专利名称：限力装置、包括限力装置的带牵引器以及使得限力装置反转的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于带牵引器的限力装置以及一种包括限力装置的带牵引器。本发明还涉及一种使得用于带牵引器的限力装置反转的方法。
背景技术：
已知具有不同构造的、包括限力装置的带牵引器，该限力装置在约束情况下防止由座椅安全带作用在车辆乘客上的力过度增加。通常，希望使得约束力的特征线适合于车辆乘客(尺寸、重量等)和/或将它调节至当前情况。通常，首先在任何情况下提供较高力水平。不过，当例如对于较轻的车辆乘客，较低约束力就足够时，在经过限定时间后，可以反转至较低力水平，以便根据车辆乘客的重量来放松车辆乘客。包括提供了这种功能的限力装置的带牵引器例如在DE102008063639A1中示出。当反转至较低力水平时，力的突然降低可能激起弹性偏压带系统振荡，这对于最佳乘客约束而言基本上是不希望的。
发明内容
本发明的目的是使得包括限力装置的带牵引器能够从较高力水平转换至预定的较低力水平，以尽可能快地达到并维持该预定的较低力水平。该目的通过包括权利要求1的特征的限力装置、包括权利要求12的特征的带牵引器以及通过包括权利要求13的特征的方法来实现。根据本发明的限力装置、根据本发明的带牵引器以及根据本发明的方法的优选和有利构造在相应的从属权利要求中介绍。根据本发明 用于带牵引器的限力装置在限力阶段中可通过反转装置从较高约束力水平反转至较低约束力水平，第二约束力水平主要由至少一个限力元件的性能来确定。根据本发明，反转装置设置成使得它在反转过程中执行重要的工作份额(share)，这添加在限力元件的性能上，因此临时增加限力装置的约束力。本发明基于这样的发现，即在反转至较低力水平时产生的振荡能够通过合适措施来阻尼。特别地，特征线的、低于预定较低力水平的第一下冲(“转换跳”)由反转装置的附加性能而完全补偿或至少补偿至这样的效果，即可能的随后振荡的幅值大大降低。因此，反转装置的“重要”工作份额是指这样工作份额，其超过仅仅在反转过程中涉及的部件的运动和摩擦的份额。因此除了它的实际功能(反转至较低力水平)，反转装置另外执行阻尼装置的功能，这是根据本发明的阻尼功能的基本优点，由于它的概念，它恰好在反转时提供。当通过变形实现附加工作份额时，形成本发明思想的、机械相对简单的实现方案。因此，在优选实施例中，反转装置包括变形元件，该变形元件优选是在反转时塑性变形。因此，实现的变形工作添加在主要确定较低力水平的限力元件的性能上，变形元件自身必须设置于限力装置在变形过程中的流路(flux)中，或者必须通过布置在力流路中的部件来变形。
要由反转装置实现的工作份额的幅值能够通过材料的选择、变形元件的尺寸或形状设置和/或通过它的直接安装环境而系统地调节。为了能够在所需的时间点产生变形，优选地提供保持元件，它能够从保持位置转移至释放位置，在保持位置中，保持元件防止变形元件变形，在释放位置中，保持元件允许变形元件变形。保持元件可以特别通过可驱动的致动器从保持位置转移至释放位置。这样，通过合适的设计，反转操作由致动器的驱动的致动来激发。根据本发明的优选实施例，变形元件设计成使得它通过其变形来释放传动元件。在这种情况下，变形元件自身用作开关，由于要实现变形工作，因此该开关能够称为“阻尼”开关。优选地，在它释放之前，传动元件通过至少一个阻挡元件而保持在固定于车辆上的部件上，该阻挡元件用于转移至解锁位置，在该解锁位置中，传动元件被释放。根据限力装置的一种优选构造，阻挡元件和传动元件相对于彼此布置和协调成使得传动元件的限定运动将阻挡元件推入解锁位置。因此，不需要其它的部件或措施来释放传动元件。例如，当在限力过程中在解锁后使得传动元件旋转的转矩施加给传动元件时，仅仅传动元件的旋转运动实现阻挡元件向解锁位置的转移。为了引起这样的力运动，阻挡元件和/或变形元件能够特别设置为包括倾斜部分。阻挡元件和变形元件可以至少部分地由相同部件形成。这样，部件的数目和制造步骤都有利地减少 。变形元件能够集成在限力装置的零部件中，特别是在固定于车辆上的零部件中，但是它也能够设计为分离的零部件。根据本发明的还一发展形式，反转装置设置成使得，即使在反转之后，它也在一段较长时间上确定第二力水平的路径。这样，能够系统地影响限力装置的特征线。本发明的主题还由用于机动车的带牵引器来构成，该带牵引器包括根据本发明的限力装置。本发明的目的还通过一种使得限力装置从较高约束力水平反转至较低约束力水平的方法来实现。该方法包括以下步骤:激发反转操作使得约束力从较高约束力水平降低至较低约束力水平；随后提供限力装置的至少一个限力元件的性能，该较低约束力水平主要由该至少一个限力元件的性能来确定；以及在反转操作过程中完成重要的附加工作份额，该附加工作份额添加在限力元件的性能上，从而临时增加限力装置的约束力。
从下面的说明并参考附图将了解本发明的其它特征和优点，附图中:图1示出了限力装置的简化力-时间曲线图；图2示出了根据本领域状态的限力装置的实际力-时间曲线图；图3示出了根据本发明第一实施例的限力装置的一部分在反转之前的透视图4示出了限力装置在根据图3的状态中的侧剖视图；图5是限力装置在根据图3的状态中的俯视图；图6示出了图3的限力装置在反转后的视图；图7示出了限力装置在根据图6的状态中的剖视图；图8是限力装置在根据图6的状态中的俯视图，其中没有保持杆；图9表示了限力装置在根据图6的状态中的还一透视图；图10是根据本发明第二实施例的限力装置的主要零部件在反转之前的示意性俯视图；图11示出了图10的限力装置在反转后的视图；图12是根据本发明第三实施例的限力装置的主要零部件在反转之前的示意性俯视图；图13示出了限力装置在根据图12的状态中的侧剖视图；图14示出了图12的限力装置在反转后的视图；图15示出了限力装置在根据图14的状态中的侧剖视
图16是根据本发明的限力装置的变形元件的力-时间曲线图；以及图17是根据本发明的、包括变形元件的限力装置的力-时间曲线图。
具体实施例方式在图1中示出了在发生限力时在车辆的座椅安全带系统中作用在较轻车辆乘客上的约束力的一种简化和理想时间过程。在限定的时间后，力从预定的较高力水平Fl反转至预定的较低力水平F2，该较低力水平F2足够用于较轻车辆乘客。较高力水平Fl能够例如通过扭转杆的性能来确定，较低力水平F2能够例如通过如在本申请的开始部分中提及的DE102008063639A1中所述波形垫圈的性能来确定。包括相关限力元件的限力装置的类型、数目和结构对于本发明并不重要。本发明的关键是提供了从较高力水平反转至较低力水平的选择。图2示出了图1的特征线的实际过程。与理想过程的偏差能够解释如下。座椅安全带系统首先预加载力F1。座椅安全带系统的特定部件(例如带条)被弹性偏压。当反转时，约束力的突然降低使得被弹性偏压的座椅安全带系统激励振荡。如图2中可见，力水平首先清楚下降至低于所需的较低力水平F2。较低力水平F2的振荡(特别是不希望的“下冲”)持续特定时间段，尽管幅值减小。在图3至图9中示出了用于带牵引器的限力装置的第一实施例，上述振荡通过该限力装置来阻尼。包括相关限力元件(例如扭转杆和波形垫圈)的限力装置的基本功能从DE102008063639A1已知，因此不必进行详细说明。图3至图5示出了限力装置在提供较高水平约束力时的状态。为了反转至较低力水平，需要释放传动元件10，该传动元件10在这里呈棘轮形式，设置于限力装置的力通量中。更确切地说，传动元件10 (高转矩施加给该传动元件10,但是该传动元件10最初保持为固定(阻挡)在框架12上)必须被解锁，以使得它能够绕其中心轴线扭转。特别由图5可见，在传动元件10的外侧具有凹口 14，阻挡元件16 (在本例中呈弯曲杆的形式)在反转之前接合在凹口 14中。阻挡元件16集成在固定于框架上的限力装置的部件18中，该框架又在限力装置的安装状态中固定布置。根据所示实施例，阻挡元件16与固定连接在框架12上的所谓波形垫圈形成一体。阻挡元件16由保持元件20固定,该保持元件20在本例中呈可动保持杆的形式，图5中只表示了其凸耳22。保持元件20的凸耳22夹持在阻挡元件16和固定于框架(波形垫圈)上的部件18的支承部分24之间，且不允许阻挡元件16离开凹口 14。因此，防止传动元件10旋转。为了反转至较低力水平，保持元件20运动至释放位置。在所示实施例中，保持杆旋转，以使得它的凸耳22不再阻碍阻挡元件16，如图6和图7中所示。为此，能够使用包括马达、烟火装置或其它合适驱动器28的致动器26，该致动器26的致动将激发反转操作。这时，阻挡元件16能够转移至解锁位置，在该解锁位置中，消除传动元件10的阻挡。由于传动元件10的凹口 14和阻挡元件16 (弯曲杆的自由端)的斜面形状，因此阻挡元件16将由于传动元件10的旋转而被向外推压,直到阻挡元件16不再作用在传动元件10上。阻挡元件16塑性变形，因此它在本例中也能够称为变形元件16。由于塑性变形，阻挡元件16保持在解锁位置。该状态在图8和图9中显然可见。为了将阻挡元件16转移至解锁位置，需要转换相当大的能量。为了使得阻挡元件16弯曲，必须伴随一定程度的变形工作，这取决于不同因素，特别是阻挡元件16的材料、弯曲截面和弯曲长度。在图10和图11中示出了可反转的限力装置的不同实施例。还在该实例中，呈枢转杆形式的阻挡元件16’阻挡传动元件10’相对于部件18’的旋转，该部件18’支承用于反转至较低力水平所需的阻挡元件16’。阻挡元件16’首先由呈刚性稳定支承环形式的保持元件20’来保持，其中，可变形中间环30或中间环部分另外布置在阻挡元件16’和保持元件20’之间。在根据图10的状态中(对应于限力在较高力水平)，阻挡元件16’由保持元件20’而防止绕阻挡元件的枢轴线向外枢转。为了反转至较低力水平，保持元件20’运动至释放位置，例如通过轴向位移。为此，又能够使用具有合适驱动器的致动器。在本例中，中间环(部分)30用作变形元件，并设计成这样，当消除由保持元件20’的保持时，由传动元件10’向外推压的阻挡元件16’使得变形元件30变形,如图11中所示。要实现的变形工作取决于中间环(部分)30的材料和尺寸。图12至图15示出了可反转的限力装置的另一类似实施例。这里提供了阻挡传动元件10”的旋转的两个阻挡元件16”，转矩施加给该传动元件10”。阻挡元件16”再通过保持环20”来固定，该保持环20”呈支承环的形式，防止阻挡元件16”径向运动。用作变形元件30’的中间环布置在阻挡元件16”和保持元件20”之间(参见图12和图13)。当保持元件20”变换至用于使得限力装置反转至的较低力水平时(参考图15)，传动元件10”能够向外推压阻挡元件30’。变形工作在变形元件30’处实现。在径向相对的两个阻挡元件16”情况下，保持元件20”变形成椭圆形，如图14中所示。在图16中，对于所有实施例都是示例性的，只以隔离方式示出了工作份额，该工作份额为反转至较低力水平所需的大小，以便使得变形元件16、30、30’变形。在图17中示出了根据本发明的限 力装置的特征线，显然，变形工作恰好在约束力将下冲时进行。因此，变形工作补偿或阻尼了该下冲，因此快速到达预定的较低力水平，然后保持它。
基本上在所有实施例中都能够提供多个阻挡元件16、16’、16”，也能够提供多个变形元件16、30、30’。限力装置还能够构造成使得变形工作在相当长的时间中完成，即超过反转操作，特别是为了获得更平滑的降低特征线。这例如能够通过提供以时间交错方式变形的多个 变形元件16、30、30’来实现。
权利要求
1.一种用于带牵引器的限力装置，该限力装置在限力阶段期间能够通过反转装置而从较高约束力水平反转至较低约束力水平，其中，第二约束力水平主要由至少一个限力元件的性能来确定； 其特征在于:反转装置布置成使得在反转期间，该反转装置完成重要的工作份额，该工作份额添加在限力元件的工作份额上，因此临时增加限力装置的约束力。
2.根据权利要求1所述的限力装置，其特征在于:反转装置包括变形元件(16、30、30’)，该变形元件优选地在反转时塑性变形。
3.根据权利要求2所述的限力装置，其特征在于:所述限力装置具有保持元件(20、20’、20”)，其用于从保持位置转移至释放位置，在保持位置中，保持元件防止变形元件(16、.30、30’)变形，在释放位置中，保持元件允许变形元件(16、30、30’ )变形。
4.根据权利要求3所述的限力装置，其特征在于:所述限力装置具有可驱动的致动器(26 )，用于将保持元件(20、20 ’、20 ”)从保持位置转移至释放位置。
5.根据权利要求2至4中任意一项所述的限力装置，其特征在于:变形元件(16、30、.30’)构造成使得变形元件通过其变形来释放传动元件(10、10’、10”)。
6.根据权利要求5所述的限力装置，其特征在于:在传动元件释放之前，传动元件(10、10’、10”)通过至少一个阻挡元件(16、16’、16”)而保持在固定于车辆上的部件处，该阻挡元件(16、16’、16”)能够转移至解锁位置，在解锁位置中，传动元件(10、10’、10”)被释放。
7.根据权利要求6所述的限力装置，其特征在于:阻挡元件(16、16’、16”)和传动元件(10、10’、10”)相对于彼此布置和协调成使得传动元件(10、10’、10”)的限定运动将阻挡元件(16、16 ’、16 ”)推入解锁位置。
8.根据权利要求6或7所述的限力装置，其特征在于:阻挡元件(16、16’、16”)和/或变形元件(16、30’、30”)包括倾斜部分。
9.根据权利要求5至7中任意一项所述的限力装置，其特征在于:阻挡元件(16、16’、16”)和变形元件(16、30’、30”)至少部分地由相同部件形成。
10.根据权利要求2至9中任意一项所述的限力装置，其特征在于:变形元件(16、30’、.30”)集成在限力装置的部件(18)中，特别是集成在固定于车辆上的部件中。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的限力装置，其特征在于:反转装置布置成使得，即使在反转之后，反转装置也在一段较长时间内确定第二力水平的过程。
12.一种用于机动车的带牵引器，其特征在于，该带牵引器包括根据前述权利要求中任意一项所述的限力装置。
13.一种使得用于带牵引器的限力装置从较高约束力水平反转至较低约束力水平的方法，包括以下步骤: 释放使得约束力从较高约束力水平降低至较低约束力水平的反转操作； 随后提供限力装置的限力元件的性能，该较低约束力水平主要由该性能来确定；以及 在反转操作期间完成重要的附加工作份额，该附加工作份额添加在限力元件的性能上，从而临时增加限力装置的约束力。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于:附加工作份额通过变形元件(16、30、.30’)的优选的塑性变形来实现。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于:通过变形元件(16、30、30’)的塑性变形，释放限力装置的传动元件(10、1 0’、10”)。
全文摘要
本发明涉及一种用于带牵引器的限力装置，其在限力阶段中可通过反转装置而从较高约束力水平反转至较低约束力水平，其中，第二约束力水平主要由至少一个限力元件的性能来确定。反转装置布置成使得它在反转过程中完成重要的工作份额，该工作份额添加在限力元件的工作份额上，因此暂时增加限力装置的约束力。这样，将补偿在反转至较低约束力水平时限力装置的特征线的下冲。
文档编号B60R22/34GK103228494SQ201180053308
公开日2013年7月31日 申请日期2011年8月11日 优先权日2010年11月6日
发明者M·勒尔勒 申请人:Trw汽车股份有限公司