安全带卷收器的力限制装置的制作方法

本发明涉及一种用于限制安全带拉出力的安全带卷收器的力限制装置。

背景技术：

车辆乘员约束系统通常包括安全带卷收器，所述安全带卷收器具有可围绕卷轴轴线转动的安全带卷轴、卷收器框架(安全带卷轴可转动地支承在其中)以及可围绕卷轴轴线转动的齿盘，该齿盘与安全带卷轴沿圆周方向耦联。在约束情况下，在可选的皮带张紧之后将齿盘通过锁定机械装置基本不可相对转动地锁止在卷收器框架上。但是已表明有利的是，在超出特定的安全带拉出力(该安全带拉出力由于作用在乘员上的力而产生)后，即使在齿盘锁止的情况下也允许一定的安全带拉出，以便防止乘员的过度负荷。对于该安全带拉出的阻力通过安全带系统中的力限制器确定。已知的力限制器例如有设置在安全带卷轴轴线上的扭力杆，亦或切割装置，其对切削区段进行切削，以便以此方式消除车辆乘员的动能。

在此，安全带拉出力应当这样设计，使得不仅在重的车辆乘员的情况下、而且也在轻的车辆乘员的情况下(可选地也在儿童座椅的情况下)实现受控的前向位移。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种满足这些要求的力限制装置。

该任务通过权利要求1的特征解决。用于限制安全带拉出力的安全带卷收器的力限制装置尤其设置在车辆乘员约束系统中并且具有切割构件以及切削构件，这两个构件围绕安全带卷轴轴线相对于彼此可转动地设置并且这两个构件的端侧面朝向彼此。在切割构件中容纳有能够从固定位置移动预先给定的距离到切割位置中的切割元件。在切削构件中设置有切削区段，切割元件能够切削性地嵌入该切削区段中。切割元件通过第一剪切销在切割构件上保持在固定的位置中，并且第一剪切销在其内部具有空腔。

用于剪断剪切销所需的力通过剪切销的剪切面、即通过剪切销在其基座处的材料厚度确定。出于制造技术方面的原因，在维持预先给定的、对于剪切力的可复现性的公差的情况下，减小外直径仅在一定程度上是可行的。但是，通过将剪切销制造成部分中空，剪切销的外直径能够保持在如下范围内，在所述范围内能够实现以足够的精度进行制造。这也适用于与剪切销共同作用的构件，尤其是切割元件中的容纳部，剪切销在所述固定位置中嵌入该容纳部中，以便保持切割元件无间隙。通过减小剪切销的基座处的材料厚度能够实现显著降低的剪切力。甚至已经表明，在中空的剪切销的情况下的剪切面比实心的剪切销的情况下更均匀，这将提高在制造中所期望的剪切力的可复现性并且降低其分散度。

当然，所述内部中空的剪切销的方案也能够应用到其它的装置上(即使与安全带卷收器中的力限制无关)。

优选所述空腔仅设置在第一剪切销的基座的区域内。剪切销的其余部分可以是实心的。

尤其是所述第一剪切销在其长度的至少约60至80％上是实心的。在这里，该长度是基本平行于安全带卷轴轴线并且垂直于剪切销的剪切面来观察的。在该配置的情况下，在剪切销的基座处的剪切力相比于实心的剪切销始终是显著减小的，但是剪切销的顶端在力作用的情况下不会意外变形，因为它是由实心材料制成的。

切割构件优选是压铸构件，尤其由锌、铝或者包含锌和/或铝的合金制成。第一剪切销中的空腔的制造在这种情况下能够简单地并且可良好复现地实现，其方式为：在第一剪切销的区域内，具有空腔的阳模的模具销从背侧伸入压铸模具中。

为了使切割元件在所述固定的位置和切割位置之间运动，在一种优选的实施方式中在切削构件上设有第二剪切销，该第二剪切销这样设置，使其在力限制期间在切削构件的第一角度位置中将剪切力施加至第一剪切销上并且在第二角度位置中切割元件将剪切力施加至第二剪切销上。所述两个角度位置大致相互隔开所述切割元件从固定的位置直至切割位置的移动路径的长度。

第二剪切销优选地设置在切削构件上并且在切削构件和切割构件之间相对转动的期间首先与切割元件相接触。在此，将第一剪切销与切割构件分离。紧接着第二剪切销使切割元件从其固定位置移动至其切割位置中。当切割元件到达其切割位置时，则其将力施加至第二剪切销上，所述力将该第二剪切销与切削构件分离。

在此，用于剪断第一剪切销所需的力水平当然应当小于用于剪断第二剪切销所需的力水平。

优选地在切割构件中构造有止动部，该止动部限制切割元件从固定位置至切割位置的位移。一旦切割元件到达止动部并且被其挡住，它就会将力施加到第二剪切销上，所述力这样程度地增加，直至将第二剪切销剪断。

为了切削所述切削区段，切割元件优选地具有用于嵌入切削区段中的刀刃，其中，该刀刃在安全带卷轴轴线的方向上观察在切割位置中比在固定位置中更靠近切削构件。只要切割元件处于其固定位置中，这就允许在切削构件和切割构件之间的相对转动，而不会通过切割元件在这两个构件之间发生力传递。

优选所述刀刃突出于切割元件的端侧面，而切削区段设置在切削构件的端侧面上。

如果切削构件和切割构件经由一个另外的力限制器相连接，则该配置是尤其有用的，所述另外的力限制器这样设计，使其允许在切割构件和切削构件之间的相对转动。所述另外的力限制器优选是扭力杆，所述扭力杆尤其是沿着安全带卷轴的轴向方向设置。

所述另外的力限制器规定最低的第一力阈值。如果安全带拉出力低于该第一力阈值，则安全带卷轴保持静止，并且在切割构件和切削构件之间不发生相对转动。如果安全带拉出力超过该第一力阈值，则首先安全带卷轴的卷轴体(安全带被接纳在该卷轴体上)相对于锁止在卷收器框架上的安全带卷轴的端部转动，在这种情况下，切割构件设置在所述端部上，其中，安全带被取出。

力限制装置例如在圆周方向上经过一定的路径距离之后被激活，例如大致在卷轴体旋转一圈之后。在该路径距离之后才将第一剪切销并且之后不久将第二剪切销与相应的构件分离并且使切割元件与切削区段相嵌接。直至切割元件嵌入切削区段中，只有所述另外的力限制器起作用。

在此，用于第一剪切销的和也用于第二剪切销的剪切力仅可忽略不计地高于第一力阈值，以便避免最低安全带拉出力突然升高。

在一种优选的实施方式中，切削构件构造在安全带卷轴上、尤其是构造在安全带卷轴凸缘的外侧面上，并且在此通常与卷轴体是不可相对转动的。

切割构件于是优选不可相对转动地与安全带卷轴的锁定装置、例如锁定啮合部相连接，使得卷轴体经由所述另外的力限制器相对于锁定装置和切割构件是可旋转的。

在这种情况下，切割构件有利地设置在安全带卷轴的端部上。它可以是安全带卷轴的锁定侧面的部件并且可选地承载锁定啮合部。在力限制激活的情况下，切割构件于是锁止在安全带卷收器的框架上。

优选所述切割构件在锁定侧面上构成安全带卷轴轴线的一个端部并且例如具有支承销以用于支承卷收器顶盖中的安全带卷轴。

当然，切割元件和切削区段的相反的设置也可能是可以考虑的。

附图说明

下面根据实施例参考附图更详细地对本发明进行说明。附图如下：

-图1示出具有根据本发明的力限制装置的安全带卷收器的示意性分解图；

-图2示出根据本发明的力限制装置的切割构件的端侧面的俯视图，其中，所述切割构件的切割元件在其固定位置中；

-图3示出根据本发明的力限制装置的局部的示意性透视图，在该透视图的情况下，切割元件在其固定位置中；

-图4示出根据本发明的力限制装置的沿着图2中的iv-iv线的示意性的局部剖视图；

-图5示出图4的细节图；

-图6示出根据本发明的力限制装置的切割构件的端侧面的俯视图，其中，切割构件的切割元件在其切割位置中；

-图7示出根据本发明的力限制装置的局部的示意性剖视图，在该剖视图的情况下，切割构件的切割元件在其切割位置中；以及

-图8示出根据本发明的力限制装置的沿着图6中的viii-viii线的示意性剖视图，其中，切割构件的切割元件在其切割位置中。

具体实施方式

各附图示出力限制装置10，该力限制装置集成在未详细示出的安全带系统的安全带卷收器12中。

安全带卷收器12包括具有卷轴体16的、安全带卷绕于其上(未示出)的安全带卷轴14和一件式地与卷轴体16相连接的安全带卷轴凸缘18，该安全带卷轴凸缘构成安全带卷轴14的在图1中处于右侧的端部。

安全带卷轴14容纳在卷收器框架20中，该卷收器框架具有锁止安全带卷轴14的可能性，在这里是锁定啮合部22。

在本示例中，在卷收器框架20上设置有安全带张紧器24，该安全带张紧器经由啮合部26与安全带卷轴14的在图1中处于左侧的端部嵌接并且能够使其沿着安全带卷收方向转动。啮合部26构造在安全带卷轴14的与安全带卷轴凸缘18相对置的端部上并且与卷轴体16不可相对转动。

在安全带卷轴凸缘18上构造有切削构件28(也参见图3)。

切割构件34的端侧面32与切削构件28的端侧面30相对置，其中，这两个端侧面30、32朝向彼此(例如参见图3)。

切割构件34具有内啮合部36，该内啮合部与另外的力限制器40(在这里即扭力杆)的啮合部38处于嵌接中。

所述另外的力限制器40在其另一端部上不可相对转动地与卷轴体16相连接，使得在卷轴体16和切割构件34之间的并且由此在切削构件28和切割构件34之间的受限的相对转动是可能的，经由该受限的相对转动，即使在安全带卷轴14锁定的情况下也能够将安全带沿着安全带拉出方向r输出。

在切割构件34上设置有锁定啮合部42，该锁定啮合部能够作为安全带卷收器12的锁定装置的部件嵌入卷收器框架20上的锁定啮合部22中，以便将安全带卷轴14原则上在安全带拉出方向r上锁定。

切割构件34在其外端部上具有支承销43，该支承销构成安全带卷轴14的两个端侧的支承件的其一并且该支承销可转动地支承在卷收器顶盖44中。

切割构件34具有切割元件46，该切割元件具有刀刃48。切割元件46能够从在图2至图5中示出的固定位置移动至在图6至图8中示出的切割位置中。

切割元件46初始时通过第一剪切销50保持在所述固定位置中，该第一剪切销嵌入在切割元件46的容纳部52(在这里呈圆形通孔的形式)中。第一剪切销50在这里形锁合地贴靠在容纳部52的边缘上。

第一剪切销50沿着安全带卷轴14的纵轴线l延伸并且与切割构件34的本体54一件式地构造(参见图4和图5)。

第一剪切销50在其内部具有空腔56。在本示例中，空腔56仅在第一剪切销50的基座58的范围内延伸，而其顶端60构造成实心的。在基座58的区域中，第一剪切销50由环形的、在其圆周上具有相同的壁厚度的壁构成。在空腔56的径向延伸部上，在外直径相同的情况下能够预先给定壁厚度并且由此预先给定所需的剪切力。

在整体上，第一剪切销50的例如约60至80％的长度是实心的，而在剩余的长度上则构造空腔56。

在本示例中，空腔56在纵向方向l上观察穿过切割构件34的整个本体54延伸。这在制造技术方面是合理的，因为在以压铸工艺(例如由锌或者铝)制造切割构件34的情况下，空腔56通过伸入模具中的型销产生。

在切削构件28中设置有第二剪切销62(例如参见图3和图7)，该第二剪切销在纵向方向l上突出于端侧面30。第二剪切销62例如与安全带卷轴凸缘18一件式地构造并且能够在其内部同样具有空腔亦或构造成实心的。

下面对力限制装置10的功能进行说明。

如果在完成安全带张紧之后，通过车辆乘员施加至安全带上的安全带拉出力超过第一力阈值，则所述另外的力限制器40(即扭力杆)开始变形，由此在固定的切割构件34的情况下，安全带卷轴14的卷轴体16旋转并且将安全带输出。在该运动的情况下，切削构件28也相对于切割构件34转动。

由此在经过预先确定的路径距离(该路径距离例如可以几乎等于卷轴体16的整个周长)之后，第二剪切销62实现贴靠至剪切构件34的切割元件46上，如在图3中示出的那样。通过仍然作用的安全带拉出力将第一剪切销50在其基座58处剪断并且因此与切割构件34的剩余部分分离。

此时，第二剪切销62将切割元件46从固定位置推入其切割位置中。在此使切割元件46通过构造在切割构件34中的斜面64不仅在圆周方向上而且也在纵向方向l上朝切削构件28的方向移动，使得刀刃48运动靠近切削构件28。

在该位移运动结束时，切割元件46到达构造在切割构件34中的止动部66处，切割构件被保持在该止动部处。

由于仍然有安全带拉出力作用到切削构件28上，因此现在将第二剪切销62切断并且与切削构件28分离。

在此，用于分离第一和第二剪切销50、62所需的剪切力应当仅可忽略不计地高于第一力阈值，其中，用于分离第二剪切销62所需的力当然必须大于分离第一剪切销50的力。

通过移动到剪切位置中，此时切割元件46的刀刃48与切削区段68达到切削性的嵌接，该切削区段构造在切削构件28的端面30中。从此时开始，安全带拉出力通过该切割性的嵌接受到限制。因此，根据刀刃48的和切削区段68的形状能够达到第二力阈值和符合期望的恒定的或者累进的力曲线。在此，该第二力阈值高于第一力阈值。