KR20210025649A

KR20210025649A - 힘 제한 디바이스 및 결합해제 디바이스를 갖는 벨트 리트랙터

Info

Publication number: KR20210025649A
Application number: KR1020217003273A
Authority: KR
Inventors: 퍼 옥스블룸; 아드리안 버드; 에릭 리드스모
Original assignee: 아우토리브 디벨롭먼트 아베
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-03-09
Also published as: KR102569819B1; JP7066309B2; WO2020021003A1; CN112437732A; EP3939839A1; EP3826888A1; US11932196B2; EP3826888B1; JP2021531200A; DE102019107663A1; US20210276510A1; CN112437732B; EP3939839B1

Abstract

본 발명은 하우징 프레임(1)에 회전가능하게 장착되는 벨트 샤프트(2), 하우징 프레임(1)에 대해 로킹될 수 있는 프로파일형 헤드(3), 및 힘 제한 디바이스(4)를 포함하는, 모터 차량의 시트 벨트용 벨트 리트랙터에 관한 것으로서, 여기서 힘 제한 디바이스(4)는 한편으로는 프로파일형 헤드(3)에 그리고 다른 한편으로는 벨트 샤프트(2)에 결합되고, 힘 제한 디바이스(4)는 로킹된 프로파일형 헤드(3)에 대한 벨트 샤프트(2)의 힘 제한된 회전을 하용하고, 능동적으로 해제가능한 결합해제 디바이스(5)를 특징으로 한다.

Description

힘 제한 디바이스 및 결합해제 디바이스를 갖는 벨트 리트랙터

본 발명은 하우징 프레임에 회전가능하게 장착되는 벨트 샤프트, 하우징 프레임에 대해 로킹될 수 있는 프로파일형 헤드(profiled head), 및 다단계 제1 힘 제한 디바이스를 포함하는, 모터 차량의 시트 벨트용 벨트 리트랙터(belt retractor)에 관한 것으로서, 여기서 제1 힘 제한 디바이스는 프로파일형 헤드에 그리고 두 번째로 벨트 샤프트에 결합되고, 다단계 제1 힘 제한 디바이스는 로킹된 프로파일형 헤드에 대한 벨트 샤프트의 힘 제한된 회전(force-limited rotation)을 허용한다.

전술한 특징부를 갖는 벨트 리트랙터는, 예를 들어 독일 특허 제197 80.583 C1호에 공지되어 있다. 힘 제한된 벨트 웨빙(webbing) 연장은 스위칭 디바이스에 의해 2개의 단계들 사이에서 스위칭될 수 있다. 힘 제한된 벨트 웨빙 연장의 제2 단계의 끝에 도달한 후, 힘이 벨트 리트랙터에 도입되며, 이는 소정의 상황 하에서 벨트 웨빙의 제어되지 않는 추가 연장을 초래한다는 것이 지금에야 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 기술된 단점을 제거하는 것, 그리고 특히, 힘 제한된 벨트 웨빙 연장의 제2 단계의 끝에 도달한 후에도 제어되는 추가의 벨트 웨빙 연장을 가능하게 하는 벨트 리트랙터를 특정하는 것이다.

본 목적은 독립 청구항의 특징부를 갖는 벨트 리트랙터에 의해 달성된다. 벨트 리트랙터의 유리한 개발물이 종속 청구항 및 상세한 설명에서 특정되며, 여기서 유리한 개발물의 개별 특징부들은 기술적으로 합리적인 방식으로 서로 조합될 수 있다.

본 목적은 특히, 벨트 샤프트가 다단계, 바람직하게는 정확히 2단계의 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한으로부터 결합해체될 수 있게 하는 능동적으로 트리거가능한 결합해제 디바이스(actively triggerable decoupling device)를 갖는, 서두에 언급된 특징부를 갖는 벨트 리트랙터에 의해 달성된다.

간단한 실시예에서, 벨트 샤프트는 결합해제 후에 로킹된 프로파일형 헤드에 자유로이 회전가능하게 장착될 수 있다. 그러나, 결합해제 후에 추가의 힘 제한된 벨트 연장이 일어나고, 그에 의해, 결합해제된 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소에 의해 실질적인 에너지 흡수가 일어남이 없이, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소에 의해 에너지가 흡수되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 기본적인 개념은, 예를 들어, 상위(superordinate) 제어부가 벨트 샤프트를 제1 힘 제한 디바이스로부터, 그리고 그에 따라, 특히, 필요한 경우 프로파일형 헤드로부터 결합해제시킬 수 있게 하는 기계적 디바이스가 형성되는 것을 제공한다. 이러한 방식으로, 벨트 리트랙터의 요소들이 제1 힘 제한 디바이스에 의해 힘이 제한되는 벨트 웨빙 연장의 한 쪽 끝에 도달한 후에 손상되는 것을 방지할 수 있고 그에 의해 제어되지 않는 추가의 벨트 권취 이동을 트리거하는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 결합해제 디바이스는 특히 적어도 하나의 기계적 이동가능 요소를 포함하고, 이는, 예를 들어 불꽃점화(pyrotechnic) 가스 발생기 또는 전자석의 형태의 전자적으로 또는 전기적으로 트리거가능한 구동 요소에 의해 적어도 간접적으로 몇 밀리초 내에 작동될 수 있어서, 벨트 샤프트가 자유롭게 회전하거나 제2 힘 제한 디바이스에 의해 로킹된 프로파일형 헤드로 힘이 제한될 수 있게 한다.

제1 힘 제한 디바이스는, 예를 들어 전자석 또는 불꽃점화 가스 발생기에 의해 능동적으로 트리거될 수 있는 스위칭 디바이스를 포함하며, 그에 의해 벨트 샤프트의 힘 제한된 상대 회전은 제1 단계로부터 제2 단계로 스위칭될 수 있다. 스위칭 디바이스는, 바람직하게는, 구동 요소에 의해 구동될 수 있는 적어도 하나의 기계적 이동가능 구성요소를 포함한다. 따라서, 벨트 샤프트가 결합해제 디바이스에 의해 제1 힘 제한 디바이스로부터 결합해체되기 전에, 힘 제한된 벨트 연장의 처음 2개의 상이한 레벨이 가능해질 수 있다.

이를 위해, 제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스는 바람직하게는 적어도 하나의 폴(pawl) 및 하나의 샤프트 링을 포함하고, 여기서 폴은 벨트 샤프트를 제1 힘 제한 요소에 결합시키는 위치에서 샤프트 링에 의해 초기 상태로 유지된다. 초기 상태에서, 자가 개방 의도(self-opening tendency)로 바람직하게는 피벗가능하게 또는 선형으로 이동가능하게 장착되는 폴은, 예를 들어 벨트 샤프트가 특히 벨트 샤프트 내측에 배열된 적어도 하나의 제1 이송 튜브에 회전불가능하게 연결되는 것을 보장한다. 이러한 경우에, 제1 힘 제한 디바이스의 제1 힘 제한 요소는 제1 측부 상에서 이송 튜브에 결합되고 제2 측부 상에서 프로파일형 헤드에 회전불가능하게 결합되는 것이 특히 바람직하다. 이러한 초기 상태에서, 프로파일형 헤드가 그 자체로 알려진 벨트 웨빙 민감성 또는 모터 차량 민감성 로킹 디바이스로 하우징 프레임에 로킹될 때, 바람직하게는 토션 바(torsion bar)로서 구성된 제1 힘 제한 요소는 로킹된 프로파일형 헤드에 대한 벨트 샤프트의 결과적인 상대 회전 동안에 벨트 웨빙 연장에 의해 도입되는 에너지를 흡수한다.

스위칭 디바이스는 바람직하게는 능동적으로 트리거가능한 스위칭 구동부를 포함하고, 여기서 스위칭 구동부가 트리거된 후에, 샤프트 링은 적어도 하나의 폴이 해제되도록 하는 방식으로 스위칭 구동부에 의해 이동되어, 벨트 샤프트가 제1 힘 제한 디바이스의 제2 힘 제한 요소에 결합되게 한다. 예를 들어, 스위칭 구동부를 작동시킴으로써, 제1 이송 튜브에 대한 벨트 샤프트의 기존의 회전불가능한 연결이 해제되어, 벨트 샤프트가 제1 이송 튜브에 대해 회전가능하게 한다.

특히, 이를 위해, 스위칭 구동부는 조정 링, 및 예를 들어 불꽃점화 가스 발생기로서 설계된 구동 요소를 포함하고, 여기서 구동 요소에 의해 구동되는 조정 링은 스위칭 구동부가 트리거된 후에 샤프트 링을 축방향으로 변위시킨다. 이를 위해, 예를 들어, 조정 링이 먼저 구동 요소에 의해 하우징 내의 회전 이동으로 구동되고, 여기서 조정 링이, 하우징 내에 형성된 시작 앵글에 기초하여, 회전 이동에 더하여 (벨트 샤프트에 대해) 축방향으로의 선형 변위 이동을 수행한다는 것이 제공될 수 있다.

제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스가 트리거된 후에, 벨트 샤프트는 바람직하게는 결합해제 디바이스의 결합 요소를 통해, 바람직하게는 제2 토션 바의 형태의 제1 힘 제한 디바이스의 제2 힘 제한 요소에 결합되어, 후속 벨트 연장 이동 동안 제2 힘 제한 요소의 변형에 의해 힘 제한이 발생하게 한다. 예를 들어, 제2 토션 바는 마찬가지로 적어도 하나의 이송 튜브 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있고, 그리고 그의 일 측부가 제1 토션 바에 회전불가능하게 연결될 수 있는 반면, 제2 토션 바의 다른 단부는 결합해제 디바이스의 요소들에 의해 벨트 샤프트에 결합된다.

결합해제 디바이스는 특히 적어도 하나의 결합 요소 및 하나의 샤프트 링을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 결합 요소는 결합 위치에서 샤프트 링에 의해 초기 상태로 유지된다. 따라서, 특히 개방 의도로 피벗가능하게 또는 반경방향으로 이동가능하게 장착되는 결합 요소는 초기에 샤프트 링에 의해 그의 결합 위치에서 유지되며, 여기서 벨트 샤프트는 힘 제한된 벨트 웨빙 연장을 위해 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소에 결합된다.

결합해제 디바이스는 특히 능동적으로 트리거가능한 결합해제 구동부를 포함하며, 여기서 적어도 하나의 결합 요소가 해제되도록 결합해제 구동부가 트리거된 후에 샤프트 링이 결합해제 구동부에 의해 이동된다. 이를 위해, 특히 결합해제 구동부는 조정 링 및 구동 요소를 포함하고, 여기서 구동 요소에 의해 구동되는 조정 링은 결합해제 구동부가 트리거된 후에 샤프트 링을 축방향으로 변위시킨다는 것이 제공될 수 있다. 예를 들어, 전자석 또는 불꽃점화 가스 발생기로서 형성된 구동 요소는 하우징 내의 회전 이동으로 조정 링을 구동할 수 있으며, 여기서 조정 링은, 그의 회전 이동에 더하여, 샤프트 링의 방향으로의 축방향 선형 이동을 실행하고, 그에 의해 샤프트 링이 결합 요소를 유지하는 그의 위치로부터 변위된다. 결합 요소들이 샤프트 링을 변위시킴으로써 해제된 후에, 그것들은 벨트 샤프트를 제1 힘 제한 디바이스에 결합하는 그들의 위치로부터 벗어날 수 있다. 이를 위해, 적어도 하나의 결합 요소는 바람직하게는 웨지(wedge) 형상이며, 반경방향 외향으로 프리텐션(pretension)되도록 장착되고, 여기서 초기 상태에서 결합 요소는 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소, 특히 제1 힘 제한 디바이스의 제2 토션 바의 단부 내에 확실하게(positively) 맞물린다. 적어도 하나의 결합 요소는 바람직하게는 벨트 샤프트 내의 대응하는 리세스 내에 배열되며, 여기서 힘 제한 요소와의 확실한 연결이 결합 요소의 반경방향 내향으로 배열된 측부 상에서 일어난다.

바람직한 실시예에서, 결합해제 디바이스는 적어도 부분적으로, 특히 결합 요소, 샤프트 링 및 조정 링과 함께, 벨트 샤프트(및/또는 벨트 샤프트 상에 권취된 벨트 웨빙 상에)와 축방향으로 장착된 하우징 캡 사이에 배열된다. 이와 관련하여, 추가로, 제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스는 적어도 부분적으로, 벨트 샤프트(및/또는 벨트 샤프트 상에 권취된 벨트 웨빙)와 결합해제 디바이스 사이에, 특히 폴, 샤프트 링 및 스위칭 링과 함께, 배열되는 것이 바람직하다.

결합해제 디바이스는 특히 다단계 제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스와 직렬로 연결되어, 벨트 샤프트가 스위칭 디바이스의 스위칭 상태와 무관하게 제1 힘 제한 디바이스로부터 결합해제될 수 있게 한다.

일 실시예에서, 추가로, 특히 불꽃점화 가스 발생기로서 형성된 결합해제 디바이스의 구동부, 및 마찬가지로 바람직하게는 불꽃점화 가스 발생기로서 설계되는, 다단계 제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스의 구동부가 공통 하우징 내에 배열되어, 벨트 리트랙터가 콤팩트하게 되는 것이 제공된다.

이와 관련하여, 이는, 구동부들이 서로로부터 반경방향으로 오프셋되어 배열되고, 특히 공통 하우징 내의 구동부들을 위한 수용 개구들이 축방향으로 서로 중첩하는 경우에 특히 바람직하다. 따라서, 구동부들을 위한 수용 개구들은 반경방향으로 하나가 다른 것 위에 정확하게 배열될 수 있지만, 또한, 수용 개구들은 그것들이 여전히 투영도에서는 반경방향으로 중첩되는 정도로 축방향으로 오프셋되는 것이 가능하며, 그 결과 훨씬 더 콤팩트한 구성이 가능하다.

공통 하우징은, 바람직하게는, 프로파일형 헤드로부터 멀어지게 향하는 벨트 샤프트의 단부 상에 배열된다.

제1 힘 제한 디바이스가 벨트 샤프트로부터 결합해제된 후에, 특히 더 낮은 힘 레벨에서, 추가의 힘 제한된 벨트 웨빙 연장이 여전히 가능하도록 하기 위해, 제2 힘 제한 디바이스가 제공될 수 있으며, 이는 마찬가지로 로킹된 프로파일형 헤드에 대한 벨트 샤프트의 힘 제한된 상대 회전을 가능하게 한다. 이를 위해, 제2 힘 제한 디바이스는 한편으로는 프로파일형 헤드에 그리고 다른 한편으로는 벨트 샤프트에 바람직하게는 결합되거나 결합될 수 있다.

따라서, 2-단계 힘 제한 디바이스로서의 제1 힘 제한 디바이스의 실시예에서는, 제2 힘 제한 디바이스가 힘 제한된 벨트 웨빙 연장 이동의 제3 단계를 제공할 수 있다.

이러한 경우에, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소는 힘 제한된 벨트 웨빙 연장 동안 이미 제1 힘 제한 디바이스에 의해 에너지를 수용하고 그리고 제1 힘 제한 디바이스를 결합해체한 후에만 에너지를 수용한다는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 제2 힘 제한 디바이스는 다단계 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한으로부터 벨트 샤프트의 결합해제 전 및 후 둘 모두에 프로파일형 헤드 및 벨트 샤프트에 결합된다.

대안적으로, 후속 벨트 웨빙 연장 동안, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소는 제1 힘 제한 디바이스가 벨트 샤프트로부터 결합해체된 후에만 벨트 샤프트로부터 에너지를 수용한다는 것이 제공될 수 있다.

제2 힘 제한 디바이스는, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소가 능동 상태로 유지되거나 또는 추가 작동 없이 제1 힘 제한 디바이스의 결합해체 후에 효력이 발생되도록 하는 방식으로 설계 및/또는 배열될 수 있다. 그러나, 또한, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소가 대응하는 구동부에 의해 벨트 샤프트에 결합하기 위해 능동적으로 작동될 수 있다는 것이 제공될 수 있다.

제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소는, 예를 들어, 힘 제한 동안 변형되는 밴드로서 형성될 수 있다. 이를 위해, 밴드는, 예를 들어 그의 일 단부가 프로파일형 헤드에 연결되고 그의 다른 단부가 벨트 샤프트에 연결되어, 벨트 샤프트가 프로파일형 헤드에 대해 회전할 때 밴드가 변형되게 한다. 이러한 경우에, 밴드는 또한 활주 에지를 통해 안내될 수 있는데, 그에 의해 밴드를 변형시키기 위한 필요한 에너지가 증가된다. 밴드는 특히 나선형으로 및/또는 다층 방식으로 배열된다.

제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소는, 또한, 토션을 위해 기어 휠을 통해 구동되는 토션 바에 의해 형성될 수 있다. 이를 위해, 토션 바는 일 단부에서, 제2 기어 휠과 맞물리는 제1 기어 휠에 회전불가능하게 연결된다. 제2 기어 휠은, 예를 들어, 프로파일형 헤드에 대해 동축으로 배열될 수 있는 반면, 토션 바는 벨트 샤프트 상에 회전가능하게 장착되어 배열된다. 벨트 샤프트가 프로파일형 헤드에 대해 회전할 때, 토션 바는 제1 기어 휠에 의해 비틀린다. 대안적으로, 기어 휠에 결합된 토션 바가 벨트 샤프트의 외측에 배열되고, 여기서 제2 기어 휠이 벨트 샤프트에 결합되어, 고정 상태에 있지만 회전가능한 방식으로 장착된 토션 바가 벨트 샤프트의 회전 동안에 비틀리게 되는 것이 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 특히, 필요한 경우 제1 기어 휠을 제2 기어 휠과 맞물리게 하는 스위칭 메커니즘이 제공되도록 하기 위한 장비가 만들어질 수 있다.

그러나, 특히 반경방향 돌출부를 가지며 바람직하게는 환형인 디스크 배열체(disk arrangement)가 또한 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소로서 제공되고, 벨트 샤프트와 프로파일형 헤드 사이에, 이들 사이의 상대 회전 동안 에너지 흡수를 위해 배열된다. 디스크 배열체는, 특히, 서로 동축으로 배열된 2개의 환형 디스크 요소를 가지며, 여기서 하나의 바람직하게는 외부 디스크 요소는 특히 적합한 폼 피팅(form-fitting) 설계에 의해, 벨트 샤프트에 회전불가능하게 결합되고, 다른 바람직하게는 내부 디스크 요소는 특히 적합한 폼 피팅 설계에 의해, 프로파일형 헤드에 회전불가능하게 결합된다. 프로파일형 헤드에 대한 벨트 샤프트의 회전의 경우에, 2개의 디스크는 서로에 대해 이동되며, 그에 의해 특히 하나의 디스크 요소 또는 디스크 요소들 둘 모두의 마찰, 탄성 변형 및/또는 소성 변형에 의해 에너지가 흡수된다. 이를 위해, 내부 디스크 요소는 그의 외주 상에 돌출부 설계를 가질 수 있고, 외부 디스크 요소는 그 내주 상에 돌출부 설계에 상보적이고 초기 상태에서 서로 맞물려 있어 상대 회전 동안 마찰을 생성하고/하거나 변형되는 리세스 설계를 갖는다.

그러나, 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소는 또한 토션 바에 의해 형성될 수 있으며, 이는 하나가 다른 것 뒤에 직접 배열되고/되거나 바람직하게는 토션 바로서 구현되는 다단계 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소들과 직렬로 배열된다. 여기서, 특히, 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바의 제1 단부는 제2 힘 제한 요소로서 작용하는 제1 힘 제한 디바이스의 토션 바에 특히 직접 회전불가능하게 결합되고, 두 번째로 벨트 샤프트에 특히 직접 회전불가능하게 결합된다는 것이 제공될 수 있다.

이와 관련하여, 또한, 제1 힘 제한 디바이스는, 제1 힘 제한 디바이스의 제2 힘 제한 요소에 회전불가능하게 결합되고 다른 한편으로는 결합해제 디바이스에 의해 벨트 샤프트에 초기에 결합되는 제2 이송 튜브를 갖는다는 것이 제공된다. 제2 이송 튜브는 제1 이송 튜브 내에 적어도 부분적으로 배열될 수 있고, 이는 이어서 제1 힘 제한 디바이스의 제1 힘 제한 요소에 회전불가능하게 결합되고, 다른 한편으로는 제1 힘 제한 디바이스의 스위칭 디바이스를 통해 벨트 샤프트에 초기에 회전불가능하게 결합된다.

더 구체적으로, 제1 힘 제한 요소로서 형성된 제1 토션 바의 힘 레벨이 제1 힘 제한 디바이스의 제2 힘 제한 요소로서 형성된 토션 바의 힘 레벨보다 큰 반면, 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바의 힘의 레벨은 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소들보다 작은 것이 제공된다.

따라서, 초기 상태에서, 벨트 샤프트는 스위칭 디바이스를 통해 제1 이송 튜브에 그리고 결합해제 디바이스를 통해 제2 이송 튜브에 회전불가능하게 연결되는 반면, 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바는 마찬가지로 벨트 샤프트에 회전불가능하게 연결된다. 프로파일형 헤드가 이제 로킹된 경우, 이어서 힘 제한의 제1 단계에서, 단지 제1 토션 바의 비틀림(twisting)만이 일어난다.

스위칭 디바이스를 작동시킴으로써, 벨트 샤프트와 제1 이송 튜브 사이의 회전불가능한 연결이 연결해제되어, 제2 이송 튜브가 프로파일형 헤드에 대해 벨트 샤프트와 함께 회전하여, 이 단계에서 제2 토션 바가 제1 토션 바보다 그의 낮은 레벨의 힘으로 인해 비틀리게 된다.

결합해제 디바이스를 작동시킴으로써, 제2 이송 튜브에 대한 벨트 샤프트의 회전불가능한 연결이 또한 해제되어, 제1 및 제2 이송 튜브에 대한 벨트 샤프트의 회전이 추가의 벨트 웨빙 연장 동안 가능하게 된다. 그러나, 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바가 벨트 샤프트에 회전불가능하게 결합되기 때문에, 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바는 추가의 벨트 웨빙 연장의 경우에 비틀리는데, 그 이유는 이 토션 바가 제1 힘 제한 디바이스의 토션 바보다 더 낮은 힘 제한 레벨을 갖기 때문이다. 따라서, 간단한 3-단계 힘 제한된 벨트 웨빙 연장이 가능하다.

본 발명 및 기술적 환경은 도면을 참조하여 예로서 후술된다. 도면은 개략적으로 도시된다.
도 1은 초기 상태에서의 벨트 리트랙터를 통한 종단면도이다.
도 2는 벨트 리트랙터에 의해 제공된 도 1의 단면(B-B)을 도시한다.
도 3은 벨트 롤러(roller)를 통한 도 1의 추가의 단면(C-C)을 도시한다.
도 4는 도 1에 따른 벨트 리트랙터의 구성요소를 도시한다.
도 5는 초기 상태에 있는 도 1에 포함된 벨트 리트랙터의 추가 구성요소를 도시한다.
도 6 내지 도 9는 변경된 힘 제한 레벨을 갖는 스위칭 디바이스를 작동시킨 후의 벨트 리트랙터를 도시한다.
도 10 내지 도 13은 결합해제 상태에서의 결합해제 디바이스를 작동시킨 후의 힘 리트랙터를 도시한다.
도 14는 기어 휠에 의해 구동가능한 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바를 갖는 벨트 리트랙터의 제2 실시예의 부분 분해도이다.
도 15는 도 14의 실시예를 통한 단면도이다.
도 16a는 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소로서 디스크 배열체를 갖는 제3 실시예의 부분 분해도이다.
도 16b는 도 16a로부터의 디스크 배열체의 평면도이다.
도 17은 실시예에 따른 도 16의 단면도이다.
도 18은 제2 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소로서 변형가능한 밴드를 갖는 제4 실시예의 평면도이다.
도 19는 초기 상태에 있는 밴드의 영역에서의 도 18의 실시예를 통한 단면도이다.
도 20은 힘 제한의 끝에 있는 도 19의 도면이다.
도 21은 제1 힘 제한 디바이스의 힘 제한 요소들과 직렬로 연결된 제2 힘 제한 디바이스의 토션 바를 갖는 제5 실시예의 부분 분해도이다.
도 22는 도 21에 따른 실시예를 통한 단면도이다.
도 23은 3개의 힘 레벨을 갖는 힘 프로파일의 표현을 도시한다.
도 24a는 힘 제한 요소들의 연결의 예를 도시한다.
도 24b는 감소된 설치 공간을 갖는 힘 제한 요소들의 연결의 다른 예를 도시한다.
도 24c는 감소된 설치 공간을 갖는 힘 제한 요소들의 연결의 다른 예를 도시한다.

도 1 내지 도 13에 도시된 벨트 리트랙터는 벨트 샤프트(2)가 회전가능하게 장착되는 하우징 프레임(1)을 포함한다.

벨트 리트랙터는 2-단계 제1 힘 제한 디바이스(4)를 포함하며, 이를 통해 벨트 샤프트(2)가 제1 힘 제한 단계에서 그리고 제2 힘 제한 단계에서 프로파일형 헤드(3)에 결합된다.

이를 위해, 제1 힘 제한 디바이스(4)는 스위칭 디바이스(13)를 포함하며, 이는 2개의 폴(14), 샤프트 링(15), 조정 링(16), 및 가스 발생기 형태의 구동 요소(17)를 갖는다. 도 1 내지 도 5에 도시된 초기 상태에서, 자가 개방 의도로 피벗가능하게 장착된 폴(14)은 결합 위치에서 샤프트 링(15)에 의해 유지되며, 여기서 벨트 샤프트(2)가 이송 튜브(20)에 회전불가능하게 결합된다.

토션 바 형태의 제1 힘 제한 요소(11) 및 추가의 토션 바 형태의 제2 힘 제한 요소(12)가 이송 튜브(20) 내측에 배열된다. 제1 힘 제한 요소(11)는 한편으로는 프로파일형 헤드(3)에 회전불가능하게 결합되고, 다른 한편으로는 이송 튜브(20)의 내부에서 그에 회전불가능하게 연결된다. 한편으로는, 제2 힘 제한 요소(12)는 제1 힘 제한 요소(11)에 회전불가능하게 연결되고, 다른 한편으로는, 도 1 내지 도 5에 도시된 초기 상태에서 결합해제 디바이스(5)의 결합 요소(6)를 통해 벨트 샤프트(2)에 회전불가능하게 연결된다.

결합해제 디바이스(5)는 샤프트 링(7)을 추가로 포함하며, 이는 초기 상태에서 반경방향 외향으로 프리텐션된 결합 요소(6)를 결합 위치에 유지한다. 결합해제 디바이스(5)는 가스 발생기 형태의 구동 요소(9)에 의해 구동될 수 있는 조정 링(8)을 추가로 포함한다.

결합해제 디바이스(5)의 구동 요소(9) 및 스위칭 디바이스(13)의 구동 요소(17)는 공통 하우징(18) 내에 배열되며, 여기서 각각의 경우에 하우징(18)은 구동 요소들(9, 17)을 위한 수용 개구(19)를 갖는다. 수용 개구들(19)은, 특히 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 벨트 샤프트(2)에 대해 반경방향으로 서로에 대해 오프셋되지만 축방향으로 중첩된다.

도 4로부터, 구동 요소(9)에 의해 회전 이동으로 구동될 수 있는 조정 링(8) 및 구동 요소(17)에 의해 회전 이동으로 구동될 수 있는 조정 링(16)은, 각각, 시작 앵글(21)에 맞대어 안착되어, 구동 요소들(9, 17)에 의해 야기되는 조정 링들(8, 16)의 회전 이동이 벨트 샤프트(2)의 축방향으로 변위 이동을 초래하게 한다는 것을 알 수 있다.

결합해제 디바이스(5)는 스위칭 디바이스(13)와 하우징 캡(10) 사이에 적어도 부분적으로 배열된다.

도 1 내지 도 5에 도시된 초기 상태에서, 벨트 샤프트(2)는 폴(14), 이송 튜브(20), 및 제1 힘 제한 요소(11)를 통해 프로파일형 헤드(3)에 회전불가능하게 연결되어, 벨트 샤프트(2)와 프로파일형 헤드(3)가 공동으로 회전 이동을 수행할 수 있게 한다. 프로파일형 헤드(3)가 이제, 도시되어 있지 않지만 그 자체로 알려진 로킹 디바이스에 의해 하우징 프레임(1)에 로킹되면, 벨트 샤프트(2)의 힘 제한된 벨트 연장 회전이 가능하며, 그에 의해 제1 힘 제한 요소(11)가 이송 튜브(20) 및 폴(14)을 통해 존재하는 결합으로 인해 벨트 샤프트(2)와 함께 비틀리며, 따라서 에너지(제1 힘 제한 레벨)를 흡수한다.

힘 제한된 벨트 웨빙 연장 이동의 제2 단계가 특정가능한 시간 또는 특정가능한 힘 제한된 벨트 웨빙 연장 이동에 도달한 후에 개시되어야 하는 경우, 구동 요소(17)가 불꽃점화 가스 발생기의 형태로 점화되며, 그에 의해 피스톤이 조정 링(16)을 회전 구동시킨다. 하우징(18) 상의 시작 앵글(21)로 인해, 조정 링(16)은 도 6에 도시된 바와 같이 축방향으로 변위된다. 조정 링(16)의 축방향 변위는 샤프트 링(15)이 또한 축방향으로 변위되게 하여(도 7 및 도 8 참조), 그에 의해 폴(14)이 해제된다. 따라서, 폴(14)이 벨트 샤프트(2)와 이송 튜브(20) 사이의 회전불가능한 결합을 해제하여, 벨트 샤프트(2)가 이송 튜브(20)에 대해 회전가능하게 한다. 그러나, 힘 제한된 벨트 웨빙 연장 이동의 이러한 제2 단계에서, 결합 요소(6)에 의해 벨트 샤프트(2)와 제2 힘 전달 요소(12) 사이에 회전불가능한 연결이 계속 존재하게 된다. 제2 힘 제한 요소(12)가 제1 힘 제한 요소(11)보다 낮은 힘 제한 레벨을 갖기 때문에, 제2 힘 제한 요소(12)의 비틀림이 발생한다.

최대 힘 제한된 벨트 웨빙 연장이 이제 달성되면, 벨트 샤프트(2)가 프로파일형 헤드(3)로부터 결합해체될 수 있다. 이를 위해, 결합해제 디바이스(5)의 구동 요소(9)가 점화되며, 그에 의해 조정 링(8)이 회전 이동으로 구동되고, 이는 시작 앵글(21)을 고려하여 축방향으로의 조정 링(8)의 변위로 이어진다(도 10 및 도 12 참조). 조정 링(8)의 축방향 변위로 인해, 결합해제 디바이스(5)의 샤프트 링(7)이 또한 축방향으로 선형으로 변위되며(도 11 참조), 그 결과 웨지 형상의 결합 요소(6)가 해제되고 반경방향 외향으로 연장된다. 특히 도 13에서 알 수 있는 바와 같이, 이 상태에서, 제2 힘 제한 요소(12)에 대한 벨트 샤프트(2)의 결합이 취소되어, 벨트 샤프트(2)가 더 이상 로킹된 프로파일형 헤드(3)에 연결되지 않고 자유롭게 회전할 수 있게 된다.

도 14 및 도 15에 도시된 벨트 리트랙터는, 기어 휠(24)이 프로파일형 헤드(3)에 회전불가능하게 결합되고 그리고 조립된 상태에서 치형 휠(24)과 맞물리는 기어 휠을 마찬가지로 단부에서 지지하는 토션 바(25a)가 제공된다는 점에서, 전술된 벨트 리트랙터와 상이하다. 따라서, 벨트 샤프트(2)가 프로파일형 헤드(3)에 대해 회전할 때, 토션 바(25a)가 비틀린다. 따라서, 토션 바(25a)는 또한 결합해제 디바이스(5)가 작동된 후에 프로파일형 헤드(3)에 결합되어, 결합해제 디바이스(5)가 작동된 후에도 벨트의 힘 제한된 벨트 웨빙 연장이 가능하게 된다. 따라서, 이미 전술된 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)에 더하여 제2 힘 제한 디바이스(22)가 형성된다.

도 16 및 도 17에 도시된 실시예에서, 제2 힘 제한 디바이스(22)는 반경방향 리세스를 갖는 디스크 배열체(24)에 의해 형성된다. 디스크 배열체(24)는 외부 디스크 요소(27b) 및 내부 디스크 요소(27a)를 포함한다. 외부 디스크 요소(27b)는 적합한 폼 피팅 설계에 의해 벨트 샤프트(2)에 회전불가능하게 결합된다. 내부 디스크 요소(27a)는 적합한 폼 피팅 설계에 의해 프로파일형 헤드(3)의 연장부에 회전불가능하게 결합된다. 내부 디스크 요소(27a)는 그의 외주 상에 돌출부 설계를 갖고, 외부 디스크 요소(27b)는 그의 내주 상에 돌출부 설계에 상보적인 리세스 설계를 갖는다. 돌출부 설계 및 리세스 설계는 초기 상태에서 서로 맞물린다. 프로파일형 헤드(3)에 대한 벨트 샤프트(2)의 상대 회전 동안, 복귀 설계 및/또는 돌출부 설계는 탄성 변형 및/또는 소성 변형되어, 그에 의해 에너지가 흡수된다.

도 18 내지 도 20에 도시된 실시예에서, 제2 힘 제한 디바이스(22)는 밴드(23)에 의해 형성된다. 밴드(23)는, 한편으로는 벨트 샤프트(2)에 그리고 다른 한편으로는 프로파일형 헤드(3)에 연결된다. 벨트 샤프트(2)와 프로파일형 헤드(3) 사이에서 상대 회전이 발생하는 경우, 벨트는 도 19에 도시된 상태로부터 도 21에 도시된 상태로 변형되며, 그 결과 벨트 웨빙 연장은 힘이 제한된다.

도 21 및 도 22에 도시된 실시예에서, 제2 힘 제한 디바이스(22)는 토션 바(25b)에 의해 형성되며, 이는 제1 힘 제한 디바이스(4)의 제1 힘 제한 요소(11) 및 제2 힘 제한 요소(12)와 직렬로 배열된다. 이러한 실시예에서, 조립된 상태에서 적어도 부분적으로 인터로킹되는 제1 이송 튜브(20a) 및 제2 이송 튜브(20b)가 제공된다. 특히 도 22로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 힘 제한 요소(11)는 우측에서 프로파일형 헤드(3)에 회전불가능하게 연결되고, 그의 좌측 단부에서 제1 이송 튜브(20a)에 회전불가능하게 연결된다. 제2 힘 제한 요소(12)는 그의 우측에서 제1 힘 제한 요소(11)에 회전불가능하게 연결되고, 그 반대편 단부 상에서 제2 이송 튜브(20b)에 회전불가능하게 연결된다. 다른 한편, 토션 바(25b)는 그의 우측 단부에서 제2 힘 제한 요소(12)에 회전불가능하게 연결되고, 그의 좌측 단부에서 벨트 샤프트(2)에 회전가능하게 고정된다.

힘 제한 요소들(25b, 11, 12)의 서로에 대한 연결 또는 이송 튜브들(20a, 20b)에의 연결은, 예를 들어 내부 및 고정 치형부로서 설계되는, 대응하는 내부 및 외부 윤곽들에 의해 달성될 수 있다. 이 경우에, 이들은 서로 삽입되어 있으며, 따라서 설치 공간이 절약된다. 이는 도 22에 예로서 도시된다.

대안적으로, 부품들은 마찰 용접, 접착제 접합 또는 납땜에 의해 함께 결합될 수 있다. 도 24는 힘 제한 요소들이 서로 연결될 수 있는 방법의 다양한 가능성을 도시한다. 도 24a는 힘 제한 요소들(25b, 11, 12)의 연결, 예를 들어 마찰 용접을 도시하며, 그에 의해 힘 제한 요소들이 그들의 단부 면에서 서로 연결된다. 도 24b에 도시된 바와 같이, 각각의 요소의 단부 섹션은 더 얇게 만들어질 수 있거나, 또는 도 24c에 도시된 바와 같이, 비틀리게 될 힘 제한 요소(25b, 11, 12)의 섹션이 힘 제한 요소(25b, 11, 12)의 단부 면에 직접 용접될 수 있다. 도 24b 및 도 24c의 실시예들 둘 모두는 힘 제한 요소들의 배열에 대해 더 작은 설치 공간을 초래한다.

초기 상태에서, 벨트 샤프트(2)는 폴(14)을 통해 제1 이송 튜브(20a)에 회전불가능하게 연결되고, 결합 요소(6)를 통해 제2 이송 튜브(20b)에 회전불가능하게 연결된다. 벨트 샤프트(2)의 상대 회전이 이제 프로파일형 헤드(3)의 로킹 후에 발생하면, 먼저, 제1 힘 제한 요소(11)만이 폴(14) 및 제1 이송 튜브(20a)를 통한 그의 결합으로 인해 벨트 샤프트(2)와 함께 비틀린다(제1 힘 제한 레벨). 스위칭 디바이스가 폴(14)을 제1 이송 튜브(20a)와 맞물리게 하자마자, 제2 힘 제한 요소(12)의 비틀림이 제2 힘 제한 레벨의 범주 내에서 일어나는데, 그 이유는 이들이 제1 이송 튜브(20a)에 대해 회전하는 회전 벨트 샤프트(2)에 결합 요소(6)를 통해 연결되기 때문이다. 제2 힘 제한 요소(12)의 힘 제한 레벨이 제1 힘 제한 요소(11)의 힘 제한 레벨보다 작기 때문에, 제2 힘 제한 요소(12)만이 비틀린다.

결합해제 디바이스(5)가 작동될 때, 제2 이송 튜브(20b)로부터 벨트 샤프트(2)로의 회전불가능한 연결이 또한 해제되어, 제2 이송 튜브(20b)에 대한 벨트 샤프트(2)의 회전이 가능하게 된다. 이는 토션 바(25b)의 비틀림을 초래하는데, 그 이유는 그의 힘 레벨이 제2 힘 제한 요소(12) 및 제1 힘 제한 요소(11)의 힘 레벨들보다 작기 때문이다. 따라서, 벨트 웨빙 연장이 제3 힘 레벨에서 달성된다.

3개의 힘 레벨을 갖는 3-단계 벨트 웨빙 연장의 시간 프로파일이 도 23에 도시되어 있다. 프로파일형 헤드(3)가 로킹된 후에, 예를 들어 4 내지 5 kN의 제1 힘 레벨에서 벨트 웨빙 연장이 먼저 일어난다. 스위칭 디바이스(13)의 작동 후에, 예를 들어 2 내지 3 kN의 제2 힘 레벨에서 벨트 웨빙 연장이 달성된다. 결합해제 디바이스(5)의 작동 후에, 예를 들어 1 내지 2 kN의 제3 힘 레벨에서 벨트 웨빙 연장이 달성된다.

Claims

모터 차량의 시트 벨트용 벨트 리트랙터(belt retractor)로서,
- 하우징 프레임(1)에 회전가능하게 장착된 벨트 샤프트(2),
- 상기 하우징 프레임(1)에 대해 로킹될 수 있는 프로파일형 헤드(profiled head)(3), 및
- 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)를 갖고, 상기 제1 힘 제한 디바이스(4)는 한편으로는 상기 프로파일형 헤드(3)에 그리고 다른 한편으로는 상기 벨트 샤프트(2)에 결합되고, 상기 제1 힘 제한 디바이스(4)는 상기 로킹된 프로파일형 헤드(3)에 대한 상기 벨트 샤프트(2)의 힘 제한된 회전(force-limited rotation)을 허용하고,
능동적으로 트리거가능한 결합해제 디바이스(actively triggerable decoupling device)(5)가 형성되고, 그에 의해 상기 벨트 샤프트(2)가 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)의 힘 제한기로부터 결합해체될 수 있는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
제1항에 있어서, 제2 힘 제한 디바이스(22)가 제공되고, 상기 제2 힘 제한 디바이스(22)는 상기 로킹된 프로파일형 헤드(3)에 대한 상기 벨트 샤프트(2)의 힘 제한된 회전을 허용하는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
제2항에 있어서, 상기 제2 힘 제한 디바이스(22)는 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)의 힘 제한으로부터 상기 벨트 샤프트(2)의 결합해제 전 및 후 둘 모두에 상기 프로파일형 헤드(3) 및 상기 벨트 샤프트(2)에 결합되는, 벨트 리트랙터.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2 힘 제한 디바이스(22)는 하기 그룹 중 적어도 하나의 힘 제한 요소를 포함하는, 벨트 리트랙터:
- 힘 제한 동안 변형되는 밴드(23),
- 기어 휠(24)을 통한 토션(torsion)을 위해 구동되는 토션 바(bar)(25a),
- 특히 2개의 디스크 요소(27a, 27b)를 포함하는 디스크 배열체(disk arrangement)(26),
- 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)의 힘 제한 요소들(11, 12)과 직접 직렬로 배열되는 토션 바(25b).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합해제 디바이스(5)는 적어도 하나의 결합 요소(6) 및 하나의 샤프트 링(7)을 포함하고, 상기 결합 요소(6)는 결합 위치에서 상기 샤프트 링(7)에 의해 초기 상태로 유지되는, 벨트 리트랙터.
제5항에 있어서, 상기 결합해제 디바이스(5)는 능동적으로 트리거가능한 결합해제 구동부를 포함하고, 상기 결합해제 구동부가 트리거된 후에, 상기 샤프트 링(7)은 상기 적어도 하나의 결합 요소(6)가 해제되도록 하는 방식으로 상기 결합해제 구동부에 의해 이동되는, 벨트 리트랙터.
제6항에 있어서, 상기 결합해제 구동부는 조정 링(8) 및 구동 요소(9)를 포함하고, 상기 구동 요소(9)에 의해 구동되는 상기 조정 링(8)은 상기 결합해제 구동부가 트리거된 후에 상기 샤프트 링(7)을 축방향으로 변위시키는, 벨트 리트랙터.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 결합 요소(6)는 웨지(wedge) 형상이며, 반경방향 외향으로 프리텐션(pretension)되도록 장착되고, 상기 제1 힘 제한 디바이스(4)의 힘 제한 요소(12) 내에 확실한 로킹(positively locking) 방식으로 결합 위치에서 맞물리는, 벨트 리트랙터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합해제 디바이스(5)는 상기 벨트 샤프트(2) 상에 권취된 벨트 웨빙(webbing)과 축방향으로 장착된 하우징 캡(10) 사이에서 적어도 부분적으로 축방향으로 배열되는, 벨트 리트랙터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)는 능동적으로 트리거가능한 스위칭 디바이스(13)를 포함하고, 그에 의해 상기 벨트 샤프트(2)의 힘 제한된 상대 회전이 제1 단계로부터 제2 단계로 스위칭될 수 있는, 벨트 리트랙터.
제10항에 있어서, 상기 스위칭 디바이스(13)는 적어도 하나의 폴(pawl)(14) 및 하나의 샤프트 링(15)을 포함하고, 상기 폴(14)은 상기 벨트 샤프트(2)를 상기 제1 힘 제한 디바이스(4)의 제1 힘 제한 요소(11)에 결합시키는 위치에서 상기 샤프트 링(15)에 의해 초기 상태로 유지되는, 벨트 리트랙터.
제11항에 있어서, 상기 스위칭 디바이스(13)는 능동적으로 트리거가능한 스위칭 구동부를 포함하고, 상기 스위칭 구동부가 트리거된 후에, 상기 샤프트 링(15)은 상기 적어도 하나의 폴(14)이 해제되도록 하는 방식으로 상기 스위칭 구동부에 의해 이동되어, 상기 벨트 샤프트(2)가 상기 제1 힘 제한 디바이스(4)의 제2 힘 제한 요소(12)에 결합되게 하는, 벨트 리트랙터.
제12항에 있어서, 상기 스위칭 구동부는 조정 링(16) 및 구동 요소(17)를 포함하고, 상기 구동 요소(17)에 의해 구동되는 상기 조정 링(16)은 상기 스위칭 구동부가 트리거된 후에 상기 샤프트 링(15)을 축방향으로 변위시키는, 벨트 리트랙터.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합해제 디바이스(5)는 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)의 스위칭 디바이스(13)와 직렬로 연결되는, 벨트 리트랙터.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결합해제 디바이스(5)의 특히 불꽃점화(pyrotechnic) 구동부 및 상기 다단계 제1 힘 제한 디바이스(4)의 스위칭 디바이스(13)의 특히 불꽃점화 구동부가 공통 하우징(18) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는, 벨트 리트랙터.
제15항에 있어서, 상기 구동부들은 서로로부터 반경방향으로 오프셋되어 배열되는, 벨트 리트랙터.
제16항에 있어서, 상기 공통 하우징(18) 내의 상기 구동부들을 위한 수용 개구들(13)은 상기 축방향으로 중첩되는, 벨트 리트랙터.
제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통 하우징(18)은 상기 프로파일형 헤드(3)로부터 멀어지게 향하는 상기 벨트 샤프트(2)의 단부 상에 배열되는, 벨트 리트랙터.