CN104685143A - 用于车辆门把手的安全设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆门把手(1)的惯性系统，包括：-惯性质量块(21)，通过惯性从静止位置被驱动至阻挡位置，在静止位置时门的打开被授权，在阻挡位置时门的打开被阻挡，-阻挡装置(25)，被配置以当惯性质量块(21)在阻挡位置时防止门的打开，-弹性装置(17)，当惯性质量块(21)在静止位置时处于最小拉应力状态，且被配置以对惯性质量块(21)施加力或力矩，从而将惯性质量块从阻挡位置带回静止位置，其中惯性系统还包括预加载机构(37)，旨在与弹性装置(17)协作，且被配置以使其包括至少两个可能的预加载状态，使弹性装置(17)能够具有不同的最小拉应力状态。本发明还涉及相关车辆门把手和组装车辆门把手的方法。

Description

用于车辆门把手的安全设备

本发明涉及一种用于车辆门把手的安全设备，特别地以避免在侧部撞击情形中未经请求地打开所述门。

当车辆经受横向碰撞时，把手件的惯性可能导致门闩锁致动。那种情况下的主要危险是门打开，意味着乘员直接暴露于外侧，而无束缚的物品可能会被抛出车辆外部。

已知的是使用移动防止设备来避免车辆门打开，该设备由很大的(important)、通常是锁定把手的g的几十倍的加速度致动。最常见的是，所述移动防止设备使用通过惯性被移动的惯性质量块(inertialmass)，以便进入阻挡位置。在所述阻挡位置，阻挡装置与闩锁或把手机构接合以防止门打开。

已知的移动防止设备可以被分为两种主要类别：临时阻挡和永久阻挡。临时阻挡设备使用诸如弹簧的返回装置，从而一旦加速度减少到预定值以外时就将惯性质量块带回至非阻挡位置。永久阻挡设备不具有将惯性质量块带回至非阻挡位置的装置，并且通常另外包括甚至在撞击后的加速度消失的情况下也使阻挡装置与闩锁或把手机构保持接合的装置。

临时阻挡设备确保了一旦车辆自身稳定时，救援者或希望致动门把手的任何人能够从外部打开门，以便把车辆的乘员拉出。所述临时阻挡设备的问题是由于车辆的回弹或二次冲击产生的振动和惯性摆动可能会使移动阻挡设备的阻挡装置从把手机构分离。

在撞击期间，永久阻挡设备在保持门关闭方面更有效，但是甚至当门可以再次被安全地打开时，闩锁或把手仍然被阻挡在锁定状态中。

阻尼式惯性系统使用临时阻挡构造，其中旋转式阻尼器选择性地延迟移动防止设备返回至非阻挡位置。使用阻尼式惯性系统的移动防止设备结合了永久阻挡设备和临时阻挡设备的优点。在撞击期间，移动防止设备在危险时间间隔期间保持在阻挡位置，并且之后返回至非阻挡位置，允许容易地撤离车辆。

惯性系统必须符合特定的要求和范围声明，这在各个国家可能不同。此外，各个车辆模型涉及的门把手件可能不同，具体地是把手的移动部分及其重量可能不同。因此，需要研发和分配多种模型的惯性系统，对具体的门把手型号进行特定地调节。

这种一致性的缺乏导致了额外的费用，因为惯性系统不能非常大量地生产(非常大量地生产降低了单个惯性系统的单价)。这也增加了物流的复杂性，因为不同的惯性系统必须被运送到每一相应车型的不同生产现场。

为了至少部分地克服上述缺点，本发明的目的是提供一种用于车辆门把手的惯性系统，包括：

-惯性质量块，通过惯性从静止位置(rest position)被驱动至阻挡位置，在静止位置时门的打开被授权，在阻挡位置时门的打开被阻挡，

-阻挡装置，被配置从而当所述惯性质量块在阻挡位置时防止门的打开，

-弹性装置，当所述惯性质量块在静止位置时处于最小拉应力状态，且被配置以对所述惯性质量块施加力或力矩，从而将所述惯性质量块从所述阻挡位置带回静止位置，

其中所述惯性系统进一步包括预加载机构，所述预加载机构旨在与所述弹性装置协作，且被配置以使所述预加载机构包括至少两个可能的预加载状态，使得所述弹性装置能够具有不同的最小拉应力状态。

通过使用预加载机构修改弹性装置的最小拉应力状态，该惯性系统在实施时可被适配至多种门把手配置，具体地可被适配至多种惯性质量块配置。

该惯性系统还可以单独地或者组合地包括下列特征。

该预加载机构包括至少一个凸出部和/或凹口，所述至少一个凸出部和/或凹口旨在接收弹性装置的一部分。

该预加载机构与飞轮盖(free wheel cap)相关联，所述飞轮盖相对于承载所述阻挡装置的圆柱形主体旋转地能移动。

该弹性装置包括螺旋弹簧，一个自由端部被附接至承载所述阻挡装置的圆柱形主体，且第二个自由端部被附接至所述预加载机构，其中所述螺旋弹簧的拉应力状态由所述螺旋弹簧的两个自由端部的相对位置限定。

该惯性质量块包括第二肩部，承载所述阻挡装置的圆柱形主体和所述惯性质量块在所述阻挡位置的方向上旋转地联接，且该预加载机构的一部分尤其是径向凸出部和所述第二肩部被配置以当彼此倚靠时限定所述静止位置。

所述惯性系统进一步包括旋转式阻尼器，所述旋转式阻尼器被配置以当所述惯性质量块返回至静止位置时施加与所述弹性装置的力或力矩相反的力或力矩，一侧连接至所述圆柱形主体，且另一侧连接至所述飞轮盖。

该惯性质量块包括插口，在所述插口中能插入一个附加重物(weight)。

本发明还涉及包括所描述的惯性系统的车辆门把手。

本发明还涉及相关的组装包括所描述的惯性系统的门把手的方法，步骤如下：

-根据所选择的预加载状态布置该预加载机构，

-将该预加载机构安装到所述门把手中，以使得所述弹性装置根据所限定的预加载状态而被预加载。

具体地，该惯性系统的预组装可在与切换所选择的预加载状态以及安装预加载机构的工作站不同的工作站中进行。

在阅读附图的以下描述时，将明了其他的特征和优点，在附图中：

-图1是包括根据本发明的惯性系统的门把手的分解视图，

-图2a和图2b分别是惯性系统的一个实施方案的俯视图和仰视图，

-图3是图2a、图2b的惯性系统的分解视图，

-图4是根据本发明的惯性系统的更简单的第二实施方案的示意图，

-图5是根据本发明的惯性系统的一个实施方案中的飞轮盖的示意图。

在所有图中，相同的参考数字指示相同的元件。

图1示出了包括根据本发明的惯性系统3的车辆门把手1的不同元件。

该把手1包括能移动地安装在托架7中的拉杆(lever)5。该拉杆5被置于车辆门外部，并且通过使用者被致动以打开把手1，例如通过围绕拉杆鹅颈部(swan neck)51中的关节部来旋转拉杆5。该拉杆在相对的端部上包括鹅颈部51和拉杆柱53。

该把手1包括把手机构9，在此处描述的实施方案中，所述把手机构9包括主拉杆11、拉杆弹簧13(此处是螺旋弹簧)和惯性系统3。

该把手机构9被纳入托架7中。当使用者致动拉杆5时，拉杆柱53使主拉杆11运动。主拉杆11转而致动车辆门侧部上的闩锁机构。

在图2a、图2b和图3中以更详细的方式示出了惯性系统3的一个具体实施方案。图2a是已组装的惯性系统3的俯视图，图2b是所述已组装的惯性系统3的仰视图。图3是该惯性系统3的分解视图。

该惯性系统3包括：惯性系统轴15，旋转移动围绕该惯性系统轴15进行；以及，弹性装置17，此处为螺旋弹簧的形式。

该惯性系统3包括：圆柱形主体19，围绕旋转轴线R铰接至惯性轴15；以及，铰接的惯性质量块21，在两个臂23的较远端处铰接至圆柱形主体19并围绕旋转轴线R旋转地能移动。为了在阻挡位置时阻挡把手1致动，该惯性系统3包括阻挡装置25，所述阻挡装置25与主拉杆11及闩锁机构的相应元件相互作用。此处的阻挡装置25以从圆柱形主体19径向延伸的销的形式表示。

销25例如可以通过在圆柱形主体19的位移期间被插入闩锁机构的一个元件(例如，狭缝)中，以阻挡闩锁机构的杆的平移移动来工作。作为替代方案，销25可以通过阻挡齿轮的旋转而干涉所述齿轮。在所讨论的实施方案中，当质量块21通过阻挡主拉杆11的旋转而处于阻挡位置时，销25阻挡了所述主拉杆11的移动。

这允许区分惯性质量块21的两个位置：静止位置，在所述静止位置时授权门的打开，在没有致动时质量块21返回至所述静止位置；以及，阻挡位置，在所述阻挡位置时阻挡门的打开，且在撞击的情况下质量块21被惯性力驱动至所述阻挡位置。

该惯性系统还包括：阻尼器27(被整合到主体19中，因此在图2a、图2b上不可见，但在图3中可见)，所述阻尼器27被配置以通过施加与弹性装置17的力或力矩相反的力或力矩来拖延铰接的质量块21返回至静止位置；以及，预加载机构29，旨在通过独立于铰接的质量块21的位置来调整所述弹性装置17的负载而与弹性装置17协作。

阻尼器27可以是例如基于两个部分的摩擦来产生力矩或力的摩擦阻尼器，或者是基于流体的流变循环来产生力矩或力的流体循环阻尼器。

如图3所示，阻尼器27包括摩擦管41，当所述摩擦管41被插入圆柱形主体19时，所述摩擦管41抵靠着所述圆柱形主体19的内壁摩擦地接合，并且形成阻尼器的固定部分，圆柱形主体19形成移动部分。接触表面的材料可以根据所期望的摩擦系数和性能(behavior)来选择。

预加载机构29(同样在图3中更可见)包括前述的飞轮盖35、飞轮转子43和飞轮圆柱体45。具体地，飞轮转子43被成形为使得圆柱体45抵靠着飞轮盖35的内壁、在所允许的旋转方向上(在阻挡位置的方向上)、以最小的摩擦力滚动，并且迫使圆柱体45径向朝外抵靠所述内壁从而摩擦地接合，并防止在另一方向上旋转(已知为飞轮阻挡机构)。

飞轮转子43在此借助于摩擦管41的一个端部上的轴向杆而被紧固至管41，该轴向杆被插入转子43中的匹配形态的孔内。

可以使用其他的单向阻挡机构，例如齿轮阻挡器和棘轮爪(pawlratchet)阻挡器。

当惯性质量块21被惯性力驱动至阻挡位置时，例如当车辆由于侧部冲击而经受横向加速度时，弹性装置17通过经受拉应力来存储弹性势能。在螺旋弹簧的情况下，拉应力状态以所述螺旋弹簧17的两个自由端部的相对位置为界，不管是在旋转(扭转螺旋弹簧的情况)还是被压缩/拉长(线性螺旋弹簧的情况)。

如前面所讨论的，在螺旋弹簧17围绕旋转式惯性系统3的圆柱形主体19的情况下，通过螺旋弹簧17从最小拉应力状态开始扭转来存储弹性势能，所述最小拉应力状态在惯性系统3处于静止位置时达到。具体地，螺旋弹簧17通过产生将惯性质量块21驱动回至静止位置的力或力矩来耗散所存储的弹性势能。

铰接的惯性质量块21和圆柱形主体19包括分别位于质量块21和圆柱形主体19上的两个肩部31、33。在铰接的惯性质量块21的静止位置，这两个肩部31、33彼此倚靠。从所述静止位置，如果铰接的惯性质量块21在阻挡位置的方向上位移，则质量块21上的肩部31推动圆柱形主体19上的肩部33，从而驱动圆柱形主体19进而驱动阻挡装置25至阻挡位置。在另一个方向上，肩部31、33分离，且铰接的质量块21的移动独立于圆柱形主体19的移动。

两个肩部31、33允许在阻挡位置的方向上，圆柱形主体19和铰接的质量块21的旋转移动选择性地联接。

具体地，这具有将惯性质量块21带回到静止位置的惯性力或力矩不会间接地驱动圆柱形主体19回到静止位置的效果。所述圆柱形主体19仅经受弹性装置17和阻尼器27的力或力矩，从而以拖延的方式返回至静止位置。

因此，来自(树或人行道的，或由于翻转的)二次回弹所导致的力或力矩仅作用在惯性质量块21上而不作用于承载阻挡装置25的圆柱形主体19，该力或力矩原本会在撞击仍发生时驱动阻尼式惯性系统3回至静止位置。

具体地，预加载机构29的飞轮盖35包括径向凸出部37。

径向凸出部37与铰接的质量块21的相应的第二肩部39协作。当径向凸出部37和第二肩部39彼此倚靠时，径向凸出部37和第二肩部39限定了铰接的惯性质量块21相对于飞轮盖35从而相对于托架7的静止位置，飞轮盖在安装状态中牢固地附接到该托架7。

螺旋弹簧17的一个自由端部171通过钩至肩部33而附接至圆柱形主体19，第二自由端部173通过钩至径向凸出部37而附接至飞轮盖35。作为替代方案，预加载机构29具体地其飞轮盖35可以包括凹槽，或更一般地凹口，以接收弹性装置的一部分，例如自由端173，作为凸出部37的替代或补充。

飞轮盖35相对于圆柱形主体19的旋转位置因此限定了螺旋弹簧17的拉应力状态。具体地，螺旋弹簧17从而产生了倾向于将圆柱形主体19驱动至相对零位置的力或力矩，在该相对零位置，螺旋弹簧17的拉应力被设计为预加载状态。

然而，铰接的质量块21的两个肩部31和39的存在不允许旋转角度大于约360°(周转(complete rotation))，以及不允许当处于静止位置时在一个方向上旋转，从而限定了一个最大使用角度域，所述最大使用角度域在阻挡位置的方向上从静止位置延伸，直至铰接的质量块21的肩部31、39击到圆柱形主体19的肩部33和径向凸出部37的位置。

在没有铰接的质量块21时，圆柱形主体19可以自由地旋转，具体地可以旋转整数数目的周转。因此，当实施铰接的质量块21时，由于肩部31、33、39和径向凸出部37的存在，静止位置被限定为对整数数目的旋转进行模运算。

该旋转的数目相应于弹性装置17的最小拉应力，所述最小拉应力在惯性质量块21、圆柱形主体19和预加载机构29处于相对静止位置时达到。通过增加旋转的数目，达到较高的最小拉应力状态，而通过减少旋转的数目，达到较低的最小拉应力状态。

如所解释的，质量块21在阻挡位置的方向上的移动使得弹性装置17以拉应力的形式存储弹性势能，当惯性质量块21处于静止位置时，弹性装置19处于最小拉应力状态。弹性装置17通过返回至它们的最小拉应力状态来将质量块21带回到静止位置。

静止位置时较高的拉应力暗示着弹性装置17在移动期间对圆柱形主体19施加了较高的力矩或力。具体地，该较高的力矩或力将惯性质量块21更快速地带回到静止位置。

预加载机构29在多种预加载状态之间可切换，预加载状态在此相应于最小拉应力状态中的旋转的整数数目。在不同的预加载状态下，弹性装置17的负载在相同的惯性质量块21位置时不同。具体地，最小拉应力状态(最小拉应力状态在静止位置时达到)被改变。

这种对惯性质量块23返回至静止位置并因此释放托架动能以及闩锁机构所花费的时间的调节，允许调节在撞击的情况下锁定状态(惯性系统3被带入所述锁定状态)的持续时间。

在惯性质量块21中所钻出或铣出的插口40的存在允许对惯性系统的特性的进一步调节。具体地，特定重量的销(未示出)可被插入插口40中，以调整惯性质量块21的重量。作为替代方案，固化物质(初始地为液体物质或柔软物质)可被注入所述插口40，并随后留在其内部硬化。

图4示出了根据本发明的、包括预加载机构29的非阻尼式可逆惯性系统的一个实施方案。在该实施方案中，惯性系统3包括被紧固到一起、可能地形成为单件的承载阻挡装置25的圆柱形主体19、惯性质量块21以及臂23。

预加载机构29包括飞轮盖35，所述飞轮盖35相对于圆柱形主体19旋转地能移动，并在安装状态中被紧固至托架。飞轮盖35包括径向凸出部37，且质量块21包括第二肩部39。在静止位置时，径向凸出部37和第二肩部39彼此倚靠，将可达到的域限制至小于周转(360°)的孔径角(angular aperture)。

所述弹性装置在此包括围绕圆柱形主体19的扭转螺旋弹簧17，螺旋弹簧17的一个自由端部171通过被钩至臂23而被附接至圆柱形主体19，第二自由端部173通过被钩至径向凸出部37而被附接至飞轮盖35。

在该实施方案中，当插入飞轮盖35时进行弹性装置17的预加载。在将惯性质量块21和飞轮盖35保持在相对位置的同时(在该相对位置，当达到静止位置时，径向凸出部37和第二肩部39未协作以阻止旋转)，飞轮盖35相对于圆柱形主体19被旋转整数数目的旋转。在实施时，飞轮盖35被紧固至托架7，且被带到这样一个相对位置，在该相对位置，当达到静止位置时径向凸出部37和第二肩部39协作以阻止旋转运动。

旋转的数目限定了弹性装置17的最小拉应力状态，因为径向凸出部37和第二肩部39防止圆柱形主体19以大于给定的角度(小于360°)旋转，从而防止全部拉应力的释放。

具体地，该实施方案比图2a、图2b和图3的实施方案更简单且潜在地更便宜，但该实施方案既不是阻尼式的，也不具有与圆柱形主体19选择性地断开的质量块21。

图5示出了图1、图2a、图2b和图3的飞轮盖35的替代设计，其中所述盖35包括若干径向凸出部37。这些径向凸出部沿以旋转轴线R为中心的圆弧规则地布置，质量块23围绕所述旋转轴线R旋转。具体地，弹性装置19的自由端部被选择性地附接至所述凸出部37中的一个，以获得弹性装置19在相同的惯性质量块23位置的预定的拉应力状态。

在所展示的实施方案中，凸出部37为三个，规则地布置在约60°的弧上。按照螺旋弹簧17缠绕的方向，所述三个凸出部分别对应于较低的拉应力状态、中间拉应力状态和很大的拉应力状态。

具体地，预加载机构29的存在允许，在生产以及至少部分组装惯性系统3之后，更确切地调节惯性质量块23返回至静止位置的时间。

因此，单个模型的惯性系统3可被调节，以匹配不同模型的、具有宽面板拉杆5重量和形态的把手1。

此外，在图1、图2a、图2b和图3的实施方案中，惯性系统3形成一个紧凑单元。具体地，组装和调整惯性系统3可以在与最终将惯性系统3实施在托架7中的工作站不同的工作站执行。具体地，已组装和已调整的惯性系统3可以从一个工作站运输到另一工作站，因为它是可以容易处理(例如，执行预加载)的紧凑单元。

因此，包括如前所述的惯性系统3的车辆门把手1的组装包括了设置预加载机构凸出部37的额外的步骤，以达到弹性装置17允许返回至静止位置所要求的拉应力状态，以及阻挡装置25的接合次数。

在图2a、图2b和图3的实施方案的情况下，设置预加载机构凸出部37的步骤优选地恰在惯性质量块21的铰接之前实施，且更一般地恰在将惯性系统3安装在车辆门托架7中之前实施。具体地，相同模型的惯性系统3可被预组装，然后被装运至不同的托架7制造商，所述托架7制造商自身执行惯性系统3的设置以匹配惯性系统3所要求的性能，以及执行最终的组装。

Claims (9)

1.用于车辆门把手(1)的惯性系统，包括：

-惯性质量块(21)，通过惯性从静止位置被驱动至阻挡位置，在静止位置时门的打开被授权，在阻挡位置时门的打开被阻挡，

-阻挡装置(25)，被配置从而当所述惯性质量块(21)在阻挡位置时防止门的打开，

-弹性装置(17)，当所述惯性质量块(21)在静止位置时处于最小拉应力状态，且被配置以对所述惯性质量块(21)施加力或力矩，从而将所述惯性质量块从所述阻挡位置带回静止位置，

其中所述惯性系统进一步包括预加载机构(29)，所述预加载机构(29)旨在与所述弹性装置(17)协作，且被配置以使所述预加载机构包括至少两个可能的预加载状态，使得所述弹性装置(17)能够具有不同的最小拉应力状态。

2.根据权利要求1所述的惯性系统，其中该预加载机构(29)包括至少一个凸出部(37)和/或凹口，所述至少一个凸出部(37)和/或凹口旨在接收弹性装置(17)的一部分。

3.根据权利要求1或2所述的惯性系统，其中该预加载机构(29)与飞轮盖(35)相关联，所述飞轮盖相对于承载所述阻挡装置(25)的圆柱形主体(19)旋转地能移动。

4.根据权利要求1、2或3所述的惯性系统，其中该弹性装置(17)包括螺旋弹簧，一个自由端部被附接至承载所述阻挡装置(25)的圆柱形主体(19)，且第二个自由端部被附接至所述预加载机构(29)，其中所述螺旋弹簧(17)的拉应力状态由所述螺旋弹簧(17)的两个自由端部的相对位置限定。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的惯性系统，其中该惯性质量块(21)包括第二肩部(39)，其中承载所述阻挡装置(25)的圆柱形主体(19)和所述惯性质量块(21)在所述阻挡位置的方向上旋转地联接，且其中该预加载机构(29)的一部分尤其是径向凸出部(37)和所述第二肩部(39)被配置以当彼此倚靠时限定所述静止位置。

6.根据权利要求5所述的惯性系统，其中所述惯性系统进一步包括旋转式阻尼器(27)，所述旋转式阻尼器(27)被配置以当所述惯性质量块(21)返回至静止位置时施加与所述弹性装置(17)的力或力矩相反的力或力矩，一侧连接至所述圆柱形主体(19)，且另一侧连接至所述飞轮盖(35)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的惯性系统，其中该惯性质量块(21)包括插口(40)，在所述插口(40)中能插入一个附加重物。

8.车辆门把手，其中所述车辆门把手包括根据权利要求1-7中任一项所述的惯性系统(3)。

9.组装车辆门把手的方法，该把手包括根据权利要求1-7中任一项所述的惯性系统，步骤如下：

-根据所选择的预加载状态布置该预加载机构(29)，

-将该预加载机构(29)安装到所述门把手(1)中，以使得所述弹性装置(17)根据所限定的预加载状态而被预加载。