CZ289577B6 - Spojka mezi hřídelem pásu navíjecího ústrojí pásu a otočným pohonem napínacího ústrojí pásu - Google Patents

Abstract

e en se t²k spojky mezi h° delem (12) p su nav jec ho ·stroj p su a oto n²m pohonem nap nac ho ·stroj p su, kter m v²stupn h° del (20). H° del (12) p su m vn ozuben spojovac kolo (16) a na v²stupn h° del (20) je p°ipojen poh n c kotou (22) se spojovac z padkou (26, 28), v²kyvn ulo enou mezi dv ma polohami, klidovou polohou, v n je spojovac z padka (26, 28) mimo styk se spojovac m kolem (16) a z b rovou polohou, v n je spojovac z padka se spojovac m kolem (16) ve styku, p°i em na poh n c m kotou i (22) je ukotvena vratn pru ina (32) pro uveden spojovac z padky (26, 28) do klidov polohy.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká spojky mezi hřídelem pásu navíjecího ústrojí pásu a otočným pohonem napínacího ústrojí pásu, které má výstupní hřídel.

Dosavadní stav techniky

Aby nebylo omezováno normální otočení hřídele pásu navíjecího ústrojí pásu prostřednictvím otočného pohonu napínacího ústrojí pásu, zůstává hřídel pásu při uvedení otočného pohonu napínacího ústrojí pásu, to je až do jeho aktivování, odpojen. Jinak má být hřídel pásu po uskutečněném napnutí pásu opět volně otočný, aby se opět vytvořila normální navíjecí a blokovací funkce navíjecího ústrojí pásu atak se posádka vozidla, například jen po lehké nehodě, mohla opět připoutat a odjet do opravny.

Mezi různými možnými provedeními spojek mají západkové spojky tu výhodu, že je lze snadno opět uvolnit, a to tím, že se západkové spojky vykývnou nazpět do své výchozí polohy. U známých spojek jsou západkové spojky obklopeny uvnitř ozubeným spojovacím kolem a pro vytvoření spojení jsou vykývnuty vně. Až dosud se považovalo za výhodné uspořádat spojovací prstenec radiálně vně od západkových spojek, protože radiálně na vnější straně je k dispozici více prostoru pro zuby než uvnitř a je možné vytvářet větší zuby příjemnější rozteči.

Vynález spočívá na poznatku, že přenášení síly ze spojkové západky na radiálně vně upravené spojovací kolo je problematické v tom směru, že spojovací kolo je vystaveno místně koncentrovanému namáhání s vysokou radiální složkou. Obvodové zrychlení otočného ústrojí napínacího pásu, to je otočného pohonu napínacího ústrojí pásu, dosahuje hodnoty o velikosti řádově 1000 g, čímž jsou konstrukční části spojky vystaveny extrémně vysokým namáháním. Proto jsou tyto konstrukční součásti vyráběny vždy z mechanicky vysoce odolných materiálů, jako oceli. Tyto materiály jsou však nejen drahé, ale mají také velkou hmotnost, což opět vede k vysokým hmotnostním setrvačným silám, pro jejichž překonávání je potřebný vysoký poháněči výkon.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří spojka mezi hřídelem pásu navíjecího ústrojí pásu a otočným pohonem napínacího ústrojí pásu, které má výstupní hřídel, hřídel pásu má vně ozubené spojovací kolo a na výstupní hřídel je připojen poháněči kotouč se spojovací západkou, výkyvné uloženou mezi dvěma polohami, klidovou polohou, v níž je spojovací západka mimo styk se spojovacím kolem a záběrovou polohou, v níž je spojovací západka se spojovacím kolem ve styku, přičemž na poháněcím kotouči je ukotvena vratná pružina pro uvedení spojovací západky do klidové polohy.

Spojovací pochod se u této spojky uskutečňuje radiálně zvnějšku dovnitř, přičemž uvnitř upravené spojovací kolo je převážně namáháno v obvodovém směru. Zbývající radiál ní složky vedou k bezproblémovému tlakovému namáhání spojovacího kola ve směru zvnějšku dovnitř. Pro konstrukční součásti spojky je možné použít lehčí materiály s menší pevností, takže kromě kompaktní konstrukce se dosáhne také snížení hmotnostních setrvačných sil a zmenšení potřebného poháněcího výkonu.

Dalšího snížení požadavků na mechanickou pevnost spojkové západky a její uložení se dosáhne podle dalšího výhodného provedení vynálezu tím, že spojovací západka je v záběrové poloze

- 1 CZ 289577 B6 plošně podepřena na opěrném prstenci na obvodu poháněcího kotouče vzhledem k silovým složkám směřujícím v radiálním směru poháněcího kotouče. Tento opěrný prstenec má u výhodného provedení vysokou mechanickou pevnost, protože je tvořen na obvodu poháněcího kotouče jako vytvarovaný, průchozí a axiálně od kotoučového tělesa odstávající prstenec.

U výhodného provedení je při aktivování otočného pohonu napínacího ústrojí pásu využito vznikajícího extrémně vysokého zrychlení otáčení pro ovládání spojkové západky prostřednictvím její setrvačnosti. K tomu účelu je těžiště spojovací západky upraveno radiálně uvnitř od její osy výkyvu. U výhodného provedení se však mimoto uskutečňuje výkyvný pohyb spojovací západky do záběrové polohy nuceným vedením, které má ovládací křivky a odstřihnutelný kolík, aby se zajistilo, že spojovací západka bude vykývnuta na extrémně krátké ovládací dráze o hodnotě například jedné čtvrtiny až jedné poloviny rozteče zubů spojovacího kola do záběrové polohy.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a znaky spojky podle vynálezu vyplývají z následujícího popisu více příkladů provedení ve spojení s výkresovou částí.

Na obr. 1 je znázorněn dílčí řez spojkou mezi hřídelem pásu navíjecího ústrojí pásu a mezi otočným pohonem napínacího ústrojí pásu.

Na obr. 2 je znázorněn řez rovinou podle čáry Π-ΙΙ na obr. 1.

Na obr. 3 až obr. Ί jsou znázorněny dílčí pohledy na příklady provedení spojovací západky s jejím podepřením.

Na obr. 8 je znázorněn silový diagram pro vysvětlení opěrných sil vznikajících na spojovací západce.

Na obr. 9 je znázorněn v rozloženém stavu axonometrický pohled na výhodné provedení spojky.

Na obr. 9a je znázorněna varianta provedení této spojky.

Na obr. 10 je schematicky znázorněna spojovací západka v záběrové poloze.

Na obr. lije schematicky znázorněna spojovací západka v klidové poloze.

Na obr. 12 je znázorněn řez rovinou podle čáry ΧΠ - ΧΠ na obr. 10.

Na obr. 13 je znázorněna varianta řezu podle obr. 12.

Na obr. 14 jsou znázorněny dva příklady provedení ovládací křivky pro nucený pohyb spojovací západky.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je z navíjecího ústrojí pásu pro bezpečnostní pásy ve vozidlech znázorněna jen část skříně 10 a v ní otočně uložený hřídel 12 pásu. Hřídel 12 pásu obvykle sestává z lehkého kovu a má vytvarované blokovací ozubení 14. Na hřídeli 12 pásu je dále vytvarováno prstencové, vně ozubené spojovací kolo 16. Hřídel 12 pásu s přírubami 12a, blokovací ozubení 14 a vytvarované spojovací kolo 16 jsou vyrobeny tlakovým litím.

-2CZ 289577 B6

Na boční rameno skříně 10, znázorněné na obr. 1, je nasazen otočný ponor 18 napínacího ústrojí pásu. Tento otočný pohon 18 napínacího ústrojí pásu, který zde nebude blíže popisován, má ke hřídeli 12 pásu směřující dutý výstupní hřídel 20, který je na své vnější straně drážkované ozuben a uvnitř kterého je uložen úložný čep 12b hřídele 12 pásu. Na výstupní hřídel 20 je prostřednictvím vytvarované, ve tvaru objímky vytvořené a uvnitř drážkovitě ozubené hlavy 24 tvarově pevně nasazen poháněči kotouč 22. Tento poháněči kotouč 22 je na svém vnějším obvodu opatřen vytvarovaným opěrným prstencem 22a. Na poháněcím kotouči 22 jsou na jeho ke hřídeli 12 pásu přivrácené straně na výkyvném uložení 30 v podobě čepu výkyvné uloženy vždy dvě spojovací západky 26, 28. Tyto spojovací západky 26, 28 jsou upraveny zhruba navzájem diametrálně protilehle, avšak vzhledem k ozubení spojovacího kola 16 jsou proti sobě uspořádány navzájem přesazené o polovinu rozměru rozteče. Spojovací západky 26, 28 jsou zatlačovány prostřednictvím listové vratné pružiny ukotvené na opěrném prstenci 22a do klidové polohy, ve které jsou jejich západkové špičky 26a, případně 28a v radiálním odstupu od obvodu spojovacího kola 16. Jak je z obr. 1 patrno, obklopuje spojovací kolo 16 hlavu 24 poháněcího kotouče 22 a opěrný prstenec 22a obklopuje spojovací kolo 16, takže prostor, který je v axiálním směru k dispozici, je dobře využit.

Také spojovací západky 26, 28 a poháněči kotouč 22 jsou zhotoveny z kovového lehkého konstrukčního materiálu, zejména z lehkého kovu, s výhodou prostřednictvím tlakového lití.

Na obr. 2 je znázorněna spojovací západka 26 v záběrové poloze a spojovací západky 28 v klidové poloze. Klidová poloha je definována radiálně dovnitř směřujícím výstupkem na opěrném prstenci 22a. Těžiště S spojovacích západek 26, 28 je upraveno vždy radiálně dovnitř od osy výkyvného uložení 30 v podobě čepu. To má za následek, že spojovací západky 26, 28 jsou nuceny otočným zrychlením poháněcího kotouče 22, které vzniká při aktivování otočného pohonu 18 napínacího ústrojí pásu, a které je přerušované, na podkladě hmotnostních setrvačných sil k vykývnutí do jejich záběrové polohy, jak je to znázorněno šipkou A na obr. 2.

Opěrný prstenec 22a vytváří pro každou spojovací západku 26, 28 jak radiální opěrnou plochu 40, tak i opěrnou plochu 42, která zachycuje síly působící v obvodovém směru. Podílející se síly jsou zakresleny na obr. 2. Mezi ozubením spojovacího kola 16 a mezi západkovou špičkou 26a spojovací západky 26 se vytváří nejprve opěrná síla F, která je orientována zhruba tangenciálně ke spojovacímu kolu 16. Tato opěrná síla F vytváří ve spojovací západce 26 radiální silovou složku R a obvodovou silovou složku U. Opěrná plocha 42 je vytvořena na radiálně dovnitř směřujícím opěrném žebru 22c opěrného prstence 22a a má poloměr, který je stejný jako poloměr na sousedním konci pákového ramene spojovací západky 26. Tak se vytváří ploché dosednutí mezi tímto koncem spojovací západky 26 a mezi opěrnou plochou 42, čímž se zachycuje obvodová silová složka U. Radiální silová složka R je zachycována rovnou opěrnou plochou 40.

Na obr. 8 je znázorněn silový diagram podílejících se sil. Mezi opěrnou silou F a mezi radiální silovou složkou R je vytvořen úhel a. Při těchto silách je tření ještě zanedbatelné. Ve skutečnosti vzniká na opěrné ploše 40 tření, které působí proti obvodové silové složce U. čímž je odlehčeno opěrné žebro 22c. To musí zachycovat jen sílu o hodnotě U'= R.sina - R.p, kde μ je koeficient tření na opěrné ploše 42.

Jak je patrno z obr. 2, zachovává spojovací západka 28 na svém od západkové špičky 28a odvráceném konci nepatrný odstup od přiřazeného opěrného žebra 22c, aby nebránila vykývnutí spojovací západky 28 do záběrové polohy. Výkyvná uložení 30 ve tvaru čepu jsou v nepatrné míře poddajná, takže podepření na opěrných žebrech 22c se uskutečňuje pod vyšším zatížením.

-3CZ 289577 B6

Když se při aktivování otočného pohonu 18 napínacího ústrojí pásu zrychlí poháněči kotouč 22 ve směru šipky A, jsou obě spojovací západky 26, 28 hmotnostními setrvačnými silami vykývnuty proti spojovacímu kolu 16. Vzhledem k přesazení spojovacích západek 26, 28 v obvodovém směru se zajistí, že se vždy jedna ze západkových špiček 26a, 28a ponoří do mezery mezi zuby spojovacího kola 16, a to i tehdy, když by druhá z nich měla dosednout na špičku zubu. Spojovací západky 26, 28 a jejich podepření mají takové rozměry, že každá z nich může sama přenášet vznikající síly. Nyní je poháněči kotouč 22 neotočně spojen se spojovacím kolem 16 a unáší prostřednictvím něj hřídel 12 pásu, čímž se uskuteční napnutí bezpečnostního pásu. Jakmile je tento pochod ukončen, jsou spojovací západky 26, 28 prostřednictvím listových vratných pružin 32 opět vykývnuty nazpět do klidové polohy. Tak je hřídel 12 pásu opět odpojen od otočného pohonu 18 napínacího ústrojí pásu a je volně otočný.

U varianty provedení, která je znázorněna na obr. 3, má výkyvné uložení 30 ve tvaru čepu takové rozměry, že může i po odebrání tření zachycovat zbývající obvodové síly IT. Převažující opěrná sílaje radiální silová složka R, která je přiváděna opěrnou plochou 40 opěrného prstence 22a.

U příkladu provedení podle obr. 4 je na volném konci spojovací západky 26 vytvarována navenek směřující vačka 26b, která je ponořena do zářezu 22d opěrného prstence 22a. Tento zářez 22d vytváří opěrnou plochu 42, která zachycuje po odtahu tření zbývající obvodovou sílu U.

U varianty provedení podle obr. 5 není opěrná plocha 42 vytvořena na opěrném žebru 22c, ale na stupni opěrného prstence 22a.

U příkladu provedení podle obr. 6 jsou opěrná plocha 40 na opěrném prstenci 22a a odpovídající protilehlé plochy na spojovacích západkách 26, 28 opatřeny navzájem lícujícími zářezovými ozubeními. Tato zářezová ozubení zachycují také obvodové silové složky U.

Varianta tohoto provedení je znázorněna na obr. 7. Místo zářezového ozubení jsou upraveny obloukové zvlněné tvarové uzavírací struktury. Ty zachycují jak radiální opěrnou sílu, tak i obvodovou silovou složku U.

U všech těchto popsaných provedení musí výkyvná uložení 30 ve tvaru čepů zachycovat při vykývnutí spojovacích západek 26, 28 v podstatě jen nepatrné vodicí síly.

U příkladů provedení, které jsou znázorněny na obr. 9 až obr. 14, se uskutečňuje vykývnutí spojovacích západek 26, 28 jak hmotnostními setrvačnými silami, tak také prostřednictvím nuceného vedení. Prostřednictvím tohoto nuceného vedení se dosahuje toho, že spojovací západky 26, 28 jsou uvnitř předem stanoveného úhlu pootočení poháněcího kotouče 22 vykývnuty ze své klidové polohy do záběrové polohy. Tento úhel pootočení má například jen hodnotu zlomku rozteče zubů spojovacího kola 16. například čtvrtinu až polovinu rozteče zubů. Tak se uskuteční spojovací pochod v plné míře ještě před tím, než poháněči kotouč 22 dosáhne vysoké rychlosti otáčení.

Jak je patrno z obr. 9, má poháněči kotouč 22 v oblastech míst uložení pro spojovací západky 26, 28 dvě ledvinovitá okénka 50. 52. V protilehlé poloze k těmto okénkům 50, 52 jsou na čelní straně otočného pohonu 18 napínacího ústrojí pásu upraveny dvě tuhé ovládací křivky 54. 56 ve tvaru vodicí lišty. Na tyto ovládací křivky 54, 56 ve tvaru vodicí lišty naběhnou při počátečním otáčení poháněcího kotouče 22 kolíky 58, 60 následného elementu ovládací křivky 54, 56. čímž jsou spojovací západky 26, 28 vykývnuty v požadovaném smyslu. Jakmile je spojovací pochod ukončen, jsou kolíky 58, 60 odstřiženy.

-4CZ 289577 B6

U varianty provedení, která je znázorněna na obr. 9a, je místo ovládacích křivek 54, 56 ve tvaru vodicí lišty upravena ovládací křivka 64 ve tvaru drážky, která však také vytváří ovládací křivku pro odpovídající, do ní zasahující kolík 58 následného elementu ovládací křivky 64.

Na obr. 10 a obr. 12 je znázorněn příklad provedení podle obr. 9, zatímco na obr. 11 a obr. 13 je znázorněn příklad provedení podle obr. 9a.

Ovládací křivky 54, 56 ve tvaru vodicí lišty, případně ovládací křivka 64 ve tvaru drážky nemusejí být přímočaré. Spíše mohou být, jak je to znázorněno na obr. 14, vytvořeny zakřiveně, aby se optimalizoval výkyvný pohyb spojovacích západek 26.28.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (10)

1. Spojka mezi hřídelem pásu navíjecího ústrojí pásu a otočným pohonem napínacího ústrojí pásu, které má výstupní hřídel, vyznačující se tím, že hřídel (12) pásu má vně ozubené spojovací kolo (16) a na výstupní hřídel (20) je připojen poháněči kotouč (22) se spojovací západkou (26, 28), výkyvné uloženou mezi dvěma polohami, klidovou polohou, v níž je spojovací západka (26, 28) mimo styk se spojovacím kolem (16) a záběrovou polohou, v níž je spojovací západka se spojovacím kolem (16) ve styku, přičemž na poháněcím kotouči (22) je ukotvena vratná pružina (32) pro uvedení spojovací západky (26, 28) do klidové polohy.

2. Spojka podle nároku 1, vyznačující se tím, že poháněči kotouč (22) je opatřen opěrným prstencem (22a) a spojovací západka (26, 28) je v plošném styku s opěrným prstencem (22a) pro přenos radiálně směřující síly (R) na spojovací západku (26,28).

3. Spojka podle nároku 1, vyznačující se tím, že poháněči kotouč je na svém obvodu opatřen opěrným prstencem (22a) a spojovací západka je v plošném styku s opěrným prstencem (22a) pro přenos obvodově směřující síly (U) na spojovací západku (26,28).

4. Spojka podle nároku 3, vyznačující se tím, že spojovací západka (26, 28) je uložena ve výkyvném uložení (30), uloženém posuvně v obvodovém směru.

5. Spojka podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že opěrný prstenec je vytvořen jako na obvodu poháněcího kotouče (22) vytvarovaný, průchozí a axiálně od kotoučového tělesa odstávající prstenec.

6. Spojka podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím , že hřídel (12) pásu je s vytvarovaným spojovacím kolem (16) vyroben z lehkého konstrukčního materiálu.

7. Spojka podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že poháněči kotouč (22) je vyroben z lehkého konstrukčního materiálu.

8. Spojka podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že spojovací západka (26, 28) je vyrobena z lehkého konstrukčního materiálu.

9. Spojka podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že poháněči kotouč (22) má vytvarovanou válcovou hlavu (24), která je tvarově pevně nasunuta na konec výstupního hřídele (20), přičemž hlava (24) je v radiálním odstupu obklopena prstencovitě vytvořeným spojovacím kolem (16).

-5CZ 289577 B6

10. Spojka podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že poloměr, na němž je uloženo těžiště (S) spojovací západky (26,28) je menší než poloměr, na němž je uložena osa výkyvu spojovací západky (26, 28).

11. Spojka podle některého z nároků lažlO, vyznačující se tím, že je opatřena vodícími křivkami (54, 56, 64) a spojovacími odstřihnutelnými kolíky (58, 60), tvořícími vedení spojovací západky (26, 28).

10 12. Spojka podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že na poháněcím kotouči (22) jsou uloženy diametrálně protilehle, avšak vzhledem k zubové rozteči spojovacího kola (16) proti sobě v obvodovém směru přesazené dvě shodné spojovací západky (26,28).