CN1078548C - 备有可调限力装置的安全带收卷装置 - Google Patents

备有可调限力装置的安全带收卷装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种备有一个对汽车运动敏感的和/或对安全带运动敏感的可控锁定装置的自锁型安全带收卷装置，这种安全带收卷装置具有一根连接到安全带收卷轴(13)上并通过一个成型头部(14)连接到安全带收卷装置的锁紧件上的扭力棒(15)，该扭力棒(15)对锁紧件啮合时安全带拉出的一定长度起限力装置的作用、为了可使力在一个很大的范围内变化、本发明需要至少两个限力元件(15、19)设置成相互平行或成一行，并有选择地由一个控制吸收能量的装置(24、25、26)来进行控制，其中的一个限力元件是扭力棒(15)。

Description

备有可调限力装置的安全带收卷装置
本发明涉及一种备有一个对汽车运动敏感的和/或对安全带运动敏感的可调锁紧装置的自锁型安全带收卷装置，这种安全带收卷装置作为在锁紧部件处于啮合情况下给出的有限的安全带拉出的限力装置具有一个一方面与安全带收卷轴连接的和另一方面通过一个成型头部与安全带收卷装置的锁紧部件连接的扭力棒和该扭力棒吸收能量的一个调节装置，该扭力棒适应可预先调节的荷载情况在扭力棒和安全带收卷轴之间的力传递行程内接通。
DE 27 27 470 A1公开了一种具有上述特征的自锁型安全带收卷装置。这种收卷装置作为限力装置具有一根扭力棒，为了在安全带限力时力的等级逐个适应相应的、由汽车乘客共同确定的条件，应根据坐在汽车座位上乘客的重量和/或提供的预先伸长的距离来实现扭力棒夹紧长度的连续改变。为此，设置了一个在扭力棒的整个长度内可调节的并与安全带收卷轴连接的滑动套筒，该滑动套筒借助于一次操作而可移动，并根据其位置而可扭转，从而确定扭力棒在一次限力时提供的自由长度。
根据理论，在安全带限力时力的等级不受夹紧长度影响，而只是扭力棒的能量吸收能力发生变化。这方面的实际试验已经表明，扭力棒的夹紧长度对力的等级的影响是极小的，并对实际的应用是不够的。所以本发明的目的在于这样改进具有前述特征的一种安全带收卷装置，使力等级可在一个大的调节范围内变化，此外，也可在事故一开始或在事故过程中根据各具具体情况中产生的荷载实现力等级的变化。
这个目的的实现可从后面各项权利要求的内容得知。
本发明的基本想法是，至少设置了两个平行的或排成一行的并借助于一个调节能量吸收的连接装置有选择控制的限力元件，其中一个限力元件由扭力棒构成。
根据本发明的一个实施例，本发明的另一个限力元件作为一个包住该扭力棒的扭力套筒构成，其中扭力棒和/或扭力套筒通过一个连接元件与安全带收卷轴连接。
为此，在第一实施例中，安全带收卷轴分别径向围住扭力棒的端部和扭力套筒，并在安全带收卷轴上分别设置一个与该扭力棒和该扭力套筒对应的可调的连接爪作为连接元件。或者可将该连接元件做成在成型头部对面的安全带收卷轴的一端上通过外形与安全带收卷轴连接的轴向移动的啮合盘，该啮合盘在其连接位置内借助于啮合销轴向穿过扭力棒和扭力套筒的并列配置的凸缘将扭力棒和扭力套筒相互连接。
在本发明的第二种结构型式中，力等级的调节是这样实现的：作为另一个限力元件设置了至少一个阻力件，该阻力件连接在成型头部对面的安全带收卷轴的一端上，并在一个用适当材料充填的外壳中旋转，且其位置相对于扭力棒可调节。
在本发明的另一个结构型式中，作为另一个限力元件是在成型头部对面的安全带收卷轴的一端上设置了一个可在用一种适当材料充填的一个外壳中旋转的叶轮，并在该外壳中可设置一块轴向摩擦板来调节材料比重。
最后，本发明的另一个结构型式是，作为限力装置的能量吸收能力的控制装置，扭力棒在它的整个长度上具有至少两个由一个连接段隔开的不同横截面的范围，而且扭力棒的这些范围分别通过一个在安全带收卷轴和相应连接段之间的有效连接件与安全带收卷轴连接。其中，这样的一种扭力棒也可由两根或三根并列的通过外形连接的或连接的扭力棒构成。
根据本发明的这些实施例，连接元件的构成或布置可这样进行，即扭力棒的端部与安全带收卷轴连接和隔开扭力棒的几个范围的连接段通过一个支承在安全带收卷轴上的可调节的连接爪与安全带收卷轴连接，或者另一种解决办法是，在扭力棒的端部设置另一个连接段，而且作为连接元件可考虑一个与安全带收卷轴抗扭连接的并可轴向移动设置的以及通过外形连接包住连接段的滑动部件，以这种方式可使扭力棒的不同横截面的范围分别直接与安全带收卷轴连接。
根据本发明的一个详细的实施例，在连接段上作用一个以外形连接包住扭力棒的套筒，并设置连接爪来固定该套筒，最好连接爪通过一个设置在安全带收卷轴横截面内的烟火型引火剂来操作。
在本发明的一个实施例中，给出一个扭力棒的多级调节的超过两级限力调节的可能性，为此，为了可进行三级的能量吸收的调节，扭力棒具有三个由两个连接段隔开的不同分段横截面的范围，而且每个连接段配置了一个具有相应连接爪的套筒。
只要在各个情况中扭力棒和安全带收卷轴之间的连接是由一个滑动套筒来实现的，则可设置一个与安全带收卷轴抗扭连接的并布置成可轴向移动的以及通过外形连接包住连接段的滑动套筒作为连接元件。
在本发明这样一种结构型式中，也可通过一个在安全带收卷轴横截面内部设置的烟火型引火剂来移动滑动套筒。在这种结构型式中，由引火剂放出的气体直接进入滑动套筒的范围内，并对滑动套筒加载使之产生轴向运动。
作为滑动套筒运动的另一种驱动方式还可这样考虑：为了操作安全带收卷装置相应前端上的滑动套筒，设置了一个压力室，该压力室具有一个设置在其中可移动的滑动盘，该滑动盘通过一个作用其上的爪和连接其上的滑动杆与滑动套筒连接，并在压力室上连接一个位于外部的引火剂，以释放压缩气体。
在这个实施例中也给出了能量吸收的三级调节，即为了实现三级的能量吸收的调节，扭力棒具有三个由两个连接段隔开的具有不同分段横截面的范围，而且滑动套筒可在两个连接段之间移动，并通过这种移动而可选择地与任一连接段连接，两个分别作用在滑动盘两侧上的引火剂连接在压力室上。
作为限力的另一种控制可这样考虑：为了停止扭力棒，安全带收卷轴可锁定在一个可旋转支承在安全带收卷装置外壳上的一个锁环上，其中，该锁环可借助于一个通过一种烟火型引火剂控制的爪来固定在满载位置上。
只要用扭力棒的扭转完成限力后，安全带收卷轴在拉出方向的继续转动被阻止，以免扭力棒过分受力，以外，可旋转支承的锁环配置了另一个止动爪，该止动爪由一个在扭力棒处于接通情况下不断旋转的锁环转入止动位置，在这个止动位置内，止动爪在锁环继续旋转时构成该锁环的一个固定止档。
下面结合附图来说明本发明的一些实施例。
其中：
图1表示一个备有限力装置的自锁型安全带收卷装置的示意截面图；
图1a表示图1中力等级的调节装置的连接范围的放大图；
图2表示图1所示装置的另一种结构型式；
图3表示相当于图1所示另一种结构型式的备有限力装置的安全带收卷装置；
图3a表示力等级调节装置的放大图；
图4表示图3所示装置的另一种结构型式；
图5表示图1所示备有限力装置的安全带收卷装置配有一根多级扭力棒和止动爪操作的控制装置的另一种结构型式；
图6表示带有一个三级可调力等级的图5装置的另一种结构型式；
图7表示图5所示备有限力装置的安全带收卷装置用一个滑动套筒作为控制装置的另一种结构型式；
图8表示带有三级力等级的图7所示装置的一种型式；
图9表示滑动套筒用另一种驱动方式以及带有满载连锁机构和安全带收卷轴旋转制动的图8所示的装置。
图10表示图9所示限力装置的零件分解图；
图11表示在接通满载连锁机构时图9带制动的满载连续机构的端面图；
图12表示由于安全带收卷轴的旋转使止动爪进行工作后的图11所示的装置。
在各图中分别示出的安全带收卷装置由一个U形外壳10组成，在其U形边11中或设置其中的孔口12上支承一根安全带收卷轴13。在该安全带收卷轴13的闭锁侧的端部配置了一个可在外壳10的U形边11上旋转的成型头部14，并在该成型头部14上支承一个在一个图中未示出的控制装置作用下可径向偏转的同样也在图中未示出的闭锁部件，该闭锁部件根据在一个作用的制动情况中的调节插入一个设置在对应的孔口12中的制齿中。
成型头部14和安全带收卷轴13由一个起限力装置作用的扭力棒15相互连接，该扭力棒15的一端最好通过外形连接与成型头部14连接在一起，而在安全带收卷轴13中延伸的扭力棒15的另一端则连接在安全带收卷轴13上。为此，位于成型头部14对面的安全带收卷轴13一端包住该扭力棒15的带有一个径向凸出的凸缘17的凸出端，而且该凸缘17配有外齿18，如图1a所示；在安全带收卷轴13的这端上支承第一连接爪16，当该连接爪啮合在外齿18内时，扭力棒15和安全带收卷轴13相互连接。
作为附加的限力元件是一个包住扭力棒15并同样连接在成型头部14上的扭力套筒19，该套筒与扭力棒15的凸缘17相邻并同样备有一个径向凸缘20，该凸缘以相同的方式配有外齿18，其中第二连接爪21设置在安全带收卷轴13上。连接爪16、21通过一个控制装置23逐个进行控制，在所示实施例中，该控制装置做成磁铁。根据各种确定的影响因素，例如乘客的座位、身高和重量、汽车的行驶速度或气囊的充气状况、现在或者只有扭力棒15、或者只有扭力套筒19、或者扭力棒15和扭力套筒19共同通过相应配置的连接爪16、21的控制插入带有锁紧部件的成型头部14和安全带收卷轴13之间的力传递行程中，这样就可分别调定一个不同的力等级。
在图2所示实施例中，扭力棒15或扭力套筒19和安全带收卷轴13之间的径向有效的连接由一个轴向移动的并通过外形与安全带收卷轴13连接的啮合盘24代替，该啮合盘轴向用啮合销25穿过扭力棒15或扭力套筒19的对应凸缘17、20；为了啮合盘24的轴向移动，设置了一个肘形节杆作为控制杆26，该控制杆偏斜引起啮合盘24的移动。根据啮合盘24的位置，只有扭力棒15或在并联情况中还有扭力套筒19与安全带收卷轴13连接。
在图3、3a所示的实施例中，在位于成型头部14对面的安全带收卷装置的外壳10的一侧上连接了一个备有凝胶充填物28的外壳27，其中伸入外壳27的安全带收卷轴13的一端上设置了两个对置的并通过一个调节装置30在其位置上可朝扭力棒15径向移动的阻力件29。限力控制由挤压阻力来进行，该挤压阻力是在阻力件29在成型头部14和安全带收卷轴13之间进行旋转运动的过程中由于被凝胶填充物28夹紧而产生的。其中，通过阻力件29的径向位置实现力等级的调节，为此，调节装置30由一个到外壳27的联轴节和一个齿轮30并在其上连接的作为阻力件29的支承体的一根齿条31组成。其中，在正常情况下，这个制动器断开并在事故情况下接通。
在相应的并示于图4的实施例中，安全带收卷轴13的一端有一个凸肩32肩入与备有凝胶填充物28的外壳27中，在该凸肩32上设置了一个叶轮33，力的等级可通过该叶轮调节；力的等级的调节通过一块设置在外壳27中可轴向移动的压板34来进行，该压板在外壳中的位置影响或决定凝胶填充物28的比重。
在图5所示的实施例中，扭力棒在其整个长度内至少具有两个由一个连接段35隔开的不同横截面的范围36。扭力棒的一端直接与安全带收卷轴13的一端连接，而在隔开两个具有不同横截面的范围36的连接段35上则连接一个延伸到安全带收卷轴13的一端的套筒38，与图1、1a所示实施例相似，在该套筒端上设置了一个具有外齿18的径向凸起的凸缘20。其中，在安全带收卷轴13的端上设置了一个可调的连接爪21。在本实施例中，在连接爪21啮合时只可能具有一个较大横截面的扭力棒15的第一段36与安全带收卷轴13连接，而扭力棒15的第二段36则通过套筒38连接。当连接爪21位于不与套筒38啮合时，则扭力棒15通过安全带收卷轴13在整个长度上受力，所以扭力棒15的较细的范围36扭转，从而设定一个低的力等级。
在图6所示实施例中，扭力棒15具有三个不同横截面分段的范围36，其中该范围36由两个连接35隔开。每个连接段35都配置一个套筒40或42，而且每个套筒40、42都可通过一个配置的爪41、43与包围该套筒40、42的安全带收卷轴13连锁。爪41、43锁定在套筒40、42和安全带收卷轴13之间的它的起始位置上，并在事故情况中根据需要借助于一个设置在安全带收卷轴横截面中的并各配置一个爪41、43的引火剂39来解锁。其优点是：从一个锁定位置到一个解锁位置的过渡比在事故发生情况中导致锁紧要可靠一些。
如果在事故发生时例如两个爪41、43锁紧，则两个连接段35通过相应的套筒40、42连接在安全带收卷轴13上，且面对成型头部14的左侧上的一段具有较大横截面的扭力棒15受力，这相当于一个高的力等级。如果在事故发生情况中，爪41解锁，则位于两个连接段35之间的具有较小横截面的扭力棒15的那段受力，力的等级下降；最后，如果安全带收卷轴由于其与扭力棒连接而只对具有较小横截面的扭力棒15右方位于外面的部分受力时，即相当于最小的力等级时，爪43也解锁。
此外，在本实施例中，通过位于成型头部14和安全带收卷轴13之间的有效的满载爪44给定了一个满载锁定，亦即给定了扭力棒15的一次停止，因为在满载爪44锁定时，安全带收卷轴13相对于带有锁定件的成型头部14的相对旋转是不可能的。所以如果成型头部14通过在其上设置的锁定件锁定时，扭力棒15就会停止。
在图7所示的一种变型结构中，扭力棒15的端上设置了另一个连接段35，而且设置了一个与两个连接段35外形连接的滑动部件37，该滑动部件与安全带收卷轴13抗扭地连接。滑动部件37通过一个相当于图2实施例所示的控制杆而可在其位置内轴向移动，而且还可根据其所处的位置或者只使具有相当大横截面的扭力棒15的第一范围36工作，或者在向右错开的位置内整个扭力棒15用另一个具有较小横截面的范围36连接在安全带收卷轴13上。
在所有实施例中，力等级的调节都是通过控制装置23、控制杆26、调节装置30或摩擦板34来进行的、这些控制部件例如可通过索具进行机械调节，但也可通过电动机调节，或通过磁铁调节。
图8表示图7的一种实施例的变型，这里也象图6所示实施例详述的那样，扭力棒15设置了三级的力等级。为此，在扭力棒15的两个连接段之间这样设置了一个移动套筒47，即该移动套筒可以沿扭力棒15在两个方向内移动，所以该滑动套筒可选择地根据它与安全带收卷轴的连接而将一个连接段35或另一个连接段35连接在安全带收卷轴13上。为了滑动套筒47的操作，在安全带收卷轴13的横截面中分别设置了引火剂45，46，其释放引起滑动套筒47的移动。其余在力等级的调节上与图6所述的方式相同。在图8所示实施例中也设置了一个满载爪44来锁定成型头部14和安全带收卷轴13。
图9所示实施例与图8所示实施例的不同之处在于，滑动套筒47的驱动装置设置在安全带收卷轴13的外面，这样就不存在在该轴内部设置容纳引火剂所需的压力室的问题，而且也避免了该轴内压力升得太高的危险。同样不需要控制引火剂用的滑动接点。为此，在安全带收卷装置外壳10的端面上设置了一个压力室48，在图示采用三级调节力等级的实施例中，在该压力室内设置了一个位于中间位置的滑动盘49，该滑动盘可在压力室中沿两个方向移动。一根滑动杆50通过一个爪51连接在该滑动盘上，而该滑动杆50则与滑动套筒47连接。引起滑动套筒47运动的两个引火剂45、46连接在压力室48上，即在滑动盘49的一侧上各连接一个引火剂，以便引起滑动盘49，从而引起滑动套筒47的不同方向的运动。
与图6和图8所示实施例比较，图9所示实施例的另一个改进是，可安全带收卷轴13和外壳10之间实现满载锁定，所以成型头部14和安全带收卷轴13之间的连接是松驰的。为此，在外壳10的对应的U形边11的外侧上可旋转地这样支承了一个带内齿(图11、12)的锁环61，即配有对应外齿的安全带收卷轴13通过在事故发生情况中齿的啮合和在由此通过支承在成型头部14上的锁紧件引起的安全带收卷轴13的锁紧时被支持住。为了在满载锁紧时扭力棒的脱开，锁环61可通过一个爪62锁紧，如图11所示。为此，锁环61在其外圆周上有一个凸起部64，在安全带放卷时，该凸起部沿安全带收卷轴13旋转方向通过旋转进入的爪62锁定。该爪62通过一个为其配置的烟火型引火剂63可从凸起部64的运动行程中旋转出来，所以为了接通扭力棒，必须控制引火剂63，而且爪62必须转到锁环61的释放位置中。此外，在所示实施例中在安全带收卷轴的容许旋转运动结束时实现一个限力的有效制动功能，即在该外壳上附加地这样支承一个制动爪65，该制动爪在旋转插入的状态中锁定锁环61的凸起部64。制动爪65在其释放位置上用一个凸肩66插入锁环61的凸起部64的运动行程中来实现它的调节，所以凸起部64在安全带收卷轴13或在连接的锁环61旋转一圈后通过凸肩66上的止挡将制动爪65转到它的制动位置，于是安安全带收卷轴13继续转动第二圈后这个制动位置产生效果并将安全带收卷轴13锁定。这个制动产生作用要比扭力棒15在限力时可能出现折断早些。
在按图11插入爪62时，扭力棒在这里也释放，因为在成型头部14锁定时，外部带齿的安全带收卷轴13移入锁环61的齿中并在这里不旋转地支承在通过爪62确定的锁环61上，所以由一次通过扭力棒实现的安全带收卷轴的继续旋转而停止限力。
在上述说明中、各项权利要求中、摘要中和附图中公开的这些资料的内容的特征不论单个还是任意相互组合对实现本发明的各种结构型式都是重要的。

Claims (17)

1.备有可调限力装置的安全带收卷装置，其具有一个对汽车运动敏感的和/或对安全带运动敏感的可调锁紧装置，该安全带收卷装置作为在锁紧部件处于啮合情况下给出有限的安全带拉出的限力装置具有一个一方面与安全带收卷轴连接的和另一方面通过一个成型头部与安全带收卷装置的锁紧部件连接的扭力棒和该扭力棒的能量吸收的一个调节装置，该扭力棒适应预先可调节的荷载情况在扭力棒和安全带收卷轴之间的力传递行程中接通，其特征在于，至少设置了两个相互平行的或排成一行的并借助于一个调节能量吸收的控制装置可选择控制的限力元件，其中一个限力元件由扭力棒(15)构成。
2.按权利要求1的安全带收卷装置，其特征在于，另一个限力元件做成一个包住该扭力棒(15)并与成型头部(14)连接的扭力套筒(19)，而且该扭力棒(15)和/或扭力套筒(19)通过一个连接元件作为控制装置(21；24)与安全带收卷轴(13)连接。
3.按权利要求2的安全带收卷装置，其特征在于，安全带收卷轴(13)分别径向包住扭力棒(15)的端部和扭力套筒(19)，而且在该安全带收卷轴(13)上分别设置一个对应于该扭力棒(15)和该扭力套筒(19)的可调节的连接爪(16、21)作为控制装置。
4.按权利要求2的安全带收卷装置，其特征在于，起控制装置作用的连接元件作成在成型头部(14)对面的安全带收卷轴(13)的端上与安全带收卷轴(13)通过外形连接的可轴向移动的啮合盘(24)，该啮合盘(24)在其连接位置上借助于啮合销(25)穿过扭力棒(15)和扭力套筒(19)的并列配置的凸缘(17、20)使扭力棒(15)和扭力套筒(19)相互连接。
5.按权利要求1的安全带收卷装置，其特征在于，作为另一个限力元件至少设置了一个阻力件(29)，该阻力件连接在安全卷轴(13)设置锁紧部件的对面一端上并在一个用适当材料充填的外壳(27)中旋转和作为控制装置工作而可在其位置内相对于扭力棒(15)移动。
6.按权利要求1的安全带收卷装置，其特征在于，作为另一个限力元件在安全带收卷轴(13)设置锁紧部件的对面的一端上设置了一个在一个用适当材料充填的外壳(27)中旋转的叶轮(33)，其中，在该外壳(27)中设置了一个可轴向移压板(34)作为控制装置来调节材料比重。
7.按权利要求1的安全带收卷装置，其特征在于，扭力棒(15)作为另一个限力元件在其长度内至少具有一个不同横截面的附加范围(36)，不同横截面的范围(36)通过连接段(35)隔开，而且扭力棒(15)的范围(36)分别通过一个在安全带收卷轴(13)和相应连接段(35)之间的有效连接元件(20、37)作为控制装置与安全带收卷轴(13)连接。
8.按权利要求7的安全带收卷装置，其特征在于，扭力棒(15)的端部与安全带收卷轴(13)连接，而且隔开扭力棒(15)的范围(36)的连接段(35)通过一个支承在该安全带收卷轴(13)上的起可调控制装置作用的连接爪(20)与安全带收卷轴(13)连接。
9.按权利要求8的安全带收卷装置，其特征在于，一个包住扭力棒(15)的套筒(38、40、42)通过外形连接在连接段(35)上，并设置了一个连接爪(20、41、43)来固定套筒(38、40、42)。
10.按权利要求8或9的安全带收卷装置，其特征在于，连接爪(41、43)可通过一种设置在安全带收卷轴(13)的横截面内部的烟火型引火剂(45、46)来操作。
11.按权利要求8的安全带收卷装置，其特征在于，为了进行三级的能量吸收的调节，扭力棒(15)具有三个由两个连接段(35)隔开的不同分段横截面的三个范围(36)，每个连接段(35)配置了一个具有相应连接爪(41、43)的单独套筒(40、42)。
12.按权利要求7的安全带收卷装置，其特征在于，作为连接元件设置了一个与安全带收卷轴(13)抗扭连接的和轴向移动设置的以及通过外形连接包住连接段(35)的滑动套筒(37、47)。
13.按权利要求12的安全带收卷装置，其特征在于，滑动套筒(47)可通过一个设置在安全带收卷轴(13)的横截面内的烟火型引火剂(45、46)来移动。
14.按权利要求12的安全带收卷装置，其特征在于，为了操作滑动套筒(47)，在安全带收卷装置相应的前端上设置了一个压力室(48)，在压力室中设置了一个可移动的滑动盘(49)，该滑动盘(49)通过一个与它连接的爪(51)和连接其上的滑动杆(50)与滑动套筒(47)连接，并在该压力室(48)上连接了一个位于外部的、用来释放压缩气体的引火剂(45、46)。
15.按权利要求14的安全带收卷装置，其特征在于：为了进行三级的能量吸收的调节，扭力棒(15)具有三个由两个连接段(35)隔开的不同分段横截面的范围(36)，滑动套筒(47)可在两个连接段(35)之间移动，并通过移动而可有选择地连接每个连接段(35)；在压力室(48)上连接两个分别作用在滑动盘(49)两端上的引火剂(45、46)。
16.按权利要求1的安全带收卷装置，其特征在于，为了停止扭力棒(15)，安全带收卷轴(13)可锁定在一个旋转支承在安全带收卷装置外壳(10、11)上的锁环(61)上，而该锁环(61)则借助于一个通过一个烟火型的引火剂(63)控制的爪(62)固定在满载位置上。
17.按权利要求16的安全带收卷装置，其特征在于，旋转支承的锁环(61)配置了另一个止动爪(65)，该止动爪由一个在接通扭力棒(15)时不断旋转的锁环(61)转入一个制动位置，在制动位置内，制动爪(65)在锁环(61)继续旋转时构成锁环(61)的固定止挡。
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