CN111344196A - 带实心体驱动装置的安全带张紧器 - Google Patents

Abstract

带有限力装置的用于机动车安全带的带有实心体驱动装置的安全带张紧器(1)，带有‑可旋转地支撑在可相对车辆固定紧固的壳体(14)的至少一个开口(15)中的带轴(3)，在所述带轴上可卷绕所述安全带，‑与所述带轴(3)抗扭地相连的张紧器驱动轮(24)，带有沿着圆周分布的均匀安排的凹部(14)，‑形成所述实心体驱动装置的串，由松散的实心体(19)组成，所述实心体在张紧器管道(10)中受引导并且可通过所述张紧器管道(10)施加压力来驱动，其中‑可通过所述被驱动的实心体(19)在所述张紧器驱动轮(24)的所述凹部(14)中的啮合在所述安全带的卷绕方向上驱动所述带轴(3)，其中‑所述带轴(3)的所述支撑结构在所述壳体(14)的所述开口(15)中在径向方向上构造成挠性的。

Description

带实心体驱动装置的安全带张紧器

本发明涉及一种带实心体驱动装置的安全带张紧器，带有权利要求1的前序部分所述的特征。

这种类型的安全带张紧器例如从DE 196 02 549 A1中已知。该安全带张紧器具有带轴，在该带轴上可以卷绕安全带。带轴可旋转地支撑在可相对车辆固定紧固的框架中。对于该安全带张紧器，驱动装置由一串松动的彼此紧贴的实心体形成，这些实心体在一根张紧器管道中受引导并且可通过可由烟火式气体发生器产生的压力驱动。在气体发生器点火时，实心体串加速并且与张紧器驱动轮啮合，该张紧器驱动轮与带轴抗扭地相连，带有与实心体的形状相对应的凹部。凹部在该实施方式中通过截球形的半壳部形成，这些半壳部通过径向向外伸出的主体边缘相互隔开。实心体在张紧器驱动轮之前通过张紧器管道中的压力彼此紧贴并且像串一样与张紧器驱动轮啮合，方式是实心体按顺序啮合进入截球形的半壳部。在离开张紧器驱动轮时，实心体可失去相互间的接触，因为在张紧器驱动轮之前存在的通过张紧器驱动轮施加的反向力丧失。在张紧过程结束后，张紧器驱动轮的运动方向基于安全带的运动反转随着开始进行的限制力的安全带抽出运动而发生反转，其中在这种情形下存在危险，即实心体处于张紧器驱动轮的出口处的临界位置中，在该位置中在张紧器驱动轮回转时将实心体夹在分隔半壳部的主体边缘与张紧器管道之间或与张紧器壳体的壁部之间并且由此至少短时间地在安全带抽出方向上卡住张紧器驱动轮和由此也卡住带轴。然后，张紧器驱动轮和带轴的卡住可导致不期望的力限制水平的提高，这尤其在力限制水平低时会导致不必要的高的乘客负荷。

在DE 10 2009 039 533 A1中另外建议，设置弹簧元件，该弹簧元件安排在实心体离开张紧器驱动轮的出口区域。实心体在离开张紧器驱动轮时接连与弹簧元件紧贴，该弹簧元件会在分别紧贴的实心体上施加力，通过该力移动实心体远离张紧器驱动轮，或者在张紧器驱动轮的凹部的方向上推回实心体，视实心体处于弹簧元件上的哪个位置而定。基于由弹簧元件施加的力，实心体在离开张紧器驱动轮之后主动地从临界区域中移动出去。在实心体进入临界区域之前，由弹簧元件施加在实心体上的力在凹部的方向上发生作用，从而延缓实心体进入临界区域。因而，后面推动的实心体必须在实心体上施加更高的力，来克服弹簧元件的力，这些更高的力在克服了弹簧元件的反向力之后，引发实心体离开临界区域的额外的加速度。此外，实心体由此在较长的时间段内处于这样的位置，在该位置中，在张紧器驱动轮或带轴回转时立即将实心体重新容纳到凹部中的一个中。

本发明的目的在于，提供一种带有实心体驱动装置的替代性的安全带张紧器，在该安全带张紧器中实心体夹住以及由此造成的带轴卡住的几率至少降低。

该目的通过具有权利要求1所述特征的安全带张紧器来实现。本发明的其他优选实施方式可从从属权利要求、说明和所属的附图中得出。

本发明的基本想法在于，带轴在壳体的开口中的支撑结构在径向方向上构造成挠性的。通过带轴的挠性的支撑结构，带轴与抗扭地保持在该带轴上的张紧器驱动轮一起，针对实心体面临夹住危险或已夹住并且由此有径向力施加在张紧器驱动轮和带轴的情形，在径向上发生位移。由此，带轴与张紧器驱动轮一起执行位移运动，通过该位移运动释放卡住的或即将卡住的实心体。实心体然后可以要么回到张紧器驱动轮的凹部中，要么离开张紧器驱动轮。支撑结构的挠性在此有意地设计成，仅在存在非常高的径向力时能够实现带轴的运动，而如果是安全带缩回和抽出运动期间标准的径向力，带轴则有意地无法执行径向运动，方式是支撑结构可以在不发生弹性变形的情况下吸收这些力。

在此，支撑结构的挠性可沿着开口的圆周优选地构造成不同的，从而使得带轴能够在优选的方向上发生位移，或相对来自优选的方向作用的径向力挠性地支撑。

在此，支撑结构的挠性优选在开口的弹性段中是最大的，该弹性段以与实心体离开张紧器驱动轮的凹部的出口点成至少90度的角度开始。在实心体面临夹住危险时的力由该实心体始终在出口点处径向向内施加在张紧器驱动轮和带轴上。通过弹性段的开始的建议的安排，可确保带轴在所有可设想的负载情形下在实心体夹住或即将夹住时能够发生位移，因为弹性段基于其安排始终至少承担反作用力的矢量分量并且因此在该分量下基于其弹性特性而屈服。

在此进一步建议，弹性段以与出口点成最大270度的角度结束。通过弹性段的建议的最大范围，能够对弹性段进行最大化的利用，而剩余的段中具有更高强度的支撑结构鉴于正常使用中的支撑特性同样重要因此不会发生不必要的弱化。

挠性能够从结构上通过开口的边缘段中的一个或多个自由空间特别简单地实现。因此，不必为了实现挠性而设置不同的材料或特别的措施，挠性仅通过材料在支撑开口边缘区域中的弱化得出，其中通过自由空间降低的壁厚能够实现支撑结构的壁部的偏转。

在此，挠性能够通过安排在开口的边缘处的在径向上有弹性的舌部特别简单地形成，在该舌部上紧贴着带轴。舌部仅单侧与壳体相连并且因而特别明确地弹性地运动。此外，由此特别明确地规定挠性的方向或者可行的是，挠性的方向鉴于需要实现的位移运动得到特别好的设计。

在此，舌部可以优选地具有恒定厚度，从而能够实现带轴的尽可能均匀和稳定的位移运动，而不必在此克服力峰值。

另外建议，壳体通过在安全带张紧器的框架上紧固的张紧器盖板形成。通过张紧器盖板形成的壳体形成壁部，该壁部向外遮盖张紧器驱动装置。张紧器盖板的该壁部可以因而优选地用作形状稳定的支撑点。由于张紧器盖板基于张紧过程中吸收的力而无论如何必须具有一个已知的强度，因此该张紧器盖板能够优选地在此额外用于支撑带轴。张紧器盖板与框架固定相连，通过该框架将安全带张紧器紧固在车辆上，从而当安全带张紧器紧固在车辆中时，也能够将张紧器盖板看作是相对车辆固定的。一旦张紧器驱动装置紧固在框架的外侧并且因而张紧器盖板也紧固在框架外侧，由此相对于之前所用的带轴在框架的柄部中的支撑结构，也能扩大带轴的两个支撑点的间距，从而总得来说能够实现更稳定的支撑结构。

另外建议，支撑结构的挠性通过在优选方向上使开口扩展的凹部形成。通过该凹部，将壳体中的开口扩展成椭圆形，并且带轴能够在凹部的方向上执行径向的位移运动。带轴在此在其他支撑点中弹性地支撑，但是这些支撑点在实心体夹住或实心体即将夹住的负载情形下在作用的径向力下被有意地破坏，从而使得带轴能够在凹部的方向上发生位移并且再次释放实心体。凹部在此定义，带轴能够在哪个方向上发生位移并且优选地以与实心体离开张紧器驱动轮的出口点成60度至270度的角度安排，从而使得带轴基于在任何情形下在该方向上作用的夹紧力的矢量分量发生位移并且释放实心体。

凹部在此与带轴在别的支撑点中的有意的挠性的或可消除的支撑结构一起，形成带轴的有针对性的位移的可能性。

下面借助两个优选的实施方式参照附图解释本发明。在附图中：

图1示出根据本发明的安全带张紧器的截面图，以及

图2示出安全带张紧器在张紧器驱动装置的截面方向上的截面图，并且

图3示出根据第一实施方式的带有开口的张紧器盖板，以及

图4示出根据第二实施方式的带有张紧器盖板的安全带张紧器一侧的视图，以及

图5示出根据第三实施方式的安全带张紧器的壳体的一侧的视图。

图1中可看出根据本发明的安全带张紧器1，带有可相对车辆固定紧固的框架11，该框架设计为U型，带有两个从基础板中伸出的柄部12和13。在框架11中设置有带轴3，该带轴通过扭力棒7与成型头部6相连。由此，带轴3与成型头部6一起形成抗扭的复合结构，直至扭力棒7的塑性变形极限。成型头部6伸进框架11的在图中右边的柄部13的开口17中并且在此开口中借助于闭锁装置5可相对车辆固定地锁紧。之后，锁紧的带轴3仅在扭力棒7塑性变形的情况下继续在安全带抽出方向上转动。扭力棒7在这里作为成熟的限力装置工作，用于降低在发生事故时将乘客拉回座位时乘客所要承受的负荷。

安全带张紧器1的在图中左边的柄部12的左侧设置有张紧器驱动装置2，该张紧器驱动装置在激活时在无法避免的事故的早期阶段在卷绕方向上猛地驱动带轴3并且由此从安全带中抽出仍存在的安全带松动部分。乘客由此更早地与车辆减速度相耦合，从而能够增加提供使用的前移路径并且进一步降低最大乘客负荷。

张紧器驱动装置2包括也在图2中能看出的张紧器驱动轮24，该张紧器驱动轮通过齿部抗扭地保持在带轴3的第一轴向突起9上。张紧器驱动轮24在其径向外侧设置有数个依次相邻的、截球形的凹部18。另外，张紧器管道10设置有固定在张紧器管道10端部的气体发生器，在该气体发生器中安排有数个彼此紧贴的实心体19。张紧器管道10的自由出口侧切线地指向张紧器驱动轮24。

另外，带轴3具有第二突起8，该突起从第一突起9中伸出并且具有更小的直径。第二突起8另外具有三个径向伸出的弹簧臂22，在该第二突起上卡紧有弹簧匣4的传动弹簧的内部弹簧端，即所谓的弹簧心。传动弹簧在卷绕方向上对带轴3施加预应力并且用于在解开安全带的过程中卷绕安全带或者当乘客系好安全带时在安全带上施加轻微的回拉力。

整个张紧器驱动装置2由壳体14或也由张紧器壳体朝外侧遮盖并固定。在壳体14中设置有开口15，带轴3利用安排在两个突起9和8之间的圆柱形支撑段25支撑在该开口中。

张紧器驱动装置2由以下方式激活，即点火气体发生器，该气体发生器接着猛地将极其大量的气体引导进入气体发生器与作为活塞作用的第一实心体19之间的张紧器管道10的压力室中。活塞基于在张紧器驱动轮24的方向上推动的气体压力，驱动由相互紧贴的实心体19组成的实心体串。由此，实心体19相继与张紧器驱动轮24的凹部18啮合并且由此驱动张紧器驱动轮24在图2所示中执行逆时针旋转运动。由此，在安全带的卷绕方向上驱动与张紧器驱动轮24抗扭地相连的带轴3并且拉紧安全带。

驱动运动在此由以下方式传输，即实心体19通过形成的气体压力受驱动并且在此以具有相互紧贴的实心体19的串的形式啮合进入张紧器驱动轮24的凹部18。在此，在张紧器管道10中引导实心体19。在离开张紧器管道10并且进入凹部18时，实心体19在侧向上得到壳体14的壁段的支持，从而使得实心体在进入凹部18和在张紧运动期间不能在侧向上发生位移。在实心体19驱动张紧器驱动轮24之后，实心体19在出口点A处从张紧器驱动轮24的凹部18中离开并且被排出到储存容器或空腔中。由于实心体19在此不再受到气流的驱动或者由于由张紧器驱动轮24形成的反向力丧失，实心体不再强制性地相互紧贴，也就是说，实心体能够在极端情形下失去相互间的接触并且相互间能够执行轻松得多的自由运动。由此在极端情形下能够发生的是，实心体19在壳体14的壁部或张紧器管道10的内壁和两个凹部18间的分隔壁的顶部之间夹住并且张紧器驱动轮24卡住。当带轴3随着在张紧运动之后限制力的安全带抽出运动而发生旋转方向的反转时并且仍有实心体19在张紧器驱动轮24的出口区域存在时，这是尤其成问题的，因为张紧器驱动轮24的排出运动在这种情形下同样会短时停止并且接着发生反转。夹住的实心体19在此在张紧器驱动轮24上施加径向向内指向的夹紧力F。可能的夹紧区域或临界出口点A针对球形实心体19的情形在此具有大约为实心体19的一半直径的圆周段。

出于这个原因，在限制力的安全带抽出运动期间通过未排出并卡住的实心体19会阻碍带轴3在张紧运动之后的反向旋转运动。即便是卡住的实心体19在作用的力下在之后自行再次松开，带轴3的短时间的卡住至少也会导致在限制力的安全带抽出运动期间安全带力的提高，即力峰值，以及相应提高的乘客负荷。一旦卡住的实心体19不自行松开，则甚至存在这样的危险，即限制力的安全带抽出运动完全卡住。

为了降低带轴3的卡住概率，带轴3在壳体14的开口15中的支撑结构有意地构造成挠性的，从而使得带轴3与张紧器驱动轮24一起在这种情形下能够发生位移。通过张紧器驱动轮24和带轴3的位移运动，卡住的实心体19能够自行重新松开，或者带轴3能够与张紧器驱动轮24一起在实心体19的夹住运动的开始阶段就发生位移，从而使得实心体首先根本不会夹住。

在图3和4中能够看出本发明的两种不同的实施方式，即如何能够优选地构造开口15区域中的挠性。安全带张紧器1的定向符合图2中的安全带张紧器1的定向，只是这里装上了壳体24，因而能够看出开口15。张紧器管道10和张紧器驱动轮24因而能够根据图2想象出。

挠性在此分别通过一个或多个自由空间21和弹性的舌部20在开口15的边缘形成，其中舌部20分别具有扇形的、径向内部的支撑面23，带有与开口15相对应的半径。自由空间21和舌部20共同形成弹性段，该弹性段能够实现带轴3的在优选方向上的有针对性的、有指向性的位移，而开口15的剩余区域中的支撑结构有意地构造成无挠性的。舌部20的支撑面23具有与开口15的半径相对应的半径。另外，舌部如此安排和定向，即，使得舌部20的支撑面23和开口15的在弹性段之外的其余边缘在与带轴3的旋转轴垂直的横截面中形成一个虚拟的支撑圆形。

弹性段，由自由空间21和舌部20形成，在该弹性段中带轴3能够发生位移，如此安排和衡量，即该弹性段以从实心体19离开张紧器驱动轮24的在图2中能看出的出口点出发逆时针方向上至少60度的角度B开始。另外，弹性段延伸经过最大为180度的圆周角度C，即从实心体19的出口点A出发直至240度的角度。

针对卡住的实心体19或即将运动进入卡住位置的实心体19的情形，实心体在张紧器驱动轮24和带轴3上施加径向向内指向的夹紧力F，该夹紧力始终至少具有矢量分量，该矢量分量在60度和240度之间的方向上指向实心体19的出口点A。由此带轴3能够基于建议的弹性段安排在卡住的实心体19的全部可设想的条件下在作用的夹紧力F下发生位移，并且实心体19能够在任何情形下自行通过带轴3或张紧器驱动轮24的位移运动再次松开，或能够避免实心体19进入卡住带轴3的位置，方式是带轴3和张紧器驱动轮24提前发生位移。

在图3中，舌部20通过基于圆周方向具有恒定宽度或厚度的接片构造而成。舌部20凭借端部保持在开口15的边缘上并且在圆周方向上延伸。舌部20在此通过自由空间21以豆子的形式与开口15的边缘中的其余材料分隔开并且能够由于仅在一个端部上的紧固而在充分利用其弹性特性的情况下向自由空间21内部偏转，即屈服。同样的情况适用于图4中示出的实施方式，在该实施方式中舌部20以钩子的形式利用端面安排的支撑面23构造而成。钩子通过自由空间21朝两侧从壳体14的材料中隔离开并且利用端部保持在壳体14上。针对夹住的实心体19的情形，舌部20在这里也能偏转，即屈服进入背面的自由空间21，从而能够实现带轴3的位移运动，并且再次释放实心体19。

在图5中能够看出根据第三种实施方式的壳体14。开口15在与出口点A相反的方向上通过凹部25扩展成椭圆形。带轴3如在图1中能看到的那样在支撑点26和27中支撑在弹簧匣4的支撑开口中，但这些支撑开口仅针对非常小的力而设计。弹簧匣4自身由一个塑料壳形成，带有容纳在其中的传动弹簧，并且紧固在壳体14上，该壳体自己紧固在框架11上，从而使得弹簧匣4的支撑点26和27在安全带张紧器1的紧固位置中形成带轴3的相对于车辆固定的支撑结构。弹簧匣的壳体具有相对薄的壁厚并且由塑料制成，从而使得带轴3在支撑点26和27中在一定的极限内有意地弹性支撑。如果超出可吸收的支撑力，则支撑点26和27中的支撑结构受到破坏并且带轴3能够在凹部25的方向上执行径向位移运动。

带轴3的支撑结构的挠性通过支撑点26和27中的原则上非常简单的支撑结构连同通过凹部25或也通过弹性段实现的位移可能性得出。

Claims (9)

1.带有限力装置的用于机动车安全带的带有实心体驱动装置的安全带张紧器(1)，带有

-可旋转地支撑在可相对车辆固定紧固的壳体(14)的至少一个开口(15)中的带轴(3)，在所述带轴上可卷绕所述安全带，

-与所述带轴(3)抗扭地相连的张紧器驱动轮(24)，带有沿着圆周分布的均匀安排的凹部(14)，

-形成所述实心体驱动装置的串，由松散的实心体(19)组成，所述实心体在张紧器管道(10)中受引导并且可通过所述张紧器管道(10)施加压力来驱动，其中

-可通过所述被驱动的实心体(19)在所述张紧器驱动轮(24)的所述凹部(14)中的啮合在所述安全带的卷绕方向上驱动所述带轴(3).

其特征在于，

-所述带轴(3)的所述支撑结构在所述壳体(14)的所述开口(15)中在径向方向上构造成挠性的。

2.根据权利要求1所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述支撑结构的所述挠性沿着所述开口(15)的圆周构造成不同的。

3.根据权利要求2所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述支撑结构的所述挠性在所述开口(15)的弹性段中是最大的，所述弹性段以与所述实心体(19)离开所述张紧器驱动轮(24)的所述凹部(18)的出口点(A)成至少60度的角度(B)开始。

4.根据权利要求3所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述弹性段以与所述出口点(A)成最大240度的角度(D)结束。

5.根据前述权利要求之一所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述挠性通过所述开口(15)的边缘段中的一个或多个自由空间(21)实现。

6.根据前述权利要求之一所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述挠性通过安排在所述开口(15)的所述边缘处的在径向上有弹性的舌部(20)形成，在所述舌部上紧贴有所述带轴(3)。

7.根据权利要求6所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述舌部(20)具有恒定的厚度。

8.根据前述权利要求之一所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述壳体(14)通过固定在所述安全带张紧器(1)的框架(11)上的张紧器盖板形成。

9.根据前述权利要求之一所述的安全带张紧器(1)，其特征在于，

-所述支撑结构的所述挠性通过将所述开口(15)在优选方向上扩宽的凹部(25)形成。

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