CN1150409A - 从由驱动剂操纵的旋转驱动装置到用于绷紧安全带的安全带卷取器安全带轴的传扭离合器 - Google Patents

Abstract

一种用于从由驱动剂操纵的驱动装置将扭矩传到绷紧安全带的安全带卷取器安全带轴(3)的离合器，有一个在静止状态保持在脱开状态的离合件(2)，它借助于支架(1)支承在两个不同的构件(4、5)上，在这种情况下，通过一个构件相对于另一个构件的相对运动，由支架在离合件(2)上施加一个起插入作用的力。

Description

从由驱动剂操纵的旋转驱动装置到用于绷紧 安全带的安全带卷取器安全带轴的传扭离合器

本发明涉及一种用于从由驱动剂操纵的旋转驱动装置将扭矩传到绷紧安全带的安全带卷取器安全带轴的离合器，有至少一个在静止状态保持在脱开状态的离合件，为了在离合器接合时传扭，此离合件与一个和安全带轴传力连接的接合件啮合。

本发明的目的是提供一种此类离合器，它保证具有紧凑的结构。

按本发明为达到此目的是通过，将离合件可摆动地支承在一个由驱动剂驱动旋转的构件上，并被一个固持机构将其保持在脱开状态；以及，离合器在一个由驱动剂产生的力的作用下可摆动到使离合器接合。

有关驱动剂，可涉及一种储存在蓄能器中的一种工作介质，例如压缩气体或一种烟火推进剂，后者通过点火产生压缩气体。旋转驱动装置可设计为如在EP0648 652 A1或EP0673811A1中所介绍的旋转驱动器。但也可涉及由线性活塞通过牵引绳传动的盘，如在EP0529265A1或GB2180734 A1中所介绍的那样。

离合件可克服固持机构所施加的保持力尤其是弹性力，摆动到进入离合器接合。由驱动剂产生的力的作用最好在插入过程后结束。离合件在传扭期间，可通过此时在接合件与离合件之间作用的自固持力，保持在接合位置。离合件最好在安全带绷紧后能返回脱开状态。因此旋转时带轴尤其沿带拉出的方向松开。返回脱开状态可通过弹性力，尤其通过由固持机构产生的弹性力实现。

为了将离合器插入接合位置，主要利用由驱动剂产生的压力上升的起始阶段。例如，由驱动剂提供的力，可通过在两个由驱动剂推动的构件之间产生的相对运动，间接地转换为将离合件插入接合位置的运动，于是在离合件上造成沿接合方向作用的力。此外还有可能将驱动剂产生的压力，尤其在压力上升的开始阶段，直接作用在离合件上，从而气动地将离合件从静止位置插入接合位置。

固持机构最好有一个支架，它设计为弹性的，尤其在形式上是一个板簧。可摆动支承离合件的支架在正常状态保持离合件处于其静止位置，而在安全带完全绷紧后重新使离合件返回其静止状态。

在运动过程由于两个被驱动剂推动的构件的相对运动产生的在离合件上力的作用下，最好其上支承有离合件的两个构件，有绕一根轴线的不同的角速度，这一轴线最好与带轴的轴线重合。由于角速度不同，所以固持机构或固持机构的一部分，尤其是支架这样运动，即，在插入过程持续地在离合件上施加一个力。离合件通过固持机构固定在两个构件上的固定位置，可设为绕带轴轴线彼此相隔一定角间距。这一角间距最好约为180°或略大于180°。

适用的支架设计成带状并具有弧形。离合件可在弧形区支承在支架上。

带状支架可设计为通过整个离合件，并以其端部固定在两个构件上。但也可以是，带状支架将离合件与一个构件连接起来，而离合件在另一个构件上可运动地尤其是可摆动地支承着。在这种情况下，带状支架最好将离合件与以较慢地旋转的构件相连，而离合件的摆动支承则安排在快速旋转的那个构件上。

在插入运动时，由于角速度不同，支架尤其在其从离合件延伸至在两个构件上的固定位置的部分会改变它的形状，所以，由于两个构件互相有相对运动，通过支架自由部分的形状改变，在离合件上施加一个插入运动。在具有摆动支承的实施例中，摆动由于力的作用产生。

插入运动最好沿径向自外向内朝着带轴轴线的方向。

这两个构件可通过传力连接，例如通过传动装置，互相连接起来，通过这一传动装置产生两个构件的相对运动，和尤其是造成绕带轴轴线不同的角向运动。这两个构件可同轴地绕带轴轴线旋转。然而也可以是，两个构件中至少一个相对于带轴轴线偏心地安装，因此同样可以做到两个构件绕带轴轴线有不同的旋转速度。

为了简化离合器的结构，一个构件可支承在另一个构件上。

在插入期间，尤其是离合件与它应插入其中的零件已处于接合之后，支架的支承作用和尤其是支架在离合件上施加的力可以撤消。最晚在完全插入后可以取消支架的支承作用或所施加的力，但仍保留有复位的弹性特性。这例如可以这样实现，即，支架在离合件和两个固定位置之一尤其是设在转得较慢的那个构件上的固定位置之间的一个位置，例如在规定断裂点破坏。也可以是固定位置本身破坏。

对于以直接的途径通过气动作用在离合件上造成插入过程的实施形式，采用的基本上是和前面所介绍实施例中相同的构件。但在压力作用在离合件上期间，最好使被旋转驱动的构件保持在静止状态。这例如可以借助于一个剪切件尤其是剪切销来实现，它在压力上升的开始阶段保持两个被旋转驱动的构件之一处于静止状态。在通过旋转活塞旋转驱动的情况下，旋转活塞最好被剪切件保持在静止位置。当由驱动剂建立的压力经过一定的时间，在这一时间期间离合件的插入过程实现了进入它的接合位置，超过了规定的压力值时，剪切件被剪断，并实施旋转驱动。压力最好经由在被驱动剂推动的构件中互相对齐的通道作用在离合件上。若在旋转驱动时构件以不同的旋转速度运动，则压力通道就象回转阀那样彼此分开，所以压力向离合件方向的供入被切断。因此，离合件的压力加载只在插入过程中进行，然后便中断。在安全带完全绷紧后，由于在离合件上作用的弹性力使离合件重新脱开接合，所以卷绕轴尤其是可沿带的拉出方向自由旋转。

下面借助于附图表示的实施例更详细地说明本发明。其中：

图1第一种实施例侧视图；

图2图1所示实施例的剖视图；

图3A-F插入和脱出过程按时间顺序的不同状态；

图4第二种实施例侧视图；

图5第三种实施例；以及

图6A-B第四种实施例的不同工作位置。

在图1至3表示的实施例中，离合器包含在一个设计为旋转活塞5的旋转驱动装置中，旋转活塞5作为一个构件相对于带轴轴线6偏心地装在外壳13中。这种旋转驱动装置例如介绍于欧洲专利申请第94107777.8号中。旋转活塞5有内齿10，它与外壳13上的固定齿7啮合。此外，旋转活塞5支承在偏心架4上。为此，偏心架4有一个圆柱形外表面。如尤其由图2可见，偏心架4可旋转地支承在带轴3上。带轴3有外齿8。与此外齿8相对，在设计为偏心块类型的离合件2上有沿径向向里的齿16。在图1所示的脱出状态下，带轴3可相对于离合件2并因而相对于旋转驱动装置自由转动。在带轴3上有卷带架17，安全带卷绕在卷带架17上。在旋转驱动装置的另一侧有装有回位弹簧19的弹簧盒18，回位弹簧19沿卷绕方向在卷带架17上作用有预紧力。

离合件2支承在两个不同的构件上，在构件被驱动时它们绕带轴轴线6以不同的角速度旋转。为此使用了一个带状支架1，它可由弹簧钢带制成。带状支架1固定在旋转活塞5中的一个固定位置11上，旋转活塞5构成了具有较低角速度的那个构件。带状支架1在其另一端，与离合件2在一个构成固定连接点的位置20固定连接。离合件2在一个固定点12，与构成具有较高角速度的第二构件的偏心架4，可运动地尤其是可摆动地连接。通过固定位置11和12以及在离合件2与带状支架1之间固定的钩形连接位置20，形成了用于离合件2在两个构件之间的固持机构，在两个构件被驱动时它们以不同的角速度绕带轴轴线6旋转。其中一个构件由旋转活塞5构成，另一个构件由装在旋转活塞5中的偏心架4构成。

当例如在汽车过高加速或制动的情况下通过传感器将可设计为烟火式的驱动剂点燃时，旋转活塞5被驱动剂驱动。由于活塞旋转，使偏心架4以高于旋转活塞5的旋转速度绕旋转活塞5的旋转轴线转动。

由于偏心架4和旋转活塞5有不同的角速度，所以如图3(A)、(B)、(C)的各个工作状态图所示，离合件2朝带轴轴线6的方向运动。

在旋转时，带状支架1的一端在旋转活塞5中的位置11以一定的固持力被固定，所以带状支架1变形并在离合件上施加一个力。由于这一力使离合件2在构成摆动轴的固定位置12摆动，所以它的齿16与带轴3上的外齿8进入啮合。图3(A)表示插入运动开始，图3(B)表示中间阶段，其中这两个齿16和8开始互相啮合，以及，图3(C)表示离合件(2)插入带轴3的齿8中后的最终状态。由旋转活塞5产生的绕带轴轴线6的扭矩，经偏心架4和在固定位置12固定在偏心架4上的离合件2，传给带轴3和卷带架17。在这种情况下带状支架1完全从在旋转活塞5上的固定位置11脱出。因此，离合件2可采用偏心架4的与旋转活塞5相比为更高的角速度。

若在插入运动开始时在带轴的齿8相对于在离合件2上的齿16存在不利的定位，即齿与齿发生冲突时，由于偏心架4相对于活塞5有相对转动，所以在离合件2上持续地作用一个方向向内的力，在这种情况下，当这两个互相冲突的齿在偏心架4进一步转动过程中互相分开后，便使齿16中的齿压入齿8的齿槽中。

图3的示图(D-F)表示了离合件2在绷紧过程后脱开。由于带状支架1的弹性力，离合件2在绷紧过程结束后从图3(D)所示的啮合位置朝着起始位置的方向返回，如图3(E)所示。在这种情况下脱出运动可进行到这样的程度，即，使在卷绕轴上的齿8和在离合件2上的齿16在卷绕轴3旋转时彼此似棘轮和棘爪相对滑动。但脱出运动也可如图3(F)所示进行到这种程度，即，使齿16和8彼此完全分开，并能使卷绕轴3自由旋转。

在图4和5表示的实施例中，扭矩由一个可绕带轴轴线6旋转的转子15传给带轴3。构成其中一个构件的转子15可以是一个离合盘，如例如由EP 0529 265A1已知的那样，它在一根由绷紧驱动装置驱动的牵引绳作用下旋转。但此转子也可以是一个可绕带轴轴线6旋转的涡轮、佩尔顿转轮等，它由一种压缩气体或其它的驱动介质驱动。

在图4所示的实施例中，偏心架4相对于带轴轴线6偏心地装在转子15内。此偏心架构成了第二构件，在驱动转子15时它相对于此转子15进行相对运动。在图4的实施例中，这一点通过偏心架4偏心地支承在带轴3上达到。在按图5的实施例中，在转子15与可与转子15同轴地绕带轴轴线6旋转的第二构件14之间，插接有传动装置，例如齿轮21。齿轮21与转子15上的内齿22和在可绕带轴轴线6旋转的构件14上的齿9啮合。以此方式做到使这两个构件14和15以相反的旋转方向旋转。离合件2可摆动地装在构件14内支承在固定位置12上，这与图1至4的实施例中的情况相同。

也还可以将图5所示之实施例设计为，构件15被固定，而齿轮21如一个行星齿轮被驱动，如在德国专利申请P4429731.9中所介绍的那样。在这种情况下，由设计为行星齿轮的齿轮21产生的旋转驱动，首先用于将离合件2压入带轴3的齿8中，并在离合件2被插入的情况下用于带轴3的绷紧驱动。

在以上所介绍的实施例中，驱动剂的力间接地通过被驱动剂驱动的构件4、5(图1至3)和4、15(图4)以及14、15(图5)不同的运动和通过由此而造成的支架1的变形，作用在离合器2上进行插入过程。在图6所示的实施例中，由驱动剂产生的压力直接作用在离合件2上。图6实施例的结构基本上与图1至3实施例的结构相同。仅仅是同样可设计为弧形弹簧钢带形式的支架1通过其固定位置11固定在偏心架4上。离合件2设计为摆动支承的固定点12同样在偏心架4上。由图2可以清楚看出，偏心架4具有类似于盆状的造型。为了使离合器的结构紧凑，离合件2和支架1装在盆内。设计为摆动支承的固定点12位于盆底。固定点11位于盆的内壁上，而弹性支架1连接在离合件2上的钩形固定位置20，相对于卷绕轴轴线6位于这样的地方，即，它相对于摆动支承(固定位置12)相隔一个钝角(例如约140°)的角间距。

图6(A)表示在带卷取器正常工作期间离合器处于其静止位置。在这种情况下，离合件在支架1弹性力作用下，保持与带轴3的齿8脱开接合。

为了例如在发生撞车时使具有旋转活塞5的旋转驱动装置与带轴17结合，则必须如前面所介绍的实施例中那样，离合件2尤其如图3(A)至(D)中表示的，绕固定位置12摆动到在图6(B)中所示的接合位置。为此，利用由气体发生器25产生的驱动剂压力。有关气体发生器25，所涉及的主要例如在EP0648652A1或EP0673811A1中所介绍的气体发生器，它在其第一个驱动阶段驱动旋转驱动装置的旋转活塞5。在气体发生器25点火后，由气体发生器25产生的驱动气体在其中流动的压力腔27中形成一个起始压力，它经由旋转活塞5中的通道23和偏心架4中的通道24作用在离合件2上。由气体发生器25产生的这一起始压力，足以克服支架1的保持力，并如图3(A)至(D)所示，将离合件的齿16插入带轴3的齿8中，直至达到如图6(B)所示的位置。

在插入过程中，旋转活塞5借助于一个剪切件，例如剪切销28，固定在外壳壁上。由气体发生器25产生的起始压力阶段，应设计为它足以克服支架的保持力，并将离合件2置于接合位置。但是，在这一阶段中起始压力仍然是比较低的，它不足以剪断剪切销28。因此在插入过程中，旋转驱动装置的所有可运动的构件，亦即旋转活塞5和偏心架4，均保持处于静止位置。由此保证，在插入过程中这两个通道23和24保持在图中表示的对准位置，并保证总是第一个齿啮合，因为在一个运动的系统中不会发生齿顶对齿顶的冲突位置。

在插入过程结束后压力增大到这样的程度，以致剪断了剪切件(剪切销28)，并在此时所形成的驱动压力推动下使旋转活塞5转动，例如在EP0648625A1或EP0673811A1中所介绍的那样。因为如结合对图1至3的实施例所作的说明那样，旋转活塞5和偏心架4绕带轴轴线6有不同的圆周速度，所以两个通道23和24彼此相对移动，从而中断了由气体发生器25产生的驱动剂压力在离合件2上的继续作用。旋转驱动装置按图6中的逆时针方向旋转。在旋转时压力腔27膨胀。在此旋转期间，在第二个气体发生器26的作用区内提供了一个新的压力腔，在气体发生器26点火后，在此压力腔内同样建立起一个用于继续旋转旋转活塞5的驱动剂压力，如在EP0648652A1中所介绍的那样。在旋转驱动期间，离合件2由于在两个互相啮合的齿8和16区域内的自固持力而保持在插入位置，所以由旋转驱动装置产生的扭矩，传递给带轴3和卷带架17，用以绷紧安全带。

在绷紧过程完成后，离合件2在弹性支架1复位力的作用下返回其在图6(A)中所表示的静止位置。于是卷带架17松开并可自由旋转。

在图4和5所表示的实施例中，也可以如结合图6的实施例所介绍的那样，通过在构件4与5(图4)和14与15(图5)中的互相对准的压力通道，做到将压力直接作用在离合件2上。

Claims (28)

1.用于从由驱动剂操纵的旋转驱动装置将扭矩传给绷紧安全带的安全带卷取器安全带轴的离合器，有至少一个在静止状态保持在脱开状态的离合件，为了在离合器接合时传扭，此离合件与一个和安全带轴传力连接的接合件啮合，其特征为：离合件(2)可摆动地支承在一个由驱动剂驱动旋转的构件(4；14)上，并被一个固持机构(1、20)将其保持在脱开状态、以及，离合件(2)在一个由驱动剂产生的力的作用下可摆动到使离合器接合。

2.按照权利要求1所述之离合器，其特征为：离合件(2)克服一个由固持机构(1、20)施加的保持力摆动到使离合器接合。

3.按照权利要求1或2所述之离合器，其特征为：驱动剂所产生的力的作用，在插入过程后结束。

4.按照权利要求1至3之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)被一个在传扭时作用的自固持力保持与接合件(8)处于接合状态。

5.按照权利要求1至4之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)在安全带绷紧后，可被弹性力脱开成为脱开状态。

6.按照权利要求1至5之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)借助于固持机构(1、20)支承在由驱动剂驱动的两个不同的构件(4、5；14、15)上；以及，通过一个构件相对于另一个构件的相对运动，由固持机构(1、20)沿插入方向在离合件(2)上施加一个力。

7.按照权利要求6所述之离合器，其特征为：这两个构件(4、5；14、15)可以不同的角速度绕带轴轴线(6)旋转。

8.按照权利要求6或7所述之离合器，其特征为：离合件(2)支承在两个构件(4、5；14、15)上的两个固定位置(11、12)，安排在围绕着带轴轴线(6)彼此相隔一定角间距的地方。

9.按照权利要求6至8之一所述之离合器，其特征为：固持机构(1、20)至少一个零件的形状，可通过绕带轴轴线(6)作不同旋转的构件(4、5；14、15)改变，以造成离合件(2)的插入运动。

10.按照权利要求1至5之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)可在由驱动剂产生的压力作用下摆动并进入离合器接合状态。

11.按照权利要求10所述之离合器，其特征为：在压力作用在离合件(2)上时，可被驱动旋转的构件(4、5)保持在静止状态。

12.按照权利要求10或11所述之离合器，其特征为：压力通过设在可由驱动剂驱动旋转的构件(4、5)中的互相对齐的通道(23、24)导入，以便作用在离合件(2)上。

13.按照权利要求10至12之一所述之离合器，其特征为：在由驱动剂产生的压力上升的起始阶段中，离合件(2)摆动并进入离合器接合状态。

14.按照权利要求10至13之一所述之离合器，其特征为：压力通过它们作用在离合件(2)上的构件(4、5)可以被驱动有不同的速度；以及，在插入过程后，作用在离合件(2)上的压力，被以不同的速度旋转的构件(4、5)中断。

15.按照权利要求1至14之一所述之离合器，其特征为：固持机构(1、20)有一个离合件(2)的支架(1)，它至少支承在两个构件(4、5；14、15)之一上。

16.按照权利要求1至15之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)可摆动地支承在作快速旋转的那个构件上。

17.按照权利要求1至16之一所述之离合器，其特征为：支架(1)设计为弹性的。

18.按照权利要求17所述之离合器，其特征为：离合件(2)可在支架(1)的弹性力作用下脱出，并进入静止位置。

19.按照权利要求1至18之一所述之离合器，其特征为：支架(1)大体设计为弧形并安排成围绕着带轴轴线(6)。

20.按照权利要求1至19之一所述之离合器，其特征为：插入运动的方向为沿径向自外向内。

21.按照权利要求1至20之一所述之离合器，其特征为：两个被驱动的构件(4、5；14、15)互相通过传力连接。

22.按照权利要求1至21之一所述之离合器，其特征为：两个构件(14、15)同轴地绕带轴轴线(6)旋转。

23.按照权利要求1至22之一所述之离合器，其特征为：两个构件(4、5)中至少一个，相对于带轴轴线(6)偏心地支承。

24.按照权利要求1至23之一所述之离合器，其特征为：构件之一支承在另一个构件上。

25.按照权利要求24所述之离合器，其特征为：一个构件(5)可旋转地支承在另一个构件(4)的圆柱形外表面上；以及，此另一个构件(4)可绕带轴轴线(6)旋转地支承。

26.按照权利要求1至25之一所述之离合器，其特征为：离合件(2)在插入时进入齿啮合状态。

27.按照权利要求1至26之一所述之离合器，其特征为：构件(5)是旋转驱动装置的一部分。

28.按照权利要求27所述之离合器，其特征为：构件(5)是一个相对于带轴轴线(6)偏心地支承的旋转活塞，它与一个固定齿(7)处于啮合状态。

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