CN109311447B - 安全带预张紧牵引器组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于乘用车辆的安全带预张紧牵引器组件。所述预张紧组件包括与气体发生器流体连通的管以及设置在其中的驱动元件，所述驱动元件响应于所述气体发生器的致动沿第一方向行进。所述驱动元件包括具有凹陷部分的可塑性变形的聚合物杆。止动件联接到所述可塑性变形的聚合物杆的端部。密封构件设置在所述气体发生器和所述止动件之间。所述管包括在所述管内邻近所述出口延伸的突起部，以限定收缩部分。所述收缩部分的尺寸被设计成允许所述可塑性变形的聚合物杆的所述凹陷部分从中穿过，同时防止所述止动件从中穿过。

Description

安全带预张紧牵引器组件

相关申请

本申请要求2016年4月13日提交的标题为“SEATBELT PRETENSIONING RETRACTORASSEMBLY”的美国专利申请号15/097,729的权益，其内容通过引用方式整体并入本文。

技术领域

本技术领域整体涉及用于约束车辆乘员的安全带约束装置，并且更具体地，涉及用于预紧安全带的装置。

背景技术

用于约束车辆座椅上的乘员的安全带约束系统在减少车辆碰撞情况中的乘员受伤方面发挥重要作用。传统的所谓“三点”类型的安全带约束系统通常具有横跨座椅乘员骨盆延伸的腰带区段和横跨上部躯干的肩带区段，其被紧固在一起或者由连续长度的安全带织带形成。腰部和肩部带区段通过锚固件连接至车辆结构。通常提供安全带牵引器以存储安全带织带，并且可进一步操作以在碰撞情况下管理安全带张力载荷。由乘员手动部署的(所谓的“活动”类型)安全带约束系统通常还包括通过锚固件附接到车身结构的带扣。附接到安全带织带的闩锁板被带扣接纳，以允许安全带系统被扣紧从而实现约束，并且解开以允许从车辆进出。安全带系统在部署时有效地约束了碰撞过程中的乘员。

OEM车辆制造商通常提供具有预张紧装置的安全带约束系统，该系统在车辆撞击期间或者甚至在撞击之前张紧安全带(也称为“预张紧器”)，以增强乘员约束性能。预张紧器消除织带松弛，并且允许安全带约束系统在碰撞顺序的早期与乘员结合。一种类型的预张紧器在织带牵引器上作用以张紧安全带。目前存在的牵引器预张紧器的各种设计，包括称为旋转预张紧器的类型，该类型结合了用于产生烟火燃料的气体发生器。这种旋转预张紧器的示例描述在1995年4月11日提交的美国专利No.5,881,962、2005年4月27日提交的美国专利申请公布第No.2006/0243843、2010年7月6日提交的美国专利申请公布No.2012/0006925以及2011年8月2日提交的美国专利No.7,988,084中，所述专利申请由受让人共同拥有，并且通过引用方式整体并入本文以用于所有目的。通常，点燃烟火燃料或其他可燃材料在具有活塞的腔室中产生气体压力，以在驱动元件诸如活塞、齿条和小齿轮或设置在预张紧器管中的一系列球上施加运动，所述驱动元件与预张紧器卷轴链轮接合并且卷绕牵引器卷轴链轮以回缩织带。

使用一系列金属球的预张紧器的一个问题是完整预张紧行程所需的一系列球的重量，以及提供具有严格公差的多个金属球的对应成本。此外，对于使用一系列金属球的预张紧器，或基于齿条和小齿轮的系统，需要同步或离合器特征以确保一系列球或小齿轮充分接合牵引器卷轴链轮。

预张紧器的另一个问题被称为低阻力条件，其中驱动元件将在没有经历大量阻力的情况下达到行程末端。如果安全带织带过度松弛，就会发生这种情况。在这些情况下，低阻力导致来自驱动元件的较低量的背压。背压通过驱动元件和链轮之间的接合产生，因此较低的背压降低了跟随驱动元件的密封元件上的压力。密封元件上的压力降低减少了密封元件周向压缩的量。密封能力降低会导致气体从一系列球周围的管中泄漏。

预张紧器的另一个问题是需要在预张紧行程结束时将牵引器和安全带织带保持在锁定状态。当牵引器卷轴未保持锁定时，可发生回收，这允许安全带松开并重新引入安全带中的松弛部分。一种用于保持锁定位置的方法包括保持来自气体发生器的压力超过预张紧行程所需的量。然而，这增加了重量和成本。

发明内容

本文提供了用于乘用车辆的安全带预张紧牵引器组件。在示例性实施方案中，安全带预张紧牵引器组件包括适于安装到车辆结构的外壳。外壳具有内腔。具有弧形和弯曲形状的管具有用于与气体发生器流体连通的第一端部和与外壳的内腔流体连通的第二端部。链轮可旋转地安装到外壳并且牢固地联接到主轴，该主轴适于在预张紧期间卷取安全带织带。链轮具有多个叶片。驱动元件包括可塑性变形的聚合物杆，该聚合物杆被构造成在纵向方向上延伸并且具有凹陷部分，该凹陷部分限定了大致在纵向方向上延伸的凹部。可塑性变形的聚合物杆设置在管内，并且可响应于气体发生器的致动穿过管沿第一方向朝链轮平移。止动件联接到可塑性变形的聚合物杆的端部。密封构件设置在气体发生器和止动件之间。该管包括在管内邻近出口延伸的突起部，以限定收缩部分。收缩部分具有小于管的相邻部分的内部尺寸的开口尺寸。凹部在第一方向上与突起部对齐，并且收缩部分的尺寸被设计成允许可塑性变形的聚合物杆的凹陷部分从中穿过，同时防止止动件从中穿过。

在另一示例性实施方案中，提供了一种用于乘用车辆的安全带预张紧牵引器组件。安全带预张紧牵引器组件包括适于安装到车辆结构并具有内腔的外壳。具有弧形和弯曲形状的管具有用于与气体发生器流体连通的第一端部以及与外壳的内腔流体连通的第二端部。链轮可旋转地安装到外壳并且牢固地联接到主轴，其中该主轴适于在预张紧期间卷取安全带织带。链轮具有多个叶片。驱动元件包括可塑性变形的聚合物杆，其中该聚合物杆被构造成在纵向方向上延伸并且具有凹陷部分，该凹陷部分限定了大致在纵向方向上延伸的凹部。凹陷区段在与凹陷部分相对的一侧沿纵向方向延伸。可塑性变形的聚合物杆设置在管内，并且可响应于气体发生器的致动穿过管沿第一方向朝链轮平移。密封构件设置在气体发生器和可塑性变形的聚合物杆之间。该管包括在管内邻近出口延伸的突起部，以限定收缩部分，该收缩部分具有小于管的相邻部分的内部尺寸的开口尺寸。由可塑性变形的聚合物杆中的凹陷部分限定的凹部在第一方向上与突起部对齐，并且收缩部分的尺寸被设计成允许可塑性变形的聚合物杆的凹陷部分从中穿过。凹陷区段的尺寸被设计成使得垂直于凹陷区段限定的可塑性变形的聚合物杆的厚度小于垂直于所述厚度限定的可塑性变形的聚合物杆的宽度，以促进塑性可变形聚合物杆在沿着第一方向平移期间通过管弯曲。

通过结合附图考虑以下说明书和所附权利要求书，本发明的其他目的、特征和优点对于与本发明有关的本领域技术人员将显而易见。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的，并不意图以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施方案的乘员约束系统的透视图；

图2是根据示例性实施方案的乘员约束系统的透视图，其中各种部件被移除以示出安全带预张紧牵引器组件；

图3是根据示例性实施方案的安全带预张紧牵引器组件的透视图；

图4是根据示例性实施方案的安全带预张紧牵引器组件的剖视图，示出了管、可塑性变形的聚合物杆和处于非致动位置的链轮；

图5是根据示例性实施方案的可塑性变形的聚合物杆和止动件的侧剖视图；

图6是根据另一个示例性实施方案的可塑性变形的聚合物杆和止动件的侧剖视图；

图7是根据示例性实施方案的具有多个叶片的链轮的平面图；

图8是根据示例性实施方案的链轮的侧视图；

图9是根据示例性实施方案的链轮的局部视图，示出了叶片的形状；

图10是根据示例性实施方案的处于非致动位置的安全带预张紧牵引器组件的气体发生器、密封、止动件和可塑性变形的聚合物杆的横截面视图；

图11是根据示例性实施方案的安全带预张紧牵引器组件在致动位置的横截面视图；

图12是根据示例性实施方案的管、可塑性变形的聚合物杆和止动件的局部分解透视图；

图13A至图13E是沿着线13-13截取的图5所示可塑性变形的聚合物杆的各种实施方案的横截面视图；

图14是根据示例性实施方案的安全带预张紧牵引器组件的管中的收缩部分的剖面透视图；

图15是收缩部分的另一个实施方案的横截面视图；

图16是收缩部分的另一个实施方案的横截面视图；

图17是收缩部分的另一个实施方案的横截面视图；

图18是根据另一个示例性实施方案的安全带预张紧牵引器组件的剖视图，示出了管、可塑性变形的聚合物杆和处于非致动位置的链轮；

图19是根据另一个示例性实施方案的可塑性变形的聚合物杆和止动件的侧剖视图；

图20是图19描绘的可塑性变形的聚合物杆和止动件的平面图；

图21A至图21C是图20描绘的可塑性变形的聚合物杆的横截面视图；并且

图21D是图19中描绘的可塑性变形的聚合物杆的一部分的放大视图。

应当理解，在整个附图中，对应的参考数字指示相同或对应的部分和特征。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本公开或其应用或用途。

现在参考附图，图1示出了根据示例性实施方案的车辆座椅10和安全带组件12。安全带组件12包括安全带织带14，安全带织带具有从上引导环或锚固件18延伸到闩锁板20的肩带部分16，以及从闩锁板20延伸到锚固件24的腰带部分22。闩锁板20可包括安全带织带14延伸穿过其中的环形部分26。闩锁板20能够插入安全带带扣28中以锁定和解锁安全带组件12。安全带带扣线缆30直接或与其他部件协作，以将安全带带扣28固定到车辆结构的部分31(例如，车架)。应当理解，也可以使用将安全带织带14附接到车辆的其他方式，包括闩锁板20和安全带带扣28及其与安全带织带14和相关联车辆结构的附接的变型。

安全带织带14能够从安全带预张紧牵引器组件或牵引器组件32(图2和3中所示)放出，所述牵引器组件位于车辆座椅10内(在集成结构座椅设计中)或者在结构上联接到车身，使得安全带织带14的有效长度是可调节的。当闩锁板20已经紧固到安全带带扣28时，安全带组件12在锚固件18、闩锁板20和锚固件24之间限定三点约束。任何其他合适的构造诸如牵引器组件32、闩锁板20和锚固件24的另选位置可以与本发明一起使用。

现在参考图2，示出了与机动车辆分离的安全带组件12的等距视图，并且示出了根据示例性实施方案的牵引器组件32。牵引器组件32包括安装到公共框架38的卷轴组件34和气体发生器36。卷轴组件34与肩带部分16的安全带织带14连接并收纳安全带织带，而安全带织带14的腰带部分22的端部与锚定点固定接合，例如框架38或机动车辆的另一部分诸如座椅10(如图1所示)或底盘。

同样参照图3，卷轴组件34包括带卷轴40，带卷轴接合安全带织带14的肩带部分16并且旋转以卷绕或放出安全带织带14。扭转“时钟”或“马达”类型弹簧承载在弹簧端盖42内，并且旋转偏压带卷轴40以回缩安全带织带14。卷轴组件34还可以结合根据现有技术已知的其他卷轴控制机构，包括预张紧器、惯性和织带敏感锁定装置、扭杆负载限制器或其他带控制装置。本说明书中提到的“卷轴控制系统”可包括控制织带卷轴旋转运动，从而控制安全带织带的抽出和回缩的任何系统。一种此类卷轴控制系统是马达助力的牵引器。卷轴锁定装置通常结合了惯性敏感元件诸如滚珠或摆锤，并且使得接合卷轴的链轮以防止安全带织带14从带卷轴40进一步退出。织带敏感锁定装置检测安全带织带14的快速放出以锁定牵引器组件32。检测安全带织带14的退出和/或闩锁板20与安全带带扣28的连接的各种电子感测机构也可以结合到牵引器组件32中。

在车辆的正常操作期间，牵引器组件32允许安全带织带14的放出以给予乘员一定量的运动自由度。然而，如果检测到撞击或潜在的撞击情况，则牵引器组件32被锁定以防止放出并将乘员固定在座椅10中。例如，如果车辆以预定速率减速或者如果以预定力致动制动器，则牵引器组件32被锁定。部分地由于安全带织带14的自由放出，安全带组件12在正常使用期间经常发生松弛。

图4提供了根据示例性实施方案的预张紧器系统44的剖视图。参照图3至图4，具体地讲，牵引器组件32还包括预张紧器系统44，该预张紧器系统可操作地连接到卷轴组件34并且可操作以旋转带卷轴40以进行预张紧。如本领域技术人员已知的，牵引器预张紧器在检测到的车辆撞击的初始阶段将安全带织带卷绕到与乘员更加贴合的状态。这被提供用于响应于车辆撞击或翻车的减速力而减少乘员的向前运动或偏移。

预张紧器系统44包括与气体发生器36连通的预张紧器管52。气体发生器36用于响应点火信号提供膨胀气体。如本领域所已知的，例如，车辆包括传感器阵列，该传感器阵列发送指示紧急事件诸如撞击事件、碰撞或翻车的信号。车辆传感器可以是特定的撞击传感器，或者可以是传统的车辆传感器(例如，纵向或横向加速度传感器)或者是控制系统的具有一套多个传感器的其他部分。本领域技术人员已知或将要知道的任何其他冲击传感器也可以容易地与本发明的安全带组件12结合使用。电子控制单元诸如中央处理单元(CPU)或其他控制器接收信号并且控制安全带组件12以通过收紧车辆的安全带织带14(例如，通过激活预张紧器)来进行响应。

如下面将进一步详细讨论的，预张紧器管52具有设置在其中并且具有细长形状并且在管52内是柔性的预张紧器杆53，例如，可塑性变形的聚合物杆。更具体地并且如下面将进一步详细讨论的，当在插入其中之前设置在预张紧器管52的外部时，预张紧器杆53具有大致笔直的形状，并且当插入管52中时，其将根据管52的弯曲形状弯曲和挠曲。

现在转到牵引器组件32，牵引器组件32包括安装到公共框架38的卷轴组件34，如上所述。更具体地，卷轴组件34将相对于公共框架38旋转，以卷绕附接到卷轴组件34的安全带织带14。公共框架38包括用于容纳预张紧器系统44的部件的外壳54。

卷轴组件34包括设置在外壳54内的链轮56。链轮56附接到带卷轴40。链轮56的旋转将使附接的带卷轴40旋转，以卷绕附接到带卷轴40的安全带织带14。

图5提供了根据示例性实施方案的预张紧器杆53和止动件55的侧面剖视图。图13A至图13E提供了沿着线13-13截取的图5所示预张紧器杆53的各种实施方案的横截面视图。如图5和图13A至图13E所示，预张紧器杆53具有一种形式的大致圆形横截面。在另一种方法中，预张紧器杆53可以具有非圆形横截面，诸如大致矩形的横截面、大致三角形的横截面，或者允许预张紧器杆53插入预张紧器管52(如图4所示)并且在插入时适应预张紧器管52的弯曲形状的其他多边形横截面。出于讨论的目的，预张紧器杆53将被讨论为具有大致圆形的横截面。

如图所示和以上所述，当设置在预张紧器管52的外部时，预张紧器杆53具有大致笔直的形状，并且在纵向方向200上从近端部分202延伸到远端部分204。当预张紧器杆53安装在预张紧器系统44内时，近端部分202朝向气体发生器36(图10中示出)设置。在示例性实施方案中，预张紧器管52具有沿其长度变化的横截面，以限定非凹陷部分206和限定凹部210的凹陷部分208。在一个示例中并且如图5和图13D所示，凹部210被构造成凹槽212，诸如具有侧壁214的U形槽。在另一个示例中并且如图13A所示，凹陷部分208具有限定凹部210的凹陷的直纹曲面214，例如，基本上平坦的表面。图13B至图13C和图13E中示出了不同形式的凹部210的非限制性替代示例。

参照图5，在示例性实施方案中，凹陷部分208沿着预张紧器杆53的总长度的大部分从近端部分202延伸到远端部分204并包括远端部分204。如图所示，近端部分202包括非凹陷部分206，其中凹部210终止于非凹陷部分206的最远侧区段。如下面将进一步详细讨论的并且如图5和图13A至图13E所示，预张紧器杆53的非凹陷部分206具有大于凹陷部分208的直径、横截面尺寸和/或周长。在示例性实施方案中，非凹陷部分206具有从约15mm至约25mm诸如约20mm的长度L1，从约4mm至约7mm的宽度W1，并且凹陷部分208具有从约60mm至约145mm的长度L2，以及从约2.5mm至约8.0mm的厚度W2。

在示例性实施方案中，预张紧器杆53还包括从近端部分202向近侧延伸的正特征结构216，例如，小块或柱。止动件55具有形成在其中的负特征结构218，该负特征结构接纳正特征结构216以将止动件55联接到预张紧器杆53的近端部分202。在一个示例中，负特征结构218和正特征结构216的尺寸被设计成使得止动件55压配合(例如，过盈配合)到正特征结构216上，以将止动件55牢固地联接到预张紧器杆53。可以使用将止动件55联接和/或固定到正特征结构216和/或近端部分202的其他形式，诸如粘合剂、机械装置等。如图5所示，正特征结构218可以被构造为盲孔220。另选地并且如图6所示，负特征结构220可以被构造成通孔222，其中正特征结构216部分地或完全地穿过其延伸。

在示例性实施方案中，预张紧器杆由聚合物材料制成，其相对于其他旋转预张紧器的金属球驱动元件具有减小的重量。可以选择特定的聚合物材料以适合用户的特定需求。聚合物材料优选地是具有足够柔韧性的材料，使得其可以弯曲并挠曲穿过预张紧器管52，以允许初始安装并且响应于气体发生器36的致动。聚合物材料优选地是响应于致动具有足够推动性的材料，使得预张紧器杆53将负载充分地传递到预张紧器系统44的链轮56，从而用作用于引起预张紧的驱动元件。

此外，在示例性实施方案中，预张紧器杆53由可塑性变形的聚合物材料制成。在致动期间和之后，预张紧器杆53将响应于致动以及与预张紧器系统44的其他部件(例如，链轮56)接触而变得塑性变形。如将在下面进一步详细讨论的，这种塑性变形将使预张紧器杆53被锁定在例如链轮56中，以防止或限制预张紧器杆53的回收，而不完全取决于系统中保持的压力。

在一种方法中，预张紧器杆53由尼龙热塑性材料制成。预张紧器杆53也可以由脂族聚酰胺热塑性材料制成。在另一种方法中，预张紧器杆53可以由类似的热塑性材料制成，诸如乙缩醛材料或聚丙烯材料。

参考图7至图9，链轮56具有限定内孔76的大致环形形状。链轮56还限定了延伸到孔76中的多个向内延伸的齿状物78。齿状物78的尺寸和构造被设置成对应于在带卷轴40(图3中示出)的外表面上限定的凹部或凹陷，以将链轮56联接到带卷轴40，使得它们旋转地联接。在另一种方法中，内孔76可包括单个齿状物或突出部，以将链轮56旋转地联接到带卷轴40。

链轮56包括环形主体部分80和从环形主体部分80的基部径向突出的凸缘部分82。链轮56还包括多个叶片84，每个叶片从环形主体部分80径向地突出，并且从凸缘部分82纵向地突出，使得叶片82在环形主体部分80和凸缘部分82之间延伸。

当从前面观察时，叶片84每个都具有大致三角形的形状，当叶片84从环形主体部分80径向向外延伸时，基部逐渐变细成点86。叶片84的特定宽度和间距可根据需要选择。多个叶片84组合以限定设置在相邻叶片84之间的腔88。

在一种方法中，每个叶片84可以具有相同的尺寸和形状并且均匀地分布在链轮56周围。在另一种方法中，叶片84可以具有不同的尺寸和/或以不同的间隔隔开。当预张紧器系统44被激活时，调节叶片84的尺寸和间隔可以改变链轮84的旋转量和/或旋转速率。由于预张紧器杆53的致动而不是一系列类似形状的球的致动，这种可变尺寸和/或间距是可能的。在使用多个球形驱动元件的预张紧器中，尺寸和间隔优选地是均匀的，以考虑球的预先确定的形状和尺寸。

再次参考图4，外壳54还包括引导部分90。引导部分90类似于链轮56设置在外壳54内。更具体地，引导部分90与管52的出口相对设置，并且链轮56设置在引导部分90和管52之间。因此，离开管52的预张紧器杆53将在接触引导部分90之前接触链轮56。

引导部分90具有大致弓形的承坐面92，其具有朝向管52的出口的凹形形状。在一种方法中，表面92的弧具有恒定的半径。此外，弧的半径的中心点与链轮56的旋转轴线对齐，使得表面92和链轮56之间的径向间距沿着表面92的长度是一致的。在另一种方法中，表面92的半径的中心点可以从链轮轴线偏移，使得表面92和链轮56的外径之间的径向间距将在沿着表面92的不同点处变化。

表面92包括第一端部96和第二端部98。第一端部96与管52的出口相对设置，使得预张紧器杆53在离开管52并通过链轮56之后将在接合第二端部98之前先接合第一端部96。

外壳54还限定了与引导部分90相对设置的溢流腔100。溢流腔100同样设置在管52的曲率附近，并且链轮56设置在引导部分90和溢流腔100之间。因此，引导部分90的中间部分101在链轮56上与溢流腔100径向相对。

如有必要，溢流腔100的尺寸和构造被设置成允许预张紧器杆53的一部分在预张紧器系统44的致动期间被接纳在其中。例如，在预张紧器杆53离开管52之后，其将接触引导部分90并沿着对应于引导部分90的弧形路径导引，使得预张紧器杆53最终被引向溢流腔100。预张紧器杆53可以延伸到溢流腔100中，并且还可以沿着与溢流腔100相邻的管52的曲率被引导。然而，应当理解，预张紧器杆53在致动期间可能不一定行进得足够远以最终到达溢流腔100。

如上所述，牵引器组件32包括响应于点火信号提供膨胀气体的气体发生器36。膨胀气体导致管52内的压力增加，这最终导致预张紧器杆53通过管52被迫离开气体发生器36，并且通过出口进入链轮56以进行预张紧。

更具体地，如图10所示，预张紧器管52包括活塞或密封构件102。在一种方法中，密封构件102可以具有球形外表面的球形形状。在另一种方法中，密封构件102可具有圆柱形外表面的大致圆柱形形状。密封构件102可滑动地设置在管52内并且可操作以沿致动方向或路径A驱动预张紧器杆53。如本领域技术人员将理解的，密封构件102可以压配合或以其他方式安装在管52内。

如图10所示，密封构件102限定了与气体发生器36间隔开的近侧端部106，以便在它们之间限定气室108。密封构件102限定了朝向止动件55和预张紧器杆53的远侧端部110。

止动件55优选地由铝制成，但是可以由具有足够强度的其他合适材料诸如钢、其他金属或金属合金制成，或者由增强塑料制成，其中密封构件102通常更软，使得其可以提供所描述的密封能力。在示例性实施方案中，止动件55具有与非凹陷部分206的周边基本匹配的外周边。止动件55与密封构件102的远侧端部110相邻并且邻接预张紧器杆53的非凹陷部分206。

密封构件102和止动件55配合以将能量从气室108中的增加的压力传递到预张紧器杆53。为了移动穿过管52并且根据管52的曲率挠曲，预张紧器杆53的尺寸略小于管52的宽度。因此，在没有密封构件102的情况下，来自气体发生器36的气体将在预张紧器杆53和管52之间限定的空间中流过预张紧器杆53。

密封构件102限定大致弹性结构，并且可由本领域已知的各种材料诸如任何合适的塑料或聚合物(例如，聚酯、橡胶、热塑性塑料或其他弹性或可变形材料)构成。此外，密封构件102可以由金属、塑料或其他合适的材料浇注、锻造或模制。在一个实施方案中，密封构件102使用双腔注射成型工艺形成。通常的弹性结构允许密封构件102的形状响应于压力而略微改变，从而提高其提供的密封。

参照图10至图11，在操作中，气体发生器36产生膨胀气体，其对气室108加压，从而使密封构件102能够沿着致动路径A强制驱动预张紧器杆53。随着预张紧器杆53被驱动通过管52，其与链轮56接合。更具体地，预张紧器杆53接合链轮56的叶片84。当通过膨胀气体沿着沿箭头A的方向驱动预张紧器杆53时，预张紧器杆53与链轮56的接合使得带卷轴40(图3中所示)旋转，这继而提供预张紧。

气体发生器36的激活使得密封构件102能够抵抗气体泄漏。如前所述，密封构件102由相对弹性的材料构成。因此，气室108内的加压气体使密封构件102的近侧端部106膨胀，这有助于防止气体通过密封构件102逸出。

另外，由于密封构件102压靠在止动件55和预张紧器杆53上，由预张紧器杆53产生的背压使得密封构件102沿周向向外膨胀。当预张紧器杆53在致动期间接合链轮56时，预张紧器杆经受阻力，从而在止动件55和密封构件102上产生背压。密封构件102的周向膨胀在密封构件102的外表面和预张紧器管52的内壁之间提供紧密的密封。因此，本发明的密封构件102可操作以保持高密封压力并且保持管52内的残余气体压力。

在安全带预张紧期间，可以存在称为回收的副作用，其中在事件触发预张紧期间由乘员引起的安全带上的张力可以使卷轴沿与预张紧旋转相反的方向旋转。该旋转传递到链轮56和驱动元件，使得驱动元件在管52内沿相反方向行进。可以通过保持管52中的压力来抵消回收，但是这需要气体发生器36点火更长时间并且需要额外的推进剂。

然而，在示例性实施方案中，本文描述的预张紧器系统44包括构造用于抵消上述回收副作用的特征结构，作为维持气体压力的替代或补充。如上所述，预张紧器杆53优选地由可塑性变形的材料诸如聚合物制成。

在致动预张紧器系统44期间，预张紧器杆53离开管52并接触链轮56的叶片84，从而使链轮56旋转。当预张紧器杆53继续经过链轮56使其旋转时，另外的叶片84将接触预张紧器杆53的侧部，使得预张紧器杆53在叶片84和预张紧器53之间的干扰区域中被压缩和塑性变形。这种压缩还将使预张紧器杆53压靠引导部分90，从而在链轮56和引导部分90之间形成预张紧器杆53的压配合构造。

另外，预张紧器杆53和引导部分90可以由在预张紧行程结束时将焊接在一起的材料制成。例如，可以选择预张紧器杆53和引导部分90的材料，使得由预张紧器杆53和引导部分90之间的摩擦产生的热量将使预张紧器杆53和引导部分90沿着引导部分90和杆53彼此接触的界面W焊接在一起。一旦预张紧器杆53和引导部分90焊接在一起，预张紧器杆53将被锁定并且防止或基本上限制其行进返回到管52中。由叶片84引起的预张紧器杆53的塑性变形将防止或基本上限制链轮56沿相反方向旋转，从而防止或基本上限制回收。

焊接由系统在致动期间产生的相对高的热量和压力产生。为了使预张紧器杆53和引导部分90焊接，用于每个的材料优选地在相同系列中。例如，如果引导部分90是尼龙，则预张紧器杆53优选地是尼龙。类似地，如果引导部分90是乙缩醛，则预张紧器杆53优选地是乙缩醛。如果引导部分90是聚丙烯，则预张紧器杆53是聚丙烯。应当理解，也可以使用在高温和高压下焊接在一起的其他材料。此外，应当理解，一些不同类型的材料可以焊接在一起。

在预张紧期间可能发生的另一个副作用被称为低阻力条件。这可以在安全带织带的相对较大部分响应于致动预张紧器而被卷轴卷起或卷绕时发生。例如，如果安全带有额外的松弛部分，此类松弛部分将被卷起并以较低的阻力卷绕，因为在松弛部分被卷起之前其不会作用在乘员身上。在低阻力条件下，驱动元件的背压降低。降低的背压可导致密封元件响应于背压周向地压靠管的内壁表面膨胀的能力下降。这可以发生在任何类型的活塞或密封上，所述活塞或密封被构造成响应于背压而周向膨胀作为其密封过程的一部分。

参考图4、图11和图14至图17，为了解决预张紧器系统44的低阻力条件的副作用，在示例性实施方案中，管52包括在管52内靠近管52的端部延伸的突起部120，以在预张紧器杆53离开的位置形成收缩部分130，从而在不同的位置减小管52的横截面积。也就是说，收缩部分130的开口直径、宽度或尺寸小于管52部分诸如管52的位于收缩部分130上游的部分的相邻部分的直径、宽度或尺寸。

如将在下面进一步详细讨论的，凹部210沿着致动方向或路径A与突起部120对齐，使得在致动和/或预张紧期间，预张紧器杆53的凹陷部分208不被突起部120阻挡。此外，收缩部分130的尺寸被设计成使得存在足够的空间使至少预张紧器杆53的凹陷部分208可以行进通过收缩部分130，但是止动件55和密封构件102将被阻止行进通过收缩部分130。当止动件55和密封构件102被阻止前进通过收缩部分130时，收缩部分130提供额外的背压。因此，密封构件102将响应于该背压而周向或径向地膨胀，从而在低阻力条件下提供改进的密封。这种改进的密封将防止或限制气体在低阻力条件下从管中逸出的可能性。

限定收缩部分130的突起部120能够以各种方式形成并且具有各种形状，同时提供上述功能。在一种方法中，如图14所示，突起部120呈管52中的卷曲或凸起132的形式，使得管52的侧壁保持基本相同的厚度。凸起132与管至少在收缩部分130的区域中一体地形成为整体结构。换句话说，凸起132不是附接到管52的单独部件或材料。凸起132突出到管52中，并且在管52的外表面上具有对应的凹陷134(例如，面向溢流腔100)。凸起132在管52内具有凸形形状，并且凹陷134具有面向溢流腔100的对应凹形形状。

在另一种方法中，如图15所示，突起部120可以是与管52成一体的厚度增加部分138的形式。这类似于凸起132，但在管52的外表面上没有对应的凹陷。

在另一种方法中，如图16所示，突起部120呈附接在管52的管52内的单独部件或月牙形136。月牙形136a、136b或136c可以通过焊接、粘合剂、机械紧固件等附接。

在另一种方法中，如图17所示，突起部120可以是板140的形式，所述板穿过形成在管52的侧壁中的开口142插入。板140可移除地插入开口142并且通过已知固定机构固定到管52上。在另一种方法中，板140可以在插入开口142之后牢固地固定。如果需要，板140的使用允许容易地选择和安装不同的形状、尺寸和材料。

在上述方法中，具有与其对准的预张紧器杆53的凹陷部210的突起部120可以沿着管52的内侧部分设置，如图4所示，或者另选地，可以沿着图12所示管52的外侧部分设置。有利地，在示例性实施方案中，突起部120在管52的内侧部分上的布置有助于预张紧器杆53在行进期间滑过管52的外侧部分。随着预张紧器杆53行进穿过管52，预张紧器杆的离心力将趋向于迫使预张紧器杆53朝向管52的外侧部分移动，因此将突起部120定位在内侧部分上有助于减小收缩部分130增加到预张紧器杆53的阻力的可能性。另选地并且有利地，在示例性实施方案中，突起部120在管52的外侧部分上的布置有利于在致动期间链轮56接合预张紧器杆53的完全或实心侧(例如，链轮56接合预张紧器杆53的相对凹陷部210的一侧)，从而便于将预张紧器杆53与链轮56锁定，以防止或减少预张紧器杆53在与致动方向或路径A相反的方向上的任何平移。

如上所述，预张紧器杆53在其近端部分202处具有非凹陷部分206，其中非凹陷部分206具有比凹陷部分208更大的直径或横截面尺寸。在一种方法中，非凹陷部分206具有大于管52在收缩部分130处的宽度或横截面尺寸的直径或横截面尺寸。因此，通过将非凹陷部分206设置在收缩部分130的上游，收缩部分130将防止非凹陷部分206通过。

在另一种方法中，非凹陷部分206可以小于管52在收缩部分130处的宽度或横截面尺寸。在非凹陷部分206小到足以通过收缩部分130的情况下，其可以越过收缩部分130。

图18提供了根据另一个示例性实施方案的预张紧器系统144的剖视图。图18中所示的预张紧器系统144类似地构造成并且如上文关于图4所示的预张紧器系统44所描述的那样操作，其包括外壳54、气体发生器36、链轮56和引导部分90，但是例外之处在于预张紧器管152在管152的外侧部分上具有突起部120以与设置在管152内的预张紧器杆153进行交互。如在下面将进一步详细讨论的，预张紧器杆153(例如，可塑性变形的聚合物杆)具有细长形状并且在管152内是柔性的，并且类似地构造成并且如上文关于图4至图6所示预张紧器杆53描述的那样操作，但是例外之处在于预张紧器杆153包括凹陷区段250，以进一步促进在朝向链轮56平移期间预张紧器杆153通过管152弯曲。

特别地并且参考图19至图21D，当在插入其中之前设置在预张紧器管152的外部时，预张紧器杆153具有大致笔直的形状，并且当插入管152中时，其将根据管152的弯曲形状弯曲和挠曲。如图所示，预张紧器杆153具有一种形式的大致圆形横截面。在另一种方法中，预张紧器杆153可以具有非圆形横截面，诸如大致矩形的横截面、大致三角形的横截面，或者允许预张紧器杆153插入预张紧器管152并且在插入时适应预张紧器管152的弯曲形状的其他多边形横截面。出于讨论的目的，预张紧器杆153将被讨论为具有大致圆形的横截面。

如图所示和以上所述，当设置在预张紧器管152的外部时，预张紧器杆153具有大致笔直的形状，并且在纵向方向200上从其近端部分202延伸到其远端部分204。当预张紧器杆153安装在预张紧器系统144内时，近端部分202朝向气体发生器36设置。在示例性实施方案中，预张紧器管152具有沿其长度变化的横截面，以限定非凹陷部分206和限定凹部210的凹陷部分208，如上文关于图5至图6中所示的预张紧器杆53所讨论的。

在凹陷部分208的相对侧上是凹陷区段250，所述凹陷区段限定了凹部252并且沿纵向方向200延伸。在示例性实施方案中，预张紧器管152的横截面沿其长度变化，以在远端部分204处限定非凹陷区段254，并且凹陷区段250从非凹陷区段254延伸到近端部分202的最近侧端部以限定凹部252。这样，凹陷区段250沿着预张紧器杆153的总长度的大部分延伸。在示例性实施方案中，已经发现，通过不使凹部252延伸穿过远端部分204，远端部分204具有相对更大或更完整的横截面区域，用于在平移期间接合链轮56，从而减少预张紧器杆153的剥离(其可在首次与链轮56接触时发生)，从而提高预张紧器系统144的性能。此外，已经发现，通过不使凹部/凹槽210延伸穿过近端部分202，近端部分202具有相对更大或更完整的横截面积，以使止动件55接触以减少气体发生器36的致动期间预张紧器杆153上的初始压缩量，从而提高预张紧器系统144的性能。

在示例性实施方案中，凹陷区段250的尺寸设计成使得垂直于凹陷区段250限定的预张紧器杆153的厚度(由双头箭头256表示)小于由垂直于该厚度限定的预张紧杆的宽度(由双头箭头258表示)，从而便于在平移到链轮56期间预张紧器杆153穿过预张紧器管152进行弯曲。在不受理论限制的情况下，据信凹陷区段250有助于减小预张紧器杆153的厚度256上的截面模数，以允许预张紧器杆153在其厚度256上更容易弯曲。此外，据信截面模量的这种减小有助于防止预张紧器杆153的扭曲并且随着杆153在平移期间前进穿过预张紧器管152时减小摩擦，从而提高预张紧器系统144的性能。此外，由于其减小的横截面积，凹陷区段250有助于在装配期间将预张紧器杆153插入预张紧器系统144中。在示例性实施方案中，非凹陷区段254具有从约15mm至约25mm诸如约20mm的长度L10；凹陷区段250具有从约60mm至约145mm的长度L20；预张紧器杆153的厚度256例如在近端部分202处为约2.5mm至约7mm；并且预张紧器杆153的宽度258例如在近端部分202处为约4mm至约8mm。

在示例性实施方案中，当预张紧器杆153设置在预张紧器管152的外部时，凹陷区段250具有限定凹部252的基本平坦的平坦表面。在另一个示例中，凹陷区段250具有限定凹部252的凹陷的直纹曲面。也可以使用凹槽252的非限制性替代形式。

在示例性实施方案中，预张紧器杆153可在其远端部分204处包括倒角260。倒角260可以有利地定位在与凹槽210相同的一侧，以帮助减小使预张紧器杆153前进通过突起部120所需的力，从而最小化或防止预张紧器杆153被突起部120阻挡。或者，倒角260可以位于与凹槽210相对的一侧，如图5至图6所示。

在示例性实施方案中，预张紧器杆153还包括从近端部分202向近侧延伸的正特征结构216，例如，小块或柱。止动件55被构造成接纳正特征结构216以将止动件55联接到预张紧器杆153的近端部分202，如上面关于图5至图6中所示的预张紧器杆53所讨论的。

如本领域技术人员将容易理解的，以上描述旨在作为本发明原理的具体实施的说明。本说明书并非旨在限定本发明的范围或应用，在不脱离所附权利书限定的本发明的实质的情况下，可对本发明进行修改、变化和改变。

Claims (19)

1.一种用于乘用车辆的安全带预张紧牵引器组件，所述安全带预张紧牵引器组件包括：

外壳，所述外壳适于安装到车辆结构并具有内腔；

管，所述管具有弧形和弯曲形状，所述管具有用于与气体发生器流体连通的第一端部和与所述外壳的所述内腔流体连通的第二端部；

链轮，所述链轮能够旋转地安装到所述外壳并且牢固地联接到主轴，所述主轴适于在预张紧期间卷取安全带织带，其中所述链轮具有多个叶片；

驱动元件，所述驱动元件包括能够塑性变形的聚合物杆，所述聚合物杆被构造成在纵向方向上延伸并且具有凹陷部分，所述凹陷部分限定了大致在所述纵向方向上延伸的凹部，其中所述能够塑性变形的聚合物杆设置在所述管内，并且能够响应于所述气体发生器的致动穿过所述管沿第一方向朝所述链轮平移；

止动件，所述止动件联接到所述能够塑性变形的聚合物杆的端部；和

密封构件，所述密封构件设置在所述气体发生器和所述止动件之间，其中所述管包括在所述管内邻近出口延伸的突起部，以限定收缩部分，所述收缩部分具有小于所述管的相邻部分的内部尺寸的开口尺寸，并且其中所述凹部在所述第一方向上与所述突起部对齐，并且所述收缩部分的尺寸被设计成允许所述能够塑性变形的聚合物杆的所述凹陷部分从中穿过，同时防止所述止动件从中穿过。

2.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述凹部呈由所述凹陷部分限定的凹槽的形式。

3.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述凹陷部分具有限定所述凹部的凹陷的直纹曲面。

4.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述能够塑性变形的聚合物杆具有朝向所述气体发生器设置的近端部分以及与所述近端部分相对的远端部分，并且其中所述止动件联接到所述近端部分，并且所述凹陷部分从所述近端部分向远侧延伸到所述远端部分并包括所述远端部分。

5.根据权利要求4所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述近端部分包括非凹陷部分，所述非凹陷部分具有大于所述凹陷部分的直径、横截面尺寸和/或周长。

6.根据权利要求5所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述止动件邻接所述非凹陷部分，并且具有与所述非凹陷部分的周边基本匹配的外周边。

7.根据权利要求4所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述能够塑性变形的聚合物杆和所述止动件通过正特征结构牢固地联接在一起，所述正特征结构沿着由负特征结构接纳的所述纵向方向延伸。

8.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述能够塑性变形的聚合物杆具有凹陷区段，所述凹陷区段在与所述凹陷部分相对的一侧上的所述纵向方向上延伸。

9.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部与所述管一体地形成。

10.根据权利要求9所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部在所述管的侧壁中呈突出部的形式。

11.根据权利要求9所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部在所述管的侧壁中呈卷曲的形式。

12.根据权利要求9所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述收缩部分和所述管的所述相邻部分形成整体结构。

13.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部呈独立的突起构件的形式，所述突起构件牢固地安装到所述管的侧壁。

14.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部包括通过限定在所述管的侧壁中的孔插入的板。

15.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部和所述凹部沿着所述管的内侧部分定位。

16.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述突起部和所述凹部沿着所述管的外侧部分定位。

17.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述止动件是大致匹配所述管的内圆周形状的圆周形状。

18.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中在所述气体发生器的所述致动期间，所述密封构件响应于来自所述收缩部分的背压而周向地向外膨胀。

19.根据权利要求1所述的安全带预张紧牵引器组件，其中所述外壳具有引导部分，并且其中在所述能够塑性变形的聚合物杆已与所述链轮接合之后，锁定所述能够塑性变形的聚合物杆沿与所述第一方向相反的第二方向的平移以提供预张紧，并且/或者由于所述能够塑性变形的聚合物杆和所述引导部分之间的焊接，锁定所述能够塑性变形的聚合物杆在预张紧期间沿与所述第一方向相反的所述第二方向的平移。

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