CN1980823A - 具有链状致动体的预张紧器和预张紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有链状致动体的预张紧器和预张紧方法。本发明提供了一种用于座椅安全带的预张紧器装置。本发明还提供了一种具有致动体的预张紧器装置，所述致动体在致动时形成一链以提供对卷收座椅安全带的驱动，并且所述致动体在完成座椅安全带的预张紧之后分离成单个单元。本发明还提供了一种采用链状致动体的预张紧方法。

Description

具有链状致动体的预张紧器和预张紧方法

技术领域

本发明涉及一种用于座椅安全带的预张紧器。本发明具体涉及一种这样的预张紧器装置，其具有在致动时形成链以提供对卷收座椅安全带的驱动的致动体。本发明还提供了一种采用链状致动体的预张紧方法。

背景技术

汽车的具有预张紧装置的座椅安全带用于在突然撞击或意外事故的情况中将乘客约束在车辆中的座位上。预张紧装置在车辆突然减速时通过迅速转动预张紧装置的其上缠绕有座椅安全带的带子(web)的轴而向座椅安全带施加张力，从而将乘客约束在座位上。

为了向座椅安全带装置提供高比例的预张紧，在车辆受到突然撞击时引爆烟火装料(pyrotechnical charge)，从而为致动通常从一系列球体、齿轮、链等等中选择的驱动装置提供能量，用于迅速转动座椅安全带的带子(webbing)。

美国专利4,444,010公开了一种预张紧器，其具有在启动后使驱动件转动的子弹状致动体。连接至驱动件的心轴向后转动以将安全带收回卷收器中。通过摩擦将能量从致动体传递到驱动件。该系统的效率并不有利，因为在使用后必须通过楔形挡板除去堵塞的加速体。这耗去了一部分能量。在该专利中还公开了另一种呈球体形式的替代驱动装置。以下是用作驱动装置的球体的一些已知缺点。

当致动体呈球体形式时，要考虑的一个主要因素是球体之间的接触区域仅是一个点。另外，在致动时球体彼此强烈挤压而引起球体塑性变形。结果，影响了球体相对于带齿驱动轮的圆周节距的轴距。另外，(变形的)球体不再100％同步地撞入驱动轮的空间，从而导致驱动效率损失。

美国专利3,552,222中示出了用于卷收座椅安全带的特定驱动轮，其生产复杂从而昂贵。

同样，美国专利5,590,295公开了一种驱动件，其由两个具有半球形凹口的驱动轮组合而成。

如DE 3220498和WO 97/13661(PCT/US96/16577)中所示的，可以通过一链实现从致动体向驱动机构相对较好的能量传递。该专利还公开了一种位于驱动壳体内的柔性链，其包括多个用于驱动齿轮的互连链节。

但是在链传动预张紧装置中，主要的缺点是致动体彼此固定以形成一链。这样形成的链不能在座椅安全带的预张紧之后作为单一部件存放在预张紧装置的小储存器(容器)中，而这在使用球体作为驱动装置时是可以的。因此，在预张紧装置中需要大容器或通道以在座椅安全带的预张紧之后存放所述链。结果，不可能设计紧凑型的预张紧装置。

发明内容

发明目的

本发明的主要目的在于提供一种具有致动体的紧凑型预张紧装置，所述致动体在启动期间仅在压力下用作一链。

本发明的一个目的在于在(从致动体接收驱动力的)小齿轮与致动体之间提供较宽的表面接触区，用于将能量从致动体有效地传递到小齿轮，以使得其上缠绕有座椅安全带的带子的轴转动。

本发明的另一目的在于提供一种具有致动体的紧凑型预张紧装置，所述致动体在该装置未使用时彼此松散相邻地设在通道中。

本发明的又一目的在于提供一种紧凑型预张紧装置，其中致动体为柱形。

本发明的还一目的在于提供一种具有在使用后存放解链(unchain)的致动体的容器的紧凑型预张紧装置。

本发明的再一目的在于提供一种驱动其上缠绕有座椅安全带的带子的心轴的廉价小齿轮(驱动轮)。

本发明的一个目的还在于提供一种使用链状致动体的预张紧方法。

发明概述

通常，用于座椅安全带的预张紧装置连接到包括框架和可转动地支承在该框架中的心轴的紧急锁定卷收器(ELR)上。座椅安全带的一端连接至心轴。小齿轮(从动件)连接至心轴。连接至框架的壳体具有一通道，该通道在平行于小齿轮的径向平面的平面中延伸并且至少部分围绕小齿轮的圆周延伸。在本发明中，柱形致动体彼此松散相邻地设在通道中，在启动时用作向小齿轮提供旋转驱动的链。小齿轮的旋转驱动使心轴沿向后旋转方向转动并拉入带子，从而通过张紧的座椅安全带固定座位上的乘客。在预张紧时，链状致动体分离并存放在预张紧器的容器中。本发明还提供了一种采用链状致动体的预张紧方法。

附图说明

图1表示在预张紧之前具有松散布置的致动体的预张紧装置的剖视图。

图2是在预张紧期间以及在预张紧之后致动体分离期间，具有链状运动的致动体的预张紧器的剖视图。

图3、图4和图5表示作为单一体和呈链形式的柱形致动体。

图6表示预张紧器的致动体与小齿轮啮合布置从而有效地传递来自致动体的驱动的视图。

图7示出了柱形致动体胜过球形致动体的优点。

具体实施方式

首先参照图1，卷收器1安装在具有壳体8的车体框架12上。壳体8由模铸金属制成。座椅安全带13的带子缠绕在卷收器1的心轴3上(这未在该图中示出)，并且每当使用者在就座时系上安全带的时候朝着安全带拉出方向14拉伸。心轴3通过离合器(未在图中示出)连接至预张紧装置2的小齿轮4。设置通道7，该通道在平行于小齿轮4径向平面的平面中延伸。气体发生器17布置在通道7的一端处，在突然撞击时提供烟火装料。在通道7中设置有气体入口18，以允许气体进入通道7。当装置未使用时，多个致动体10彼此松散相邻地布置在通道中。末尾致动体6布置在通道7中在气体发生器17的附近，从而接收来自气体发生器17的烟火装料。末尾致动体6的密封(未在图中示出)防止了燃烧产物(烟火装料)逸出通道7。通道7用作致动体10的管道，并且当致动体10在受到因突然撞击时气体发生器17产生的烟火装料的驱动力时迅速运动的时候，通道7还提供致动体10的链的旋转路径。致动体10彼此抵靠地布置在通道7中，并且在处于空闲状态时在止动器11的帮助下保持在适当位置。布置在通道7中的致动体10围绕小齿轮4被引导以形成角度5，从而总有一对致动体10与小齿轮4的齿廓啮合，以确保由致动体10的运动链产生的能量在给定时间点传递到小齿轮4上。致动体10在接收到来自气体发生器17点火的装料后形成沿着通道7(其在平行于小齿轮4径向平面的平面中延伸)迅速运动的致动体10的链。因为致动体10与小齿轮4的齿廓啮合，所以被加速的致动体10的旋转运动使小齿轮4转动。心轴3连接至小齿轮4以接收来自小齿轮4的旋转驱动，从而沿带拉入方向15迅速卷收安全带13。

下面除图1之外还参照图2，示出了其中呈链形式的致动体10的链在接收到来自烟火装料的驱动之后在通道7中运动的实施例。呈链形式的致动体10向小齿轮4提供沿图2所示的旋转方向28的迅速旋转驱动。在沿带拉入方向15预张紧座椅安全带13的过程中，这里应注意致动体10的链的第一致动体9已经不再使用并与致动体10的链断开，并且容易作为单个单元掉入容器16中且一个接一个地堆积。致动体的单个单元必须在使用后保管在安全室中，因为它们的迅速运动是本性所致。这里还观察到，致动体的单个单元在压力下象链一样一起作用，并且在使用后容易断开以简单地存放在容器16中。

图3中示出了本发明的另一实施例，其中柱形致动体10包括被认为是致动体外径的工作部23。本图还表示了致动体10的链的形成。工作部23是在通道7(图1和图2)中运行的致动体的外径。形成一对轴状凸起22，每一个凸起位于致动体的工作部23的一侧上。这些轴状凸起22中的每一个在工作部23的一侧上终止于肌腱套(rotator-cuff)状头部19，在另一侧上终止于杆部21。在各个致动体的相对端刻出在杆部侧的呈凹口20形式的半圆形内接触面。一个致动体的肌腱套状头部22在由气体发生器17的烟火装料产生的压力作用下枢转入下一个致动体的内接触面20以形成致动体10的连续链。该致动体10的链为小齿轮4提供旋转驱动，小齿轮4又使具有离合器装置的心轴3转动，从而实现座椅安全带的迅速卷收。通过使小齿轮4的齿廓与两个相邻致动体的居间工作区23啮合而实现小齿轮4的旋转驱动。

图4公开了类似哑铃的替代致动体24，其中外径25切割成具有与相邻致动体24的外接触面19接触的凹入的凹口20。工作部23的直径小于外径25，从而能够良好地环绕小齿轮4的齿。通过使小齿轮4的齿廓与两个相邻致动体的居间工作区23啮合而实现小齿轮4的旋转驱动。

进一步参照图5，具有呈哑铃状外径的替代致动体26具有接触面27和工作部23。然而，与用作致动体的球体相比，这类致动体由于增加的接触面积而更加抗变形。

图4和图5中所示的致动体24和26是图1至图3中公开的致动体的替代致动体。

下面，返回去参照图1和图2，通过使小齿轮4的齿廓与两个相邻致动体的居间工作区23啮合而实现小齿轮4的旋转驱动。

图6表示一实施例，其中松散连接的致动体10与小齿轮4的齿廓啮合，以在预张紧时向小齿轮4提供旋转驱动。该图清楚地示出在任何给定时间点，总有一对致动体与小齿轮4的齿廓啮合以有效地进行传递从而驱动小齿轮4。

参照图7描述本发明的另一优选实施例，其中致动体的设计类似于一链，其中工作部23的直径“d”小于轴距“a”(两个工作部之间的中心距或节距)。结果，与工作部的直径“d”等于轴距“a”的球形致动体相比，小齿轮4的齿能够更有效并有利地环绕柱形工作部23。因此，从链状致动体施加到小齿轮4的齿上的力F更多地沿着运动方向线路，并且在通道壁上产生的力R较小，从而与球形致动体相比产生较小的摩擦。

在以下实施例中描述了本发明预张紧装置的功能方面。

在感测到紧急状况时，例如在车辆突然撞击的情况下，向烟火装料起爆器发送电信号以产生燃烧产物(烟火装料)，该产物推动末尾致动体6，末尾致动体6又使其它致动体10加速。末尾质量体的密封防止了燃烧产物逸出该室。之后，末尾致动体6被推动经过通道7，并且同时推动由于产生的驱动力形成的链状致动体10经过通道7。首先，通道7引导致动体10的加速链。各个致动体10通过与小齿轮4的齿廓短期啮合而经过小齿轮4的外齿廓。致动体10的工作部23与小齿轮4的齿廓的啮合向心轴3提供了互补的(complimentary)径向驱动。缠绕在心轴3上的带子13收回可确定量的安全带，以将座椅安全带牢固地张紧在乘客上。

因此，本发明提供了一种预张紧器，该预张紧器用于卷收座椅安全带并具有可分离的链状致动体，所述预张紧器包括：预张紧器壳体；具有外齿廓的可旋转的小齿轮，所述小齿轮安装在可旋转的心轴上并布置于所述预张紧器壳体中；座椅安全带的带子，所述带子缠绕在所述心轴上；布置在所述壳体中的通道，以提供用于所述链状致动体迅速运动的引导路径；所述致动体包括工作区和一对安装在所述致动体侧向外边缘的每一侧上的凸起，每个所述凸起都具有杆部和头部；在所述致动体的杆部的底端上切割成具有一对凹槽以形成半圆形凹口；通过使一个致动体的头部松散地枢转到相邻致动体的半圆形凹口而利用多个致动体形成一链；在链中形成在所述致动体的两个工作区之间的居间间隙用作与所述小齿轮的齿廓啮合的装置；所述致动体的工作区的外径小于在相邻致动体之间的平均距离；以及容器，其收集在使用之后分离的各个致动体。

本发明的实施例，其中具有柱形形式外径的致动体在压力作用下与小齿轮的齿廓接触。

本发明的另一实施例，其中致动体以一角度定位，从而即使在预张紧器处于空闲位置时，也有两个致动件同时与小齿轮的外齿廓接触。另外，由链状致动体如此形成的居间间隙用于与小齿轮的外齿廓啮合。

在又一实施例中，从具有圆形外径或带凹面的外径的柱形体中选择任选致动体。

在本发明的再一实施例中，公开了通过使用本发明的预张紧器来预张紧座椅安全带的方法，所述方法包括以下步骤：通过烟火装料给松散连接的致动体提供动力以使它们迅速运动并形成链状致动体，通过使运动的链状致动体与安装在心轴上的小齿轮的外齿廓啮合而驱动小齿轮，通过使心轴转动而卷收座椅安全带，在预张紧时使致动体自动分离，以及将分离的致动体存放在容器中。

在本发明的一实施例中，公开了一种方法，其中致动体的链在预张紧时可自动分离。

在本发明的还一实施例中，致动体施加在小齿轮的齿上的力更多地沿着致动体的运动线路，从而产生较小的生成阻力和摩擦。

优点

1.本发明的致动体在压力下用作一链，以向小齿轮的齿廓提供产生旋转运动所需的力。

2.本发明的致动体在压力下用作一链，在使用中减小作用在通道上的生成力，从而与球体相比提供摩擦较小的致动体运动。

3.本发明的预张紧装置提供在使用后存放致动体的简单存储区。结果，卷收器的形状不会增加。

4.本发明采用的致动体具有彼此固定的距离(轴距)以及有利的形状(柱形)，用于驱动类似于小齿轮的简单廉价的驱动轮。

Claims (10)

1.一种预张紧器，该预张紧器用于卷收座椅安全带并具有可分离的链状致动体，所述预张紧器包括：

(a)预张紧器壳体，

(b)具有外齿廓的可旋转的小齿轮，所述小齿轮安装在可旋转的心轴上并布置于所述预张紧器壳体中，

(c)座椅安全带的带子，其缠绕在所述心轴上，

(d)多个致动体，在致动时形成链状结构，

(e)布置在所述壳体中的通道，以提供用于所述链状致动体迅速运动的引导路径，

(f)所述致动体包括工作区和一对安装在所述致动体侧向外边缘的每一侧上的凸起，每个所述凸起都具有杆部和头部，

(g)在所述致动体的杆部的底端上切割出一对凹槽以形成半圆形凹口，

(h)通过使一个致动体的头部松散地枢转到相邻致动体的半圆形凹口而利用多个致动体形成一链，

(i)在链中形成在所述致动体的两个工作区之间的居间间隙用作与所述小齿轮的齿廓啮合的装置，以及

(j)容器，其收集在使用之后分离的各个致动体。

2.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述致动体为柱形。

3.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，具有柱形形式外径的致动体的链在压力作用下与所述小齿轮的齿廓接触。

4.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述致动体以一角度定位，从而即使在所述预张紧器处于空闲位置时，也有两个致动件同时与所述小齿轮的外齿廓接触。

5.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，形成在致动体的链中的居间间隙用于与小齿轮的外齿廓啮合。

6.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，从具有圆形外径或带凹面的外径的柱形体中选择任选致动体。

7.如权利要求1所述的预张紧器，其特征在于，所述致动体的工作区的直径小于相邻致动体之间的平均距离。

8.一种通过使用权利要求1的预张紧器来预张紧座椅安全带的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)通过烟火装料给松散连接的致动体提供动力，以使它们迅速运动并形成链状致动体，

(b)通过使运动的链状致动体与安装在所述心轴上的所述小齿轮的外齿廓啮合而驱动所述小齿轮，

(c)通过使所述心轴转动而卷收座椅安全带，

(d)在预张紧时使所述致动体自动分离，以及

(e)将分离的致动体存放在所述容器中。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述致动体的链在预张紧时可自动分离。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由所述致动体施加在所述小齿轮的齿上的力更多地沿着所述致动体的运动线路，从而产生较小的生成阻力和摩擦。

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