CN110293933B - 用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器，所述安全带卷收器具有两分式的安全带轴，所述安全带轴具有安全带轴体(13)和轮廓头(14)，以及具有支承在所述轮廓头(14)上的锁止爪(15)的力限制装置，所述锁止爪在激活时沿安全带抽出方向移入锁止位置上的固定在车辆上的齿部(25)以锁止所述安全带轴，以及布置在从所述安全带轴体(13)至所述锁止爪(15)的力传递路径上的力限制装置，其中所述轮廓头(14)两分式地配设有支承件(12)和与所述支承件(12)抗旋连接的嵌件(18)，其中所述嵌件(18)具有高于所述支承件(12)的抗变形强度并且在安全带轴被锁止的情况下，在所述锁止爪(15)与所述力限制装置之间形成动力耦合连接。

Description

用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器。

背景技术

汽车中的安全带装置用于在事故中约束乘客从而防止受重伤。其中，安全带装置具有安全带，安全带以一个末端通过端部附件以固定在车辆上的方式被固定，并且以另一末端固定在以固定在车辆上的方式固定的安全带卷收器的安全带轴上。此外，在安全带上设有可移动式的安全带舌片，其可以被闭锁在同样以固定在车辆上的方式的固定的安全带扣中以实现3点式几何结构。

安全带卷收器借助可以通过车辆敏感和/或安全带敏感的传感装置控制的锁止装置，在事故中在超过安全带抽出速度的预设加速度值或者超过车辆的预设减速值的情况下进行锁止以防止安全带进一步抽出，从而约束乘客。锁止装置包括锁止爪，该锁止爪可以受到传感装置的控制，以便卡入安全带卷收器的固定在车辆上的齿部。此外还已知，在安全带卷收器中设置一或数个平行地或成排地起作用的力限制装置，其在安全带轴被锁止的情况下，能够根据预设的力限制特性以力限制的方式将安全带进一步抽出，从而在约束情形下减小乘客负荷。

为此，安全带轴实施为两分式的，并且包括支承有锁止爪的轮廓头和供安全带绕圈的安全带轴体。也就是力限制装置布置在轮廓头与安全带轴体之间，通过用锁止爪锁止轮廓头以及随后超过力限制装置所定义的安全带抽出力来激活力限制装置。

力限制装置的一种被证明是有效的实施方式为扭杆，其穿过安全带轴体的空腔并且以一个末端以抗旋的方式与安全带轴体连接，以另一末端以抗旋的方式与轮廓头连接。在这个力限制装置中，力限制水平通过扭杆在作用于扭杆的纵轴的转矩中的塑性变形定义。EP 2 409 882 A1揭示过这种安全带卷收器。

JP 5557367 B2还揭示过，在安全带卷收器中设置平行于扭杆地起作用的第二力限制装置。

轮廓头还可以用于支承安全带轴，并且具有用于导引和支承锁止爪的复杂造型。此外，锁止爪在锁止位置上支撑在轮廓头上，使得轮廓头必须具有足够的强度来吸收在此过程中施加至其上的反作用力，这样就不会在负荷状态下发生变形或者甚至在极端情况下损毁。相比而言，原则上所追求的是以尽可能低成本的方式制造作为大批量部件的轮廓头。在此背景下，用金属，优选用ZAMAK制造作为铸件或烧结件的轮廓件。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是，提供一种用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器，所述安全带卷收器具有两分式的安全带轴，所述安全带轴具有安全带轴体、轮廓头和布置在两者之间的力限制装置，可以以低成本的方式制造所述安全带卷收器，并且在本文开篇所描述的要求方面以有所改进的方式设计所述安全带卷收器。

根据本发明的基本理念，本发明提出，所述轮廓头两分式地配设有支承件和与支承件抗旋连接的嵌件，其中嵌件具有高于支承件的抗变形强度并且在安全带轴被锁止的情况下，在锁止爪与力限制装置之间形成动力耦合连接。

通过本发明所提出的解决方案，可以针对所提出的要求来改进安全带卷收器的设计，具体方式是将所述轮廓头构建为两分式的，其中所述支承件在支承和导引锁止爪方面采用专门的设计，而所述嵌件被专门设计为用于吸收和传递反作用力。因此，支承和导引锁止爪的功能实际上与力传递功能分离。为此，所述嵌件特别具有大于所述支承件的抗变形强度，并且在所述锁止爪的锁止位置上，在所述锁止爪与所述力限制装置之间形成动力耦合连接。通过嵌件，在跨越支承件的情况下将安全带轴体所施加的力优选直接通过锁止爪导入固定在车辆上的齿部。这样就能在材料选择、制造工艺且特别是在成型工艺和与其相关的成本方面优化轮廓头的支承件，而无需考虑到待吸收的反作用力。因此，两分式的轮廓头和嵌件的组件构成混合构件，可以针对所提出的要求改进其设计。

本发明进一步提出，所述锁止爪以可偏转的方式在偏转平面内支承在支承件上，且所述嵌件伸入所述偏转平面。偏转平面以定义的方式通过锁止爪所实施的从非锁止位置至锁止位置的偏转运动卡入同样布置在偏转平面内的固定在车辆上的齿部。偏转平面优选垂直于安全带轴的旋转轴定向。因此，通过本发明所提出的嵌件布置方案，锁止爪在平面内既支撑在固定在车辆上的齿部上又支撑在嵌件上。因此，嵌件所吸收的反作用力与作用在锁止爪与固定在车辆上的齿部之间的锁止力作用于同一平面内。换言之，通过锁止爪将锁止力从固定在车辆上的齿部出发不经过偏转地导入嵌件。

本发明进一步提出，所述嵌件具有固定段，且所述支承件具有与所述固定段的造型形状对应的第二凹口，所述嵌件以所述固定段以形成形状配合的连接的方式卡入所述凹口。通过本发明所提出的解决方案，所述嵌件与所述轮廓头构成固定的连接，直至激活力限制装置。在嵌件同样以抗旋的方式与安全带轴体连接的情况下，所述嵌件还用于在轮廓头与安全带轴体产生抗旋连接，直至达到通过力限制装置所定义的力限制水平。所述嵌件在固定段的区域内有意地被设计为且被布置用于吸收反作用力，因此，以过程稳定的方式锁止安全带轴，并且不对轮廓头的支承件造成负荷。

其中，所述固定段和所述第二凹口优选呈星形。通过本发明所提出的解决方案，可以将嵌件与支承件的极为牢固地以及尽可能无定向且大面积地连接在一起。

本发明进一步提出，所述锁止爪支承在所述支承件的第一凹口中，且所述第一凹口具有开口，所述锁止爪穿过所述开口抵靠在所述嵌件上。所述第一凹口具有专门的轮廓，其主要用来进行控制和导引使得锁止爪运动至锁止位置。为此，锁止爪必须抵靠在第一凹口的一或数个壁部的不同位置上，这样就能使得这些锁止爪不实施任何不受控的或非期望的运动。根据本发明，对导引所述锁止爪而言非常重要的第一凹口的至少一个壁部被开口中断，使得所述锁止爪在跨越所述支承件的情况下优选直接抵靠在所述嵌件上或者能够实现抵靠。

此外，本发明提出，所述力限制装置的激活受到止挡件的限制，从而实现递进式的力限制特性或停止特性(LLS)。

本发明进一步提出，所述嵌件具有在安装状态下与所述安全带轴体的旋转轴同心的螺纹，为了实现相对旋转运动，用所述螺纹与安全带轴体的形状对应的螺纹螺接。通过螺纹连接，形成嵌件与安全带轴体的轴向连接。此外，通过相应地选择螺纹方向，安全带轴体就能在力限制装置被激活的情况下实施预定的相对旋转运动和由此强制执行的相对嵌件的轴向运动。

其中，所述止挡件在这个情形下如此地布置，使其对通过螺纹实现的相对旋转运动进行限制。这一点例如可以通过锁止螺纹对，或者在螺纹线中的一个中设置锁止其他旋转运动的止挡件来实现。

此外，本发明提出，所述嵌件构建为钢件，其优选可以通过冷成型制成。因此，嵌件可以基于刚的极大强度，以及特别是基于相对烧结件且特别是相对ZAMAK零件而言大得多的强度而吸收与轮廓头相比明显更多的力，轮廓头又可以以低成本的方式制成具有极为复杂的造型的烧结件。因此，嵌件上的螺纹可以在制造嵌件时就已经一起成型，而无需进行其他的后处理。

本发明进一步提出，所述嵌件通过突出的附件压入所述支承件的形状对应的开口。因此，所述嵌件与所述支承件构成连接，其同样可以被视为直至某个力前都具有抗旋性的组件的两分式轮廓头。

附图说明

下面参照附图结合优选实施方式对本发明进行说明。其中：

图1为本发明的具有扭杆的自锁式安全带卷收器的分解图的第一视图；以及

图2为本发明的具有扭杆的自锁式安全带卷收器的分解图的第二视图；以及

图3为在锁止位置上抵靠在所述嵌件的固定段上的锁止爪。

具体实施方式

图1和图2可以分别看出本发明的自锁式安全带卷收器的分解图的不同视图。所述安全带卷收器具有未绘示的包括两个相对布置的边脚的U形框架，在这两个边脚中各设有一个开口。通过框架以固定在车辆上的方式将安全带卷收器固定在车身结构上或固定在车辆座椅上。此外，所述安全带卷收器具有两分式的安全带轴，该安全带轴具有安全带轴体13、轮廓头14和扭杆16，该安全带轴支承在框架的边脚的开口中。安全带轴体13用于卷绕安全带，而在轮廓头14上设有凹口19，仅能在图3中看出的锁止爪15以可偏转的方式支承在该凹口中。扭杆16以第一末端与安全带轴体13连接，以第二末端与轮廓头14连接，并且构成下文中还将详细描述的力限制装置。

锁止爪15为锁止装置的部分并且通过未示出的车辆敏感和/或安全带敏感的传感装置控制，这样就迫使锁止爪偏转入框架的开口的在图3中部分地可见的固定在车辆上的齿部25，从而使得安全带轴重新相对安全带的另一抽出部分锁止。随后，只有在超过由扭杆16的塑性变形极限所定义的安全带抽出力的情况下才将安全带抽出，并且扭杆16可以通过围绕其纵轴的塑性变形使得安全带轴体13相对被锁止的轮廓头14发生相对旋转运动。就这一点而言，所述安全带卷收器对应于现有技术。

根据本发明，在安全带卷收器中设有进一步研发的两分式轮廓头14，该轮廓头具有支承件12和嵌件18。第一凹口19在此设在支承件12上，并且由一或数个具有定义的造型的壁部构成。锁止爪15抵靠在第一凹口19中，并且在移入固定在车辆上的齿部25期间主要通过第一凹口19的造型在运动技术上对该锁止爪进行控制。因此，第一凹口19的造型对安全带卷收器的工作能力且特别是对锁止装置的工作能力而言具有特别重要的意义，并且对成型精度有极高的要求。此外，支承件12在其底侧上具有星形的第二凹口22，其受到支承件12的在周向上相互间隔的圆弧段区段29限制。

嵌件18具有同样呈星形的固定段23，该固定段具有沿径向突起的锯齿或横梁，该固定段具有与支承件12中的第二凹口22相同的造型。此外，嵌件18具有圆柱形的突起26，该突起具有布置在其上的同心螺纹27。

嵌件18的固定段23和支承件12的星形的第二凹口22如此地布置，使得固定段23在插入第二凹口22的位置上延伸至锁止爪15的偏转平面，这一点同样可以从图3的剖视图中看出。第一凹口19在支承件12上具有布置在锁止爪15的偏转平面内的侧向开口17，通过该开口，锁止爪15侧向地直接抵靠在嵌件18的固定段23上或达到用于抵靠的锁止位置。对于嵌件18以抗旋的方式与安全带轴体13连接，并且锁止爪15被锁止在固定在车辆上的齿部25中的情形而言，锁止爪15以跨越支承件12的方式支撑在嵌件18的固定段23上从而相对安全带轴体13进行支撑。因此，嵌件18构成从锁止爪15经过扭杆16至安全带轴体13的动力耦合连接。

嵌件18在此构建为具有极大的抗变形强度的钢件，而支承件12构建为由低成本材料构成的抗变形强度小于嵌件18的烧结件、铸件或注塑件。在此可以采用例如ZAMAK或形状稳定的塑料作为材料。

在嵌件18上还设有两个沿轴向突出的附件24，其在装入支承件12的形状对应的且以相同方式布置的开口20和21时堵塞缝隙以形成压紧配合。因此，支承件12随后连同嵌件18一起构成固定的连接并且可以被称为两分式轮廓头14。

此外，嵌件18具有布置在圆柱形的突起26中的同心轮廓孔28，扭杆16以第二末端以抗旋的方式固定在该轮廓孔中。扭杆16以另外的第一末端以已知的方式抗旋地固定在安全带轴体13的未示出的轮廓孔中。嵌件18以固定段23与安全带轴体13同心地布置，使得安全带轴体13在受到力限制的安全带抽出运动期间与嵌件18同心地转动。

安全带轴体13中设有另一轮廓孔10，具有内螺纹的螺纹嵌件11以抗旋的方式固定在该轮廓孔中。嵌件18有意地并非完全地，也就是仅在一些转动期间以其螺纹27旋入螺纹嵌件11的内螺纹。

这样就根据如下原理产生递进式的力限制特性或停止特性。首先，通过将锁止爪15移入固定在车辆上的齿部25来锁止两分式的轮廓头14。在安全带抽出力超过由力限制装置也就是扭杆16所定义的力限制水平的情况下，扭杆16塑性地围绕其纵轴扭转，具体方式是，通过激活锁止爪在来锁止扭杆16的与嵌件18也就是与轮廓头14连接的末端，而扭杆16的与安全带轴体13连接的另一末端沿安全带抽出方向转动。其中，嵌件18与支承件12构成固定的连接，并且嵌件18以固定段23通过锁止爪15支撑在固定在车辆上的齿部25上，这一点可以从图3看出。同时，安全带轴体13相对嵌件18转动，从而使得安全带轴体13以螺纹嵌件11旋接至嵌件18的螺纹27上。这样就能朝嵌件18方向拉出安全带轴体13。这个相对旋转运动持续进行，直至安全带轴体13或螺纹嵌件11到达嵌件18或安全带轴体13的端侧以进行抵靠从而被锁止。因此，嵌件18、安全带轴体13或螺纹嵌件11的端侧构成用于限制安全带轴体13相对嵌件18的旋转运动的止挡件。在达到止挡件后，力限制装置由于相对旋转运动被锁止而停止工作，扭杆16实际上被跨过并且无法再发生塑性变形。通过以这种方式被锁止的相对旋转运动，安全带抽出力和乘客的约束力跳跃式地进一步增长至递进式的力限制特性或LLS力限制特性。

嵌件18有意地由强度大于支承件12的材料构成并且用于力传递，而支承件12优选由可以以低成本的方式制造的材料，例如塑料注塑件或烧结件在制造工艺中制成。通过轮廓头14的两分式设计还能防止底切和由此导致的复杂的工具设计，这样就能进一步降低制造成本。

此外，支承件12由具有更佳有利的支承与滑动特性的材料制成，而无需考虑到力限制装置锁止期间特别是力限制装置被激活期间的力传递。这样就能改进安全带轴在这一侧上的支承。

Claims (9)

1.一种用于汽车的安全带装置的自锁式安全带卷收器，所述安全带卷收器具有

两分式的安全带轴，所述安全带轴具有安全带轴体(13)和轮廓头(14)，以及

具有支承在所述轮廓头(14)上的锁止爪(15)，所述锁止爪在激活时沿安全带抽出方向移入锁止位置上的固定在车辆上的齿部(25)以锁止所述安全带轴，以及

布置在从所述安全带轴体(13)至所述锁止爪(15)的力传递路径上的力限制装置，

其特征在于，

所述轮廓头(14)两分式地配设有支承件(12)和与所述支承件(12)抗旋连接的嵌件(18)，其中，所述锁止爪(15)以可偏转的方式在偏转平面内支承在所述支承件(12)上，

所述嵌件(18)具有高于所述支承件(12)的抗变形强度并且在安全带轴被锁止的情况下，在所述锁止爪(15)与所述力限制装置之间形成动力耦合连接，所述嵌件(18)伸入所述偏转平面。

2.根据权利要求1所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述嵌件(18)具有固定段(23)，且

所述支承件(12)具有与所述固定段(23)的造型形状对应的第二凹口(22)，所述嵌件(18)以所述固定段(23)以形成形状配合的连接的方式卡入所述凹口。

3.根据权利要求2所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述固定段(23)和所述第二凹口(22)呈星形。

4.根据权利要求1所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述锁止爪(15)支承在所述支承件(12)的第一凹口(19)中，且

所述第一凹口(19)具有开口(17)，所述锁止爪(15)穿过所述开口抵靠在所述嵌件(18)上。

5.根据权利要求1所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述力限制装置的激活受到止挡件的限制。

6.根据权利要求5所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述嵌件(18)具有在安装状态下与所述安全带轴体(13)的旋转轴同心的螺纹(27)，为了实现相对旋转运动，所述螺纹与所述安全带轴体(13)的形状对应的螺纹螺接。

7.根据权利要求6所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述止挡件对通过所述螺纹(27)实现的相对旋转运动进行限制。

8.根据权利要求1所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述嵌件(18)构建为钢件。

9.根据权利要求1所述的自锁式安全带卷收器，其特征在于，

所述嵌件(18)通过突出的附件(24，26)压入所述支承件(12)的形状对应的开口(20，21)。

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