专利名称：包含限力器的安全带系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种包含限力器的安全带系统，所述安全带系统包括可旋转地支承的安全带卷轴、抑制安全带卷轴的转动的止动单元以及限力器，其允许在负载下安全带卷轴克服止动单元有限地旋转，其中限力器包括缓冲元件。
背景技术：
由DE 103 37 252已知安全带自动伸缩器的基本结构，如其在机动车辆中广泛应用的那样。安全带自动伸縮装置具有可旋转地制成的安全带卷轴和止动单元，用以在激活状态下反作用于安全带卷轴的旋转运动。为了在负载下在闭锁情况下允许有限地拉出安全带，上述安全带自动伸縮装置设有限力器。这个限力器通常构造成扭カ杆，所述扭カ杆在ー侧按防扭转地连接在安全带卷轴上，在另ー侧按防扭转地连接在止动单元上。例如，如果止 动单元通过锁定件牢固地固定在伸縮装置框架上，通过安全带作用在安全带卷轴上的安全带抽出力使得扭カ杆的旋转或扭转。由此允许安全带卷轴和止动单元之间有限的旋转，并且限制作用在安全带上及车辆乘员上的保持力。由DE 102 31 079A1已知用于安全带卷轴的旋转缓冲器或限力器，其中在工作腔内设置缓冲介质。负载情况下，通过轴上的叶片在缓冲介质中产生对流。这里通常采用高粘度的流体、尤其是硅橡胶作为缓冲介质。这种缓冲系统或力限制系统具有结构复杂且需要较大结构空间的缺陷。尤其是由于必要的密封和产生对流必需的叶片需要很多构造上的耗费和附加的可用空间。
发明内容
与此相比，本发明的目的在于，这样改善包含限力器的安全带自动伸縮装置，以便实现构造上尽可能简单的结构，同时限制カ所需的结构空间较小。此外，限力器应在较早的时间段内以及较大的角度范围上有效。所述目的通过开头所述类型的安全带自动伸缩装置来实现，其中缓冲元件由交联的聚合物组成，所述聚合物在负载下被剪切/剪断。采用在负载下被剪切的交联的聚合物作为缓冲元件具有优点，通过剪切过程，在力限制开始时在安全带拉出速度较低时就产生了高的缓冲作用或高的保持力。同时限カ器的构件可以简单、紧凑地构成，这样就实现了紧凑并重量优化的安全带自动伸縮装置。应用交联的聚合物尤其会降低用于系统的密封的花费，因此适于在很长的时间段上无需维护地使用。这种安全带自动伸縮装置中缓冲和力限制的特性可以通过改变交联的聚合物轻易地实现，而不必改变限力器或者安全带自动伸縮装置的其他构件的结构和尺寸。这种限力器特别好地适用于带有拉紧驱动器的安全带自动伸縮装置，其中的拉紧运动通过限カ器导入安全带卷轴。这些情况下相比于扭カ杆能导入较高的拉紧力。通过将缓冲元件设置在安全带卷轴内的环状空间中，可以实现特别紧凑和节约空间的安全带自动伸縮装置。由此可以确保，安全带自动伸縮装置无需附加的附装部件或在轴向上的加长部，这样相对于传统的带扭カ杆的伸縮装置没有扩大必需的结构空间。当缓冲元件在-35° C到+85° C之间的温度范围内作为弹性的、柔性的固体或弹性体存在时，可省去复杂的密封措施。已经证明交联的硅橡胶是ー种非常适合用于这种安全带自动伸縮装置的材料。这些硅橡胶材料在其基本结构和其组成上在很多应用领域中已知，但还没有在交联状态下用作在负载下剪切的缓冲元件。这种缓冲元件的特性可以通过选择聚合物和通过利用添加混合物进行的调整来简单和有利地与不同的力限制载荷情况和曲线走势化相适配。这里主要是固体、纤维或者颗粒适于用作添加剤。另外的优点通过混入具有可变特性的填充剂或添加剤，例如电流变或磁流变材料，或者在机械载荷下特性发生改变的材料或颗粒。其中可变的特性可以通过本身已知的控制或激活手段与载体材料的基本特性相结合。 通过构造成中空的安全带卷轴的内壁和与止动单元相连的轴的外壁形成用于容纳缓冲元件的环状空间，由此可以实现ー种结构特别简单的安全带自动伸縮装置。特别是当环状空间的周壁构造光滑的时，用于这种限力器及安全带自动伸縮装置的生产或制造费用降低。在这种布置形式中，对缓冲元件的剪切可以在整个圆周上进行。当缓冲元件被预加载时，缓冲元件在相互运动的构件上的附着力或所施加的摩擦カ提高。这可以通过装配过程中轴向的夹紧来实现或者通过在即将出现载荷前机械地降低容纳用环状空间的体积或长度来实现。这样来简化所述安全带自动伸縮装置的制造和装配，缓冲元件作为预成形的套筒存在井置入环状空间中。当环状空间构造成圆柱形时，套筒状的缓冲元件被预制成管状以便切割成长段后符合安装状況。当环状空间的壁构造成锥型时，则实现了改进的装配。由此实现了以特别简单的方式轴向组装构成环形空间的构件。此种情形下缓冲元件构造成具有与壁厚相对应的走势的套筒。本发明其他的优点和有利的改进方案由从属权利要求和说明书给出。
在下面的说明及附图中详细说明本发明，附图中图I示出安全带自动伸縮装置基本结构的透视图， 图2示出限力器第一实施方案的纵剖面，图3示出限力器第二实施方案纵剖面。图I用透视图中和局部剖切视图示出按照本发明的包含限力器的安全带自动伸缩装置基本结构。安全带卷轴10可旋转地支承在框架I中。用于车辆感应地激活止动单元11的传感器2安装在框架上。止动单元11包含控制盘3，所述控制盘可以执行相对于安全带卷轴10的旋转。能摆动地支承在止动盘12中的卡爪4与控制盘3联结。当卡爪4从其初始位置摆动进入止动位置时，卡爪嵌接到安全带自动伸縮装置的框架I中的齿部5中。在该状态下止动盘12以防扭转形式支承在框架I上。安全带卷轴10包括柱状的卷轴体13，它设有两个法兰14和15。在两个法兰14和15之间安全带可以容纳在卷轴体上。为将止动盘12固定在卷轴体13上设有在图2和3中示出的保持环16,保持环包围在法兰15和止动盘12的外边缘。通过保持环止动盘在轴向上牢固地保持在卷轴体14上，同时在超过通过保持环的预紧カ产生的夹紧カ后，止动盘12可以相对于安全带卷轴扭转。由图2所示的安全带卷轴10纵剖面可见，卷轴体13构造成空心柱体。卷轴体面向止动盘12的端面这里构造成敞开的，相对的侧面形成封闭的壁17。壁17内构造成朝卷轴体13的敞开的腔敞开的齿部18。限力器20端侧的齿 部19嵌入所述齿部18内。限力器20在该实施方案中构在成封闭的独立的结构单元，该结构单元构造成柱状的并且其尺寸与卷轴体的内部空间相适应。限力器包含外部的空腔柱体状的外轴21，外轴在其一个端侧上设有齿部19。在外轴21的设有齿部10的端侧上构成中心孔22，该中心孔用于容纳内轴24的端侧的销23。内轴24的外圆周与外轴21的内圆周之间形成环状空间25。内轴24在其与销23相对置的端侧设有齿部26，该齿部止动盘12的对应的齿部27嵌接。内轴与止动盘通过齿部26和27抗旋转地连接，同时外轴21通过齿部18和19可旋转地与安全带卷轴连接。在内轴的销23与壁及孔22之间设置滑动轴承28，滑动轴承通过孔22中的销23可旋转地支承内轴24，同时在内轴和外轴相互面对的端壁之间构成轴向支承件。在该实施例中，内轴构造成两部分式的，并由两个在端侧相互连接的圆柱部分31和32构成。两个圆柱部分具有对齐的中心孔33和34，并通过旋入所述中心孔的夹紧螺栓35抗旋转地相互连接。设有销23的圆柱部分31在端侧具有环绕的法兰36，该法兰的外径略小于外轴24的内径。第二圆柱部分32同样在其面对止动盘的端侧具有环绕的法兰37，该法兰的外径同样略小于外轴24的内径。内轴24与外轴21之间的环状空间25在内轴的法兰36和37之间填充有套筒状的缓冲元件40。该缓冲元件由交联的聚合物，特别是硅橡胶组成，并构造成空心圆柱体形的、软管状的固体或弾性体。柔性的且弹性的缓冲元件40面式地既贴靠接触内轴24的外侧也贴靠外轴21的内側，即，缓冲元件的壁厚对应于环状空间25的高度。如果在负载情况下，当止动单元激活时，止动盘抗旋转地固定在安全带自动伸縮装置的壳体内，同时通过安全带沿拉出方向向安全带卷轴施加的力，贝1J产生安全带卷轴以及由此还有外轴21相对于止动盘12以及由此还有内轴24的扭转。附着于外轴和内轴的相邻的内圆周壁或外圆周壁上的缓冲元件通过环状空间壁的相对扭转被剪切。由于缓冲元件的剪切载荷，聚合物的网状连接被部分分离，借此其强度降低。进ー步加载时，其他网状连接分离，由此形成递减的力走势。如果在持续的相对扭转情况下达到了高的剪切程度，缓冲元件的强度达到恒定的基本水平。因此，分别由缓冲过程或力限制过程的力走势或力-位移曲线对于高的初始カ具有相对陡峭的上升，随后是一个递减的力走势，并降低到基本上不变的基本水平。这里所示实施例中，缓冲元件和邻近的环状空间壁的连接以纯カ锁合方式进行，換言之，通过附着方式实现。但外轴的内壁或内轴外壁也可以设置板条或突出，它们套筒状的缓冲元件的相应凹部相互作用，从而至少在カ限制或缓冲过程开始时实现一定的形锁
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在这种限力器构造中，缓冲元件的套筒形状导致非常紧凑的结构。该例子中套筒状的缓冲元件的长度约为42mm，但也可以在35到45mm间变化。这种情况下内径为19mm，外径为21mm。为了使用具有常规外部尺寸的安全带卷轴，允许修改内径到15mm，外径到24mm。并且，壁厚的改变大约在Imm到2mm之间的范围是可以的。此处所示实施方案中，限力器20是装入进安全带卷轴的封闭单元。然而也可以不用外轴21而直接用卷轴体内壁作为缓冲元件的接触表面，这样可以省去外轴。缓冲元件40的长度略大于内轴24上两个圆柱部分31、32的夹紧状态下两个法兰36和37的距离。由此套筒状的缓冲元件在两个圆柱部分预紧时略有压缩，由此增进与内轴外壁和外轴内壁的接触。在这ー实施方案中套筒状的缓冲元件被压缩约Imm因而被预紧。根据缓冲元件的几何形状其他数值的夹紧或预紧也可以。为减少部件数量也可以把内轴和止动盘构造承一体。 图3所示的第二实施方案与上述第一方案的主要区别在于便于安装的几何形状的调整。也是在此情形下，限力器20构造成単独安装的组件。该实施方案中外轴21A的内壁构造成锥形，因此内部空间的直径朝敞开的端侧或和止动盘12増加。内轴24A类似地构造成锥形，其外径朝销23的方向持续减小。内轴的锥角可以和外轴21A的锥角ー样大，由此形成具有恒定厚度的环形间隙。但也可以把内轴和外轴的锥角设计成不同的，这样可以得到间隙高度不同的间隙。两个圆柱部分31A和32A不是通过ー个夹紧螺栓固定的，而是其相互贴合的端侧上具有对应的齿部，所述齿部没有详细示出并确保防旋转的连接。这里两个圆柱部分的轴向夹紧通过止动盘12及保持环16的夹紧カ实现。
权利要求
1.ー种包含限力器的安全带自动伸缩器，所述安全带自动伸缩器包括可旋转地支承在框架(I)中的安全带卷轴(10)、抑制安全带卷轴的转动的止动单元(11)以及包括位于安全带卷轴和止动单元之间的限力器(20)，所述限カ器允许安全带卷轴在负载下克服止动单元有限地旋转，其中限力器(20)包括缓冲元件(40)，其特征在于，缓冲元件(40)由交联的聚合物组成，所述聚合物在负载下被剪切。
2.按照权利要求I所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，缓冲元件(40)设置在安全带卷轴(10)内部的环状空间(25)中。
3.按照权利要求I和2所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，缓冲元件(40)在-35° C到+85° C的温度范围内作为弹性、柔性的固体存在。
4.按照前述权利要求任一项所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，缓冲元件(40)构造成弹性的、柔性的成形体。
5.按照前述权利要求任一项所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，缓冲元件(40)由娃橡胶材料制成。
6.按照前述权利要求任一项所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，限力器(20)构成为封闭的独立的结构单元。
7.按照前述权利要求任一项所述的安全带自动伸縮器，其特征在于，缓冲元件在负载下被预加载。
全文摘要
本发明涉及一种包含限力器的安全带自动伸缩器，所述安全带自动伸缩器包括包括可旋转地支承在框架(1)中的安全带卷轴(10)、抑制安全带卷轴的转动的止动单元(11)以及包括位于安全带卷轴和止动单元之间的限力器(20)，所述限力器允许安全带卷轴在负载下克服止动单元有限地旋转。限力器包括缓冲元件(40)，缓冲元件由交联的聚合物组成，所述聚合物在负载下被剪切。
文档编号B60R22/46GK102656058SQ201080056666
公开日2012年9月5日 申请日期2010年12月9日 优先权日2009年12月14日
发明者H·舒斯特, J·比勒, M·福尔特, N·贝达克 申请人:Trw汽车股份有限公司