CN109863067A - 安全带收紧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于安全带系统的安全带收紧器(10)，该安全带收紧器包括：具有敞开的出口端的收紧器管(20)和力传递元件(22)，该力传递元件在收紧器管(20)中引导并且该力传递元件经由该敞开的出口端离开收紧器管(20)；气体发生器(18)，该气体发生器提供用于将力传递元件(22)在收紧器管(20)中移动的压缩气体；以及被从收紧器管(20)中出来的力传递元件(22)置于旋转中的驱动轮(16)。设置包围驱动轮(16)的引导构件(24)，一旦力传递元件离开收紧器管(20)，力传递元件(22)就进入该引导构件中。在引导构件(24)上设置消减能量的结构(50)，当力传递元件已至少基本上完全离开收紧器管(20)时，力传递元件(22)与该消减能量的结构接触。

Description

安全带收紧器
技术领域
本发明涉及一种烟火式驱动的用于安全带系统的安全带收紧器。
背景技术
安全带收紧器用于，在车辆乘员开始前移并且可能开始使用力限制装置之前，在约束情况下减小对车辆乘员的约束起到负面作用的一定影响。这些影响包括所谓的胶卷效应(松动地卷绕到安全带卷轴上的带)和安全带松弛(松动地贴靠在车辆乘员上的带)。安全带收紧器在最短的时间内减小安全带松弛和胶卷效应，其方式为：安全带收紧器例如将带缠绕到安全带卷收器的安全带卷轴上并且因此将带收紧。车辆乘员因此可以在早期参与车辆减速。此外，用于随后使用力限制装置的条件得以改善。
通常，如今烟火式驱动的安全带收紧器用于能够在足够短的时间内提供安全带收紧所需的大的力。
在安全带收紧器的一种已知的构造中，设有力传递元件，在安全带收紧器被激活时力传递元件通过由气体发生器产生的气体压力而在收紧器管中移动。力传递元件与安全带卷轴配合作用并且将安全带卷轴置于旋转中，以便收紧安全带。
发明内容
本发明的目的在于，在上面提到类型的安全带收紧器中，尤其在力传递元件驱动安全带卷轴之后，控制力传递元件的运动。
所述目的利用权利要求1的特征来实现。按照本发明，用于安全系统的安全带收紧器包括具有敞开的出口端的收紧器管和力传递元件，该力传递元件在收紧器管中引导并且该力传递元件经由敞开的出口端离开收紧器管。此外，气体发生器是该安全带收紧器的一部分，该气体发生器提供用于使力传递元件在收紧器管中移动的压缩气体，并且该安全带收紧器具有被从收紧器管中出来的力传递元件置于旋转中的驱动轮。一旦力传递元件离开收紧器管，力传递元件就进入包围驱动轮的引导构件中，其中，在引导构件上设有消减能量的结构，当力传递元件已至少基本上完全离开收紧器管时，力传递元件与消减能量的结构接触。
力传递元件优选直接在离开收紧器管之后在预定的接合区域中与驱动轮相互作用，以便将尽可能高的动能传递到安全带卷轴上。在力传递元件与驱动轮相互作用并且将其运动能的一部分输出到驱动轮上之后，消减能量的结构以限定的可复制的方式减小力传递元件的动能。消减能量的结构因此确保，力传递元件在离开收紧器管之后在固定预定的区域中运动并且尤其是不再重新与驱动轮接合，以便在安全带收紧之后的力限制的力水平是清楚限定的。
有利地，消减能量的结构停止力传递元件，其中，力传递元件优选被完全置于静止。这例如在驱动轮的圆周的如下区域内发生，在该范围内力传递元件不能与接合区域和驱动轮接触。
为了在与力传递元件接触之前在接合区域之外保护驱动轮，引导构件按照一种优选实施方式具有在驱动轮的圆周的大部分上、尤其大约在200°至270°的角度上延伸的径向内部的圆周壁，该圆周壁包围驱动轮并且阻止力传递元件与驱动轮的接触。
引导构件在此可以具有用于力传递元件的引导槽，该引导槽通过内部的圆周壁以及通过两个从圆周壁的轴向端部径向向外延伸的引导构件区段形成。
在包括大约90至160°角度的接合区域中，径向内部的圆周壁优选被去除，以便从收紧器管中出来的力传递元件能与驱动轮相互作用并且能驱动该驱动轮。
力传递元件可以一件式构成或者由多个单独的部件、例如一排球体构成，这些球体可选地也可以互相耦联。安全带收紧器的工作原理以及形锁合地耦联到停止元件上的中间元件的优点在所有情况下相同。
在使用一件式的力传递元件时，该力传递元件例如可以是细长的、柔性的能弹性和/或塑性变形的塑料构件。
在该情况下，在一种优选实施方式中，力传递元件在后端部的区域中具有变窄部段，其具有相对于前部段减小的直径，其中，当变窄部段经过驱动轮时，与驱动轮的相互作用是减小的。后端部是力传递元件的沿运动方向处于后面的端部。因此，变窄部段在安全带收紧过程后期才到达驱动轮的接合区域中。因为与驱动轮的相互作用在该时刻减小，所以力传递元件的动能保持较高，并且力传递元件完全从收紧器管中运动出来。以此确保，将驱动轮和因此安全带卷轴为后续的力限制而释放。
变窄部段可以位于力传递元件的一个实际的端部部段前方。所述端部部段优选经由额定断裂部位分成多个、尤其是两个或四个部件，它们最迟在离开收紧器管时从力传递元件的其余部分分离。此外该特征在此有助于确保，力传递元件完全离开收紧器管并且在安全带收紧结束之后如此程度地尽可能减小力传递元件与驱动轮的相互作用，以便能实现用于随后的力限制的限定的力水平。
消减能量的结构优选沿力传递元件的运动方向尽可能远地远离收紧器管的敞开的出口端设置，以便在力传递元件在其前端部上被消减能量的结构停止之前，细长的力传递元件能够完全从收紧器管中出来。
沿驱动轮旋转方向观察(相应于力传递元件运动方向)，消减能量的结构例如能够以大约235°至345°的角度远离收紧器管的敞开的出口端设置。这大致相应于力传递元件的正常运动路径的终点，在该终点中力传递元件已完全经过接合区域。
径向内部的壁沿驱动轮旋转方向观察可以在消减能量的结构处终止，而该径向内部的壁优选直接在接合区段之后开始。
优选地，接合区段从收紧器管的敞开的出口端出发不仅沿驱动轮旋转方向延伸，而且以一定段(例如约30至60°的角度)逆着驱动轮旋转方向延伸。这获得如下可能性：在力限制开始时(在力限制时安全带卷轴和因此驱动轮逆着在安全带收紧时的旋转方向旋转)，力传递元件的可能的仍与驱动轮接合的其余部分通过沿反方向的旋转而从该驱动轮上移除，不会在此与径向内部的圆周壁和/或消减能量的结构妨碍地接触。
消减能量的结构例如可以构成在引导构件的径向外部的圆周壁上，径向外部的圆周壁仅在引导构件的外圆周的一小部分上、尤其在大约10至45°的角度上延伸。所述径向外部的圆周壁优选仅包括消减能量的结构。所述圆周壁在此也阻止力传递元件径向向外偏离。此外，该圆周壁提高了力传递元件和引导构件之间的摩擦，这同样有助于消减能量。
优选地，消减能量的结构包括至少一个用于与力传递元件接合的切割边。当力传递元件运动到消减能量的结构上时，切割边刻入力传递元件中，并且因此可以同时消减动能，并且将力传递元件固定在消减能量的结构上。
消减能量的结构例如可以包括两个呈V形设置的切割边，其中，该V形逆着力传递元件的运动方向敞开。力传递元件的前端部因此被推移到消减能量的结构中，并且可靠防止进一步运动成超过消减能量的结构而与驱动轮再次接触。
消减能量的结构也可以包括接片，该接片平行于驱动轮的轴线延伸并且该接片尤其是将两个切割边连接。该接片于是优选是径向外部的圆周壁的一部分。
接合区段的沿旋转方向位于后面的部分优选直接紧邻地在消减能量的结构之后开始。通过这种方式，力传递元件获得尽可能长的运动路径，这在一件式的力传递元件中可实现：为力传递元件设置结构上最大可能的长度。
引导构件可以沿着外圆周在部分区段上敞开，优选除了例如径向外部的圆周壁之外。通过该设计，力传递元件的被分离的部件可以离开引导构件。这些部件在安全带卷收器框架中远离驱动轮地被收集并且因此释放围绕驱动轮的空间。
附图说明
接下来借助实施例参照附图进一步描述本发明。附图示出：
图1示出集成到安全带卷收器中的按照本发明的安全带收紧器的示意性透视图；
图2示出图1中的按照本发明的安全带卷收器的引导构件的透视图；
图3示出图1中的安全带卷收器和安全带收紧器的各构件的在力传递元件离开收紧器管之前的示意图；
图4至6示出图3中的组件的在引导构件离开收紧器管之前、期间或之后的示意性透视图；
图7示出图3中的组件的在引导构件离开收紧器管之后的示意性透视图；并且
图8示出按照本发明的安全带收紧器的力传递元件的示意性透视图。
具体实施方式
附图示出安全带卷收器的主要部件，包括集成于安全带卷收器中的烟火式驱动的安全带收紧器10。在安全带卷收器的卷收器框架12中可转动地支承安全带卷轴14，带能卷绕到安全带卷轴上并且带能从安全带卷轴上拉出(在此未示出)。在安全带卷轴14的一个轴端部上(在图1中在左侧端部上)设置驱动轮16(在图1中用虚线表示)，该驱动轮与安全带卷轴14的轴同中心设置并且该驱动轮在图1中被安全带收紧器10的盖17遮盖。驱动轮16具有外啮合部并且用于将安全带卷轴14经由安全带收紧器10置于旋转中。
安全带收紧器10具有气体发生器18，其设置在收紧器管20的一个端部上，从而产生的压缩气体能够流入收紧器管20中。力传递元件22可移动地设置在收紧器管20中(也见图8)，力传递元件原则上通过由气体发生器18产生的气体加速，力传递元件通过收紧器管20的敞开的出口端离开收紧器管20，并且力传递元件在接合区域26中与驱动轮16相互作用，从而驱动轮16通过力传递元件22的从旁边挤压而被置于旋转中。在接合区域26中，驱动轮16的外啮合部对于从收紧器管20中出来的力传递元件22而言可够到。
接合区域26直接位于收紧器管20的敞开的出口端上，从而力传递元件22以尽可能高的动能碰撞到驱动轮16上(见图5)。
安全带收紧器10此外具有在此未进一步示出的力限制装置。
力传递元件22的运动方向B首先通过收紧器管20的形状并且随后大部分通过后续详细讨论的引导构件24预定，该引导构件设置在安全带收紧器10的盖17的下方。收紧器管20沿多个空间方向局部强烈弯曲，从而力传递元件22的运动方向是非直线的。
力传递元件22具有沿运动方向观察位于前部的端部28以及位于后部的端部30。
图8示出力传递元件22的一种可能的构成方式。
力传递元件22在此是一件式的细长的构件，其完全由塑料材料制成并且如此柔性，使得其能依循收紧器管20的弯曲，并且优选能如此程度地塑形变形，使得驱动轮16能压入力传递元件22中并且因此提供一种作用结构，在力传递元件22被推动经过驱动轮16期间，该作用结构有助于在力传递元件22和驱动轮16之间建立良好的力传递。
在该示例中，力传递元件22分成多个部段。前部段32从前端部28延伸至变窄部段34的开始处，变窄部段相对于前部段32具有减小的直径。
前部段32可再次通过一个或多个收缩部36被分开，在所述收缩部中直径在一小段上减小。
端部部段38连接到变窄部段34上，该端部部段在此具有的直径大于前部段32的直径，其中，但是该直径始终还如此选择，使得力传递元件22可以在没有大的摩擦损失的情况下在收紧器管20中滑动。
端部部段38通过平行于运动方向的收缩部36分成四个区段。在这些收缩部中，端部部段38的材料也可以被完全分离。
所有收缩部36形成额定断裂部位，力传递元件22在经过驱动轮16之后可以在所述额定断裂部位上分裂开。这在端部部段38中有收缩部36的情况下也可以在离开收紧器管20时已经发生，其中，端部部段38不必必须有助于向驱动轮16上的力传递。
通过将细长的力传递元件22分成较短的各部段，在力传递元件的各单个区段已经过驱动轮之后，力传递元件22的各个区段可以更容易地远离驱动轮16运动，并且在卷收器框架12的远离驱动轮16的区域中聚集，在该区域中力传递元件的各个区段在安全带收紧之后进行力限制时不妨碍驱动轮16的转动。
变窄部段34有助于使力传递元件22完全从驱动轮16旁边运动经过。因为该部段在后端部30附近设置，所以该部段在安全带收紧过程后期当力传递元件22的大部分已经离开收紧器管20时才到达驱动轮16。通过直径减小，在力传递元件22和驱动轮16之间作用的力与在前部段32的区域中相比较小，从而力传递元件22的运动能较不剧烈地减小。因此确保，力传递元件22在按规定使用时进一步沿运动方向从驱动轮16旁边运动经过并且因此在力限制开始之前已经远离驱动轮并且释放驱动轮。
引导构件24包围驱动轮16并且在盖17下方设置。引导构件24单独在图2中示出。在该示例中，引导构件24是能一件式制成的塑料构件，该塑料构件以中心凹部安置到驱动轮16上，使得驱动轮能够在该塑料构件中转动。引导构件24与卷收器框架12固定连接并且不与驱动轮16或安全带卷轴14一起转动。
图3示出图1中的组件但没有盖17，从而可见引导构件24。
引导构件24具有在同中心地围绕驱动轮16设置的、径向内部的圆周壁42，该圆周壁在该示例中在驱动轮16的圆周的大部分上完全封闭地延伸。径向内部的圆周壁42在此仅使接合区域26敞开(在图2中在引导构件24的后侧上，未示出)。
径向内部的圆周壁42尤其是可以在大约200°至270°的角范围上延伸。因此，在径向内部的圆周壁42中的开口保持为大约90至160°，在该开口中露出驱动轮16的外啮合部并且因此从外部可够到该外啮合部。
径向内部的圆周壁42连同引导构件24的两个从圆周壁42的轴向端部径向向外突出的并且封闭的环绕区段46、48也限定引导槽44。引导槽44在此有助于将力传递元件22保持在驱动轮16的平面中。
此外，在引导构件24上设有消减能量的结构50。当力传递元件与消减能量的结构50接触时，该消减能量的结构用于消减力传递元件22的动能并且使力传递元件进入静止状态。
对此，消减能量的结构在该示例中具有两个切割边52，它们分别倾斜延伸，从而它们形成逆着力传递元件22运动方向敞开的V(见图2中的箭头)。沿运动方向B观察，两个切割边52通过接片54连接，该接片平行于驱动轮16的轴线延伸并且连同径向内部的圆周壁42和上面和下面的径向伸出的区段46、48形成通道，力传递元件22的前端部28进入该通道中。
力传递元件22的运动方向B与驱动轮16在安全带收紧期间的旋转方向重合。
整个消减能量的结构50在此形成径向外部的圆周壁56，然而该圆周壁仅在非常小的角范围上延伸。例如径向外部的圆周壁56沿着引导构件24的外圆周占据大约10至45°的角度，其中，切割边52被考虑在内。
除了径向外部的圆周壁56之外，引导构件24在此在其外圆周上基本上敞开，尤其是在如下区域中，在该区域中力传递元件22从收紧器管20的敞开的出口端朝向消减能量的结构50运动。
消减能量的结构50为了力传递元件22的尽可能长的运动路径在该示例中以大约235°至345°的角度远离收紧器的敞开的出口端设置。
接合区域26也逆着力传递元件22的运动方向B从收紧器管20的敞开的出口端在一定的角度区段上延伸，在该角度区段中驱动轮16的外啮合部向外露出，这是因为径向内部的圆周壁42在该角度区域中中断。
在激活安全带收紧器10时，气体发生器18点火，并且力传递元件22(其在该时刻还完全容纳在收紧器管20中)被加速。随着高的动能，力传递元件22在收紧器管的敞开的出口端上离开收紧器管并且在接合区域26中上碰撞到驱动轮16的外啮合部上。在此，力传递元件22的一部分动能传递到驱动轮16上并且因此到安全带卷轴14上，从而驱动轮16连同安全带卷轴14一起被置于旋转中。
因为力传递元件22的其余部分沿运动方向B从后面推动，所以力传递元件22的前端部28进一步沿着引导构件24的引导槽44远离接合区域26运动。该情况在图5中示出，而图4示出安全带收紧开始之前的情形。
一旦力传递元件22的前端部28到达消减能量的结构50，切割边52就刻入力传递元件22的可变性材料中并且因此消减其动能。
此外，接片54(其在该区域中径向向外界定引导槽44)在此也有助于消减力传递元件22的动能并且使其变慢继而进入静止状态。力传递元件22的前端部28移动到在径向内部的圆周壁42和径向外部的圆周壁56或接片54之间的间隙中，这导致增大的摩擦并且因此导致动能的消减。
力传递元件22(在其前端部28刚接触消减能量的结构50之后不久)完全静止。该情况在图6和7中示出。
在该示例中，径向内部的圆周壁42直接结束于径向外部的圆周壁56的沿运动方向B的前端部之后。然而力传递元件22通过消减能量的结构50进入静止状态并保持在静止状态中。
力传递元件22的端部部段38(其在此通过两个收缩部26被分开)在该示例中最迟在经过驱动轮16时分解为四个单独部件38'。这些单独部件38'不总是经过驱动轮16，而是当力传递元件22静止时可以逗留在接合区域26中。这在图7中示出。然而一旦开始力限制(在力限制时驱动轮16逆着运动方向B转动)，所述单独部件38'就从接合区域26中被推出。连同力传递元件22的其它可能断裂部位(它们在收缩部36处被分离)，这些部件在卷收器框架12的远离驱动轮16的区域中聚集，在那里它们不能再次与驱动轮16接触。
消减能量的结构50如此程度地沿运动方向B远离收紧器管20的敞开的出口端，使得力传递元件完全离开收紧器管20。在此可以的是，端部部段38已经分裂成其单独部件38'。
安全带收紧器10在此结合细长的柔性力传递元件22进行描述，但可能有问题的是，将按照本发明的设计转用到如下安全带收紧器上，其具有其它的力传递元件，例如一排单个的球体或者一排单个的互相连接的力传递元件。同样也可以考虑的是，安全带收紧器不设置在安全带卷收器上，而是将安全带收紧器实现为安全带锁收紧器或终端配件收紧器。

Claims (10)

1.一种用于安全带系统的安全带收紧器(10)，该安全带收紧器包括：具有敞开的出口端的收紧器管(20)和力传递元件(22)，该力传递元件在收紧器管(20)中引导并且该力传递元件经由该敞开的出口端离开收紧器管(20)；气体发生器(18)，该气体发生器提供用于将力传递元件(22)在收紧器管(20)中移动的压缩气体；以及被从收紧器管(20)中出来的力传递元件(22)置于旋转中的驱动轮(16)，其中，设置包围驱动轮(16)的引导构件(24)，一旦力传递元件离开收紧器管(20)，力传递元件(22)就进入该引导构件中，并且在引导构件(24)上设置消减能量的结构(50)，当力传递元件已至少基本上完全离开收紧器管(20)时，力传递元件(22)与该消减能量的结构接触。
2.按照权利要求1所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)停止力传递元件(22)。
3.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，引导构件(24)具有在驱动轮(16)的圆周的大部分上、尤其约145°的角度上延伸的径向内部的圆周壁(42)，该圆周壁包围驱动轮(16)。
4.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，力传递元件(22)是细长的、柔性的能弹性和/或塑性变形的塑料构件。
5.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)沿驱动轮的旋转方向(B)观察以约245°至280°的角度远离收紧器管(20)的敞开的出口端设置。
6.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)构成在引导构件(24)的径向外部的圆周壁(56)上，该径向外部的圆周壁仅在引导构件(24)的外圆周的一小部分上、尤其是约24°的角度上延伸。
7.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)包括至少一个用于与力传递元件(22)接合的切割边(52)。
8.按照权利要求7所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)包括两个呈V形设置的切割边(52)，其中，该V形逆着力传递元件(22)的运动方向(B)敞开。
9.按照权利要求7或8所述的安全带收紧器，其特征在于，消减能量的结构(50)包括接片(54)，该接片平行于驱动轮(16)的轴线延伸并且尤其是该接片将这两个切割边(52)连接。
10.按照上述权利要求中任一项所述的安全带收紧器，其特征在于，引导构件(24)沿着其外圆周在部分区段上是敞开的。
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