CN1847063B - 具有自由轮离合器的安全带自动伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全带自动伸缩装置(1)，包括一根轴(4)、一个设置成使轴(4)沿安全带(2)的一个卷绕方向(a)预紧的主传动弹簧(7)、一个可相对于轴(4)旋转地设置的棘轮(12)、一个用于锁止棘轮(12)沿卷绕方向(a)进行的旋转运动的锁止装置(15)以及一个平衡弹簧，该平衡弹簧设置为当棘轮(12)锁止时可通过它将一个逆主传动弹簧(7)的预紧力方向作用的预紧力传递到轴(4)上，本发明的特征在于，设置有一个自由轮离合器，它一方面可以在棘轮锁止时沿卷绕方向(a)实施从轴到平衡弹簧的力传递，而另一方面在棘轮未被锁止时允许平衡弹簧的一个离合器段沿卷绕方向(a)相对于轴作相对旋转运动。

Description

具有自由轮离合器的安全带自动伸缩装置

技术领域

本发明涉及一种安全带自动伸缩装置。 

背景技术

由EP 1 157 905 B1已知这种安全带自动伸缩装置。在已知的安全带自动伸缩装置中设置一个主传动弹簧，它使一根带有一个安全带卷绕段的轴朝卷绕方向预紧。此外，还设有一个平衡弹簧，它设置为逆主传动弹簧的方向作用。平衡弹簧一方面将其外端与棘轮固定连接，而另一方面将其内端与打滑离合器的环固定连接。棘轮可借助锁止装置朝卷绕方向锁止。 

在系上安全带时希望由主传动弹簧施加在轴上的卷绕扭矩减小。这种被减小的扭矩这样形成，即一旦安全带锁卡锁住，棘轮便借助锁止装置朝卷绕的方向锁止，由此当驾驶或同车乘客向后运动时主传动弹簧拉紧平衡弹簧。在这种情况下主传动弹簧的扭矩减小约为拉紧平衡弹簧所需要的扭矩的量。 

若驾驶员或同车乘客逆行驶方向运动，亦即朝靠背的方向运动时超过平衡弹簧的工作范围，则打滑离合器的线弹簧当平衡弹簧被主传动弹簧拉到阻滞时可以将轴总是朝卷绕方向旋转，为的是进一步卷绕安全带。 

已知的这种安全带自动伸缩装置有许多缺点。若棘轮的锁止由于安全带锁脱开被解除，则棘轮基于借助平衡弹簧传递到其上的扭矩朝卷绕方向旋转。在平衡弹簧通过棘轮的旋转运动完全松弛后，棘轮突然停止旋转。发生这种情况的起因是，平衡弹簧起先将打滑离合器的线弹簧拉到阻滞，使棘轮不再可能朝卷绕方向继续旋转。直到通过轴沿卷绕方向进一步旋转运动时线弹簧才脱开。尤其在强力的平衡弹簧时，这可能导致过度旋转，继而导致损害和在最坏的情况下甚至导致破坏平衡弹簧。 

已知安全带自动伸缩装置的另一个缺点在于，含有线弹簧的打滑离合器可靠性不够，它应当在尽管超过平衡弹簧的工作范围时仍能朝 卷绕方向旋转轴。 

发明内容

本发明的目的是，建议一种可靠的以及能经济地进行生产的、使用寿命长的安全带自动伸缩装置。 

根据本发明，提出一种安全带自动伸缩装置，包括一根轴、一个设置成使轴沿安全带的一个卷绕方向预紧的主传动弹簧、一个可相对于轴旋转地设置的棘轮、一个用于锁止棘轮沿卷绕方向进行的旋转运动的锁止装置以及一个平衡弹簧，该平衡弹簧设置为当棘轮锁止时可通过该平衡弹簧将一个逆主传动弹簧的预紧力方向作用的预紧力传递到轴上，其特征为：设置有一个自由轮离合器，它一方面可以在棘轮锁止时沿卷绕方向实施从轴到平衡弹簧的力传递，而另一方面在棘轮未被锁止时允许平衡弹簧的一个离合器段沿卷绕方向相对于轴作相对旋转运动。 

本发明的基本思想是，在轴与平衡弹簧之间设置一个自由轮离合器，此自由轮离合器一方面在轴朝卷绕方向旋转时可以实施从轴到平衡弹簧的力传递，而另一方面允许平衡弹簧的离合器段沿卷绕方向相对于轴进行相对运动。自由轮离合器可以使主传动弹簧在棘轮锁止时通过轴的旋转预紧平衡弹簧。在这种情况下减小了从主传动弹簧作用在轴上的扭矩约为用于牵拉平衡弹簧所需要的扭矩。若在安全带锁脱开时棘轮的锁止被解除，则棘轮基于作用在它上面的预紧的平衡弹簧朝卷绕方向旋转。因为按本发明的自由轮离合器允许平衡弹簧的离合器段相对于轴作相对运动，所以当平衡弹簧完全卷绕时不会发生棘轮的突然制动。棘轮可以与平衡弹簧一起沿卷绕方向相对于轴旋转，直至通过做摩擦功施加动能。 

本发明的另一个优点在于，可以取消在平衡弹簧与轴之间的环。由于省去一个构件，降低了生产成本。 

本发明还有一个优点在于，通过取消线弹簧使整个装置设计得较小。 

按本发明的设计有利地规定，自由轮离合器包括一个与轴旋转固定地联接的传动装置；以及，在传动装置与平衡弹簧之间可以建立一种可自动脱开的形封闭连接。传动装置在棘轮锁止时和在轴沿卷绕方向旋转时借助平衡弹簧的离合器段传动平衡弹簧，所以平衡弹簧被主 传动弹簧预紧，并由此又减小了主传动弹簧沿卷绕方向作用在轴上的扭矩。在传动装置与平衡弹簧之间的力传递通过一种形封闭进行。在传动装置与平衡弹簧之间的形封闭设计为，当离合器段相对于轴沿卷绕方向相对运动时它自动脱开，因此棘轮与平衡弹簧一起可以自由地朝卷绕方向绕轴或绕传动装置旋转。 

有利的是，传动装置设计为具有至少一个用于可脱开地悬挂平衡弹簧的安装座的传动轮。为了在驾驶员或同车乘客朝座席靠背的方向向后运动时，安装的弹簧尽可能直接被传动轮朝卷绕方向带动，优选地设多个沿传动轮的圆周分布的安装座，用于与平衡弹簧的离合器段形封闭地连接。在这方面有利的是，这些安装座由在传动轮圆周上沿径向延伸的齿构成。 

有利的是，平衡弹簧是一种传动弹簧。通过按本发明设置有一个自由轮离合器，可以使用一些几乎与所采用的主传动弹簧相同厚度的平衡弹簧。 

按本发明一种恰当的设计规定，离合器段为了建立与传动装置的形封闭由平衡弹簧的内端构成。按一项结构简单的设计，平衡弹簧的离合器段设计为钩状。平衡弹簧借助所述的钩悬挂在传动装置的安装座内，在这里，钩状的离合器段可相对于轴朝卷绕方向越过传动装置的安装座运动。然而也可以设想，平衡弹簧的离合器段由一个单独的与平衡弹簧连接的构件构成。 

为了简化装配有利地规定，轴设计为尤其可互相插接的多个部分。在这里传动装置可以与轴或与轴分段设计为一体。 

按本发明一项有利的设计规定，平衡弹簧与棘轮仅按一个打滑离合器的类型以摩擦力封闭的方式联接。在安全带锁被锁住时，若为卷绕安全带需要的工作转数超过平衡弹簧可能的总圈数，平衡弹簧在其被主传动弹簧卷绕到阻滞后可基于打滑离合器继续旋转。由此避免阻碍轴朝卷绕方向转动。按本发明的打滑离合器精确和均匀地工作，所以给安全带的使用者始终造成相同的主观印象。此外，通过将平衡弹簧设计为滑移弹簧，可以取消在轴圆周上要不然必要的线弹簧。 

有利地，棘轮具有一个内圆周，并且平衡弹簧被设置成在其完全张紧后，当棘轮被锁止以及当轴沿卷绕方向旋转时，沿棘轮的内圆周滑移。也就是说，打滑离合器由平衡弹簧本身和棘轮的内圆周构成。在达到或超出平衡弹簧的最大工作范围的情况下，打滑离合器允许平衡弹簧继而轴沿卷绕方向进一步旋转。 

为了增大平衡弹簧在棘轮上的压紧力继而增大在平衡弹簧与棘轮内圆周之间的静摩擦以及滑动摩擦，设一个胀簧，平衡弹簧借助胀簧压靠在棘轮的内圆周上。 

在结构上以及为了能迅速装配有利的是，胀簧设计为弹簧段，以及此弹簧段装入平衡弹簧的一个圈内。 

附图说明

下面借助附图表示的实施例详细说明本发明。 

其中： 

图1按本发明的安全带自动伸缩装置分解图；以及 

图2一个装配好的安全带自动伸缩装置。 

具体实施方式

图中表示了一个安全带自动伸缩装置1。借助安全带自动伸缩装置1可以将安全带2卷绕在轴4的安全带卷绕段3上。轴4由两部分组成以及组成部分包括安全带卷绕段3和驱动段5。轴4可旋转地装在金属外壳6内。 

此外，安全带自动伸缩装置1包括一个主传动弹簧7，它将其外端8与塑料外壳9固定连接。塑料外壳9借助三个销子10侧向与金属外壳6连接。 

主传动弹簧7将其内端11与轴4的驱动段5旋转固定地连接。因此当轴4沿退绕方向b旋转时，亦即当安全带2展开时，轴4被主传动弹簧7沿卷绕方向a预紧。 

此外，安全带自动伸缩装置1还包括一个与主传动弹簧7相邻以及与轴4的驱动段5同轴设置的棘轮12，它可沿两个旋转方向相对于轴4的驱动段5旋转。为了稳定，在棘轮12面朝主传动弹簧7的那一 侧设一个盘13，它与棘轮12设计为一体。盘13有一个用于轴4驱动段5的中心通孔14。为棘轮12配设一个锁止装置15，它包括一个带操纵推杆17的磁力促动器16和一个安装为可回转的锁定杆18。此外，锁止装置15还包括一个用于锁定杆18的弹簧31。锁定杆18与沿棘轮外圆周设置的齿19配合工作。锁止装置用于沿卷绕方向a锁止棘轮12的旋转运动。棘轮12随时可以沿退绕方向b旋转。当锁定杆18贴靠时，在棘轮旋转过程它在棘轮12的齿19上跳跃。 

在棘轮12内部装一个同样设计为传动弹簧的平衡弹簧20。平衡弹簧20不是与棘轮12形封闭地连接，而是将其外圈贴靠在棘轮12的内圆周21上。为了增大平衡弹簧20在棘轮12内圆周21上的压紧力，采用一个设计为周向弹簧段的胀簧22，它装在平衡弹簧外圈的里面，继而将平衡弹簧20的外圈压靠在棘轮12的内圆周21上。平衡弹簧20的外端23钩状地向内弯曲。因此将胀簧22相对于平衡弹簧20固定在其周向的位置上。平衡弹簧20与棘轮12之间的力传递，无论沿卷绕方向a还是沿退绕方向b，均以摩擦力封闭的方式通过由平衡弹簧20与棘轮12的内圆周21构成的打滑离合器实现。 

在平衡弹簧20内部设置一个设计为传动轮的传动装置24。传动装置24包括许多朝卷绕方向a倾斜的沿径向延伸的齿25。齿25在其朝卷绕方向a倾斜的侧面26构成用于传动平衡弹簧20离合器段28的安装座27。离合器段28由平衡弹簧20的内端29构成。此内端29钩状地向里朝退绕方向b弯曲。借助钩状设计的离合器段28，可以在传动轮24的齿25或侧面26与平衡弹簧20之间建立一种形封闭连接。在平衡弹簧20与传动装置24之间的形封闭可以自动解脱，从而离合器段28可以相对于轴4的驱动段5沿卷绕方向a作相对运动。在此过程中平衡弹簧20的内端29沿齿25与侧面26对置的平缓的侧面30滑动。 

当轴4沿卷绕方向a旋转时，从通过传动装置24和平衡弹簧20或平衡弹簧20离合器段28构成的自由轮离合器将一个预紧力传递到平衡弹簧20上，所以平衡弹簧20在轴4的驱动段5上施加一个朝退 绕方向b的周向预紧力。 

下面说明安全带自动伸缩装置1的工作方式。 

主传动弹簧7始终与轴4的驱动段5以及与塑料外壳9啮合，所以当安全带2被拉出时从主传动弹簧7始终沿卷绕方向a在轴4的驱动段5上施加一个预紧力。当系安全带2时，棘轮12可沿卷绕方向a自由旋转，直到未表示的安全带锁卡锁住为止。当安全带锁锁住时磁力促动器16激活，因此操纵推杆17回缩。于是与操纵推杆17耦合的锁定杆18回转到其锁止位置。在此锁止位置，锁定杆18与棘轮12的齿19上陡的侧面形封闭地配合工作，继而阻止棘轮12朝卷绕方向a旋转。因此棘轮12只还能沿退绕方向b通过锁定杆18在齿上跳跃地旋转。 

当卷绕安全带时，亦即当轴4沿卷绕方向a在主传动弹簧7的力作用下旋转时，与轴4的驱动段5设计为一体的传动装置24也朝卷绕方向a旋转。此时，传动装置24通过它的齿25带动平衡弹簧20的离合器段28，因此当棘轮12锁止时平衡弹簧20被拉紧。在这里，为拉紧平衡弹簧20所需要的扭矩与主传动弹簧7的扭矩起反作用，所以使主传动弹簧7的扭矩减小了约用于拉紧平衡弹簧20所需的扭矩的量。此经减小的扭矩朝卷绕方向a作用在轴4上继而作用在安全带2上，以及产生驾驶员所期望的舒适的效果。 

当棘轮12锁止时，若超过了平衡弹簧20的工作范围，亦即轴4为卷绕安全带2所需要的转数超过平衡弹簧20最大可能的总转数，则平衡弹簧可以在已锁止的棘轮12的内圆周21上朝卷绕方向a沿着它打滑。轴4可以继续朝卷绕方向a旋转，直至安全带2系在驾驶员或同车乘客的身体上。取决于胀簧22的尺寸，可以改变平衡弹簧20的外圆周与棘轮12的内圆周21之间的静摩擦和滑动摩擦力。通过设置胀簧22产生规定的打滑扭矩。 

当打开安全带锁时，磁力促动器16的操纵推杆17移出，因此锁定杆18从其锁止位置克服弹簧31的弹簧力沿径向向外回转。在平衡弹簧20的扭矩驱动下，棘轮12直接沿卷绕方向a开始旋转，此时平 衡弹簧20松弛。棘轮12的旋转沿卷绕方向a以高的速度进行。最迟当平衡弹簧20安全松弛时，平衡弹簧20的钩状离合器段28便自动地从传动装置24相应的安装座27脱出，以及在传动装置24的齿25上滑动，直至棘轮12完全停顿。当棘轮12未锁止时，安全带2的卷绕通过主传动弹簧7的全部扭矩进行。 

附图标记一览表 

1安全带自动伸缩装置          18锁定杆 

2安全带                      19齿 

3卷绕段                      20平衡弹簧 

4轴                          21内圆周 

5驱动段                      22胀簧 

6金属外壳                    23外端 

7主传动弹簧                  24传动装置 

8外端                        25齿 

9塑料外壳                    26凸缘 

10销子                       27安装座 

11内端                       28离合器段 

12棘轮                       29内端 

13盘                         30平缓的侧面 

14通孔                       31弹簧 

15锁止装置 

16磁力促动器                 a卷绕方向 

17操纵推杆                   b退绕方向 

Claims (11)

1.安全带自动伸缩装置(1)，包括一根轴(4)、一个设置成使轴(4)沿安全带(2)的一个卷绕方向(a)预紧的主传动弹簧(7)、一个可相对于轴(4)旋转地设置的棘轮(12)、一个用于锁止棘轮(12)沿卷绕方向(a)进行的旋转运动的锁止装置(15)以及一个平衡弹簧(20)，该平衡弹簧设置为当棘轮(12)锁止时可通过该平衡弹簧将一个逆主传动弹簧(7)的预紧力方向作用的预紧力传递到轴(4)上，其特征为：设置有一个自由轮离合器，它一方面可以在棘轮(12)锁止时沿卷绕方向(a)实施从轴(4)到平衡弹簧(20)的力传递，而另一方面在棘轮(12)未被锁止时允许平衡弹簧(20)的一个离合器段(28)沿卷绕方向(a)相对于轴(4)作相对旋转运动。

2.按照权利要求1所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：自由轮离合器包括一个与轴(4)旋转固定地联接的传动装置(24)；并且，在传动装置(24)与平衡弹簧(20)的离合器段(28)之间可以构成一种可自动脱开的形封闭连接。

3.按照权利要求2所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：传动装置(24)设计为具有至少一个用于可脱开地悬挂平衡弹簧(20)的安装座(27)的传动轮。

4.按照权利要求3所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：安装座(27)由沿传动轮的圆周分布的沿径向延伸的齿(25)构成。

5.按照权利要求4所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：齿(25)朝卷绕方向(a)倾斜。

6.按照权利要求1至5之一所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：平衡弹簧(20)是一种传动弹簧。

7.按照权利要求2至5之一所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：用于建立一种与传动装置(24)的形封闭连接的平衡弹簧(20)的离合器段(28)由平衡弹簧(20)的一个内端(29)构成。

8.按照权利要求1至5之一所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：平衡弹簧(20)的离合器段(28)设计为钩状。

9.按照权利要求1至5之一所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：轴(4)设计为沿轴向分成多个部分。

10.按照权利要求2至5之一所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：传动装置(24)设计为与轴(4)或一个轴分段(3、5)一体。

11.按照权利要求9所述的安全带自动伸缩装置，其特征为：轴(4)设计为沿轴向分成多个可互相插接的部分。

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