所述径向内边界表面由套筒形定子12形成，套筒形定子12不可转动地联结到可阻挡的安全带卷轴部分11上。然而，设置于套筒形定子12上的负荷限制器腔室8的径向内边界表面也能以平滑的方式实施。在事故中，防止可阻挡的安全带卷轴部分11和定子12相对于框架7转动。取决于事故的严重性和佩戴座椅安全带的车辆乘员的体型大小和体重，安全带从安全带卷轴退绕，可转动的安全带卷轴部分14相对于受阻挡的安全带卷轴部分11转动，并且位于形成转动构件4的可转动的安全带卷轴部分14的内侧上的突出部相对于粒料3转动。在该过程中在粒料细粒上施加剪切力，粒料细粒吸收能量并且因此对于作用于向前移动的车辆乘员的身体与退绕的安全带条带之间的力加以限制。
如在图4、图5和图8至图11中所示，可以额外地设置扭杆6，该扭杆安置于套筒形负荷限制器结构内侧。一端(扭杆6的左端)不可转动地联结到可阻挡的安全带卷轴部分11，而另一端(扭杆6的右端)不可转动地联结到可转动的安全带卷轴部分14上。
在图6至图9示出的实施例中，负荷限制器腔室8位于可阻挡的安全带卷轴部分11和可转动的安全带卷轴部分14(图6、图7、图10、图11)上或者可阻挡的安全带卷轴部分11(图8、图9)上的两个相对端面之间。可转动的安全带卷轴部分14上的端面可以位于设置成关于安全带卷轴轴线5转动对称的中空部中。粒料3位于负荷限制器腔室8中，并且嵌入于粒料3中的转动构件4位于图6中的可转动的安全带卷轴部分14的埋头端面上，呈基本上径向延伸的突出部的形式。在可阻挡的安全带卷轴部分11的相对端面上，可以设置基本上径向延伸的突出部，基本上径向延伸的突出部同样突伸到粒料3内并且产生定子12的效果。
而且，在这些实施例中，当可转动的安全带卷轴部分14相对于受阻挡的安全带卷轴部分11转动时，产生负荷限制效果，所述效果由剪切力造成，由充当粒料3中的轴向突出部的转动构件4产生这种剪切力。
作为充当转动构件4的突出部的替代，图3A至图3D中示出的转动构件4之一也可以安置于负荷限制器腔室8中的端面处(图7至图11)。在图7的实施例中，所述转动构件不可转动地安置于可转动的安全带卷轴部分14的短轴15上。如在图3D中所示，呈叶轮形式的转动构件优选地安置于负荷限制器腔室8中。在图7的实施例中，负荷限制器腔室8和粒料3布置于可阻挡的安全带卷轴部分11中的凹部内。在图7中，如在图4和图5的实施例中，扭杆的一端不可转动地联结到可阻挡的安全带卷轴部分11。扭杆的另一端连接到可转动的安全带卷轴部分14。扭杆在短轴15和可转动的安全带卷轴部分14的腔中沿安全带卷轴的轴线5延伸。
在图8至图11中示出的实施例中，扭杆作为负荷限制器2的部件沿安全带卷轴的转动轴线5延伸。在一端(左端)处，扭杆6不可转动地连接到可转动的安全带卷轴部分14。在图8和图9的实施例中，扭杆的另一端(右端)经由断裂点17连接到可阻挡的安全带卷轴部分11。扭杆6的所述右端不可转动地联结到转动构件4，转动构件4被设置为叶轮形式。在此实施例中，扭杆6充当负荷限制器，直到由断裂点17确定的特定负荷阈值。当超过了负荷阈值时，扭杆6与受阻挡的安全带卷轴部分11之间的连接断开，结果导致转动构件4以负荷限制在位于负荷限制器腔室8内侧的粒料中转动。转动经由扭杆6从可转动的安全带卷轴部分14传递到转动构件4。包含粒料3的负荷限制器腔室8安置于可阻挡的安全带卷轴部分11中的凹部中。在此实施例中，也可能扭杆6的右端可转动地安装到可阻挡的安全带卷轴部分11上并且经由断裂点连接到转动构件4，例如，断裂点实施为滑差离合器。当超过由扭杆6产生的扭矩时，扭杆6相对于转动构件转动。
在图10和图11的实施例中，扭杆6在其一端(其左端)联结到可转动的安全带卷轴部分14并且在其另一端处，扭杆6不可转动地联结到转动构件4，转动构件4同样实施为叶轮。扭杆6相对于可阻挡的安全带卷轴部分11可转动地安装。在转动构件4相对于安置于被阻挡的负荷限制器腔室8中的粒料的相对转动被阻止的情况下，扭杆6仅充当负荷限制器。
在图12至图14的实施例中，负荷限制器腔室9和粒料3位于可阻挡的安全带卷轴部分11中的凹部中。优选地实施为叶轮(图3D)的转动构件4不可转动地联结到可转动的安全带卷轴部分14。转动构件4相对于扭杆6可转动地安装。当安全带条带以负荷限制而退绕时，转动构件4随着可转动的安全带卷轴部分14相对于受阻挡的安全带卷轴部分11转动，受阻挡的安全带卷轴部分11在负荷限制器腔室8中包含粒料3。扭杆6同时扭转，扭杆6的右端不可转动地联结到受阻挡的安全带卷轴部分11上。这导致对安全带条带的额外限制效果，如在图10和图11中所示。
在图8至图14的实施例中，示出了阻挡机构16，当发生过大加速度或制动时，阻挡机构16以安全带条带敏感和/或车辆敏感的方式防止可阻挡的安全带卷轴部分11转动，并且在正常车辆操作期间，阻挡机构16防止框架7上的整个安全带卷轴1转动。在事故中，如已经解释的那样，当佩戴座椅安全带的车辆乘员随着安全带条带以负荷限制退绕而向前移动时，框架7上的可阻挡的安全带卷轴部分11被阻挡以防止转动，并且可转动的安全带卷轴部分14可转动。
当在图8、图9和图12至图14中示出的实施例中，被实施为叶轮的转动轮4相对于粒料3顺时针转动时，负荷限制器腔室8中的细粒基本上沿转动方向移位。负荷限制器腔室8和粒料3位于可转动的安全带卷轴部分14的端面处的腔内。在图10的实施例中，当实施为叶轮的转动构件4相对于粒料3顺时针转动时，径向向外起作用的移位部件作用于负荷限制器腔室8内的细粒上。在图8至图14的实施例中示出的叶轮的叶片是弯曲的。当负荷限制器转动时，叶片可以变形，结果导致通过这种变形实现了对负荷限制效果的额外影响。叶片也可以具有扭曲。
转动构件4、特别地呈叶轮形式的转动构件(图3C、图3D和图8至图11)可能沿径向变形。特别地，当随着粒料中能量吸收而转动时，叶轮的叶片可径向向外变形，结果导致有效的半径增加和更强的剪切力施加到细粒上，特别地在叶片的周向边缘处。
在图1、图2中示意性地示出的实施例中，负荷限制器2位于外壳中，外壳附连到安全带卷收器框架7上并且其由两个外壳部段9和10形成。转动构件4安置于负荷限制器腔室8中，负荷限制器腔室8由两个外壳部段9和10封闭。粒料3和在细粒上施加所需剪切力的转动构件4位于负荷限制器腔室8内。外壳部段9和10可以固定地安置于框架7上，可转动的安全带卷轴部分与转动构件4之间的联接件设置于转子4与安全带卷轴1之间，在安全带卷轴器的正常操作期间所述联接件脱开，并且为了负荷限制器的操作，所述联接件接合。转动构件优选地与安全带卷轴1的转动轴线5同轴布置。
图15示出了本公开的另一实施例的剖视图。此实施例的基本构造与在图1和图2的实施例中的构造基本上相同。因此，负荷限制器腔室1封闭在包括外壳部段9和10的外壳中。粒料3位于负荷限制器腔室中。外壳附连到框架7上。负荷限制器腔室8中的转子4利用联接件连接到安全带卷轴1和可转动的安全带卷轴部分14。在正常安全带卷收器操作期间，联接件脱开，因此安全带卷轴1可以相对于转动构件4自由地转动。为了使安全带条带在负荷限制下退绕，联接件23接合，以使得转动构件4和安全带卷轴1或可转动的安全带卷轴部分14不可转动地连接到彼此。
在此实施例中，可以通过改变负荷限制器腔室的体积和因此填充负荷限制器腔室的粒料3的体积来调整负荷限制器腔室中粒料的堆积密度。为此目的提供调整器元件20，利用调整器元件20，可以将体积调整器21置于不同的轴向位置，以改变负荷限制器腔室8的体积。调整器元件20可以被实施为可转动的凸轮盘，可转动的凸轮盘可以绕转动轴线5转动。取决于调整器元件20的转动角位置，由体积调整器21的轴向移位来更改负荷限制器腔室8的体积和因此粒料3的容积密度。受到控制器18控制的伺服驱动器19、例如是电动机可以设置成将调整器元件20定位于相应的转动角位置。所述控制器可以是单独的控制单元或者集成于机动车辆的车载计算机中的控制单元。在本文示出的实施例中，控制器18连接到转速传感器33。来自转速传感器的信号对应于安全带条带在负荷限制下从安全带卷轴1或者更具体地从可转动的安全带卷轴部分退绕的速度。在控制器18中，可以确定相应的加速度和事故严重性的指示，以及佩戴座椅安全带的车辆乘员的体重。供应给控制器18的其它关键数据可以包括当放置于安全带上时从安全带卷轴的停放位置退绕的安全带长度，沿机动车辆轴向的座椅位置，车辆乘员的体型大小和体重和在事故期间在车辆中在车辆乘员位置作用的加速度或制动力。
在图4至图7和图10至图14所示的实施例中，也可以由可阻挡的安全带卷轴部分11与可转动的安全带卷轴部分14之间、在其重叠区域内特别是沿轴向的相对移位(如在图7中由双头箭头22示意性地示出)产生负荷限制器8的体积变化。
利用本发明，可以考虑到乘员体型大小和体重和事故严重性，在较大范围，关于安全带条带的负荷限制的延伸量来调整负荷限制器的特征曲线。
在图16至图19中示意性地示出的安全带卷收器中，具有变化的传动比的传动齿轮安置于安全带卷轴1和特别是可转动的安全带卷轴部分14与负荷限制器2之间。在这些实施例中，传动齿轮2被设计成使得其具有渐变的传动比。通过改变负荷传递点25与转动轴线5的距离可以实现这种渐变的传动比，当安全带卷轴以负荷限制转动时，安全带卷轴1或更具体地可转动的安全带卷轴部分14的扭矩从该负荷传递点25传递到负荷限制器2，转动轴线5可以与安全带卷轴的转动轴线5重合。这个距离可以围绕转动轴线5沿着螺旋路径25改变。在图16至图19中示出的安全带卷收器的部件合适地安装到安全带卷收器框架上，其中，并示出安全带卷收器框架的任何进一步的细节。
螺旋25可以具有圆锥形轮廓并且布置于圆锥形滑轮30上。圆锥形滑轮30和因此在螺旋缆索凹槽中运行的负荷传递点25经由联接件23连接到安全带卷轴1或更具体地连接到可转动的安全带卷轴部分14。联接件23被设计成使得在卷轴部分14相对于扭杆6(其在一端处不可转动地联结到受阻挡的安全带卷轴部分11)进行任何相对转动的情况下，当存在任何安全带退绕运动时，使该联接件置于接合状态。在正常安全带卷收器操作期间，这个联接件23脱开。
在图示的实施例中，当联接件23接合时，可转动的安全带卷轴部分14的转动经由负荷缆索26从螺旋负荷传递点25传递到负荷限制器2。
在图16和图17中示出的实施例中，负荷限制器2包含移位器主体28，移位器主体28可以在负荷限制器腔室8中直线运动，并且其类似于活塞那样安置于负荷限制器腔室8中的粒料3中。负荷限制器腔室8可以经由附连点31附连到安全带卷收器框架，若需要可枢转地附连。移位器主体28可以在其移位器主体中具有轴向延伸的通孔或者在其圆周具有轴向延伸的通路，当移位器主体28运动时，细粒可以通过通孔或通路从移位器主体28的一侧传递到另一侧。
在图18所示的实施例中，负荷缆索26围绕缆索偏转点27、例如引导滑轮被引导并且连接到滑轮29，滑轮设置于扭杆6的端部处。以此方式，可转动的安全带卷轴部分14的转动经由传动齿轮传递到扭杆6的可转动的端部。扭杆6的另一端固定地连接到受阻挡的安全带卷轴部分11。
在图19的实施例中，可转动的安全带卷轴部分14的转动经由绕偏转点27偏转的负荷缆索26传递到滑轮29，滑轮29连接到转动构件4。转动构件4是负荷限制器2的部件，负荷限制器可以如上文参考图1和图2所描述那样设计。
在图20所示的安全带卷收器的实施例中，安全带卷轴1可转动地安装到框架7上。安全带卷轴1包括可阻挡的安全带卷轴部分11和可相对于受阻挡的安全带卷轴部分11转动的安全带卷轴部分14。当施加过大加速或制动力时，借助于阻挡机构16来阻挡可阻挡的安全带卷轴部分11，阻挡机构16以已知方式实施。阻挡机构安置于附连到框架7的外壳部段9中。
粒料3安置于负荷限制器腔室8中，负荷限制器腔室8由可阻挡的安全带卷轴部分11和可转动的安全带卷轴部分14封闭。可以如在先前的实施例中描述实施为叶轮的转子4位于粒料中。转子4不可转动地安放于轴向引导件36上。可阻挡的安全带卷轴部分11同样不可转动地连接到轴向引导件。这可以通过提供具有适当内截面的转子4和可阻挡的安全带卷轴部分11和通过提供具有匹配的截面的轴向引导件36来实现。这可以例如由偏离圆形的形状、例如椭圆形、多边形的截面、特别是方形截面的截面形状来实现。轴向引导件36在安全带卷轴1中部沿轴向延伸，并且在可转动的安全带卷轴部分14的区域中具有螺纹40。例如呈调整器螺母形式的调整器元件35具有内螺纹，内螺纹与杆形轴向引导件36的螺纹40(外螺纹)配合。调整器元件35沿轴向可移位地但不可转动地连接到可转动的安全带卷轴部分14。为此目的，可转动的安全带卷轴部分14可以具有在内圆周上沿轴向延伸的一个或多个纵向凹槽41。调整器元件35上的相对应形状的突出部可纵向移位地配合到所述纵向凹槽41中。
调整器元件35的轴向调整移动经由弹性装置，例如经由弹簧组件42作用于促动器构件37上，弹簧组件42由圆盘弹簧组成。促动器构件37闭合工作腔室8以使其与可转动卷轴部分14中的内孔隔开，在内孔中，弹簧组件42围绕轴向引导件36安置。促动器构件37可以是板形或盘形。
然而，也可能在设置于可转动的安全带卷轴部分14的内孔壁上的内螺纹与调整器元件35上的外螺纹之间产生螺纹配合，该外螺纹与所述内螺纹配合。轴向引导件也可以设置为在调整器元件35的内圆周和在轴向引导件36的外圆周上的适当的纵向凹槽和突出部的形式。
在安全带卷收器的正常操作期间，安全带卷轴与工作腔室8、转子4和轴向引导件36一起可转动地安装到框架7上。当启动阻挡机构时，例如在事故情况下，防止可阻挡的安全带卷轴部分11、轴向引导件36和转子4转动。当安全带条带退绕时，例如由于佩戴座椅安全带的车辆乘员的向前运动，可转动的安全带卷轴部分14随着由它封闭于负荷限制器腔室8中的粒料3一起相对于受阻挡的转子4转动。因此，转子4充当粒料3中不被移动的移位元件。由于上文所描述的螺纹配合，调整器元件5沿轴向引导件36移动，并且经由弹簧组件42作用于促动器构件37。因此，由于体积减小，压力施加于负荷限制器腔室8中的粒料3上，并且当安全带条带退绕时，所述压力用于调整负荷限制器的效果。根据事故的严重性和/或乘员数据、诸如佩戴座椅安全带的车辆乘员的体型大小和重量以及座椅位置来执行这种调整。由调整器装置34来执行对负荷限制器的这种调整，当安全带条带退绕时调整器装置34自动起动，并且调整器装置包括沿轴向引导件36引导的调整器元件35，而其向促动器构件37施加弹性作用。促动器构件37的较小调整运动足以在较广范围的不同体型大小和重量的车辆乘员和不同的事故严重性实现所希望的负荷限制。这些调整运动小于粒料3中细粒的颗粒大小。
在图21中示出的实施例具有与图15中的实施例类似的构造。压电促动器39用作促动器构件37的伺服驱动器。为了控制促动器构件37的移动，根据从测量设备38接收的测量信号，由控制器18形成的电压施加到压电促动器上。在图15的实施例中，这造成负荷限制器腔室8的体积减小和特定压力因此施加到负荷限制器腔室8中的粒料3上，以改变粒料的容积密度。压电促动器39搁置于安全带卷收器框架7的一部分上，并且安置于所述框架部分与促动器构件37之间。
连接到控制器18的测量设备38可以被配置成使得其检测佩戴座椅安全带的车辆乘员的数据，特别是座椅位置、重量和体型大小。测量设备38也可以确定事故的严重性。为此，测量设备38可以确定安全带条带退绕的速度或加速度。然而，测量设备也可以检测事故期间车辆的制动强度或加速度。取决于从测量设备38接收的测量信号，控制器18设定施加到压电促动器39上的电压，并且促动器构件37被调整为改变粒料3的堆积密度。
附图标记列表
1 安全带卷轴
2 负荷限制器
3 粒料
4 转动构件
5 转动轴线
6 扭杆
7 框架
8 负荷限制器腔室
9,10 外壳部段
11 可锁定的安全带卷轴部分
12 定子
13 周缘表面
14 可转动的安全带卷轴部分
15 短轴
16 锁定机构
17 断裂点
18 控制器
19 伺服驱动器
20 调整器元件
21 体积调整器
22 双头箭头
23 联接件
24 传动齿轮
25 负荷传递点(螺旋)
26 负荷缆索
27 缆索偏转点
28 可直线运动的主体
29 滑轮
30 锥形滑轮
31 附连点
33 转速传感器
34 伺服机构
35 调整器元件
36 轴向引导件
37 促动器构件
38 测量设备
39 压电促动器
40 螺纹
41 纵向凹槽
42 弹簧组件

Claims (34)

1.一种安全带卷收器，所述安全带卷收器包括可转动地安装于框架上的安全带卷轴(1)和负荷限制器(2)，所述负荷限制器(2)作用于所述安全带卷轴(1)的转动并且具有可调整的能量消耗，所述负荷限制器具有粒料(3)和至少一个转动构件(4)，所述粒料(3)封闭于闭合的负荷限制器腔室(8)中，并且包括干燥粒状固体，所述转动构件(4)和所述粒料(3)被布置成使得它们能相对于彼此转动，
其特征在于，所述粒料(3)在所述负荷限制器腔室(8)中的堆积密度能改变，以调整所述能量消耗，其中，当消耗能量时所述转动构件(4)能在径向方向上变形。
2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，
其特征在于，能根据安全带在负荷限制下退绕的加速度或速度来调整所述负荷限制器腔室(8)中的粒料(3)的堆积密度。
3.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述负荷限制器腔室(8)的体积或者施加到所述粒料(3)上的压力能变化，以调整所述负荷限制器腔室(8)中的所述粒料(3)的堆积密度。
4.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，使受到所述安全带卷轴(1)或可转动的安全带卷轴部分(14)的负荷限制转动所控制的促动器构件形成为向设置于所述负荷限制器腔室(8)中的所述粒料(3)施加压力变化或者改变所述负荷限制器腔室(8)的体积。
5.根据权利要求4所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述促动器构件由所述安全带卷轴(1)或所述可转动的安全带卷轴部分(14)的负荷限制的转动而驱动。
6.根据权利要求4所述的安全带卷收器，
其特征在于，由所述安全带卷轴(1)或者所述可转动的安全带卷轴部分(14)的负荷限制的转动而促动的调整器装置调整所述促动器构件。
7.根据权利要求6所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述调整器装置(34)具有调整器元件(35)，当所述安全带卷轴(1)或者所述可转动的安全带卷轴部分(14)在负荷限制下转动时，所述调整器元件能通过螺纹配合来调整，并且所述调整器元件(35)作用于所述促动器构件。
8.根据权利要求7所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述调整器元件(35)沿轴向引导件(36)引导，并且向所述轴向引导件(36)或者所述安全带卷轴(1)或者所述可转动的安全带卷轴部分(14)提供螺纹配合。
9.根据权利要求4所述的安全带卷收器，
其特征在于，用于所述促动器构件的调整器装置具有压电促动器，所述压电促动器作用于所述促动器构件。
10.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，当所述安全带卷轴(1)或者可转动的安全带卷轴部分(14)在负荷限制下转动时，所述粒料(3)保持静止，并且所述转动构件(4)相对于所述粒料(3)转动，或者所述转动构件(4)保持在固定位置，而所述粒料(3)相对于所述转动构件(4)转动。
11.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)由硬颗粒制成。
12.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)的颗粒具有至少4的莫氏硬度。
13.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)包括不同种类的颗粒。
14.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述至少一个转动构件(4)完全或部分浸没于所述粒料(3)中。
15.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述至少一个转动构件(4)被实施为叶轮，所述叶轮的叶片浸入到所述粒料(3)内。
16.根据权利要求15所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述叶片是弯曲的。
17.根据权利要求15所述的安全带卷收器，
其特征在于，相应的叶片沿其延伸部具有扭曲。
18.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)的颗粒通过转动而沿径向方向移位。
19.根据权利要求3所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)由硬颗粒制成。
20.根据权利要求3所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)的颗粒具有至少4的莫氏硬度。
21.根据权利要求3所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)包括具有不同硬度的颗粒。
22.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)包括矿物质颗粒。
23.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料由石英(SiO2)砂制成。
24.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)具有玻璃和/或金属颗粒。
25.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述粒料(3)具有在1g/cm3与4.5g/cm3之间的堆积密度。
26.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述负荷限制器腔室(8)安置于所述安全带卷轴(1)中。
27.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述负荷限制器腔室(8)安置于可阻挡的安全带卷轴部分(11)和/或可转动的安全带卷轴部分(14)内。
28.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述负荷限制器腔室(8)安置于外壳(9,10)中，所述外壳(9,10)附连到所述框架(7)。
29.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述负荷限制器(2)额外地具有扭杆(6)。
30.根据权利要求29所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述扭杆(6)连接到可阻挡的安全带卷轴部分(11)，并且连接到相对于所述可阻挡的安全带卷轴部分(11)可转动的安全带卷轴部分上。
31.根据权利要求29所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述扭杆(6)连接到所述转动构件(4)和可转动的安全带卷轴部分(14)。
32.根据权利要求31所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述扭杆(6)还经由断裂点(17)连接到可阻挡的安全带卷轴部分(11)，当超过一定力阈值时触发所述断裂点。
33.根据权利要求29所述的安全带卷收器，
其特征在于，包括滑差离合器，所述滑差离合器设置成连接到所述扭杆(6)的所述转动构件(4)与可阻挡的安全带卷轴部分(11)之间。
34.根据权利要求33所述的安全带卷收器，
其特征在于，所述转动构件(4)可转动地连接到可转动的安全带卷轴部分(14)并且相对于所述扭杆(6)可转动地安装。
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