用于座椅安全带张紧器的离合器的制作方法

文档序号:13227541阅读:229来源:国知局
用于座椅安全带张紧器的离合器的制作方法

本发明涉及一种用于车辆中的座椅安全带系统的座椅安全带张紧器的离合器。



背景技术:

使用可逆式座椅安全带张紧器来增加车辆乘员的安全性和他们的驾驶舒适性。通常为电动马达的可逆式驱动器与座椅安全带卷轴联接,以便,例如,在控制单元决定这可能是有益的情况下,旋转座椅安全带卷轴并且吸收松弛的座椅安全带织带。然后,闭合将可逆式驱动器与座椅安全带卷收器的座椅安全带卷轴联接的离合器,并且座椅安全带卷轴由可逆式驱动器旋转以吸入座椅安全带织带。在座椅安全带系统的常规操作模式中,离合器是打开的,并且座椅安全带卷轴不受可逆式驱动器阻碍,以便座椅安全带卷收器可以在不受可逆式驱动器的任何阻碍的情况下吸入和放出座椅安全带织带。

用于座椅安全带张紧器的离合器的示例示出在de102011119343a1中。

通常,座椅安全带张紧器除了可逆式驱动器之外还提供一次性烟火驱动器,该烟火驱动器仅在实际碰撞的情况下被激活。座椅安全带卷轴以比可逆式驱动器高得多的旋转速度由烟火驱动器旋转。为了不干扰烟火驱动器,当烟火驱动器被激活时,离合器应该与座椅安全带卷轴分离。此外,通常提供减小在碰撞情况下作用在乘员身上的力的负载限制装置,该负载限制装置也应该由可逆式驱动器不受阻碍地操作。



技术实现要素:

本发明的一个目的是提供一种用于座椅安全带张紧器的低磨损离合器,用于将可逆式驱动器与座椅安全带卷轴可靠地联接。

该目的通过一种用于车辆中的座椅安全带张紧器的离合器来实现,该离合器包括:驱动元件,其适于沿驱动方向和释放方向旋转;以及从动元件,其可与座椅安全带卷轴连接,其中该驱动元件和该从动元件具有共同的旋转轴。棘爪枢转地保持在驱动元件上并且可围绕枢转轴线枢转,该棘爪能够呈现:空挡位置,该棘爪在该空挡位置上不与从动元件接合并且可以通过沿驱动方向转动驱动元件来径向向内枢转;以及接合位置,该棘爪在该接合位置上接合从动元件。此外,提供了一种离合器盘元件,其具有拥有外部基本上圆形的圆周的离合器盘环和从离合器盘环向内延伸的离合器盘臂,该离合器盘臂元件具有引导几何形状,其与提供在棘爪上来引导棘爪的引导几何形状相互作用。而且,提供了一个保持环,其围绕离合器盘环的外圆周并且由摩擦力而与离合器盘环联接,该保持环被构造成用于相对于不可移动地布置在离合器壳体上的保持结构的受限旋转。离合器盘环具有负载转移结构,而驱动元件具有离合器盘止动件,当离合器被接合时离合器盘止动件与负载转移结构接触,并且从动元件由可逆式驱动器沿驱动方向旋转并且从离合器盘止动件传递到负载转移结构的力基本上相对于从离合器盘止动件和负载转移结构的接触点到离合器的旋转轴线的虚拟线是切线的。

当离合器被接合时,传递到座椅安全带卷轴以吸入座椅安全带织带的力经由驱动元件和棘爪从可逆式驱动器被传递。当棘爪和离合器盘元件通过其各自的引导几何形状联接时,棘爪进而从动元件不能独立于离合器盘元件转动。

本发明的一个优点是棘爪和离合器盘臂上的引导几何形状不需要传递高负载。因此,它们可以被设计成用于其他功能。当离合器被接合时沿驱动方向利用驱动元件夹带离合器盘元件所需的力的传递,由驱动时负载转移结构在离合器盘元件和离合器盘止动件上的组合来执行。

至少通过驱动元件作用在离合器盘元件上的大部分力应该借助于离合器盘止动件传递到离合器盘元件。

当离合器处于其接合位置时,由保持结构阻挡保持环与离合器盘元件一起旋转。因此,离合器盘元件在保持环内旋转。

为了减少离合器盘环和保持环之间的接触表面(即离合器盘环的外圆周表面和保持环的内圆周表面)上的磨损,当离合器被接合并且正在沿驱动方向旋转时,应该减少这两个组件之间的摩擦力。一种选择是构造离合器,以便所传递的力至少主要指向切线方向,以便只有极小的力分量径向向外作用在离合器盘环和保持环之间的接触表面上。

为了确保所传递的力沿切线方向作用,负载转移结构可以具有与离合器盘止动件的外轮廓接触的径向延伸面。离合器止动件可以具有圆形外轮廓。当然也可以更换几何形状,以便离合器盘式止动件具有径向延伸面并且例如负载转移结构具有圆形外轮廓。通常,离合器盘止动件或负载转移结构应该具有径向延伸面,而相应的其它元件可以设有与径向延伸面接触的自由选择轮廓。

此外,有利的是,当负载转移结构位于紧邻离合器盘环的内圆周表面时,以便力以最大可能的径向距离平移到离合器盘环,该径向距离也使指向径向向外的力分量最小化。

离合器盘止动件例如可以是驱动元件的驱动元件盘上的轴向突起,并且可以与驱动元件一体地形成。当然,离合器盘止动件的其它构造也是可能的。

当离合器从接合位置或分离位置向回转移时,在离合器不能通过沿可驱动方向朝向空挡位置旋转可逆式驱动器而再次接合的情况下,可逆式驱动器沿释放方向旋转,该释放方向为与驱动方向相反的方向。在该运动中,离合器盘止动件沿圆周方向远离离合器盘环上的负载转移结构移动,以便驱动元件相对于离合器盘元件旋转较短的旋转距离。然而,优选地,在到达空挡位置时的最后时间,离合器盘元件再次被驱动元件夹带,以确保离合器盘元件总是相对于在空挡位置上的驱动元件占据精确确定的位置。

为了达到这个目的,离合器盘环优选设有第二负载转移结构,并且驱动元件具有第二离合器盘止动件。当驱动元件沿释放方向旋转时,特别是当到达离合器的空档位置时,第二离合器盘止动件与第二负载转移结构邻接。如果当到达空挡位置时可逆式驱动器仍然沿释放方向旋转,则在离合器盘元件和驱动元件的相对位置保持不变的同时,夹带离合器盘元件。

第二负载转移结构可以位于离合器盘环面向驱动元件的下侧,以便离合器的其它结构不受该机构阻碍。第二负载转移结构优选具有径向延伸面。第二离合器盘止动件可以是驱动元件上的轴向突起,例如形成在驱动元件盘的表面上的台阶,并且优选还具有径向延伸面。这两个径向延伸面接触,因此切向作用力沿释放方向从驱动元件传递到离合器盘元件。

有利地,第二负载转移结构和第二离合器盘止动件布置在离合器盘环的外圆周上,以使所传递的力的切向分量最大化,并使离合器盘环和保持环之间的摩擦力的增加最小化。

为了进一步减小离合器盘元件和保持环之间的摩擦力,离合器盘环优选沿圆周方向不连续,终止于两个周向端部,并且沿圆周方向在两个周向端部之间形成间隙。周向端部沿圆周方向彼此偏离。

优选地,离合器被构造成使得当离合器盘止动件或第二离合器盘止动件分别压靠负载转移结构或第二负载转移结构时离合器盘环被压缩,以便间隙的长度沿圆周方向减小。当离合器盘止动件施加力到负载转移结构时,离合器盘环被稍微压缩,由此间隙减小并且离合器盘环的直径暂时减小。结果,离合器盘环的外圆周和保持环的内圆周之间的摩擦力也被暂时减小,并且离合器盘环以很少的摩擦力在保持环内旋转。

间隙可以通过作用在这两个周向端部上的膨胀弹簧来桥接,以沿圆周方向扩大间隙。当切向力正作用在周向端部之一时,于是膨胀弹簧被压缩并且间隙宽度被减小,从而减小摩擦力。

在优选实施例中,离合器盘环的周向端部形成限制间隙的两个径向向内突起,并且负载转移结构和/或第二负载转移结构被集成到突起之一中。此外,膨胀弹簧可以固定在这些突起处并在它们之间延伸。通过将负载转移结构集成到周向端部中,力的引入点和间隙之间的距离最小化,导致离合器盘环的最大压缩和离合器盘元件与保持环之间的摩擦力的最大减小。

在从空挡位置向接合位置转移期间,驱动元件和离合器盘元件之间的相对运动优选持续进行,直到离合器盘止动件抵靠在负载转移结构上,例如在离合器盘环的第一周向端部上。从该时刻起,驱动元件沿驱动方向推动离合器盘元件,并且离合器盘元件与在保持环内滑动的驱动元件一起旋转。

为了将离合器转移回到空挡位置上,可逆式驱动器使驱动元件沿释放方向旋转。在保持环已经沿释放方向旋转直到其被保持结构再次停止之后,离合器盘元件与保持环一起停止,并且驱动元件相对于离合器盘元件旋转。离合器盘止动件优选远离在离合器盘环的第一周向端部上的负载转移结构旋转。

然而,当达到空挡位置时,在优选实施例中,驱动元件上的第二离合器盘止动件与离合器盘环的第二周向端部上的第二负载转移结构接触,以便离合器盘元件被驱动元件夹带并且与驱动元件一起相对于保持环旋转。

由驱动元件引入到离合器盘环中的力总是至少主要与保持环和在离合器盘止动件与负载转移结构的接触点和离合器的旋转轴线之间的虚拟线相切。此外,如在驱动方向的情况下那样,可能发生离合器盘环的轻微压缩,从而更进一步减小摩擦力。最小化了离合器盘环和保持环之间的摩擦力并且减小了离合器上的磨损。

附图说明

以下参照附图详细描述本发明的几个优选实施例,在该幅图中:

图1示出了根据本发明的第一实施例的用于座椅安全带张紧器的离合器在该离合器的空挡位置上的示意性平面图;

图2示出了图1的放大部分;

图3示出了在空挡位置和接合位置之间的图1的离合器;

图4示出了处于接合位置的图1的离合器;

图5和图6示出了处于分离位置的图1的离合器;

图7和8示出了处于从分离位置转移回到空挡位置期间的各个位置的图1的离合器;

图9示出了处于尖端到尖端位置的图1的离合器;

图10示出了图1的离合器的分解图;

图11至图15示出了图1的离合器的几个细节;

图16、16a和图17、17a示出了图1的离合器的斜坡结构的变型;

图18至图24示出了图1的离合器的进一步细节;

图25-28c显示了优化了离合器盘元件和保持环之间的摩擦特性的图1的离合器的细节;

图29至图31示出了图1的离合器的从动元件的细节;

图32至图40示出了处于不同位置的根据本发明的第二实施例的离合器的示意性平面图;

图41示出了处于空挡位置的根据本发明的第三实施例的离合器的示意性平面图;

图42示出了图41的离合器的放大视图;

图43示出了处于接合位置的图41的离合器的示意性平面图;

图44示出了图41的离合器的放大细节;

图45示出了处于在接合位置和空挡位置之间的位置处的图41的离合器;

图46示出了处于接合位置和分离位置之间的图41的离合器;

图47示出了处于分离位置的图41的离合器;

图48示出了处于尖端到尖端接合位置的图41的离合器;

图49示出了处于空挡位置的根据本发明的第四实施例的离合器的示意性平面图;

图50示出了图49的放大细节;

图51示出了处于空挡位置的根据本发明的第五实施例的离合器的示意性平面图;

图52示出了在接合期间图51的离合器;

图53示出了图51的放大细节;

图54示出了图51的离合器的组件的示意性透视图。

图55示出了处于接合位置的图51的离合器;

图56示出了图55的离合器的详细视图;

图57和58示出了处于分离位置的图51的离合器;

图59和60示出了在从分离位置转移回到空挡位置期间的图51的离合器;

图61示出了图51的离合器的分解视图;和

图62示出了处于座椅安全带张紧器中的图1的离合器。

具体实施方式

附图示出了在不同实施例中用于车辆中的座椅安全带张紧器100的离合器1000、1000'、2000、3000、4000。

座椅安全带张紧器100连接到座椅安全带卷轴110,该座椅安全带卷轴110可旋转地支撑在座椅安全带卷收器120的框架中,座椅安全带卷收器120可以吸收和放出座椅安全带织带(参见图62)。

以下将参考第一实施例来讨论所有实施例的共同特征。在另外的实施例中,部分按千增加的附图标记用于以相同或相似方式实现的已知组件。

通常,所讨论的实施例的所有特征可以由本领域技术人员酌情交换或组合。

离合器1000具有能够与可逆式驱动器1004连接的驱动元件1002和能够与座椅安全带卷轴轴线连接的从动元件1006。驱动元件1002和从动元件1006能够围绕公共旋转轴线a旋转。当讨论径向r和圆周方向u时,这些方向总是与公共旋转轴线a相关。

此外,驱动元件1002具有驱动齿轮1008,该驱动齿轮1008关于旋转而与将被更详细地描述的驱动元件盘1010联接。驱动齿轮1008和驱动元件盘1010可以一体地形成,并且驱动齿轮1008可以在与驱动元件盘1010相同的平面中延伸并且可以围绕驱动元件盘1010(也参见图10)。

座椅安全带卷轴与离合器1000的从动元件1006毫无间隙地联接,以便座椅安全带卷轴和从动元件1006始终以相同的方向和相同的速度旋转。

驱动元件盘1010具有中心开口1011,从动元件1006延伸穿过该中心开口1011。

可逆式驱动器1004通常是电动马达,并且可以沿驱动方向d(图中的逆时针方向)和释放方向r(图中的顺时针方向)转动驱动元件1002。

在其功能之一中,离合器1000用于将可逆式驱动器1004联接到座椅安全带卷轴,并使驱动元件1002进而座椅安全带卷轴沿驱动方向d转动,以将座椅安全带织带卷绕在座椅安全带卷轴上来围绕车辆乘员系紧座椅安全带。

这种座椅安全带张紧发生在例如当电子控制单元(未示出)检测到应该将座椅安全带张紧作为预防措施的紧急危险情况时。如果临界情况过去,则离合器1000将再次脱开,以便座椅安全带卷轴可以再次沿两个方向不受阻碍地转动。

除了可逆式驱动器1004之外,还提供了烟火驱动器1012。烟火驱动器1012(图10中示出)可以接合座椅安全带卷轴并沿驱动方向d旋转座椅安全带卷轴。烟火驱动器1012仅在实际撞击的情况下被激活并且将使座椅安全带卷轴旋转以便吸收座椅安全带织带。座椅安全带卷轴沿驱动方向d的旋转,当烟火驱动器1012处于活动状态时比当可逆式驱动器1004处于活动时快得多。

烟火驱动器1012例如可以用所谓的蛇形物来操作,其被烟火炸药加速并且使座椅安全带卷轴旋转。蛇形物例如是柔性可变形塑料圆筒,其可移动地容纳在烟火驱动器1012中并且由气体压力移位。移动蛇形物与连接到座椅安全带卷轴轴线的驱动小齿轮相互作用以旋转座椅安全带卷轴。

从动元件1006包括从动齿轮1014。

离合器1000还包括棘爪1016,棘爪1016以垂直于从动元件盘平面延伸的枢转轴线1018枢转地保持在驱动元件盘1010上。棘爪1016具有大致跟随从动齿轮1014的曲率的弯曲形状。在该示例中,棘爪1016在从枢转轴线1018起大约145°的一段上延伸。

棘爪1016可以围绕枢转轴线1018枢转到多个位置上。

图1示出了处于空挡位置的棘爪2016和离合器,其中棘爪1016不接合从动元件1006的从动齿轮1014。

下面,棘爪1016的位置也用于描述完整离合器1000的位置或状态。

当棘爪1016径向向内旋转时,其与从动齿轮1014接触。当形成在棘爪1016的径向内侧上的齿1020与从动齿轮1014的齿啮合时,棘爪1016以及完整离合器1000都处于接合位置(例如参见图4)。在接合位置上,力从可逆式驱动器1004传递到从动元件1006,进而传递到座椅安全带卷轴。

棘爪1016通过与离合器盘元件1022的相互作用而从空挡位置移动到接合位置。离合器盘元件1022包括具有基本圆形且围绕开口1026的外圆周的离合器盘环1024(参见图10)。

在整个申请中,诸如“径向向内”或“径向向外”之类的指示不仅严格地涉及数学径向方向,而且通常涉及进一步指向由离合器盘元件1022限定的开口1026或进一步朝向该开口的边缘的运动。

离合器盘环1024在圆周方向u上是不连续的,并且所产生的间隙1028由沿圆周方向压迫离合器盘环1024的周向端部1032、1034分开的膨胀弹簧1030桥接。

此外,离合器盘元件1022包括延伸到开口1026中的离合器盘臂1036。离合器盘臂1036具有与棘爪1016上的引导几何形状1040相互作用的引导几何形状1038。棘爪引导几何形状1040实现在棘爪1016的表面中的轴向凹部1041的周向侧面上。棘爪1016位于与驱动元件盘1010的平面平行的平面中,并且基本上朝向旋转轴线a径向向内枢转。在轴向凹部1041中,缺少棘爪1016的一部分材料,以便棘爪1016圆轴向的厚度相对于棘爪1016的其余部分减小。

稍后将关于各个实施例详细描述离合器盘臂1036和棘爪1016上的引导几何形状1038、1040。

离合器盘环1024被保持环1054围绕,该保持环1054由在其内圆周处的摩擦力而离合器盘环1024的外圆周联接。该摩擦力至少部分由压迫离合器盘环1024的周向端部1032、1034分开的膨胀弹簧1030提供。离合器盘元件1022和保持环1054仅通过摩擦力联接。

保持环1054具有沿保持环1054的外周以规则距离布置的多个径向延伸辐条1056。提供多个止动销1060形式的保持结构1058,这些止动销1060被不可移动地布置在离合器壳体1061上,每个止动销1060被布置在保持环1054的两个相邻辐条1056之间。因此,保持环1054可以仅在两个位置之间旋转,并且在两个位置中的每一个中与止动销1060接触。在保持环1054的两个位置之间的最大旋转角度由两个相邻辐条1056的距离确定,并且例如可以在10°和30°之间选择。

替代上述保持结构1058,可以提供允许保持环1054在两个方向d、r上的受限旋转的任何不同种类的保持结构。

离合器1000的总体设计也在图10中示出。

离合器的第一实施例

在离合器1000的第一实施例中,离合器盘元件1022还包括延伸到开口1026中并且具有用于与棘爪1016相互作用的接触面1046的斜坡结构1044。

在驱动元件盘1010的表面上,弹簧元件1048被附接在位于弹簧元件1048的一个端部附近的固定销1049处。在固定销1049与弹簧元件1048的端部之间,将棘爪端部止动件1050形成在弹簧元件的柔性部分上,棘爪1016的自由端1052抵靠柔性部分而位于空挡位置(例如参见图1)。在弹簧元件1048的端部和棘爪端部止动件1050之间,还形成有接触部分1053,其在分离位置上与棘爪1016接触,如下所述。

为了将离合器1000转移到其闭合状态或接合位置,相应地,棘爪1016必须与从动齿轮1014接合。

当可逆式驱动器1004被激活时,驱动元件1002开始沿驱动方向d旋转。在空挡位置上,保持环1054的辐条1056沿驱动方向d离开最近的止动销1060。因此,驱动元件1002与棘爪1016最初一起旋转。离合器盘元件1022由驱动元件1002和离合器盘环1024之间的弱弹簧连接件1062夹带。由于离合器盘元件1022和保持环1054之间的摩擦力,保持环1054与离合器盘元件1022一起旋转,直到辐条1056与保持结构1058的止动销1060接触。在与止动销1060接触时,保持环1054停止转动,并且由于这些组件之间的摩擦力,离合器盘元件1022也停止转动。这导致驱动元件1002相对于离合器盘臂1036旋转,如图3所示。

离合器盘臂1036上的引导几何形状1038与图3中的棘爪1016上的引导几何形状1040接触,并且棘爪1016开始抵靠离合器盘臂1036推动。

离合器盘臂1036和棘爪1016上的引导几何形状1038、1040的相互作用向内推动棘爪1016,直到棘爪1016的径向向内侧的齿1020与从动元件1006的从动齿轮1014上的齿1064接触。棘爪1016的齿1020与从动齿轮1014的齿1064接合,并且从动齿轮1014由棘爪1016夹带。

棘爪1016的向内运动持续,直到自由棘爪端部1052与固定地布置在驱动元件盘1010上的棘爪止动件1066接触。棘爪止动件1066现在也将负载转移到棘爪1016,进而转移到从动齿轮1014。棘爪止动件1066的中心位于具有旋转轴线a和棘爪枢转轴线1018的直线上。

驱动元件1002和离合器盘元件1022之间的相对运动继续进行,直到离合器盘止动件1068(在这种情况下是从驱动元件盘1010轴向延伸的突起)抵靠在离合器盘环1024的第一周向端部1032,其在此形成为向内延伸到开口1026中的突起(也详细参见图25至图28c中)。从该时刻起,驱动元件1002沿驱动方向d推动离合器盘元件1022,以便离合器盘元件1022与驱动元件1002一起旋转并在保持环1054内滑动。保持环1054保持在图3和图4中所示的位置上。

离合器盘止动件1068和第一周向端部1032被布置在离合器盘环1024的内圆周附近。此外,离合器盘止动件1068抵靠的第一周向端部1032的表面1069基本上被指向关于离合器盘环1024的切线方向。因此,作用在离合器盘元件1022上的力,在该离合器盘元件1022被驱动元件1002夹带时,基本上沿切线方向作用,从而当离合器盘元件1022相对于保持环1054旋转时,最小化在离合器盘环1024与保持环1054之间的界面处的附加摩擦力。

离合器盘止动件1068和膨胀弹簧1030之间的距离应尽可能小。在该示例中,离合器盘止动件1068抵靠膨胀弹簧1030的端部的附件定位。为此,离合器盘环1024对膨胀弹簧1030施加压缩力,从而进一步减小离合器盘环1024和保持环1054之间的摩檫力。

当烟火驱动器1012被激活并且棘爪1016处于其接合位置时,从动齿轮1014以比由可逆式驱动器1004驱动时的旋转速度高得多的旋转速度开始沿驱动方向d旋转。

结果,从动齿轮1014的齿1064作用在棘爪1016的齿1020上,并将高动能传递给棘爪1016。如图5和6所示,棘爪1016被径向向外加速进入分离位置。在分离位置上,棘爪1016不能再次接合从动齿轮1014,哪怕可逆式驱动器1004沿驱动方向d旋转驱动元件1002。

现在关于图11至图15更详细地描述棘爪1016从接合位置到分离位置的转移。

该实施例中的离合器盘臂1036是挂钩形的。挂钩由连接到离合器盘环1024并向内延伸进入开口1026的刚性腿部1070以及连接到腿部1070的端部并朝向离合器盘环1024向外延伸的柔性自由腿部1072形成。腿部1070、1072通过u形连接部分1073连接,以便在无应力状态下,腿部1070、1072基本上彼此平行。柔性腿部1072终止于位于远离枢转轴线1018的远侧的自由端部1078中。

离合器盘臂1036上的引导几何形状1038基本上形成在腿部1070、1072的周向外侧上。

棘爪1016的引导几何形状1040形成为棘爪表面中的轴向凹部1041,其由与离合器盘臂1036的腿部1070、1072相互作用的左侧引导面1074和右侧引导面1076界定。

图11示出了处于空档和接合位置之间的离合器盘臂1036和棘爪1016。图12显示了分离位置的情况。

当棘爪1016被从动齿轮1014径向向外加速时,棘爪1016沿圆周方向抵靠离合器盘臂1036的柔性腿部1072推动,同时沿柔性腿部1072径向向外滑动。然而,棘爪1016已经达到在棘爪1016的运动期间柔性腿部1072沿圆周方向朝向刚性腿部1070偏转的那么高动能。

棘爪1016的右侧引导面1076具有沿圆周方向u指向离合器盘臂1036的柔性腿部1072的突起1080。突起1080的尖端形成沿圆周方向朝向柔性腿部1072延伸的鼻部1082。

在柔性腿部1072上,形成有滑道1084,该滑道1084在柔性腿部1072(在图中)的右侧上延伸到达柔性腿部1072的自由端1078并且终止于鼻部1086中。

棘爪1016的鼻部1082一直沿滑道1084滑动到柔性腿部1072的自由端1078。只有当鼻部1082接近自由端1078时,柔性腿部1072在鼻部1082、1086沿彼此通过时最大程度地偏转。

然后,棘爪1016上的鼻部1082径向向外移动超过柔性腿部1072的自由端1078。当棘爪的引导几何形状1040已经通过时,已偏转自由端1078由于其弹性而弹回到其正常位置。这种情况被示出在图12中。

柔性腿部1072的自由端1078现在被定位于棘爪1016的突起1080的径向内部,并且阻碍棘爪1016再次径向向内枢转。

离合器盘臂1036的自由端1078和棘爪1016的右侧引导面1076上的突起1080一起形成闩锁连接件1087,其当柔性腿部1072的自由端1078卡扣在棘爪1016上的突起1080下方时闭合。

相对于棘爪1016从棘爪枢转轴线1018到棘爪1016的自由端1052的延伸,闩锁连接件1087大致位于棘爪1016的中间。

因为柔性腿部1072已经被用于将棘爪1016推入接合位置,所以当闩锁连接件1087径向向外转动时,棘爪1016相对于离合器盘臂1036进入闩锁连接件1087闭合的这种位置,原因是在接合位置(见图4)上,离合器盘臂1036的柔性腿部1072被紧邻棘爪1016的突起1080定位。当棘爪1016从接合位置向外枢转时,突起1080与柔性腿部1072接触并且沿柔性腿部1072径向向外滑动。在此运动期间,棘爪1016还抵靠离合器盘臂1036推动,并且整个离合器盘元件1022沿驱动方向d旋转。离合器盘臂1036在驱动方向d上变形。

同时,当棘爪1016被从动齿轮1014径向向外加速时,棘爪1016的自由端1052首先与提供在弹簧元件1048上的棘爪端部止动件1050接触。然而,弹簧元件1048的柔性被选择为使得棘爪1016的动能足够高以使棘爪端部止动件1050变形并且径向向外移动超过其正常空挡位置。

由于这种运动,棘爪1016的自由端1052上的尖端1088沿弹簧元件1048滑动超过棘爪端部止动件1050,并与弹簧元件1048的接触部分1053接触。作用在棘爪1016的夹紧力产生,从而提供作用在棘爪1016上以将棘爪1016保持在分离位置的第二闩锁力。然而,通常该第二闩锁力比由闩锁连接件1087提供的保持力弱。

这两个闩锁机构,即闩锁连接件1087以及棘爪1016和弹簧元件1048之间的夹紧连接件,阻挡棘爪1016由沿驱动方向d旋转的驱动元件1002枢转,并防止棘爪1016再次接合从动齿轮1014。另外,两个闩锁机构还用于抵靠总是作用在棘爪1016上的外力而固定棘爪1016。

沿驱动方向d的旋转力通过棘爪1016上的突起1080传递到离合器盘环1024,该棘爪1016位于抵靠离合器盘臂1036上的对应结构1089,该离合器盘臂1036直接被布置在离合器盘环1024的内表面的径向内部(参见图11)。当可逆式驱动器1004在分离位置上仍然处于活动状态时,这种几何形状确保了所传递的力主要沿切线方向作用,因此当离合器盘环1024被棘爪1016推动时,仅在离合器盘环1024的外表面与保持环1054的内表面之间引入最小的摩擦力。此外,当可逆式驱动器1004沿驱动方向d被激活并且离合器1000处于分离位置时,没有径向向内指向的力分量作用在棘爪1016上,因此不可能通过沿驱动方向d旋转驱动元件1002来将棘爪1016径向向内枢转到接合位置。替代地,离合器盘环1024与驱动元件1002一起沿潜水方向d旋转。

图7和8中示出了棘爪1016从分离位置回到空挡位置的运动。

为了将离合器1000和棘爪1016从分离位置转移回到空挡位置,提供释放机构,其包括与棘爪1016和斜坡结构1044协作地沿释放方向r旋转的可逆式驱动器1004。可逆式驱动器1004在这个例子中,仅以短脉冲激活。可逆式驱动器1004沿释放方向r的较长操作也可能是可行的。此外,可逆式驱动器1004可以以几个连续的短脉冲操作,以将离合器1000转移回到空挡位置。

首先,棘爪尖1088与离合器盘环1024的斜坡结构1044的接触面1046接触,并开始沿释放方向r旋转离合器盘元件1022。在两个相邻辐条1056之间的距离之上,保持环1054由离合器盘元件1022夹带,直到止动销1060再次与辐条1056接触。此时释放脉冲仍然继续。

当保持环1054的旋转运动停止时,由于保持环1054和离合器盘环1024之间的摩擦力,离合器盘元件1022落在驱动元件1002和棘爪1016的旋转之后。

棘爪尖1088在棘爪1016的自由端1052上与斜坡结构1044上的接触面1046的接触大致在接触面1046延伸进入开口1026的中点m处。选择斜坡结构1044到枢转轴线1018的距离,以使得棘爪1016被夹紧在接触面1046上(见图13-15)。

棘爪1016的自由端1052被斜坡结构1044阻挡,以便棘爪1016被进一步推靠在斜坡结构1044上。

在该位置上,枢转轴线1018和在自由棘爪端部1052处的突起1088之间的虚拟连接线在接触面1046的中点m处适当地垂直于接触面1046(见图6)。因此,从驱动元件1002经由枢转轴线1018传递到棘爪1016的自由端1052的力基本上垂直地作用在接触面1046上,并且棘爪1016很少经受试图将棘爪1016向内旋转的外力。

尽管如此,在释放方向r的脉冲期间,驱动元件1002的旋转足以将棘爪1016的自由端1052沿接触面1046径向向内推动一短距离(向图6中的右侧)。离合器盘元件1022在该释放脉冲期间由于其与保持环1054的摩擦联接而保持静止。

释放脉冲,即驱动元件1002沿释放方向r的短暂旋转,使棘爪1016的自由端1052沿接触面1046移动,以便自由棘爪端部1052和枢转轴线1018与接触面1046之间的角度αr改变并且变得更钝(被认为在径向向内的方向上),从而使得更容易沿接触面1046推动棘爪端1052。如有必要,释放脉冲可以重复若干次,直到棘爪1016失去与接触面1046的接触。否则,可逆式驱动器1004的连续操作可以继续,直到棘爪1016摆脱斜坡结构1044。

此时,弹簧元件1048卡扣回到其空挡位置,并且推动空挡位置上的棘爪1016,其中棘爪1016的自由端1052抵靠弹簧元件1048的棘爪端部止动件1050(见图1)。

一旦棘爪1016与斜坡结构1044失去接触,则驱动元件1002进而棘爪1016相对于离合器元件1022旋转,这导致闩锁连接件1087打开。沿释放方向r的进一步运动使离合器盘臂1036的刚性腿部1070与棘爪1016的引导几何形状1040的引导面1074接触。

引导面1074在其径向外端处设有突起1090,该突起1090沿与离合器盘臂1036的腿部1070相对的圆周方向指向。腿部1070具有被径向向突起1090的内部布置的突起1092。在空挡位置上,突起1090、1092是接触的,这导致棘爪1016被闩锁以防止径向向内的非自主运动并因此进入接合位置(也参见图18和19)。

在可逆式驱动器不活动并且离合器1000不假定被接合时的碰撞情况下,可能发生这些类型的运动。然而,由于突起1090、1092的相互作用,离合器1000被固定以防止无意的接合。

在上述实施例中,斜坡结构1044是刚性结构,并且接触面1046是平坦的。

图16、16a和17、17a示出了斜坡结构1044的两个替代实施例。

在图16中,斜坡结构1044a也是离合器盘环1024的刚性延伸部分,并且如在之前描述过的实施例中那样与之一体地形成。图16a示出了斜坡结构1044a的截面图。

然而,斜坡结构1044a的接触面1046a被构造成具有轮廓1047a,该轮廓沿接触面1046a具有一连串凹部和突起。在该示例中,轮廓1047a是锯齿形轮廓,其允许棘爪1016的尖端1088在径向向内方向上沿接触面1046a滑动,但是阻碍棘爪1016在释放脉冲之间径向向外移动。

图17和17a示出了斜坡结构1044b的第二替代实施例。接触面1046b如第一实施例中那样是平坦的,然而,斜坡结构1044b本身是柔性的,以便接触面1046b被棘爪1016上的尖端1088变形,从而增加夹紧效果。

在该示例中,在接触面1046b和离合器盘环1024之间提供中空凹部1047b,其允许接触面1046变形(也参见图17a中的截面图)。

图16和图17的实施例的特征也可以组合在具有轮廓1047a和中空凹部1047b的斜坡结构中。

在接合过程期间的某些条件下,当棘爪1016从空挡位置移动到接合位置时,可能发生这样的情况:棘爪1016的齿1020与从动齿轮1014的齿1064的尖端相交,而不是与齿1064正确地啮合。在这种情况下,只有棘爪1016的一个齿1020的尖端1098挂钩在从动齿轮1014的齿1064的尖端1096d后面。然而,当力从可逆式驱动器1004被传递到棘爪1016时,棘爪1016和从动齿轮1014最初保持接合,并且从动齿轮1014沿驱动方向d旋转。这种也称为尖端到尖端情况的情况被示出在图9中。

然而,当超过一定负载极限时,棘爪1016从从动齿轮1014的齿1064滑落,并被从动齿轮1014偏转到图5和6所示的分离位置。

因为当棘爪1016失去与从动齿轮1014的接触时,可逆式驱动器1004将无负载地运行,所以可以通过马达控制单元(未示出)在尖端到尖端情况下检测棘爪1016是否已经失去其与从动齿轮1014的接合。

在这种情况下,如上所述,可逆式驱动器1004可以沿释放方向r停止并旋转以将离合器1000从分离位置返回到空挡位置。离合器1000可以从空挡位置重新接合。

关于尖端到尖端情况的发生的接合过程的最关键部分是这样的情况:其中棘爪1016的最径向向内的齿1020a的尖端1098a已经在从动齿轮1014的齿1064的尖端1096d的径向下方,然后再次径向向外移动,因为在这种情况下,棘爪1016的齿1020a的尖端1098a可以挂钩在从动齿轮1014靠近其尖端1096d的齿1064的后面,以便棘爪1016追上从动齿轮1014,但尚未处于正确的接合位置上。一旦该尖端到尖端位置被呈现,棘爪1016就将不会进一步移动到正确的接合位置上。

棘爪1016向内进入接合位置的运动,进而用以避免尖端到尖端情况的可能性,很大程度地受到棘爪1016和离合器盘臂1036上的引导几何形状1038、1040的形状和相互作用的影响。例如,已经发现,当可以例如通过将棘爪1016的齿1020a的尖端1098a连续地向内移动以便齿1020a、1064的尖端1098a、1096d不能彼此抓住,来防止棘爪1016的关键的径向向外运动时,尖端到尖端情况的发生将显着减少。下面将讨论更多细节。

在烟火驱动器1012不被激活、尖端到尖端接合也不发生并且离合器1000正常接合的情况下,离合器1000可以通过沿可释放方向r旋转可逆式驱动器1004而被释放回空挡位置。

当驱动元件1002停止沿驱动方向d旋转时,从动齿轮1014也停止其旋转。然后,可逆式驱动器1004的旋转方向被逆转,从而驱动元件1002现在沿释放方向r转动。棘爪1016与驱动元件1002相对于离合器盘元件1022一起旋转,直到棘爪1016的突起1090与离合器盘臂1036的突起1092接触。两个突起1090、1092都具有面对周向方向倾斜的面,以便向外径向向外的力分量随之而来。被离合器盘元件1022夹带的保持环1054旋转,直到辐条1056与止动销1060接触。从该时刻起,离合器盘元件1022进而离合器盘臂1036关于旋转驱动元件1002而被阻止,并且棘爪1016的引导几何形状1040的引导面1074开始沿离合器盘臂1036的刚性腿部1070径向向外滑动。棘爪1016径向向外枢转并且失去与从动齿轮1014的接合。当棘爪1016没有接收到非常高的动能时,棘爪1016的运动被弹簧元件1048的棘爪端部止动件1050停止在空挡位置上。

根据本领域技术人员的判断,所有所描述的特征可以单独地或以合适的组合应用于本申请中讨论的任何离合器实施例。

棘爪1016和从动齿轮1014的齿1020、1064的细节被示出在图20至图24中。

图20示出了处于接合位置的离合器1000,其中棘爪1016的齿1020处于与从动齿轮1014的齿1064接合,并且棘爪1016沿驱动方向d夹带从动齿轮1014。

在棘爪1016的齿1020之间提供凹部1093,以便在接合位置上,间隙1094保持在从动齿轮1014的齿1064的径向外端和棘爪1016之间。

如果安全带卷轴由不是由驱动器1004、1012中的一个引起的突然冲击(例如由蛇形物在烟火驱动器1012的激活开始时的突然移动引起的)线性地移动,则从动齿轮1014的齿1064不能与棘爪1016相互作用并且径向向外加速棘爪1016。

棘爪1016与从动齿轮1014的齿1064接合的第一齿1020a是与棘爪1016的自由端1052相邻地布置的第一齿,即棘爪1016被内向旋转最多最快的齿。

棘爪1016和从动齿轮1014之间的接触位于棘爪1016沿驱动方向d指向的齿1020的侧面1095a和从动齿轮1014面对驱动方向d指向的侧面1096a之间。

在齿根部附近,侧面1096b相对陡峭。然而,在与齿的尖端1096d直接相邻的侧面部分1096c中,角度γ1(参见图22)关于齿1064的尖端1096d处的切线方向被减小到介于约10°至25°之间。

图21示出了当烟火驱动器1012开始加速安装带卷轴和与其联接的从动齿轮1014时的情况。从动齿轮1014的转速现在超过了棘爪1016的旋转速度。在这种情况下,从动齿轮1014的齿1064的右侧面1096b与棘爪1016的齿1020的左侧面1095b接触。两侧面1095b、1096b均成角度,以便被从动齿轮1014赋予棘爪1016的力f主要作用在与枢转轴线1018相切的方向上(例如参见图21)。因此,棘爪1016以最佳力矢量向外枢转。

在该实施例中,棘爪1016具有三个齿1020。

中间齿相对宽且长,以保持与从动齿轮1014的精确距离,并确保从动齿轮1014和棘爪1016的齿的精确啮合。

当座椅安全带卷轴处于其峰值加速度时,最大动能将从从动齿轮1014传递到棘爪1016。然而,座椅安全带卷轴需要一定的时间来达到这个峰值加速度。在此期间,应该实现齿的最佳重叠,来以期望的方式建立接触。座椅安全带卷轴以突然的方式达到其加速度峰值。因此,齿的距离和重叠需要精确调整,以确保在每种情况下动能的可靠分离和最佳转移。

例如,如果距离太短,则座椅安全带卷轴仍然在加速,并且动能小于最大值。如果距离太大,则由于棘爪1016的冲击,棘爪1016在确定的接触建立之前移出,并且所转移的动能再次小于最大值。如果重叠太小,则在与座椅安全带卷轴的接触成为最佳之前,棘爪移出。如果重叠太大,则棘爪1016可能已经与从动齿轮1014啮合太多,以至于不能可靠地分离。

离合器1000具有几个特征,其减少了在接合离合器期间尖端到尖端情况的发生。

作为第一措施,离合器盘臂1036和棘爪1016的引导几何形状1038、1040被构造成使得棘爪1016通过引导几何形状1038、1040的相互作用径向向内枢转。

在第一实施例中,离合器盘臂1036的柔性腿部1072上的滑道1084以角度α(“滑道角度”)径向向内延伸,该角度α相对于延伸穿过棘爪枢转轴线1018和棘爪端部止动件1066的中心的虚拟直线,在棘爪1016处于其接合位置时测量,处于80°和120°之间,特别是大约84°(例如参见图4)。

尤其是在离合器接合期间棘爪1016第一次与滑道1084接触的位置处,滑道1084相对于棘爪枢转轴线1018与在其半径上旋转进入与棘爪端1052接触的棘爪端部止动件1066的中心的突起1066p之间的虚拟线,以与接合位置上的滑道角度大致相同的滑道角度α延伸,如图3所示。较高的初始滑道角度α需要棘爪1016直到接合的较小旋转。

在棘爪1016的齿1020a和从动齿轮1014的齿1064的位置之间的某些排列中,柔性腿部1072可以沿圆周方向稍微偏转,因此在接合过程的最后一步期间角度α可能增加。

当棘爪1016的齿1020a直接移动到从动齿轮1014的两个相邻齿1064之间的间隙中时,棘爪1016沿尽可能短的路径向内移动。在这种情况下,棘爪1016的齿1020a平滑地与从动齿轮1014的齿1064啮合,并且接合正确地完成。棘爪1016的齿1020a的尖端1098a的路径总是围绕棘爪枢转轴线1018的向内枢转运动和围绕驱动元件1002的旋转轴线a的旋转的叠加。

然而,当棘爪1016的齿1020a在向内运动期间与从动齿轮1014的齿1064中的一个相交时,棘爪1016遇到阻力,因为从动齿轮1014被座椅安全带卷收器120阻挡以免沿释放方向r转动,以便其不能避免由棘爪1016施加的压力。同时,驱动元件1002沿驱动方向d继续其旋转。结果,由棘爪1016施加力到柔性腿部1072,并且由于摩擦力大于腿部1072的柔韧性,所以柔性腿部1072沿驱动方向d偏转。因此,滑道角度α增加,并且棘爪1016被牢固地沿从动齿轮1014的齿1064的顶部(即在尖端1096d上)并且沿侧面1096c的部分引导,并且沿驱动方向d进入与从动齿轮1014的齿1064相邻的间隙中,而不用棘爪1016再次径向向外移动。

图22示出了从动齿轮1014的一个齿1064的特写视图。左侧面1096b具有朝向齿1064的尖端的椭圆形,而在该齿的实际尖端附近,齿侧面1096b以向上角度运行。通常,两个齿侧面1096a、1096b面对驱动方向d远离径向方向r倾斜。左侧面1096b比右侧面1096a更倾斜(也参见图20)。

有助于防止尖端到尖端发生的另一个特征是侧面1096c沿驱动方向d稍微倾斜,即位于驱动方向d前方的侧面1096c的端点径向地位于在侧面1096c的沿驱动方向d跟随在后面的端点之下。这有助于棘爪1016的齿1020a在驱动方向d上沿从动齿轮1014的齿1064的顶部滑动,并且通过该齿1064而不挂钩在其后面。

还有助于防止尖端到尖端的情况是与棘爪1016最靠近自由端1052的第一齿1020a的尖端1098a相邻的后表面1098的形状和取向(也参见图24)。表面1098是沿朝向从动齿轮1014的方向成形并且稍微凹入的弧形。另外,表面1098稍微远离驱动方向d倾斜,以便齿1020a在表面1098的一个端点处的尖端1098a位于比表面1098沿驱动方向d跟随在后面的端点更径向向内。在表面1098与在第一齿1020的尖端1098a处的切线之间的角度γ2可以近似地等于角度γ1。通过这种构造,表面1098在齿1020a上形成侧面,其在与从动齿轮1064的齿1064的侧面1096c相反的方向倾斜。因此,当棘爪1016的齿1020a应该在接合过程中接触从动齿轮1014的齿1064时,将不产生任何压力。相反,齿1020a的尖端1098a沿齿1064的顶部滑动,并被引导到从动齿轮1014进入正确的接合位置的齿1064之间的下一个间隙。当棘爪1016连续且快速地径向向内移动时,棘爪1016的齿1020a与从动齿轮1014的齿1064的下一次接触将在远低于从动齿轮1014的齿1064的尖端1096d之下而发生,以便棘爪1016将与从动元件1006正确接合。

图25至图28c示出了离合器1000与离合器盘元件1022由驱动元件1002沿驱动方向d和释放方向d的夹带相关的细节。

如上所述,在接合运动期间,虽然可逆式驱动器1004沿驱动方向d旋转,但离合器盘止动件1068抵靠在离合器盘元件1022上(特别是在该示例中,在离合器盘环1024的第一左周向端部1032上的径向延伸面1069上)的负载转移结构(图中)。

在接合期间,棘爪1016的引导几何形状1040的突起1080的端部上的鼻部1082面对离合器盘臂1036的柔性腿部1072推动。离合器盘元件1022通过力f1沿驱动方向d被推动。力f1基本上切向地指向。在该运动期间,鼻部1082在柔性腿部1072的右侧上沿滑道1084径向向内滑动,同时棘爪1016径向向内旋转。

图26、26a和26b示出了处于紧接到达完全接合之前不久的位置上的离合器1000。鼻部1080仍然位于滑道1084的直线部分上,周向突起1084a在与连接腿部1070、1072的u形正上方的径向向外的一小距离处(也参见图27a)。

同时,棘爪1016的自由端1052仍然与棘爪止动件1066稍微远离(见图26b)。

图27、27a和27b示出了处于完全接合位置上的离合器1000。

鼻部1082邻接在周向突起1084a上。棘爪1016的自由端1052上的凹面1052a与棘爪端部止动件1066的弯曲外表面接触,以便传递到从动齿轮1014的力被棘爪端部止动件1066支撑。

同时,驱动元件盘1010上的离合器盘止动件1068靠在表面1069上。当表面1069沿径向延伸时,从驱动元件1002传递到离合器盘元件1022的力f2被切向地指向在离合器盘止动件1068与表面1069的接触点和公共旋转轴线a之间的虚拟半径,因此也与该接触点的径向向外的离合器盘环1024的外圆周相切(例如参见图27)。

由于离合器盘环1024的第一周向端部1032处的接触点,力f2稍微压缩膨胀弹簧1030,以便缩短间隙1028的圆周长度d。因此,离合器盘环1024与围绕离合器盘环1024的保持环1054之间的摩擦力减小,进而离合器盘元件1022和保持环1054上的磨损减少。

图28和28a至图28c示出了处于空挡位置的离合器1000'。图28b示出了离合器盘环1024的一部分的下侧。

为了将离合器1000'无论是从接合位置还是从分离位置转移回到空挡位置上,可逆式驱动器1004使驱动元件1002沿释放方向r旋转。首先,离合器盘元件1022由于其与保持器环1054的摩擦联接而由保持器环1054保持(一旦保持环1054已经从其两个辐条1056之间的距离旋转)。因此,如上所述,左侧引导面1074与其突起1092一起移动以便与离合器盘臂1036的左侧刚性腿部1070接触,而棘爪1016的自由端1052移动回弹簧元件1048'的棘爪端部止动件1050'。

同时,离合器盘止动件1068远离离合器盘环1024的表面1069旋转。由于离合器盘环1024和驱动元件1002之间的相对旋转,棘爪1016径向向外移动并接触弹簧元件1050。弹簧元件1050被设计成比离合器盘元件1022和保持环1054之间的摩擦力更弱。因此,棘爪1016进一步径向向外移动并使弹簧元件1050变形,直到第二离合器盘止动件1140的径向延伸面(这里是提供在驱动元件盘1010上的轴向台阶)抵靠在离合器盘环1024的第二周向端部1034的右侧上的第二负载转移结构1142的径向延伸面上。这两个圆周面都沿径向方向延伸并彼此相对,以便从驱动元件1002传递到离合器盘环1024的力f3切向地指向。如在沿驱动方向d旋转期间那样,所传递的力f3可以导致膨胀弹簧1030的轻微压缩,并且因此而导致离合器盘环1024和保持环1054之间的摩擦力减小。

在空挡位置上,离合器盘元件1022和驱动元件1002沿旋转方向在三个点(即棘爪1016和离合器盘臂1036的引导几何形状1038、1040的突起1090、1092,具有弹簧元件1048'的棘爪端部止动件1050'的自由棘爪端部1052,以及驱动元件盘1010和离合器盘环1024上的第二离合器盘止动件1140和第二负载转移结构1142)处接触。

仅关于第一实施例描述了第二负载转移结构1142和第二离合器盘止动件1140,然而,可以在讨论的所有实施例中提供相同的结构。

离合器盘止动件1068和第一周向端部1032被布置在离合器盘环1024的内圆周附近。此外,离合器盘止动件1068抵靠的第一周向端部1032的表面1069基本上沿关于离合器盘环1024的切线方向指向。因此,作用在离合器盘元件1022上的力,当离合器盘元件1022被驱动元件1002夹带时,基本上沿切线方向作用,从而当离合器盘元件1022相对于保持环1054旋转时,使离合器盘环1024与保持环1054之间的界面处的附加摩擦力最小化。

离合器盘止动件1068和膨胀弹簧1030之间的距离应该尽可能小。在该示例中,离合器盘止动件1068抵靠膨胀弹簧1030的端部的附件。为此,离合器盘环1024对膨胀弹簧1030施加压缩力,从而进一步减小离合器盘环1024和保持环1054之间的摩擦力。

图29至图31示出了根据一个可能实施例的从动元件1006。

从动元件1006是一体形成的单一组件。它包括承载齿1064的从动齿轮1014。

此外,从动元件1006包括卷轴轴座1100,用于关于旋转而与座椅安全带卷轴联接。在该示例中,安全带卷轴轴座1100具有非旋转对称几何形状,其适于将相应结构安装在安全带卷轴轴线的圆周上,其阻碍安全带卷轴轴线相对于从动元件1006旋转。选择安全带卷轴轴座1100的几何形状,以便安全带卷轴轴线只能正好插入一个位置。在该示例中,几何形状包括沿安全带卷轴轴座的内圆周分布的三组径向延伸突起,每组具有不同数量的突起。

从动元件1006还包括卷轴支承部分1102,用于支撑形成在从动元件1006的外圆周表面1104处的座椅安全带卷轴轴线。卷轴支承部分1102用作用于座椅安全带卷轴轴线的一个轴向端部的两个支承表面之一。另一个支承表面例如被布置在离合器壳体1061(未示出)处。

从动齿轮1014被布置在从动元件1006的一个轴向端部处,并且卷轴支承部分1102被布置在从动元件1006的相对轴向端部处。

安全带卷轴轴座1100可以在从动元件1006的整个长度上延伸,或者只能在从动齿轮1014的内圆周处延伸。

从动齿轮1014的该示例中,从动元件1006包括卷轴轴座1100和卷筒支承部分1102。

整个从动元件1006例如由合适的金属(例如钢)制成,并且可以用已知的锻造技术制造。

这里描述并示出于图29至图31中的从动元件1006可用于本申请中所讨论的所有离合器实施例中。

离合器的第二实施例

图32至图40示出了离合器1000'的第二实施例。

离合器1000'非常类似于第一实施例的离合器1000,区别在于斜坡结构被省略,并且释放机构包括弹簧元件1048'和棘爪1016。在该示例中,弹簧元件1048'类似于第一实施例的弹簧元件1048(在图13a中详细示出)。

图32示出了处于其空挡位置的离合器1000'。

图33示出了处于其接合位置的离合器1000'。

图34示出了在到分离位置的转移开始但仍然接合时的离合器1000'。

图35和36示出了处于其分离位置的离合器1000'。

除了将离合器从分离位置转移回到空挡位置之外,离合器1000'的功能与离合器1000相同。

图37和38示出了在从分离位置到空挡位置的转移开始时的离合器1000'。

图39和40示出了在从分离位置到达空挡位置之前不久的离合器1000'。

在本实施例中,弹簧元件1048'的接触部分1053'替代在第一实施例中的斜坡结构1044的接触面1046。

在分离位置上,棘爪1016的自由端1052被夹紧在弹簧元件1048'的接触部分1053'处。如在第一实施例那样,棘爪1016被与离合器盘臂1036的闩锁连接件1087额外地阻止。

为了将离合器1000'从分离位置转移回到空挡位置,可逆式驱动器1004沿释放方向r旋转,并且棘爪1016的自由端1052的尖端1088被推靠在接触部分1053上。接触部分1063'与位于枢转轴线1018和尖端部分1088之间的虚拟线之间的角度αr'稍微有点钝(沿径向向内方向),以便产生向内指向的力。因此,沿接触部分1053'在朝向棘爪端部止动件1050'的方向上推动棘爪1016,而接触部分1053'在棘爪1016的自由端1052之后进一步径向滑动,并且棘爪1016上的夹紧力进一步减小。当接触部分1053'在分离位置上被径向向外偏转时,棘爪1016的向内运动由弹簧元件1048'的向内指向的张力支撑。

同时,当离合器盘元件1022被保持环1054保持时,作为闩锁连接件1087的一部分的棘爪1016上的突起1080沿圆周方向远离离合器盘臂1036的柔性腿部1072移动,从而导致闩锁连接件1087打开。

棘爪1016现在由棘爪1016和离合器盘臂1036上的突起1090、1092以及离合器盘簧1048'上的棘爪端部止动件1050保持在空挡位置上,但当可逆式驱动器1004沿驱动方向d旋转时再次自由以径向向内枢转。

离合器的第三实施例

图41至图48示出了用于座椅安全带张紧器的离合器2000的第三实施例。

离合器2000的总体设计与第一实施例中已经讨论过的离合器1000相似。

离合器2000与第一实施例的离合器1000的不同之处在于棘爪2016和离合器盘元件2022的形式,以及将棘爪保持在分离位置的闩锁机构的设计。

离合器盘元件2022沿轴向布置在驱动元件盘2010的顶部(如在第一实施例中那样),并且通过摩擦力与周围的保持环2054联接。如在第一实施例中那样,离合器盘元件2022包括沿圆周方向不连续的离合器盘环2024,其中间隙2028由膨胀弹簧2030桥接,该膨胀弹簧2030在离合器盘环2024的两个周向端部2032、2034之间延伸并且压迫周向端部2032、2034分开。

保持环2054具有径向延伸辐条2056,其与固定地布置在离合器2000的壳体处的、离合器壳体2061上的保持结构2058的止动销2060相互作用。因此,如在第一实施例中那样,保持环2054可以在辐条2056与最近的止动销2060接触之前,仅旋转一定程度。

离合器盘元件2022还包括与棘爪2016相互作用的离合器盘臂2036,以使棘爪2016在图41所示的空挡位置和图43所示的接合位置之间移动。离合器盘臂2036与棘爪之间的相互作用2016经由布置在离合器盘臂2036和棘爪2016上的引导几何形状2038、2040进行。

棘爪引导几何形状2040包括在棘爪2016的表面中的轴向凹部2041。沿棘爪2016,该凹部2041被主要沿径向方向延伸的腹板状突起2106中断。突起2106沿轴向上升到凹部2041的平面以上,从而将凹部2041沿圆周方向分割成两部分2041a、2041b。突起2106的周向面是棘爪引导几何形状2040的一部分。用于将棘爪2016引导到接合位置的滑道2084被提供在图43中的突起2106的左侧面上。

在该实施例中,棘爪2016的齿2020之一被布置在突起2106的径向内端。

离合器盘臂2036分叉并且具有从离合器盘环2024延伸到由离合器盘环2024包围的开口2026中的两个分离的、基本上刚性的分支2036a(例如在图42中的左侧上)和2036b(在图42中的右侧上)。

在空挡位置上,离合器盘臂2036的两个分支2036a、2036b位于与棘爪2016的枢转轴线2018相邻地布置的凹部2041的部分2041a中。该位置示出在图41和42中。第一分支2036a比第二分支2036b进一步径向向内延伸。

第一分支2036a与棘爪2016上的左侧引导面2074接触。左侧引导面2074在突起2090中沿径向向外终止,而分支2036a在突起2092中在其径向内端处终止,该突起2092面向左侧引导面2074并且直接径向向内地被布置在突起2090的内侧(与第一实施方式相同)。结果,阻碍了例如由座椅安全带卷轴的横向加速度引起的、棘爪2016围绕枢转轴线2018的枢转,进而阻碍了与从动齿轮2014的非自主接合。在该实施例中,示出了安全带卷轴轴线2108被插入到从动元件2006的安全带卷轴轴线座2100中(例如参见图41)。

左腿2036a远离突起2106并且不与棘爪2016的引导几何形状2040接触。

当可逆式驱动器开始沿驱动方向d旋转驱动元件2002时,棘爪2016与驱动元件盘2010一起沿驱动方向d旋转。

保持环2054已经或很快将被其与止动销2060的接触而阻挡,并且不旋转。当离合器盘环2024通过摩擦力联结到保持环2054并且驱动元件盘2010还没有向离合器盘元件2022施加力时,离合器盘元件2022也保持在适当位置。

结果,棘爪2016相对于离合器盘臂2036旋转。第二分支2036b在其右侧与棘爪2016上的突起2106上的滑道2084接触,并开始使棘爪2016径向向内朝向从动齿轮2014枢转,而突起2106沿第二分支2036b径向向内滑动。

如在前述实施例中那样,滑道2084与棘爪枢转轴线2018与棘爪端部止动件2066之间的虚拟直线之间的滑道角α,在棘爪2016与棘爪端部止动件2066接触的接合位置上,处于80°和120°之间(见图43)。

当棘爪2016接合从动齿轮2014并且棘爪2016上的齿2020与从动齿轮2014的齿2064啮合时,棘爪2016上的突起2106与第二分支2036b失去接触。

在图43所示的接合位置上,突起2106位于第一和第二分支2036a、2036b之间的圆周方向上,但是完全位于第二分支2036b的径向内侧。

在图43中的右侧上的其径向内端上,第一分支2036a包括沿圆周方向指向的突起2112。当棘爪2016已经完全接合从动齿轮2014时,该突起2112抵靠在棘爪2016上的腹板状突起2106(或紧邻腹板状突起2106)。

在接合过程完成之后,驱动元件2002夹带离合器盘元件2022,而第一分支2036a被棘爪2016的突起2106推动。

此外,驱动元件盘2010可以设有离合器盘止动件2068,其在当接合过程完成时驱动元件2002的预定旋转与离合器盘环2024的第一周向端部2032上的切向面2069接触之后,并且从该时间点开始,沿驱动方向d推动离合器盘元件2022。

如在第一实施例那样,棘爪2016的自由端2052由驱动元件盘2010上的棘爪止动件2066支撑。

图44示出了与从动齿轮2014的齿2064接合的棘爪2016的齿轮2020。在该示例中,指向棘爪2016的最后三个齿2020的驱动方向d的齿侧面2095a均具有大致处于在其延伸的中间的突起2116。

在接合位置上,齿2064的侧面2096b仅从齿2020的尖端到突起2116接合棘爪2016的齿2020,以便在从动齿轮2014的齿2064的径向端部与棘爪2016在齿2020之间的主体之间产生间隙2094。如在第一实施例中关于间隙1094所讨论的那样,间隙2094防止由于由座椅安全带卷轴轴线2108传递到离合器2000的侧向冲击而产生的非预期的分离。棘爪2016的这种形式的齿2020也可以用在其它离合器实施例中。

离合器2000通过使驱动元件2002沿释放方向r旋转而从接合位置返回到空挡位置。

在旋转开始时,驱动元件2002与棘爪2016一起沿释放方向r旋转(图45),直到棘爪2016上的突起2090与离合器盘臂2036的第一分支2036a上的突起2092接触。由于棘爪2016径向向内旋转,两个突起2090、2092被布置在相同的径向位置上并且在它们的周向端部处邻接。

离合器盘元件2022与保持环2054一起由棘爪2016沿释放方向r夹带,直到保持环2054的辐条2056与最近的止动销2060接触,以便阻挡保持环2054进一步旋转。由于摩擦联接,离合器盘元件2022也停止旋转。棘爪2016由突起2090、2092的接触而径向向外枢转回到其空挡位置。在该运动期间,棘爪2016和离合器盘臂2036上的突起2090、2092沿彼此滑动,直到离合器2000再次到达其空挡位置。

离合器2000现在准备好通过沿驱动方向d启动可逆式驱动器而与从动齿轮2014再次接合。

可以按照需要而重复空挡位置和接合位置之间的变化并再次返回。

然而,如果烟火驱动器被激活(这里未示出,但与用于驱动安全带卷轴轴线2108的第一实施例相同地布置),则从动齿轮2014将以比可逆式驱动器施加到驱动元件2002的速度高得多的速度沿驱动方向d旋转。

结果,从动齿轮2014将关于棘爪2016而旋转,并且齿侧面2096b将冲击齿2020的齿侧面2095b,并且径向向外推动棘爪2016。

离合器盘元件2022仍然处于其关于驱动元件2002处于离合器2000的接合位置的位置上(参见图43和46)。因此,当棘爪2016向外旋转时,棘爪2016上的突起2106将在离合器盘臂2036的第一和第二分支2036a、2036b之间滑动。当由烟火驱动器的激活而赋予在棘爪2016上的动能足够高时,第二分支2036b将稍微变形以允许几何形状2038、2040相互滑动。其如图46和47所示。

离合器盘臂2026的第二分支2036b在其径向内端设有面向第一分支2036a的小突起2037。当座椅安全带卷收器120的卷收弹簧使座椅安全带卷轴110沿驱动方向d正在比接合位置(未示出)中的可逆式驱动器1004更快地旋转时,突起2037用作防止意外分离的保护。

由于分离位置将主要由离合器盘臂2036和棘爪2016的已经正确对准的几何形状来达到,所以棘爪2016的相对低的动能足以使离合器2000分离。

突起2037提供了足够的阻力来保持棘爪2016在分离动能阈值之下被接合。当赋予棘爪2016的动能足够高时,第二腿2036b稍微变形,以允许离合器盘臂2036和棘爪2016的引导几何形状2038、2040彼此滑动。在引导几何形状2038、2040之间可能产生轻微的夹紧力。然而,通过相互作用的几何形状单独不能实现闭合的闩锁连接件但能实现棘爪2016在分离位置的闩锁,从而使得不可能通过离合器盘元件2022的任何运动径向向内枢转棘爪2016。

在径向刚好在齿2020上方,突起2106在其左侧上沿圆周方向凹陷。如图35所示,该凹部2118将沿径向方向在离合器盘臂2036的第一分支2036a上的突起2112之后滑动。

如果现在可逆式驱动器转动进入驱动方向d,则棘爪2016用腹板状突起2106的左面推动离合器盘臂2036的第一分支2036a,并且还用在凹部2041b的右侧圆周边缘上的引导面2076推动在第二分支2036b的右侧上的径向面2120。

径向面2120平坦地平放在也径向延伸的引导面2076上。因此,由棘爪2016传递到第二腿部2036b的力f主要是切向的(如图47所示),以便不在棘爪2016与离合器盘元件2022之间引起相对运动。结果,棘爪2016仅夹带离合器盘元件2022,并且这两个组件将一起旋转,而不会使爪2016重新接合。

当可逆式驱动器沿释放方向r转动时,棘爪2016的腹板状突起2106用倚靠径向方向倾斜的表面2122推动第二分支2036b,以便作用在棘爪2016上的力具有径向向外指向的分量。同样,不引起棘爪2016关于离合器盘臂2036的相对径向运动。

离合器2000被该闩锁机构有效地阻挡,并且棘爪2016不能重新接合从动齿轮2014的齿2064。也不可能将离合器2000从分离位置转移回到空挡位置。

在尖端到尖端接合的情况下(如图48所示),因为只有棘爪2016和从动齿轮2014的齿2020、2064的尖端接触,所以棘爪2016不完全径向向内旋转。

因此,棘爪2016的突起2106与离合器盘臂2036的第二分支2036b保持接触,并且不会沿圆周方向滑动进入分支2036a、2036b之间的间隙中。

当棘爪2016由于作用在座椅安全带卷轴上的负载过大而与从动齿轮2014失去接触时,棘爪2016被径向向外加速,并且突起2106沿第二分支2036b向外滑动(沿在图48中的右侧表面)并且沿驱动方向d推动离合器盘元件2022。这种运动将使离合器2000回到其可以重新接合的空挡位置上。

离合器的第四实施例

图49和50示出了用于座椅安全带张紧器的离合器3000的第四实施例。

离合器3000的总体设计与离合器1000、1000'和2000的总体设计相同。

离合器3000还具有驱动元件3002,该驱动元件3002包括驱动元件盘3010,驱动元件盘3010承载枢转地连接到枢转轴线3018的棘爪3016。棘爪3016经由引导几何形状3038、3040与离合器盘元件3022相互作用。离合器盘元件3022具有离合器盘环3024,该离合器盘环3024与驱动元件3002和座椅安全带卷轴轴线3108同轴地布置。座椅安全带卷轴轴线3108关于旋转而与从动元件3006联接。从动齿轮3014是从动元件3006的一部分并具有齿3064,该齿3064当离合器3000处于其接合位置时与棘爪3016的齿3020接触(见图49)。

离合器盘元件3022具有离合器盘臂3036,其平行于驱动元件盘3010的平面径向向内延伸并且具有两个分支3036a、3036b,在该分支3036a、3036b之间定位有与棘爪3016一体形成的腹板状突起3106。

离合器盘环3024沿圆周方向是不连续的,具有第一周向端部3032和第二周向端部3034。如在前面讨论的实施例中那样,产生的间隙3028由膨胀弹簧3030桥接,从而压迫周向端部3032、3034沿圆周方向分开。

如在前述实施例中那样,保持环3054在其外圆周围环绕离合器盘环3024,并且保持环3054和离合器盘环3024由它们的内外相应圆周之间的摩擦力而联接。

保持环3054具有径向延伸的辐条3056,其与保持结构的闩锁销相互作用,该保持结构仅允许保持环3054(这里未示出,但与关于前述实施例中所讨论的相同)的受限旋转。

当从动元件3002由可逆式驱动器(未示出)沿驱动方向d或释放方向r旋转时,离合器盘元件3022和棘爪3016上的引导几何形状3038、3040相互作用以将棘爪3016径向向内推入以在接合位置上接触从动齿轮3014的齿3064,或者再次返回到图49所示的空挡位置。这些运动顺序类似于对于先前的离合器实施例描述的接合和脱离过程。如在第三实施例那样,滑道3084被提供在棘爪3016上的腹板状突起3106上,以将棘爪3016引导到接合位置。滑道3084与棘爪枢转轴3018与棘爪端部止动件3066之间的虚拟直线之间的滑道角度α在接合位置上介于80°和120°之间,其中棘爪3016与棘爪端部止动件3066接触(见图43)。

此外,如上所述,在接合位置上,离合器盘止动件3068的径向延伸面3069与离合器盘环3024的第一周向端部3032接触。

在第四实施例中,间隙3028另外由能够将离合器3000保持在分离位置上的闩锁机构桥接。在该示例中的闩锁机构是闩锁连接件3124,其被布置在膨胀弹簧3030的径向外部并且平行于膨胀弹簧3030。其细节被示出在图50中。

闩锁连接件3124由第一和第二闩锁元件3126、3128形成,该第一和第二闩锁元件3126、3128适于沿圆周方向彼此相对移动以闭合闩锁连接件3124。在该示例中,第一闩锁元件3126具有两个臂,这两个臂能够围绕形成第二闩锁元件3128的闩锁销的头部卡扣,以闭合闩锁连接件3124。

第一和第二闩锁元件3126、3128在这里与离合器盘环3024的第一和第二周向端部3032、3034一体地形成。

当第一和第二周向端部3032、3034沿圆周方向朝向彼此移动时,闩锁元件3126、3128之间的距离减小。当闩锁连接件3124闭合时,离合器盘环3024的直径和周长永久地减小。

如图49和50所示,当闩锁连接件3124处于其打开状态时,膨胀弹簧3030推动离合器盘环3024的第一和第二周向端部3032、3034分开,保持离合器盘环3024和保持环3054之间的摩擦力。离合器3000可以正常操作,棘爪3016能够枢转到接合位置并返回到空挡位置。

在通过可逆式驱动器实现的离合器3000的正常接合和脱离过程期间,闩锁连接件3124总是处于其打开状态,并且在离合器盘环3024和保持环3054之间总是存在摩擦联接。如在前述实施例中那样,在某些情况下,可通过可逆式驱动器来克服摩擦力。

当离合器3000呈现其分离位置时,闩锁连接件3124闭合。

当烟火驱动器启动时,安全带卷轴轴线3108和与其联接的从动齿轮3014开始以高速沿驱动方向d旋转。

因此,由于从动齿轮3014的齿3064冲击棘爪3016的齿3020,所以棘爪3016被径向向外加速回到其空挡位置。

离合器盘环3024在烟火驱动器的激活的初始阶段经受横向力。烟火驱动器例如包括蛇形物,其被与安全带卷轴轴线3108相切地加速,以便将短横向冲击传递到安全带卷轴轴线3108,并因此而传递到离合器3000。

因为离合器盘环3024由于其圆周上的间隙3028而固有地柔性,所以作用在离合器盘形元件3022上的力导致离合器盘环3024的瞬时压缩。承载闩锁元件3126、3128的周向端部3032、3034的距离减小,以便闩锁元件3126、3128彼此卡扣并闭合闩锁连接件3124。在该示例中,闩锁销的头部在闩锁臂之间滑过,直到其后侧被闩锁臂夹持。

当闩锁连接件3124闭合时,离合器盘环3024的周长永久地减小。离合器盘环3024和保持环3054之间的摩擦力减小到使得离合器盘环3024不再由摩擦力联接到保持环3054并且可以在不被保持环3054阻止的情况下旋转的程度。实际上,膨胀弹簧3030被闭合的闩锁连接件3124忽视并失去其功能。

如果可逆式驱动器沿驱动方向d或释放方向r再次移动驱动元件3002,则离合器盘元件3022将因此而不被保持环3054阻挡,从而驱动元件3002和离合器盘元件3022之间的相对运动变得不可能。替代地,离合器盘元件3022被棘爪3016夹带,并且与驱动元件3002一起旋转,而棘爪3016不被径向向内枢转。离合器3000被永久禁止重新接合。由于膨胀弹簧3030失去其功能,所以很弱的弹簧3062现在能够作用在离合器盘元件3022上,而这又将使棘爪3016永久地保持在分离位置。

离合器的第五实施例

图51至图61示出了座椅安全带张紧器离合器4000的第五实施例。

如在前述实施例那样,离合器4000具有驱动元件4002,该驱动元件4002具有驱动齿轮4008,该驱动齿轮4008关于旋转而与承载棘爪4016的驱动元件盘4010连接,该棘爪4016可以围绕与驱动元件盘4010一起旋转的枢转轴线4018旋转。棘爪4016具有几个齿4020,其能够与从动元件的从动齿轮4014的齿4064接合,而该从动元件可以如先前讨论的实施例中那样实现。

在驱动元件盘4010的一个面上布置离合器盘元件4022,其具有离合器盘环4024和从离合器盘环4024向内延伸到由离合器盘环4024包围的开口4026中的离合器盘臂4036。棘爪4016具有由左和右引导面4074、4076限定的轴向凹部4041。引导面4074、4076是引导几何形状4040的一部分,该引导几何形状4040与离合器盘臂4036上的引导几何形状4038相互作用,以将棘爪4016从空挡位置移动到在其中棘爪4016的齿4020与从动齿轮4014的齿4064啮合的接合位置上(参见图55)并且回到图51所示的在其中棘爪4016不与从动齿轮4014接触的空挡位置上。

离合器盘环4024沿圆周方向是不连续的。离合器盘环4024的周向端部4032、4034通过桥接在周向端部4032、4034之间的间隙4028并压迫周向端部4032、4034分开的膨胀弹簧4030来连接。

离合器盘环4024由保持环4054围绕,该保持环4054通过由膨胀弹簧4030施加的摩擦而联接到离合器盘环4024的外圆周。保持环4054具有径向延伸的辐条4056。在两个相邻的辐条4056之间分别布置保持结构的一些止动销4060,该保持结构关于离合器4000的壳体4061是不可移动的(例如参见图55),以便止动环4054只能有限地旋转。

为了闭合离合器4000,即为了将棘爪4016从图51中所示的空挡位置移动到图55中所示的接合位置,驱动元件4002沿驱动方向d旋转。具有棘爪4016的驱动元件4002、离合器盘元件4022和保持环4054一起旋转,直到保持环4054的辐条4056与最近的止动销接触。然后,保持环4054被止动销4060阻挡,并且通过摩擦力联接到保持环4054的离合器盘元件4022也关于驱动元件4002和棘爪4016而被阻挡。

结果,离合器盘臂4036的引导几何形状4038使棘爪4016径向向内旋转,直到其齿4020与从动齿轮4014的齿4064啮合。

在棘爪4016的向内运动期间,形成在离合器盘臂4036的右面上的滑道4084(图51中)沿棘爪4016的引导几何形状4040的右引导面4076滑动,并且朝向从动齿轮4014枢转棘爪4016。如在前述实施例中那样,滑道4084与棘爪枢转轴线4018与棘爪端部止动件4066之间的虚拟直线之间的滑道角度α在接合位置上介于80°和120°之间,在该接合位置上棘爪4016与棘爪端部止动件4066接触(参见图55)。

在图55所示的接合位置上,滑道4084的径向内端仍然与引导面4076的径向外端接触。

棘爪4016的自由端4052抵靠驱动元件盘4010上的棘爪止动件4066,其有助于将驱动力从可逆式驱动器传递到棘爪4016,进而传递到驱动齿轮4014。

离合器盘元件4022由棘爪4016夹带,直到离合器盘止动件4068(这里为从驱动元件盘4010延伸的轴向突起的形式)与其径向延伸的表面4069一起与离合器盘环4024的第一周向端部4032邻接。从该时刻起,驱动元件4002向前推动离合器盘元件4022,从而克服离合器盘环4024和保持环4054之间的摩擦力。该过程与上述对于其他实施例所述的过程相同。

为了使棘爪4016脱离并打开离合器4000,由可逆式驱动器旋沿释放方向r转驱动元件4002。

棘爪4016相对于离合器盘元件4022移动,直到棘爪4016的左侧引导面4074的径向外端上的突起4090与离合器盘臂4036的径向内端上的周向突起4092接触并且开始沿释放方向r推动离合器盘元件4022。

离合器盘元件4022和保持环4054与驱动元件4002一起旋转,直到保持环4054的辐条4056再次与止动销4060接触。然后,保持环4054和离合器盘元件4022保持相对驱动元件4002,并且棘爪4016的引导面4074开始沿离合器盘臂4036的左侧滑动,而该离合器盘臂4036将棘爪4016径向向外旋转回到空挡位置。

将离合器4000从空挡位置转移到接合位置并由可逆式驱动器转移回去的动作可以无限制地重复。

离合器4000包括与第一离合器盘元件4022和第一保持环4054的布置类似的第二组离合器盘元件4022'和保持环4054'。

第二离合器盘元件4022'被布置在驱动元件盘4010和第一离合器盘元件4022之间(例如参见图61),并且关于公共旋转轴线a居中。

类似于第一离合器盘环4024,第二离合器盘环4024'沿圆周方向是不连续的,具有被第二膨胀弹簧4030'沿圆周方向压迫分开的两个周向端部4032'、4034'(参见图51)。第二保持环4054'包围第二离合器盘元件4022'并与其摩擦地联接。第二保持环4054'的辐条4056'以比第一保持环4054的辐条4056更短的距离(在这种情况下为那个距离的一半)布置。选择相邻辐条4056'之间的距离以使得第二保持环4054'不能相对于布置在一些辐条4056'之间的止动销4060移动。因此,保持环4054'相对于离合器4000的壳体始终保持在适当位置,并且不与离合器4000的任何部分一起旋转。

在接合运动期间,由于与由止动销4060'阻挡的第二保持环4054'的摩擦联接,第二离合器盘环4024'首先被保持。结果,驱动元件4002相对于第二离合器盘元件4022'旋转,直到布置在驱动元件盘4010上(这里布置在紧靠棘爪止动件4066的附近)的径向延伸的台阶4130与突起4132'接触,该突起4132'从位于由第二膨胀弹簧4030'桥接的第二离合器盘环4024'的周向间隙4028'处的第二周向端部4034'径向延伸。当沿驱动方向d进一步旋转时,第二离合器盘元件4022'由从动元件4002夹带。

对于如上所述的离合器4000的正常接合和脱离,第二离合器盘元件4022'和第二保持环4054'没有任何作用。

然而,如下所述,当棘爪4016在烟火驱动器激活时被转移到分离位置时,第二离合器盘元件4022'、第二保持环4054'和棘爪4016构成用于阻挡棘爪4016与从动齿轮4014重新接合的闩锁机构。闩锁机构包括提供在离合器盘臂4036'和棘爪4016上的相互作用的阻挡结构。

第二离合器盘元件4022'包括从第二离合器盘环4024'径向向内延伸的离合器盘臂4036',该离合器盘臂4036'位于间隙4028'附近,并且在该示例中为第二离合器盘环4024'的第一周向端部4032'的一部分。

轴向突起4134'布置在离合器盘臂4036'的径向内端,其朝向棘爪4016延伸并形成相互作用的阻挡结构之一。

轴向突起4134'与棘爪4016上的轴向突起4136相互作用,该轴向突起4136朝向驱动元件盘4010延伸并且布置在棘爪4016的自由端4052附近。轴向突起4134'形成第二相互作用的阻挡结构。

轴向突起4134'、4136中的一个或两个沿径向和/或轴向方向是柔性的,以便当施加足够高的力时它们可以弹性变形。

如前述实施例所述,当烟火驱动器被激活并且从动齿轮4014开始沿驱动方向d高速旋转时,棘爪4016通过从动齿轮4014的沿驱动方向d指向的齿侧面4096b与棘爪4016的齿4020的齿侧面4096a的接触而径向向外加速。

赋予棘爪4016的动能足够高以使轴向突起4134'、4136中的一个或两个变形,以便棘爪4016上的轴向突起4136卡扣在离合器盘臂4036'上的轴向突起4134'之后。这种情况被示出在图43和44中。

相反,在图39和40所示的空挡位置上,轴向突起4134'、4136彼此相邻并处于相同的径向位置上。第二离合器盘臂4036'上的轴向突起4134'用作棘爪端部止动件,用于在正常接合和脱离期间棘爪4016的径向向外运动。

只有当棘爪4016高速移动时,如在烟火驱动器被激活的情况下,棘爪4016的动能足够高以使轴向突起4134'和/或轴向突起4136变形,以便轴向突起4136可以超过轴向突起4134'。

在分离位置上,离合器4000被闩锁以防正常啮合。当驱动元件4002进一步沿驱动方向d旋转时,保持环4054仍然被止动销4060保持,以便棘爪4016和离合器盘元件4022上的引导几何形状4038、4040向内推动棘爪4016。

然而,棘爪4016被轴向突起4134'、4136的接触阻碍,并且不能径向向内枢转。

因此,右侧引导面4076不能沿第一离合器盘臂4036上的滑道4086滑动,并且第一离合器盘元件4022沿驱动方向d被棘爪4016夹带。

在这种情况下,作为棘爪4016上的引导面4076的一部分的平坦面4122位于离合器盘臂4036的右侧上的平面4120上。棘爪4016转移到离合器盘元件4022的力基本上相切地起作用(另见第二实施例的描述)。

由于驱动元件盘4010上的台阶4130与第二离合器盘元件4022'的径向突起4132'的接触,第二离合器盘元件4022'仍然被从动元件4002夹带,以便在棘爪4016和第二离合器盘元件4022'之间不存在相对运动。

有效地阻碍了离合器4000重新接合。

由于在离合器4000上的可能由烟火张紧过程引起的侧向冲击,两个轴向突起4134'、4136之间的接触也保证了离合器4000不会意外重新接合。

离合器4000包括由第二离合器盘元件4022'、第二保持环4054'和棘爪4016形成的释放机构,用于将棘爪4016从分离位置转移回到空挡位置,以便离合器4000是可逆的。

为了将离合器4000从分离位置转移回到空挡位置(参见图59和60),可逆式驱动器被接合成使驱动元件4002沿释放方向r旋转。

第二离合器盘元件4022'被第二保持环4054'阻挡,而第二保持环4054'又被止动销4060和辐条4056'阻挡。

驱动元件盘4010远离离合器盘臂4036'旋转,并且轴向突起4136沿圆周方向远离离合器盘臂4036'上的轴向突起4134'移动。这种运动是可能的,因为轴向突起4136、4134'沿径向布置在彼此之后,但不会沿圆周方向彼此阻挡。

在该运动期间,棘爪4016上的左侧引导面4074与离合器盘元件4022的离合器盘臂4036接触,并且沿释放方向r推动离合器盘元件4022。棘爪4016和离合器盘臂4036的突起4090、4092沿径向布置在彼此之后,以便棘爪4016仍然阻碍向内旋转。

一旦棘爪4016上的轴向突起4136摆脱了第二离合器盘臂4036'上的轴向突起4134',棘爪4016就再次移动到在其中其可以被重新接合的其空挡位置。

虽然一旦烟火驱动器被激活就通常不会试图重新接合离合器,但当棘爪4016和从动齿轮4014之间的尖端到尖端接合发生时,棘爪4016也被移动到分离位置(也参见对前述实施例的描述)。在尖端到尖端接合的情况下,当超过一定的负载极限时,棘爪4016的齿4020与从动齿轮4014的齿4064失去接触。作用在从动齿轮上的高负载向棘爪4016提供足够的动能,以使轴向突起4134',4136中的一个或两个变形并达到分离位置。

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