CN1318485A - 安全带卷绕器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乘员约束系统的安全带卷绕器,其包括一机架(10),一具有一对法兰(20,22)且可转动地安装在机架(10)上的安全带卷轴(18),一可选择地锁定安全带卷轴(18)的锁止机构。一设置有外圈齿的轮件(24)安装在安全带卷轴(18)的一个法兰(22)上。一弹簧偏压一锁止爪(30),使之与轮件(24)相接合。在安全带正常使用状态中,锁止爪(30)通过一电磁线圈(34)保持着,这样它能与轮件(24)相分离开。

Description

安全带卷绕器
本发明涉及乘员约束系统的安全带卷绕器，其包括一机架，一具有一对法兰且可转动地安装在机架上的安全带卷轴，一可选择地锁定安全带卷轴的锁止机构。一设置有外圈齿的轮件安装在安全带卷轴的一个法兰上。一弹簧偏压一锁止爪，使之与轮件相接合。在安全带正常使用状态中，锁止爪通过一电磁线圈保持着，这样它能与轮件相分离开。
在紧急状态下锁定的安全带锁止机构，通常采用机械致动。通常由一惯性部件实现车辆敏感的启动，使锁止爪与圆盘凸轮的棘轮相接合，然后限止发生在安全带卷轴和用与锁止爪相接合定位的圆盘凸轮之间的相对运动。在安全带敏感致动时使用一惯性圆盘，在安全带遭遇很高加速度时，它能相对于安全带卷轴转动，且滞后于安全带转动，从而惯性圆盘和安全带卷轴之间的相对转动又用于与所述的锁止爪接合定位。
对于安全带卷绕器的锁止机构要求一个短的锁止路径。但这只能由较复杂的机构来实现。
本发明安全带卷绕器安装有一锁止机构，该锁止机构采用最简单的机构装置，以确保较短的响应时间及相应的较短锁止轨迹。根据本发明，所述的锁止机构包括在所述成对法兰中至少一个上的一外圈齿，和一锁止爪，其锁止爪可枢摆运动地安装在机架上，以可选择地与所述的外圈齿相接合，该锁止爪偏压到一接合位置上，且能够通过一电磁线圈而运动到非接合位置，从而与所述的外圈齿相分离开。在安全带卷绕器正常作用过程中，电磁线圈保持锁止爪处于与安全带卷轴的法兰上的所述的外圈齿相分离位置上。具有合适的装置用于检测需要启动锁止机构的紧急情况。为此目的，断开电磁线圈，以便该锁止爪立即与安全带卷轴的法兰上的所述的外圈齿相接合。最好，由一弹簧力作用而将锁止爪偏置于其接合位置过程中能借助重力作用。
在优选实施方式中，外圈齿形成在安全带卷轴的一个法兰上的轮件上，该法兰径向延伸至该轮件之外，锁止爪侧向支承在法兰上。最好，锁止爪在背离安全带卷轴法兰的一侧另外还侧向支承在所述的机架上。由于锁止爪侧向支承在两个侧面上，它仅仅承受加载时而产生的压力，而且特别容易地支承在机架一个侧壁的凹槽中。具有特殊优点的实施方式是这样的：机架有一侧壁，其具有一主体部分和一平行的翼板，通过一弯板壁将该主体部分和该平行的翼板相连，一支承凹槽在所述的翼板内经过弯板壁延伸至侧壁的主体部分上。锁止爪有一圆形端部，其可枢摆运动地容纳在所述的支承凹槽内。
与安全带卷轴电机的结合具有特殊的优点。在即将发生碰撞时，该电机代替传统的张紧器弹簧，并且还能实现预张紧。以合适的传感器系统和带有微处理技术的驱动控制器，能控制传统卷绕器中的只有用非常复杂的机构才能达到的张紧器的许多功能。其特别包括锁止机构的启动，在本发明的安全带卷绕器中，其仅仅需要一信号，来启动电磁线圈或解除其作用。
因此，本发明的主要内容还包括一方法以用来启动在所述的类型的安全带卷绕器中的锁止机构。该方法包括检测安全带卷轴的转动，安全带卷轴的转动加速度或转动速度超过一预定值时产生的一致动信号，和该致动信号断开电磁线圈。当安全带卷轴处于正常使用过程中，该电磁线圈将锁止爪保持在与轮件的外圈齿相分离的一位置上。为了减少功率消耗，电磁线圈的致动信号是脉冲宽度调制的。安全带卷轴的转动可以通过磁场或光学检测。具有特殊优点的实施方式是霍尔效应传感器与电机控制电路一起安装在一印刷电路板上。该印刷电路板最好保持住控制锁止爪的电磁线圈。
本发明的其它优点和特征通过下面附图和安全带卷绕器的实施方式的描述中可以发现。附图指示如下：
图1是本发明安全带卷绕器的示意透视图；
图2是该安全带卷绕器分解视图。
所述的安全带卷绕器具有一机架10，它带有两平行侧壁12,14，它们通过一联接件16相互连接起来。一安全带卷轴18可转动地安装在所述机架10上。该安全带卷轴有一对法兰20,22。设置有外圈齿的轮件24安装在法兰22上。法兰22有一个比轮件24大的外径，从而径向延伸到轮件24之外。
机架10的侧壁14有一主体部分14a和一平行偏置的翼板14c，通过一弯板壁14b将翼板14c与主体部分14a相连。一长形支承凹槽26在所述的翼板14c内经过弯板壁延伸至侧壁14的主体部分14a上。一锁止爪30插入该支承凹槽26中，该锁止爪30有一爪尖以与轮件24的外圈齿相接合，相对于爪尖另一侧，锁止爪30有一圆形端部，其可枢摆运动地容纳在所述的支承凹槽26内。在安装状态下，锁止爪30的一侧由法兰22支承着，而相对的另一侧由侧壁14的主体部分14a支承着。该锁止爪与轮件24及所述的翼板14c置于同一平面内，而支承凹槽26的支承端支承在该翼板14c中。
锁止爪30与侧向延伸的铁磁材料的衔铁板32刚性连接。一个螺管电磁线圈34和衔铁板32相互作用。该锁止爪30由一拉力弹簧36拉紧着，这样使锁止爪30与轮件24外圈齿相接合。锁止爪30的接合运动附带由重力得以支持。从而，当电磁线圈34处于停止状态时，锁止爪30与轮件24相接合，从而安全带卷轴18被锁定。在安全带卷绕器正常作用时，启动电磁线圈34，从而衔铁板32抵靠在电磁线圈34的磁芯上，保持住锁止爪30，从而锁止爪30与轮件24外圈齿相分离。
安全带卷绕器有一用于安全带卷轴的电驱动装置。此电驱动装置由一无刷直流电机组成，该无刷直流电机具有一外转子40和内定子42，其驱动小齿轮44在安全带卷轴18的侧面上经过一带齿的皮带46与一驱动带齿传动轮48相连。整个驱动装置安装在基板50上，该基板由侧壁14的外侧这样支承着，从而使基板50可在一有限范围内枢轴转动。基板50的枢摆运动用于在带齿的皮带46上施加一个随所需的驱动扭矩而变化的张力。当低驱动扭矩时，带齿的皮带46相对松弛，从而驱动损耗很小且无运行噪声产生。当高驱动扭矩时，特别是即将发生碰撞而发生预张紧时，带齿的皮带46张紧，从而不会有齿跳过。
电机的驱动控制装置也安装在基板50上，该电机的驱动控制装置具体为一印刷电路板52结构，其也保持着电磁线圈34。由于印刷电路板52在基板50枢摆运动过程中也运动，同样电磁线圈34相对于所述的锁止爪30运动。然而，电磁线圈34的运动轨迹这样设计，使电磁铁磁芯与衔铁板32间隔地保持恒定不变的距离。
检测安全带卷轴转动的装置也安装在所述的印刷电路板52上。这些检测装置根据转动加速度和/或转动速度感知安全带卷轴的突然的转动，以便以安全带敏感(belt-sensitive)的方式启动锁止机构。在安全带卷绕器正常使用过程中，电磁线圈34用脉冲宽度调制信号启动。为了启动所述的锁止机构，断开电磁线圈34，借助于弹簧36和重力的作用，从而使锁止爪30与轮件24外圈齿相接合。

Claims (10)

1．一种用于乘员约束系统的安全带卷绕器，包括一机架(10)、一安全带卷轴(18)，它具有一对法兰(20,22)并且可转动地支承在所述的机架(10)上，还有一锁止机构，用于可选择地锁定所述的安全带卷轴(18)，所述的锁止机构包括在所述成对法兰(20,22)的至少一个之上的外圈齿、和一锁止爪(30)，所述的锁止爪可枢摆运动地安装在所述的机架(10)上以可选择地与所述的外圈齿相接合，所述的锁止爪(30)被偏压至一接合位置，且能通过一电磁线圈(34)运动到与所述的外圈齿相脱离的非接合位置上。
2．如权利要求1所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的外圈齿形成在安全带卷轴(18)的所述的一个法兰(22)上的一轮件(24)上。所述的法兰(22)径向延伸到所述的轮件(24)之外，并且所述的锁止爪(30)侧向支承在所述的法兰(22)上。
3．如权利要求2所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的锁止爪(30)另外还在背离安全带卷轴(18)的法兰(22)的一侧侧向支承在所述机架(10)上。
4．如权利要求3所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的机架(10)具有一侧壁(14)，其有一主体部分(14a)和一平行偏置的翼板(14c)，通过一弯板壁(14b)将翼板(14c)与主体部分(14a)相连，一支承凹槽(26)在所述的翼板(14c)内经过弯板壁(14b)延伸至侧壁(14)的主体部分(14a)上，所述的锁止爪(30)有一圆形端部，它可枢摆运动地容纳在所述的支承凹槽(26)内。
5．如权利要求4所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的平行偏置翼板(14c)，所述的轮件(24)及所述的锁止爪(30)置于一共同的平面内。
6．如权利要求1所述的安全带卷绕器，其特征在于一侧向突出的铁磁材料的衔铁板(32)刚性地与所述的锁止爪(30)相连。
7．如权利要求1所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的安全带卷轴(18)通过一带齿的皮带(46)与一电机相连，所述的电机与一保持有电机控制电路的印刷电路板(52)一起安装在一基板(50)上，所述的基板(50)由机架(10)的侧壁(14)这样支承着，使得基板(50)可以在一有限范围内枢轴转动，通过基板(50)的枢摆运动，可将带齿的皮带(46)设定为随驱动扭矩而变化地处于张紧状态。
8．如权利要求7所述的安全带卷绕器，其特征在于所述的电磁线圈(34)也安装在所述的印刷电路板(52)上。
9．如权利要求8所述的安全带卷绕器，其特征在于当基板(50)枢摆运动时，所述的锁止爪(30)与电磁线圈(34)间隔地保持恒定不变的距离。
10．如权利要求1所述的安全带卷绕器，其包括检测所述的安全带卷轴(18)转动加速度的装置，和根据加速度检测值超过预定极限值时，解除所述的电磁线圈(34)作用的触发装置。
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