CN112969616B - 安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

一种安全带卷收器，具有·‑以可旋转的方式支承在框架中的卷带轴(23)，以及·‑用于在所述安全带的拉出方向锁止所述卷带轴的锁止装置，以及·‑带控制盘(1)的控制装置，具有用于控制所述锁止装置的齿部，以及·‑电动执行器(2)，具有在与所述控制盘的所述齿部的啮合方向受弹簧力作用的第一锁止杆(3)，以及·‑ECL锁止杆(4)，所述ECL锁止杆在第一位置中在第一次安全带拉出过程中将所述执行器的所述第一锁止杆锁止在与所述控制盘的所述齿部不啮合的位置中，以及·‑LC锁止杆(5)，所述LC锁止杆在第一位置中在低于预定的安全带拉出长度时将所述执行器的所述第一锁止杆锁止在与所述控制盘的所述齿部不啮合的第一位置中，并且在超过所述预定的安全带拉出长度时借助于转换装置(8)将其移动到不锁止所述第一锁止杆的第二位置中。

Description

安全带卷收器

技术领域

本发明涉及一种安全带卷收器。

背景技术

原则上，车辆中的安全带卷收器用于卷收车辆安全带装置的安全带。为此，安全带卷收器具有在卷收方向弹簧预紧的卷带轴，该卷带轴以可旋转的方式支承在固定于车辆上的框架中。此外，安全带卷收器还具有用于在安全带拉出方向锁止卷带轴的锁止装置，当超过预定的车辆减速度或者安全带拉出加速度极限值时，借助于各自具有可偏转惯性质量的合适传感装置控制该锁止装置。因此，在车辆减速度和安全带拉出加速度的极限值以下，卷带轴可以克服弹簧预紧力在退绕方向旋转，并且当解开安全带时，就会自动通过弹簧预紧力在卷收方向驱动卷带轴。检测车辆减速的传感装置包括可偏转的惯性质量，以及与其贴紧的第一锁止杆，当惯性质量偏转时，该锁止杆就会偏转，并且与可旋转地支承在卷带轴上的控制盘的外齿啮合，用以控制锁止装置。

在现代车辆中，对电控锁止装置的需求越来越多。为此，例如从专利文献DE 19620 236C2和GB 2 398 824 B中已知，给定一种电动执行器，具有可借助于电磁铁控制的第一锁止杆，该锁止杆以已知的方式通过与控制盘的齿部啮合来控制锁止装置。在这种情况下，惯性质量被布置在外部，例如在ECU中，并且通过惯性引起的摆动运动来触发控制执行器所需的信号。

在从DE 196 20 236C2中已知的解决方案中，当执行器通电时，主动使得第一锁止杆偏转，以与控制盘的齿部啮合，从而导致卷带轴锁止。该解决方案的缺点是，如果发生供电故障，就无法主动锁止卷带轴。

相比之下，从GB 2 398 824 B已知的来自申请人公司的解决方案基于另一种原理。在此，借助于弹簧使得第一锁止杆在控制盘齿部的啮合方向受弹簧力作用，给执行器通电就会使其从齿部的啮合位置退回。因此如果执行器没有通电，以及由此同样在供电故障的情况下，就会自动在安全带的拉出方向锁止卷带轴，并且在事故中无论供电情况如何都会约束乘员。该原理除了持续给执行器通电的缺点之外，还有乘员在开始供电之前无法系安全带的缺点，因为在这种情况下已通过与控制盘啮合的第一锁止杆将卷带轴锁止。因此为了避免该缺点，该解决方案中还必须设置另一个锁止杆，以下将其称作ExtractionComfort Lever(ECL锁止杆)。ECL锁止杆在系扣操作的第一次拉出运动过程中锁止第一锁止杆，接着在安全带的短暂拉入运动之后将其重新释放。ECL锁止杆在申请人公司的安全带卷收器中被设计成摩擦拖杆，该摩擦拖杆与卷带轴摩擦相连，因此在安全带的第一次拉出运动过程中迫使其进入将执行器的第一锁止杆锁止的位置中。在锁定安全带锁舌之后，始终以很少的安全带长度拉入安全带，从而使得卷带轴在卷收方向转动。然后利用该运动将ECL锁止杆从锁止第一锁止杆的位置往回移动到释放第一锁止杆的位置中。为了使得ECL锁止杆随后不会意外重新锁止执行器的第一锁止杆，还设置了另一个锁止弹簧，该锁止弹簧借助于第一转换装置移动到某个位置，在该位置中锁止弹簧防止ECL锁止杆回到锁止第一锁止杆的位置。

安全带卷收器的另一个问题是以座椅一体化形式布置在倾角可调的靠背中，当调整靠背的倾角时，可能会因为第一锁止杆偏转而意外触发安全带卷收器的锁止装置。因此，由此造成的锁止装置的触发就会使得卷带轴在拉出方向被锁止，并且由于卷带轴被锁止和由此而阻止拉出安全带，就会无法继续调整靠背。为了避免该问题，必须在没有系上安全带的位置中有意识地禁止车辆敏感性传感装置触发锁止装置，从而能够调整靠背的倾角，尤其可以将靠背向前转动，以使得乘员能坐到后排座椅上。在申请人的公司内，也将这种关闭车辆敏感性传感装置的功能称作“Lock Canceler”(锁取消器)，缩写为LC。为此设置了LC锁止杆，该锁止杆在安全带被拉入时在第一位置中锁止执行器的第一锁止杆，并且借助于转换装置从预定的安全带拉出长度起将其从第一位置移动到释放锁止杆的第二位置。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种具有简化设计结构的安全带卷收器，该安全带卷收器具有电控的执行器，该执行器具有在锁止装置控制盘的啮合方向受弹簧力作用的第一锁止杆、在第一次安全带拉出过程中锁止第一锁止杆的ECL锁止杆、以及从预定的安全带拉入长度起在控制盘的脱离位置中锁止第一锁止杆的LC锁止杆。

为了解决该任务，提出一种安全带卷收器。其他优选改进实施方式可参阅附图和相关的说明。

根据本发明的基本思想，提出LC锁止杆和/或者LC锁止杆的支撑板具有一种经过适当成形的锁止轮廓，当LC锁止杆布置在第二位置中时，ECL锁止杆就会在释放第一锁止杆的第二位置中与之贴紧。

所提出的解决方案的优点在于，具有锁止轮廓的LC锁止杆经过相应地成形，并且通过反正都要进行的转换动作使之进入形成锁止面的位置，在拉出、系上安全带并且略微拉入安全带从而造成卷带轴反转之后，ELC锁止杆与该锁止面贴紧而起到锁止作用。这样就能省去之前为了锁止ECL锁止杆而设置的锁止弹簧和相关的转换装置，代之以利用LC锁止杆的形状和反正已设置有的转换装置强制的转换动作来固定ECL锁止杆。由于LC锁止杆的转换点在一段很小的安全带拉出长度上，LC锁止杆或支撑板与布置在其上面的LC锁止杆和锁止轮廓在拉出一段很小的安全带拉出长度之后就被移动到第二位置中，因此即使安全带拉出长度很短，例如给儿童系上安全带时，也会在略微的拉入运动之后即锁止ECL锁止杆，以防止重复锁止第一锁止杆。

此外还提出，以与卷带轴耦合的计数齿轮机构的形式实现转换装置，该计数齿轮机构根据安全带拉出长度控制LC锁止杆的运动。通过计数齿轮机构可以实现以纯机械方式，由此成本低廉地控制LC锁止杆。

此外还提出，计数齿轮机构包括由卷带轴驱动的环形齿部，该环形齿部相对于环形的对应齿部偏心布置，并且在卷带轴旋转过程中在对应齿部上周向滚动，从而驱动对应齿部做减速旋转运动。所提出的计数齿轮机构的形式能够实现安全带卷收器的紧凑结构，其中通过测定环形齿部和对应齿部的齿数以及从动环形齿部的偏心率，就能非常简便地选择减速比。

此外还提出，在对应齿部上设置至少一个控制LC锁止杆运动的转换凸轮。对应齿部在计数齿轮机构中执行减速旋转运动，通过该旋转运动使得布置在其上的转换凸轮执行圆形的、必要时也可执行波浪形的前进运动，该前进运动被用来转换LC锁止杆。

替代性地，计数齿轮机构也可具有一个主动输入齿轮和至少一个与主动输入齿轮啮合的从动输出齿轮，其中从动输出齿轮布置在具有转换轮廓的可摆动转换翘板上，并且输入齿轮和/或者输出齿轮具有至少一个转换凸轮，该/这些转换凸轮在输入齿轮和输出齿轮的某个预定转角位置中强迫转换翘板执行转换运动，从而控制LC锁止杆的运动。通过转换凸轮使得两个齿轮相互挤压，从而引起转换翘板的运动和由此LC锁止杆的运动，其中转换翘板的可摆动性使得能实现相对运动，因此能实现转换运动。

此外还提出，设置一个通过计数齿轮机构根据安全带拉出长度予以控制的ALR/ELR转换机构。通过所提出的解决方案，还利用已经设置的计数齿轮机构来转换用于约束儿童座椅的ALR/ELR转换机构。这样就能以非常少的花费给安全带卷收器配备另一个附加功能。

附图说明

下面将根据优选实施方式参照附图解释本发明。附图示出：

图1示出根据第一实施方式所述的根据本发明的安全带卷收器，具有在安全带拉出运动过程中处在不同位置的ECL锁止杆和LC锁止杆，以及

图2示出图1中的根据本发明的安全带卷收器，具有在安全带拉入运动过程中处在不同位置的LC锁止杆和禁用ALR模式时的ELR/ALR转换机构，以及

图3示出根据本发明的安全带卷收器，具有处在不同位置的LC锁止杆和激活ALR模式时的ELR/ALR转换机构，以及

图4示出根据第二实施例所述的根据本发明的安全带卷收器的分解图，以及

图5示出图4中根据第二实施例所述的根据本发明的安全带卷收器，具有处在不同位置的ECL锁止杆和LC锁止杆，以及

图6示出图1中处在不同位置的ECL锁止杆和LC锁止杆的锁止轮廓，以及

图7示出图1至图3所示的根据本发明的安全带卷收器的分解图，以及

图8在两个不同视图中示出放大描绘的LC锁止杆，以及

图9示出根据第二实施例所述的在不同安全带拉出长度过程中的替代性实施方式，以及

图10示出根据第二实施例所述的安全带卷收器的分解图。

具体实施方式

图1所示为根据本发明的安全带卷收器，具有仅在图7中可见的卷带轴23，该卷带轴以可旋转的方式支承在未示出的框架中。除了支承卷带轴23之外，该框架还用来以已知的方式将安全带卷收器固定在车辆上。在卷带轴23上可以卷收安全带，其中在图1中以箭头方向A表示拉出方向，在图2和3中以箭头方向B表示拉入方向。

在卷带轴23上设置有控制盘1，该控制盘在其外圆周上具有未示出的、径向指向外侧的齿部，该齿部在相对于卷带轴的安全带卷收方向受弹簧力作用，并且通过执行相对于卷带轴的相对旋转运动，迫使同样未示出的、支承在卷带轴上的锁止棘爪形式的锁止装置执行脱离运动进入固定在框架上的齿部中。此外，还在安全带卷收器上径向外侧设置有电动执行器2，该执行器具有以可摆动的方式支承的第一锁止杆3，借助于弹簧18使得该锁止杆在控制盘1的齿部的啮合方向受弹簧力作用。执行器2还具有电磁铁，该电磁铁在通电时使第一锁止杆3脱离啮合位置转动到齿部中，使得控制盘1能够在电磁铁通电时自由转动，并且卷带轴没有被锁止。因此当发生供电故障时，就会自动转动第一锁止杆3使之与控制盘1的齿部啮合，从而锁止卷带轴23约束乘员。由于执行器2在接通车辆点火系统之前因为缺少供电而没有通电，第一锁止杆3被弹簧18拉入到控制盘2的齿部中，卷带轴23因此在安全带的拉出方向被锁止。为了防止这种情况，设置了“Extraction Comfort Lever”，下面将其称作ECL锁止杆4。ECL锁止杆4通过以摩擦锁合方式与卷带轴23直接或间接连接的摩擦拖杆来实现，该摩擦拖杆通过环形弹簧和环形的开放凸出部以摩擦锁合方式固定在对应于卷带轴23的凸肩上。

通过在箭头方向A拉出安全带，使卷带轴23在箭头方向C逆时针旋转，ECL锁止杆4就会因此而转动并且由此贴紧第一锁止杆3的朝向控制盘1的上侧。因此尽管通过弹簧18施加了弹簧力，执行器2的第一锁止杆3在第一次拉出运动过程中仍然被锁止，以防止与控制盘1的齿部啮合，并且可以自由拉出安全带。

此外还设置了LC锁止杆5，该锁止杆从以可摆动的方式支承的支撑板6径向向外延伸。此外，还在支撑板6上设置了径向凸出指状物形式的锁止轮廓7和具有挖空部分的转换杆21。在卷带轴上设置了计数齿轮机构形式的转换装置8，具有环形齿部9和相对于环形齿部9偏心布置的对应齿部10。环形齿部9在安全带的拉出运动过程中在对应齿部10上滚动，同时在箭头方向E执行顺时针的前进运动。在计数齿轮机构的环形齿部9上还设置了第一转换凸轮11和第二转换凸轮19。

如图1左侧的a图所示，起始位置中的LC锁止杆5在开始拉出安全带之前，同样处在贴紧第一锁止杆3的朝向控制盘1的上侧、并且由此锁止第一锁止杆3防止与控制盘1的齿部啮合的位置中。这样就能拉出和重新拉入安全带，例如为了调整靠背的倾角。执行器2实际上被停用。环形齿部9利用第一转换凸轮11与LC锁止杆5的支撑板6的转换杆21的挖空部分啮合。由于环形齿部9在安全带的拉出运动过程中在箭头方向E转动，在此通过第一转换凸轮11与转换杆21的挖空部分啮合，即可利用LC锁止杆5迫使支撑板6在箭头方向G逆时针执行摆动运动。通过支撑板6的这种摆动运动，使LC锁止杆5离开第一锁止杆3的上侧转动到图1的b图的位置，并且锁止轮廓7进入预定的位置，该位置对于下面还将详细解释的锁止ECL锁止杆4来说很重要。

图1左侧的a图所示为安全带卷收器处在拉出运动开始时的位置。LC锁止杆5和ECL锁止杆4均贴紧第一锁止杆3的上侧，从而停用执行器2。在安全带随后的拉出运动过程中，卷带轴在箭头方向C转动，从而迫使ECL锁止杆4进入图1的c图所示锁止第一锁止杆3的位置。同时迫使LC锁止杆5在箭头方向G逆时针进入图1的c图所示释放第一锁止杆3的位置。在乘员系上安全带之后，始终将安全带重新在图1的右图的箭头方向B拉入一小段，使得卷带轴23在箭头方向D顺时针转动，且同时顺时针转动ECL锁止杆4。ECL锁止杆4因此释放执行器2的第一锁止杆3，并且执行器2可以根据相应的信号控制第一锁止杆3的尖端与控制盘1的齿部啮合，从而锁止卷带轴23。此外，ECL锁止杆4还会因此进入某个位置，在该位置中其贴紧LC锁止杆5或与之对应的支撑板6的锁止轮廓7的端侧，并且因此被锁止，以防止往回转动到锁止第一锁止杆3的位置。在图1右侧的d图中可看出该位置。因此通过LC锁止杆5与布置在支撑板6上的锁止轮廓7引起锁止ECL锁止杆4，其中LC锁止杆5的前期运动被有意用来使得锁止轮廓7进入预定位置，ECL锁止杆4随后因为安全带的拉入运动而贴紧在该位置中起到锁止作用。由于LC锁止杆5因其具有在安全带被拉入时锁止执行器2的功能，在预定的安全带拉出长度之后反正要将其从锁止位置移动到释放第一锁止杆3的位置，因此在预定位置中完成拉出安全带之后，可以通过本发明所述的解决方案，将该运动同时用来为ECL锁止杆4实现或提供锁止轮廓7。

在图2的图中还详细描绘了设置在安全带卷收器上的ALR/ELR转换机构17的工作原理。ALR/ELR转换机构17包括带有转换轮廓15的转换翘板14，具有凸出销的ALR锁止杆16与该转换轮廓啮合。ALR锁止杆16在左图中处在与控制盘1的齿部啮合的状态，因此当通过安全带施加拉力的时候，就会导致在拉出方向自动锁止卷带轴23。此外，在转换翘板14上还设置了转换杆20，该转换杆会由于安全带拉入运动和因此而造成的计数齿轮机构的运动而贴紧LC锁止杆5的支撑板6的转换杆21。在进一步的拉入运动过程中，支撑板6的转换杆21在箭头方向H执行摆动运动，从而迫使ALR/ELR转换机构17的转换杆20在箭头方向I进行摆动运动。由于由此同样在箭头方向I迫使转换翘板14进行摆动运动，因此就会通过与转换轮廓15啮合的销钉迫使ALR锁止杆16在箭头方向J进行摆动运动脱离控制盘1的齿部，并且控制盘1可以随后与卷带轴一起在拉出方向自由转动。

图3所示为ALR/ELR转换机构17的反向运动过程，其中由于环形齿部9的第二转换凸轮19在端侧滑脱，迫使转换翘板14的转换杆20在箭头方向L进行摆动运动。同时由此迫使ALR锁止杆16在箭头方向K进行摆动运动，在啮合方向与控制盘1的齿部啮合。

图4和5所示为根据本发明的采用计数齿轮机构的替代实施方式的安全带卷收器。计数齿轮机构包括输入齿轮12和三个与输入齿轮12啮合的输出齿轮13。输出齿轮13各自具有转换凸轮11、19，并且布置在各自具有转换轮廓15的两个不同的转换翘板14上。在这种情况下，转换凸轮11和19依次遇到对应轮廓，例如对应齿部的某个缺口，从而触发转换翘板14的转换运动。

图6所示为从图1的a图、c图和d图的侧面看，ECL锁止杆4和带有锁止轮廓7的LC锁止杆5相互间以及相对于执行器2的第一锁止杆3的位置。在图6左侧的a图中，ECL锁止杆4和LC锁止杆5处在锁止第一锁止杆的位置中，方式为它们贴紧第一锁止杆3的上侧，从而防止其向外转动进入控制盘1的齿部。在安全带的进一步拉出运动过程中，LC锁止杆5被转动，并且因此在ECL锁止杆4的弹性侧向变形情况下进入某个位置，在该位置中其侧向覆盖带有锁止轮廓7的ECL锁止杆4，并且在图6的c图中停在ECL锁止杆4后面。LC锁止杆5连同锁止轮廓7因此处在准备锁止ECL锁止杆4的就绪位置。如果随后以很小的带长再次拉入安全带，ECL锁止杆4就会转动，并且因其弹性变形而自动在LC锁止杆5的锁止轮廓7的端侧卡锁在图6的d图的位置中。随后因此锁止ECL锁止杆4，防止其往回转动到锁止第一锁止杆3的位置。

ECL锁止杆4和LC锁止杆5经过适当成形，使得锁止轮廓7在ECL锁止杆4侧面锁止第一锁止杆3的位置中，而锁止杆4或5的其中一个此时未弹性变形。ECL锁止杆4为此具有轻微的偏置或者还具有小台阶，从而能够实现没有弹性变形的重叠布置。然后在安全带的拉出运动过程中才会将锁止轮廓7向下朝向第一锁止杆3转动，从而因为台阶或偏置而排挤ECL锁止杆4。因此实际上就会将ECL锁止杆4弹性预紧。这种弹性预紧然后在ECL锁止杆4的摆动运动过程中变成ECL锁止杆4的自动锁止运动。

图8所示为LC锁止杆5放大后的两个不同透视图。LC锁止杆5在起到锁止轮廓7作用的指状物侧面具有倒角22，该倒角能使得带有锁止轮廓7的LC锁止杆5能够在ECL锁止杆4上滑脱，从而更容易相对于ECL锁止杆4运动。

图9和图10所示为根据本发明第二实施例的安全带卷收器。ECL锁止杆4在这里同样作为摩擦拖杆，该摩擦拖杆通过环形弹簧固定在卷带轴23的开放凸肩上，因此可在摩擦力作用下执行卷带轴23的运动，直至超过摩擦力。

图9和图10的实施例区别在于LC锁止杆5和ALR/ELR转换机构17的造型。在此同样通过具有侧向凸臂形式的锁止轮廓7的可转动支撑板6形成LC锁止杆5。LC锁止杆5的运动同样通过被驱动进行旋转运动的环形齿部9与其上设置的转换凸轮11来控制。ALR/ELR转换机构17同样包括带有凸臂25的转换翘板14，该转换翘板与以可摆动的方式支承在销钉24上的ALR锁止杆16相互作用。通过控制凸轮19在转换翘板14的凸臂15上滑脱，控制转换翘板14从ELR模式转换到ALR模式的运动，位置如图9的c图和d图所示。通过该运动，转换翘板14利用ALR锁止杆16与控制盘1的齿部啮合，并且利用转换杆20贴紧LC锁止杆5的转换杆21的突出部分。如果随后从该位置开始重新拉入安全带，直至转换凸轮11通过锁止杆21，则转换杆11就会迫使锁止杆21从图9的d图的位置摆动到图9的a图的位置。由于锁止杆21同时通过突出部分贴紧转换翘板14，因此在此也会迫使转换翘板15以及此外ALR锁止杆16进行摆动运动，使得ALR锁止杆16与控制盘1的齿部脱离。由此将安全带卷收器从ALR模式转换到ELR模式。

Claims (6)

1.一种安全带卷收器，具有

-以可旋转的方式支承在框架中的卷带轴(23)，在所述卷带轴上可以卷收安全带，以及

-用来在所述安全带的拉出方向锁止所述卷带轴(23)的锁止装置，以及

-带控制盘(1)的控制装置，具有用来控制所述锁止装置的齿部，以及

-电动执行器(2)，具有在与所述控制盘(1)的所述齿部的啮合方向受弹簧力作用的第一锁止杆(3)，以及

-ECL锁止杆(4)，所述ECL锁止杆在第一位置中在第一次安全带拉出过程中将所述执行器(2)的第一锁止杆(3)锁止在与所述控制盘(1)的所述齿部不啮合的位置中，以及

-LC锁止杆(5)，所述LC锁止杆在第一位置中在低于预定的安全带拉出长度时将所述执行器(2)的所述第一锁止杆(3)锁止在与所述控制盘(1)的所述齿部不啮合的第一位置中，并且在超过预定的安全带拉出长度时借助于转换装置(8)将其移动到不锁止所述第一锁止杆(3)的第二位置中，其特征在于，

-所述LC锁止杆(5)和/或所述LC锁止杆(5)的支撑板(6)具有经过适当成形的锁止轮廓(7)，当所述LC锁止杆(5)布置在所述第二位置中时，所述ECL锁止杆(4)就会在释放所述第一锁止杆(3)的第二位置中与之贴紧。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，

-以与所述卷带轴(23)耦合的计数齿轮机构的形式实现所述转换装置(8)，所述计数齿轮机构根据所述安全带拉出长度控制所述LC锁止杆(5)的运动。

3.根据权利要求2所述的安全带卷收器，其特征在于，

-所述计数齿轮机构包括由所述卷带轴(23)驱动的环形齿部(9)，所述环形齿部相对于环形的对应齿部(10)偏心布置，并且在所述卷带轴(23)旋转过程中在所述对应齿部(10)上周向滚动，从而驱动所述对应齿部(10)做减速旋转运动。

4.根据权利要求3所述的安全带卷收器，其特征在于，

-在所述对应齿部(10)上设置有至少一个控制所述LC锁止杆(5)运动的转换凸轮(11)。

5.根据权利要求2所述的安全带卷收器，其特征在于，

-所述计数齿轮机构具有主动输入齿轮(12)和至少一个与所述主动输入齿轮(12)啮合的从动输出齿轮(13)，其中

-所述从动输出齿轮(13)布置在可摆动且具有转换轮廓(15)的转换翘板(14)上，并且

-所述输入齿轮(12)和/或所述输出齿轮(13)具有至少一个转换凸轮(16)，所述转换凸轮在所述输入齿轮(12)和所述输出齿轮(13)的预定转角位置中强迫所述转换翘板(14)执行转换运动，从而控制所述LC锁止杆(5)的运动。

6.根据权利要求2至5中的一项所述的安全带卷收器，其特征在于，

-设置有通过所述计数齿轮机构根据所述安全带拉出长度予以控制的ALR/ELR转换机构(17)。