CN1302951C - 带有多个载荷限制范围特性的座椅带收缩器 - Google Patents

Abstract

一座椅带收缩器(20)具有第一和第二能量吸收机构(30，300)，有选择地驱动各能量吸收机构以产生能量吸收的第一和第二范围。作为收缩器的一卷筒的转动功能，有一转换机构选择一个或另一个能量范围，有一方式转换器在第一能量吸收范围和第二能量吸收范围之间转换。

Description

带有多个载荷限制范围特性的座椅带收缩器

技术领域

本发明涉及具有多级载荷限制范围系统的座椅带收缩器和它具有关于在操作参数的基础上将收缩器的输出特性从一载荷等级范围变化到另一载荷等级范围的一装置。

背景技术

已提出将扭杆作为一能量吸收/耗散机构用于座椅带收缩器中。在一碰撞期间当扭杆被扭转时，它就延迟和控制了座椅带从卷筒拉出的情况。一个范围的反作用力可能不适合于保护个体尺寸不同的车辆占座者。希望提供带有多个载荷限制范围特性的座椅带系统或者能够被改变的一座椅带系统，或者一可随动力学状态改变而变化的座椅带系统。

现有技术使用带有两个不相似的和分得较开的扭杆，以实现多级的载荷限制范围，而其它现有技术座椅带器使用一单根扭杆，该杆被再分为两个部分，以实现多等级载荷限制范围操作。

再如DE10137546A1所揭示的，该种带收缩器的第二能量吸收部件安装于一内齿环和框架之间以形成一摩擦连接。该齿环通过一滑件28扭转地安装于框架上。第二能量吸收部件的阻力小于位于轴向盘和带卷筒之间的第一能量吸收件。一第三能量吸收部件呈扭杆形式且安装于带卷筒和轴向盘之间。

发明内容

鉴于现有技术所存在的技术问题，本发明旨在提供一种座椅带收缩器，该收缩器被设计成即使座椅带收缩器在一低能量的工作方式中开始工作，在座椅带已延伸之后(例如在一碰撞期间)可自动地恢复到能量吸收的较高范围。本发明包括一种作为用于进入摩擦工作方式的装置，当一体形较小的一车辆占座者正使用座椅带系统时它可使扭杆的能量吸收特性不起作用和更具体地说是使与扭杆相关联的锁定棘爪不起作用。

本发明优越地使用了扭杆和一摩擦产生机构的特性的组合，以提供一多级座椅带负载限制范围系统。

按照本发明的一方面提供了一座椅带收缩器，它包括：第一和第二能量吸收机构，该各机构被构造成按需被驱动，以产生第一和第二能量吸收范围，两能量吸收机构之一产生一摩擦力而另一个能量吸收机构是一扭杆；用于选择一个或另一个能量范围的一装置；以及用于随座椅带收缩器的一卷筒的转动而变化在第一能量吸收范围和第二能量吸收范围之间转换的一装置；可操作地连接于扭杆的一端的一第一锁定机构，座椅带收缩器包括用于止动一第一锁定轮的运动的一第一锁定件；一第二锁定机构，该机构包括可操作地与摩擦力机构关联的一第二锁定轮，座椅带收缩器包括用于止动第二锁定轮的运动的一第二锁定件；其中：所述第一锁定轮固定于扭杆的一侧，第一锁定轮具有在其一侧上、与机构关联的一第一啮合表面，用于产生摩擦力；还包括与第一和第二锁定机构相关联的一单个锁定环，用于将第一和第二锁定件的每一件移动进入到与诸相应锁定轮相啮合。

附图说明

图1是本发明的一座椅带收缩器的横剖图。

图2是示出包含在座椅带收缩器内的可变延长带的一力位曲线图。

图3是示出锁定轮和锁定棘爪的配置的座椅带收缩器的一修改的机构侧的一平面图。

图3a是示出锁定轮和锁定棘爪的配置(拆去了锁定环)、沿着图3的剖面线3a-3a截取的一局部横剖图。

图3b是示出一第二锁定棘爪的配置(拆去了锁定环)、沿着图3的剖面线3b-3b截取的一局部横剖图。

图3c是示出一第二锁定棘爪的配置(拆去了锁定环)、沿着图3的剖面线3b-3b截取的一局部剖视图。

图4是座椅带收缩器的框架一侧的一平面图。

图5是示出其上带有一烟火件的一板件的一平面图。

图6示出了在一驱动位置中的一锁定环。

图7是一烟火单元的一横剖图。

图8示出了在烟火单元移动离开第二锁定棘爪之后的座椅带收缩器。

图9示出了移动至一后方位置的第二锁定棘爪。

图10a-c是一扭杆转动计数器机构的多个视图。

图11是示出一方式转换机构的操作的一曲线图。

图12是座椅带收缩器的下侧的立体图。

具体实施方式

图1是示出按照本发明的一座椅带收缩器20的诸主要构件的一横剖图。该座椅带收缩器包括一框架22，在其上有一卷筒24安装成可在框架22的侧部26a、26b之间转动。框架的诸侧部跨越一后框架部分26c。卷筒具有通过其中的一中心通道28，用以接纳一扭杆30。在这实施例中扭杆还起到卷筒轴的作用。该座椅收缩器20是一ELR收缩器，它能够连接至一可选用的ALR开关机构。如所周知，ELR代表紧急锁定收缩器，而ALR代表自动锁定收缩器。

通过一花键连接部分31将扭杆30连接至扭杆的一端31a或其附近。扭杆的端部31a也通过一弹簧轴72a连接至一再卷弹簧72。弹簧轴72a示于图3a中，它通常用于将一再卷弹簧连接至收缩器轴或扭杆。当卷筒被加载时，它扭转扭杆和相对于扭杆转动。扭杆的扭转产生一反作用力，这力用于控制碰撞期间座椅皮带的放出量。大量的座椅带80被卷绕在卷筒24上。卷筒边缘24a、24b使座椅带80在卷筒上对准中心。

使用本座椅带收缩器的座椅带系统将包括安装在座椅带上的舌状件和其中该舌状件能够被锁定在适当位置的一扣环(在这些图中没有示出舌状件和扣环)。能够将该座椅带收缩器20安装在一车辆座椅内或固定于车辆顶板或一车辆的诸支柱之一。

除了扭杆，座椅收缩器20还包括一第二能量吸收机构，也如图10a-c所示。第二能量吸收机构较佳地是一摩擦产生机构300。图2是示意地示出了扭杆和摩擦机构所产生的力的一曲线图。在本发明的范围内，能量吸收和耗散是相同的。

该座椅收缩器包括一第一锁定机构40，该机构包括一锁定轮120和一相配的第一锁定棘爪122。锁定轮包括在其周边周围的许多锁定齿120a，而锁定棘爪包括至少一锁定齿122a。在这实施例中，通过在扭杆的一侧或端部30a附近的一花键连接部分33将第一锁定轮120连接于扭杆30。卷筒的右手端30a被稳定在锁定轮120的一内部圆形凸缘125上。锁定轮120包括在其一外侧表面部分上的一平的径向或啮合表面126。

如图3和3a所示，通过一销轴或铆钉的铆钉轴131或柱130相对于一框架侧部26b可转动地支承第一锁定棘爪122。如将可看到的那样，这支承是可拆卸的。锁定棘爪122包括一凸轮销132，也称为一凸轮从动件，如图3所示。锁定棘爪122和尤其是凸轮销132由一锁定环500来啮合且被它移动。扭杆的一延伸端30b延伸通过锁定环。锁定环500在由锁定环的中央内的一小孔所形成的一套筒501处被可转动地支承在部分30b上。利用同一个锁定环500来移动与锁定轮220关联的另一个锁定棘爪222。

一第二锁定机构60与一摩擦产生机构300(也称为一摩擦机构)相关联。锁定机构60包括一第二锁定轮220。锁定轮220包括：许多锁定齿220a；扭杆30延伸通过一中心孔224；以及一平的啮合表面226。第二锁定轮220可转动地安装在扭杆上。由固定在一侧上的一弹簧230使一表面126和一相对表面226相互压靠在一起且能够相互偏压一起。在一实施例中，使用一Belleville垫圈作为弹簧300。能够使啮合表面126、226的精加工表面具有某种纹理结构，以达到在表面126、226相对转动时所需要的摩擦力的大小。或者一个或两个啮合表面可以包复一产生摩擦的材料240，例如碳、碳纤维、一注入树脂的玻璃纤维等。

第二锁定机构60还包括第二锁定棘爪222。第二锁定棘爪222包括一个或多个锁定齿222a，该锁定齿啮合一个或多个锁定齿220a和被接纳在锁定环的一凸轮狭槽内的一凸轮销232。

第二锁定棘爪222的配置和工作情况不同于第一锁定棘爪122。第二锁定棘爪222相对于框架侧部26a、围绕一固定的枢轴或枢轴位置安装和转动，如图3a所示。这不是第一锁定棘爪122的情况。

在这实施例中，当仅驱动锁定机构60(一锁定棘爪222和锁定轮220)时由摩擦机构或摩擦离合器300的摩擦特性规定了座椅带收缩器的载荷限制范围。利用这工作方式用于较小的车辆占座者。对于较大的车辆占座者驱动两锁定机构且卷筒24转动扭杆30，或者倒不如说用扭杆扭转和转动。在所示的实例中将扭杆的载荷限制特性设定得高于由摩擦机构可获得的载荷限制范围，如图2所示。通过改变弹簧230的偏置力能够修改摩擦力。

在图1中示出了靠近相应的锁定轮120、220的扭杆相关的和摩擦发生器相关的锁定棘爪122、222。已知类型的一车辆占座者分类系统提供一输出或控制信号，以识别车辆占座者(使用收缩器)是一较小的(百分之五(fifthpercentile))车辆占座者或一较大的车辆占座者(大于百分之五十(fiftiethpercentile))。一旦确定了存在一较小的车辆占座者和车辆处于一碰撞中后，就脱开与扭杆相关联的锁定机构，更准确地说，通过驱动一烟火单元600将锁定棘爪122移离锁定轮120的运行路线。因此，在这工作方式期间反作用力仅正比于由摩擦产生机构所产生的力和力矩。以下将叙述关于安装第一锁定棘爪122的机构。

图4、5、6和7示出了本发明的细节。一框架侧部26a具有通过它的一大的中心孔400。一框架侧部26b包括在图4中可看到的、通过它的一小的中心孔401。一局部圆形的分裂的凸缘402从框架侧部26a的大体平面处凹入和延伸在孔400周围。孔400包括一向上延伸的缺口或孔404，该缺口将凸缘402分为两部分402a、402b。靠近孔延伸部分404有一圆孔406。锁定棘爪222在框架侧部26a的内侧上可移动，如图3a所示。第二锁定棘爪222的凸轮销232延伸进入孔404和404的顶表面将起到一停止运动的作用。铆钉230的头部230a位于框架侧部26a的外侧上。铆钉230的轴231包括一肩部233，如图3a所示，以适当地相对于框架侧部26a的内侧表面定位锁定棘爪222。

框架侧部26a，大体与缺口404相对，它包括一长狭槽410和一缺口412。缺口412的形状大体为半圆形。定位在狭槽410之下的是至少一定位销420，该定位销延伸通过一孔422到达框架侧部26a的内侧表面。靠近定位销420的是一大孔424。定位销420和狭槽424引导一板件430的运动。

另一锁定棘爪122松驰地安装至也在图5中示出的一可滑动的板件430。板件430包括具有一长槽434和在部分432的一上边缘处的一半圆形凹槽或肩部436的一平的部分432，如图3所示。该平板件430还包括一凸缘438，该凸缘大体垂直离开平的部分432延伸。平板件430的平的部分432用延伸通过侧部中的孔424的凸缘438抵靠着框架侧部26a的内侧表面。销柱422带有定位在大孔424的顶部处的凸缘438，它位于靠近长狭槽434的底部和铆钉130的轴131处于半圆形凹槽436的底部处，该凹槽起到该轴的支承作用，锁定棘爪122能够围绕该轴枢转。

铆钉133的头部或销柱130位于框架侧部的外表面上。锁定棘爪122被固定于铆钉130的轴131且能够围绕其枢转。当锁定棘爪处于一不驱动位置时，它的凸轮销132能够位于较小的半圆形孔412上。在图3中以虚线示出了凸轮销132位于它的静止位置中。

只要板件430保持在所示位置，扭杆锁定棘爪120的枢转点就保持固定不动。

在图6中，一锁定环500叠架在图3所示的机构上。锁定环500松驰地安装在扭杆的一部分上并可转动。锁定环包括两个凸轮狭槽504、506。诸凸轮销柱132、232中的一个被接纳在各凸轮狭槽506、504内。在非紧急期间，锁定环不可转动地连接于卷筒或扭杆且不转动，同时被连接于附近的框架侧部的一回复弹簧510偏压至一不驱动位置。

诸锁定棘爪122、222带有转动至顺时针偏离图6所示位置的一不起作用的位置的锁定环，通过诸凸轮狭槽和凸轮销柱的工作或相互作用，它径向朝外移动至它们各自的不驱动的位置。在不驱动位置，诸锁定轮和诸锁定棘爪脱开。在这位置，第二锁定棘爪222相对于孔404逆时针向上转动，它的凸轮销可以接触顶部止动表面404a。第一锁定棘爪122将逆时针转动，同时它的销柱132位于小孔或凹槽412内。

座椅带收缩器20包括通常用于ELR座椅带收缩器的两种类型的紧急锁定起动机构。这些机构的目的是在一碰撞或正在进行中的碰撞中起动收缩器的上锁。紧急锁定机构包括一车辆传感器550和一带传感器570。当车辆传感器550或带传感器570的一个或两个被驱动时，锁定环500变成可操作地连接于卷筒或扭杆、且此时能够与卷筒或扭杆一起转动至少一合适的量。在一碰撞期间，卷筒将沿一带退卷方向转动。锁定环500的转动可移动或施以凸轮作用于锁定棘爪销132、232上，而使它们径向朝内移动。这作用使锁定棘爪122、222移动到与锁定轮120、220的锁定齿的锁定啮合中，如图3所示。

在图6中，车辆传感器550被支承在锁定环500上并与其一起转动。车辆传感器包括一质量552(例如一球)和一具有锁定齿556的一传感器棘爪554。当车辆减速超过一下限时，球552充分运动提升传感器556，以致它与一附近的棘爪的齿啮合，该棘爪连接于轴(扭杆)。这连接一发生，锁定环500就与该轴连接并与它一起转动。带传感器570包括一带传感器棘爪572。当座椅带以一预定速率从卷筒拉出时，带传感器570将锁定环连接至该轴。能够将任何已知的车辆和带检测机构与座椅带收缩器20一起使用。

如果两锁定棘爪处于适当位置，例如在图3和6所示的位置中，两锁定轮120、220就被锁住，并且，如果碰撞力足以扭转扭杆，那么扭杆产生作用在座椅带80上的或限制该带的反作用力。

假定是如一重量传感器及其相关的电子装置那样简单的车辆占座者分类系统能确定一体形较小的车辆占座者正使用座椅带收缩器20，并且确定碰撞将发生或刚开始，则第一锁定棘爪120不起作用。利用烟火驱动器、零件或单元600来进行这释放。如图1和6清楚地示出，将烟火驱动器600安装在靠近板件430的凸缘438附近的框架侧部上。该板件相对于烟火驱动器600可移动。烟火驱动器600包括一可动活塞602和大量烟火材料604，响应输入至接线端612的控制信号作出响应而点燃烟火材料。当激发了图7中所示的烟火材料604时，在壳体608内产生燃烧产物和活塞602抵靠着板件430的凸缘438被向外推动。活塞602的冲击推动板件430到达孔424的下部，如图8所示。在这位置，板件430滑动离开(如图12中的箭头610所示)第一锁定棘爪120，该板件总体保持在适当位置和不再可转动地支承第一锁定棘爪120。使用凹槽436可枢转地支承第一锁定棘爪120。

几乎与烟火驱动器600的驱动的同时(或稍许在之前或之后)，是车辆传感器和/或带传感器的紧急锁定机构开始可操作地将锁定环与卷筒连接，以开始锁上收缩器。在烟火驱动器600的驱动之前，棘爪122应该位于它的被释放的状态中，如图8所示，同时它的凸轮销132位于凹槽412内。销定环的随后转动将使锁定棘爪222进入锁定轮220。锁定环的转动还将向内移动锁定棘爪120的凸轮销和还可以将锁定齿122a置于与锁定轮齿120a的啮合之中，但是在这操作方式中，锁定轮120将不被锁定。

随着锁定轮120转动，它可以啮合锁定棘爪120和向后推动它进入长狭槽410，如图9所示。因为形成枢转点的铆钉销131的枢转支承是先前由板件430提供的，所以这向后运动是可能的，并且因为板件已移离，所以这向后运动不再进行。由于被锁定的第二锁定轮220，通过扭杆可操作地连接于卷筒24的第一锁定轮120将开始转动，并被随着两锁定轮相互相对转动所产生的摩擦力阻挡。

在本发明的一实施例中，没有一计数器或方式转换机构700，一旦收缩器被置于产生摩擦工作方式中，即使车辆处在一随后的碰撞中收缩器也将保持在这工作方式中。

座椅带收缩器20能够可选择地包括一方式转换机构，使用该机构作为一开关，以允许该收缩器在摩擦产生机构300在诸锁定轮的相对表面相互转动一规定的度数/转数之后恢复至扭杆的较高的输出载荷限制特性。

图10a-c示出了一工作方式转换机构700的细节。这机构700使用诸锁定轮120、220的许多部分。第一锁定轮120和第二锁定轮220的相邻表面702、704各分别包括一各自的凹槽706、708。诸沟槽的长度将限定在座椅带收缩器处于产生摩擦的工作方式中时所允许转动的数量。位于各凹槽706、708中和跨越这些凹槽的是一销柱、球或椭圆形插塞710。当释放锁定机构40时，由于锁定棘爪122已移离锁定轮120，所以收缩器处于产生摩擦的方式。在例如一碰撞期间带载荷增加之后，卷筒、扭杆和锁定轮120不再被锁定，可自由转动，这转动取决于从车辆占座者传送给连至卷筒的座椅带的载荷。

在摩擦的工作方式中，随着锁定轮120转动，也称为表面126、226的表面702、704相互相对转动并产生摩擦力。这种方式转换采用了这一转动。销柱710被安装在两锁定轮之间，并且，随着两锁定轮相互相对转动该销柱在凹槽706、708内滑动。在两锁定轮转动了一规定数量之后，销柱710将位于各凹槽706、708的相应的端部处。这动作有效地使锁定轮120压靠在由锁定轮220所提供的一运动止动部件上，由锁定棘爪222的作用而将锁定轮220锁定在适当位置中。如果此时作用在座椅带上的碰撞力是足够大，由于此时锁定了扭杆的锁定轮120端，所以扭杆将开始扭转，并且，座椅带的反作用力再次由扭杆的特性来确定。

在图11中，曲线750表示在摩擦工作方式中的载荷限制范围。曲线752表示由带有被锁定的两锁定轮的扭杆工作方式产生的载荷限制范围。曲线754表示从摩擦至扭杆工作方式的载荷限制中的过渡。凹槽706、708具有约360度的长度。如所示的那样，在工作方式返回到扭杆的工作方式之前两锁定轮将必须转动约两整转。通过加长或缩短该两凹槽能够控制所需的转数。

本发明的一优点是，它被设计成即使座椅带收缩器在一低能量的工作方式中开始工作，在座椅带已延伸之后(例如在一碰撞期间)可自动地恢复到能量吸收的较高范围。本发明包括一种作为用于进入摩擦工作方式的装置，当一体形较小的一车辆占座者正使用座椅带系统时它可使扭杆的能量吸收特性不起作用和更具体地说是使与扭杆相关联的锁定棘爪不起作用。

本发明优越地使用了扭杆和一摩擦产生机构的特性的组合，以提供一多级座椅带负载限制范围系统。

Claims (10)

1.一座椅带收缩器(20)，它包括：

第一和第二能量吸收机构(30，300)，该各机构被构造成按需被驱动，以产生第一和第二能量吸收范围，两能量吸收机构之一(300)产生一摩擦力而另一个能量吸收机构是一扭杆(30)；

用于选择一个或另一个能量范围的一装置；以及

用于随座椅带收缩器的一卷筒的转动而变化在第一能量吸收范围和第二能量吸收范围之间转换的一装置；

可操作地连接于扭杆(30)的一端的一第一锁定机构(40)，座椅带收缩器包括用于止动一第一锁定轮(120)的运动的一第一锁定件(122)；

一第二锁定机构(60)，该机构包括可操作地与摩擦力机构(300)关联的一第二锁定轮(220)，座椅带收缩器包括用于止动第二锁定轮的运动的一第二锁定件(222)

其特征在于：所述第一锁定轮(120)固定于扭杆(30)的一侧，第一锁定轮具有在其一侧上、与机构(300)关联的一第一啮合表面(126)，用于产生摩擦力；还包括与第一和第二锁定机构相关联的一单个锁定环，用于将第一和第二锁定件(122，222)的每一件移动进入到与诸相应锁定轮(120，220)相啮合。

2.如权利要求1所述的一座椅带收缩器(20)，其特征在于：当选择一较低的第一能量吸收范围时，方式转换装置被构造成随收缩器卷筒转动而变化将座椅带收缩器的输出特性转换到一较高的第二能量吸收范围。

3.如权利要求1或2所述的一座椅带收缩器，其特征在于：包括在一体形较小的车辆占座者使用座椅带收缩器时使扭杆(30)不起作用的一释放机构。

4.如权利要求1所述的一座椅带收缩器(20)，其特征在于：第一锁定机构是一第一锁定棘爪(122)，以及座椅带收缩器被构造成允许第一锁定棘爪转入和转出与第一锁定轮的锁定啮合且还移离第一锁定轮。

5.如权利要求1所述的一座椅带收缩器，其特征在于：第一锁定件被接纳在座椅带收缩器的一框架中的一第一狭槽内，从而允许第一锁定件在第一锁定轮的影响下有选择地径向滑动离开第一锁定轮。

6.如权利要求4所述的一座椅带收缩器，其特征在于：第一锁定件被接纳在座椅带收缩器的一框架中的一第一狭槽内，从而允许第一锁定件在第一锁定轮的影响下有选择地径向滑动离开第一锁定轮。

7.如权利要求5所述的一座椅带收缩器(20)，其特征在于：座椅带收缩器被构造成可对被保护的车辆占座者是包括百分之五的女性的一较小身材的一信号作出响应而使第一锁定机构不起作用。

8.如权利要求1所述的一座椅带收缩器(20)，其特征在于：关于在第一能量吸收范围和第二能量吸收范围转换的装置包括有选择地驱动一个或两个锁定棘爪(122，222)。

9.如权利要求7所述的一座椅带收缩器(20)，其特征在于：如果驱动两个锁定棘爪(122，222)，就相互相对固定诸锁定轮且能不产生摩擦力。

10.如权利要求1所述的一座椅带收缩器，其特征在于：座椅带收缩器被构造成开始以一摩擦力工作方式工作，以保护较小身材的车辆占座者，以及将方式转换装置构造成可对座椅带收缩器的一卷筒的一预定的转数作出响应而转换至一扭杆工作方式。

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