CN110198870A - 力限制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安全带的力限制器(10)，包括配件(14)、拉力传递装置(36)和变形元件(12)，所述变形元件直接邻接于配件(14)，并且所述配件(14、114)具有用于拉力传递装置(36、136)的、偏转辊形式的偏转装置(20、120)。

Description

力限制器

技术领域

本发明涉及一种用于安全带的力限制器。

背景技术

力限制器的任务是在车辆碰撞时在车辆乘员向前移动期间减小安全带系统中的负荷峰值。特别有效的是将这种力限制器与带张紧器组合使用，该带张紧器在车辆乘员开始向前移动之前消除带松弛。这种带张紧器例如在DE 201 02 758 U1中示出。

这种带张紧器的缺点在于通过对于带收紧功能、如烟火驱动所需的许多附加构件产生的高成本。此外，需要相对大的结构空间来安装这些构件并确保带张紧器的可靠功能。

发明内容

本发明的任务在于提供一种力限制器，其可低成本地制造并且是紧凑的。

为了解决所述任务，提出一种用于安全带的力限制器，包括配件、拉力传递装置和变形元件，所述变形元件直接邻接于配件，并且所述配件具有用于拉力传递装置的、以偏转辊形式的偏转装置。在此力限制器尤其是不具有带张紧装置。通过省却带张紧装置，变形元件可直接设置在配件旁，由此可实现力限制器的非常紧凑的结构。在本发明意义中，术语“直接邻接”理解为在变形元件和配件之间未设置复杂的构件或组件。但可在变形元件和配件之间设置小的连接元件、如垫圈、弹簧元件或阻尼元件，但没有较大和/或较复杂的构件或组件、尤其是没有复杂的带张紧装置。此外，通过省却带张紧装置可显著降低制造成本。

变形元件优选直接固定在配件上。以这种方式确保力限制器的功能性。此外，由此获得在物流和制造方面的优点，因为力限制器以少数几个单个部件制造并且变形元件不会丢失。

变形元件可具有连接元件，变形元件借助该连接元件固定在配件上，由此可更有利、尤其是更简单和/或更稳定地设计变形元件和配件的连接。

根据一种优选实施方式，变形元件包括变形管和挤压部件，所述挤压部件与拉力传递装置连接并且可在变形管的塑性变形的情况下侵入变形管中。以这种方式通过拉力传递装置传递的动能可转换成使变形管变形的能量，由此可吸收安全带系统中的负荷峰值。

根据另一种优选实施方式，变形管包括具有扩宽部的第一端部和包括第二端部，变形管以第二端部与配件连接，在变形管的未变形状态中挤压部件作用在扩宽部上。由此挤压部件可靠地支承在变形管上并且可基于扩宽部定向地侵入变形管中。因此确保变形管在使用情况下以预期的方式变形。尤其是由此防止挤压部件以影响力限制器功能的方式卡在变形管的第二端部上。

拉力传递装置可延伸穿过变形管，由此可以简单的方式使整个变形管用于变形。此外，由此简化了组装，因为如果拉力传递装置已经设置在变形管中，则挤压部件可更容易地安装到拉力传递装置的端部上。

有利的是，变形管是由铝材制成的无缝压制管。当变形管构造为腔压制(kammergepresst)且随后拉制的管时，以特别有利的方式避免了变形管基于在超出预期变形的力限制期间的大的力和高的动态而损坏。

拉力传递装置可以是拉索，拉索基于其特性如柔性、撕裂强度和重量特别适合用作拉力传递装置。

配件包括用于拉力传递装置的偏转装置。这具有可偏转力方向的优点，由此变形元件可设置在不同方向上，而不会由此影响力限制器的功能。同时以偏转辊形式的偏转装置确保一致或均匀的力变化曲线。特别有利的是，偏转辊滑动支承。

此外，当变形管在内侧设有滑动涂层时，可以有利的方式实现力限制的均匀分布。

在一种有利实施方式中，力限制器具有带传递装置，变形管同轴于该带传递装置设置。在本发明意义中这尤其是指一种布置，在其中带传递装置固定在拉力传递装置的一个区段上并且变形管同轴于拉力传递装置的该区段设置。因此，变形管尤其是在相应于安全带受负荷时在带传递装置上的力方向的方向上定向。

在另一种有利实施方式中，力限制器具有带传递装置，变形管以30°和120°之间、优选以90°的角度α相对于带传递装置设置。由此，变形管的轴向轴线在尤其是以角度α偏离于在安全带受负荷时在带传递装置上的力方向的方向上定向。以这种方式力限制器的设计可适应不同的安装空间并且力限制器可更紧凑地设计。

有利的是，拉力传递装置是拉索并且形成圈环，带传递装置固定在该圈环上。以这种方式可减小力限制器所需的安装空间，因为带传递装置例如可直接挂入圈环中。在此，带传递装置的用于将带传递装置固定在圈环上的固定区段可设计得比在固定区段必须要确保可靠地固定在拉力传递装置的一个绳端部上时明显更紧凑。

优选拉力传递装置的第一绳端部和第二绳端部直接固定在挤压部件上。在此，拉力传递装置尤其是作为双绳索延伸穿过变形管并且在偏转装置之后形成圈环，该圈环设置用于固定带传递装置。通过将两个绳端部都锚固于挤压部件中，在使用情况下负荷分布在两个绳区段上，所述绳区段将圈环与挤压部件连接。由此拉索可设计得更细并且可能设置的偏转装置可设计得更小，由此力限制器需要更少的结构空间。

附图说明

其它优点和特征由下述结合附图的说明给出。附图如下：

图1以透视图示出根据本发明的力限制器；

图2以剖视图示出处于初始位置的图1的力限制器；

图3以剖视图示出根据本发明的力限制器的另一种实施方式的局部；

图4以剖视图示出处于中间位置的图1的力限制器；

图5以剖视图示出处于最终位置的图1的力限制器；

图6以透视图示出根据本发明的力限制器的第二种实施方式；

图7以剖视图示出处于初始位置且没有带传递器的图6的力限制器；

图8以共同的侧视图示出图1的力限制器和图6的力限制器。

具体实施方式

图1示出用于机动车安全带的力限制器10，其包括变形元件12、配件14和带传递装置16。

带传递装置16是带扣。作为替代方案，带传递装置16可以是带偏转器。在使用安全带的情况下带传递装置16沿着力方向Z被加载。

配件14具有包括两个相对置的平行侧壁18、19的U形轮廓并且包括偏转辊形式的偏转装置20，该偏转辊可旋转地支承在侧壁18、19之间。

配件14由成形的金属板制成并且可设置用于固定力限制器10。

变形元件12包括具有第一端部24和第二端部28的变形管22，在第一端部上设置有塞状挤压部件26，在第二端部上安装有套筒状连接元件30。

变形元件12通过连接元件30直接固定在配件14上。为此，连接元件30包围变形管22的第二端部28并且以圆柱形区段32(参见图2)伸入由配件14的两个侧壁18、19形成的容纳部34中。

力限制器10还包括拉索形式的拉力传递装置36(参见图2)。该拉力传递装置36以第一绳端部38固定在带传递装置16上，首先穿过配件14，然后穿过整个变形元件12并以与第一绳端部38相对置的第二绳端部40固定在挤压部件26上。在此，拉力传递装置36在轴向方向R上延伸穿过连接元件30、变形管22和挤压部件26。

挤压部件26为此具有轴向孔42，借助该轴向孔挤压部件26可被套到拉力传递装置36上。挤压部件26可与拉力传递装置36压紧或粘接。

带传递装置16和变形管22以90°的角度α偏移地设置在配件14上。偏转装置20使拉力传递装置36和因此在使用情况下作用在带传递装置16上并且通过拉力传递装置36传递的力偏转该角度α。由此确保该力在轴向方向R上作用在变形元件12上并且力限制器10按预期起作用。

在一种未示出的替代实施方式中，带传递装置16和变形管22设置在配件14的相对置侧上。在此，拉力传递装置36笔直地延伸穿过配件14，从而带传递装置16和变形管22彼此同轴或同轴于拉力传递装置36设置并且不需要偏转装置20。

变形元件12可材料锁合地、例如通过粘接或焊接和/或力锁合地、例如通过在侧壁18、19之间的过盈配合固定在配件14上。替代或附加地，变形元件12可借助连接元件30优选形锁合地贴靠在配件14上或伸入其中，在此，变形元件12通过拉力传递装置36的预紧保持位置。

挤压部件26具有锥形区段44，挤压部件26借助该锥形区段安装在变形管22的第一端部24上。锥形区段44的外径在挤压部件26的朝向变形管22的端部46上最多与变形管22的内径一样大，而锥形区段44的最大外径大于变形管22的内径。通过这种方式挤压部件26部分地伸入变形管22中，由此挤压部件可靠地支承。同时，挤压部件以锥形区段44贴靠在变形管22的第一端部24上并且由此可定向地在轴向方向R上侵入变形管22中，以使其塑性变形。

变形管22可在其第一端部24上具有扩宽部48(参见图3)，挤压部件26在初始位置中作用在该扩宽部上。扩宽部48由变形管22的一个短区段形成，其相比变形管22的其余部分具有更大的内径。由此挤压部件26更好地支承在变形管22的第一端部24上并且可更容易地在轴向方向R上侵入其中。

在使用安全带的情况下，带传递装置16在方向Z上被拉动，该拉力经由拉力传递装置36作用在挤压部件26上。从特定拉力值起，挤压部件26在轴向方向R上侵入变形管22中并使其塑性变形，由此在塑性变形时转换和因此吸收乘客的在事故中落入安全带中的动能部分。

在图2中示出力限制器10的初始位置，即力限制器10尚未被触发的位置并且变形管22的整个长度L可供用于塑性变形。

在图4中示出中间位置，在该中间位置中挤压部件26已经在轴向方向R上侵入变形管22中并且使该变形管在距离A上变形。

图5示出最终位置，在该最终位置中挤压部件26基本上使整个变形管22在距离B上变形。为了使变形管22的嵌入连接元件30中的第二端部28变形，需要比在变形管22在距离B上的塑性变形时更大的力，因为在此除了变形管22之外还必须使连接元件30变形。

一方面通过变形管22的壁厚、内径和材料并且另一方面通过挤压部件26的最大外径可由变形管22的塑性变形提供不同的力变化曲线。还可通过变形管22的长度L调节最大变形距离以及调节在使用情况下可借助塑性变形转换的最大能量。

以这种方式乘客在使用力限制器10的情况下通过在距离B上屈服的安全带减速，由此减小作用在乘客身上的力。

力限制器10不可重复使用。也就是说，在变形管22发生变形之后，必须更换力限制器10，以便重新提供力限制器10的完整性能。但在部分触发的力限制器10(参见图4)中，在其中变形管22尚未完全塑性变形，未变形的部分仍然可用于力限制直至被更换。

力限制器10的这种由少数几个单个部件形成的非常紧凑的结构使得力限制器10空间需求很小并且能实现低成本的制造。

在图6中示出根据本发明的力限制器110的第二种实施方式，除了下面提到的差异之外，其与力限制器10相同地构造。因此为具有相同功能的相同结构分配相应的附图标记。

力限制器110的拉力传递装置136以其第一绳端部138固定在挤压部件126上(参见图7)，首先延伸穿过整个变形元件112，然后穿过配件114并从配件114延伸出。从这里拉力传递装置136再次进入配件114中，在该位置处在配件114之外拉力传递装置136形成一个圈环150，并且以其第二绳区段尤其是平行地在第一绳区段旁延伸穿过配件114，然后穿过整个变形元件112并返回到挤压部件126，第二绳端部140固定在挤压部件上(参见图6)。以这种方式拉力传递装置136两次穿过变形元件112以及配件114并形成双绳索传动装置152，其在轴向方向R上延伸穿过连接元件130、变形管122和挤压部件126。

在此，圈环150由拉力传递装置136的一个区段形成，该区段包括拉力传递装置136在轴向方向上的中部154。因此，第一绳区段和第二绳区段——它们分别从相应绳端部138、140延伸至圈环150或者说中部154——大致一样长。

圈环150的直径D为17mm。在一种替代实施方式中，圈环150的直径D可以为2mm至30mm、优选为12mm至24mm。在另一种替代实施方式中，圈环150的直径D可大致为0mm。

拉力传递装置136的绳厚度或直径为4.3mm。作为替代方案，拉力传递装置136可具有3mm至6mm的直径。

偏转装置120构造用于使拉力传递装置136的两个绳区段偏转。为此偏转装置120尤其是可在其径向周面上沿圆周方向具有两个平行的半圆形凹部，它们分别用于引导一个绳区段。

带传递装置116固定在圈环150上，其方式为：拉力传递装置136在固定区段156(参见图8)上至少区段地延伸穿过带传递装置116。

固定区段156具有销158，该销延伸穿过圈环150，由此带传递装置116防丢失地与拉力传递装置136耦合。

带传递装置116还可例如力锁合、形锁合和/或材料锁合地固定在拉力传递装置136上、尤其是中部154处。

作为替代方案，带传递装置116可移动地、尤其是沿拉力传递装置136的轴线延伸方向可移动地固定在拉力传递装置136上。以这种方式带传递装置116的定向可通过在拉力传递装置136上的移动而改变。这尤其是在拉力传递装置136和/或圈环150具有高刚度时是可能的。

由于与力限制器10的拉力传递装置36相比拉力传递装置136的直径减小，因此偏转装置120和配件114可比在力限制器10中设计得更为紧凑(参见图8)。

此外，带传递装置116的固定区段156构造得明显小于力限制器10在轴向方向上包围绳端部38的固定区段56。

由此力限制器10具有145mm的高度H₁，而在第二种实施方式中力限制器110仅具有104mm的高度H₂并且因此设计得更为紧凑。

在使用安全带的情况下，力限制器110与力限制器10类似地起作用，在方向Z上拉动带传递装置116的拉力通过拉力传递装置136的两个绳端部138、140作用在挤压部件126上。在此，力基本上均匀地分布在双绳索传动装置152的两个绳区段上，由此每个绳区段仅承受大约一半的拉力。以这种方式拉力传递装置136可设计得更细和/或设计用于更低负荷。

力限制器110具有力限制器10的所有优点并且还具有设计更紧凑的优点。由此力限制器110需要非常小的安装空间、具有特别低的质量并且可特别低成本地制造。

Claims (11)

1.用于安全带的力限制器(10、110)，该力限制器包括配件(14、114)、拉力传递装置(36、136)和变形元件(12)，其特征在于，所述变形元件(12、112)直接邻接于配件(14、114)，并且所述配件(14、114)具有用于拉力传递装置(36、136)的、以偏转辊形式的偏转装置(20、120)。

2.根据权利要求1所述的力限制器，其特征在于，所述变形元件(12、112)直接固定在配件(14、114)上。

3.根据前述权利要求中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述变形元件(12、112)包括变形管(22、122)和挤压部件(26、126)，所述挤压部件(26、126)与拉力传递装置(36、136)连接并且能在变形管(22、122)的塑性变形下侵入变形管中。

4.根据权利要求3所述的力限制器，其特征在于，所述变形管(22、122)包括具有扩宽部(48)的第一端部(24、124)和包括第二端部(28、128)，所述变形管以第二端部与配件(14、114)连接，在变形管(22、122)的未变形状态中挤压部件(26、126)作用在扩宽部(48)上。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述拉力传递装置(36、136)延伸穿过变形管(22、122)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述拉力传递装置(36、136)是拉索。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述力限制器(10、110)具有带传递装置(16、116)，变形管(22、122)同轴于该带传递装置(16、116)设置。

8.根据权利要求3至6中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述力限制器(10、110)具有带传递装置(16、116)，变形管(22、122)以30°和120°之间、优选以90°的角度α相对于带传递装置(16、116)设置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述拉力传递装置(136)是拉索并且形成圈环(150)，带传递装置(116)固定在该圈环上。

10.根据权利要求3和9所述的力限制器，其特征在于，所述拉力传递装置(136)的第一绳端部(138)和第二绳端部(140)直接固定在挤压部件(126)上。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的力限制器，其特征在于，所述变形管(22、122)构造为腔压制且随后拉制的管。