专利名称：用于车辆安全带系统的皮带扣的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种皮带扣，用于带有一与皮带扣啮合之预张紧器的车辆安全带系统。
用于安全带系统的皮带扣已知有许多种不同的类型。在一种已较为普遍的结构中，皮带扣的承载基座带有一个用于皮带舌形端部的插入通道和一个在基座上滑动导向或转动安装的锁销，它垂直于插入通道以便与舌形端部的止动孔配合，只要释放纽(它也平行于基座上的插入通道滑动导向)处于静止位置，一个平行于基座内插入通道而滑动导向的锁定件就将锁销保持在其锁住位置。该释放钮连接于锁定件，以便当致动时将其移入释放位置，在此位置锁销从舌形端部的止动孔中脱离出来。
当张紧力与例如皮带撤回器啮合时，在带有预张紧器的安全带系统中采用这种锁定装置不存在问题。在皮带扣和其在车体或车座上之固定点之间起作用的预张紧器业已提出。这类预张紧器将皮带扣固定点和皮带扣本身之间的距离缩短几厘米，例如10cm。
预张紧所需的力可借助于强力弹簧机械地产生或借助于烟火产生。如果预张紧力足够地大，特别是当采用烟火预张紧驱动装置时，在某些情况下在预张紧冲程的始点或终点皮带扣就会自动地打开。
随预张紧冲程产生的皮带扣自动打开现象要归咎于释放钮及作用于其上的任何零件的质量惯性。例如，在其预张紧冲程的终点，释放钮往往沿与释放钮操作方向对应的方向继续运动。
克服释放钮在惯性力作用下继续运动的一种方法是提供一个锁定爪，在其质量惯性的影响下它可垂直于张紧方向移动，并且在预张紧冲程的终点当皮带扣突然减速时它位于这样一个位置，即它防止释放钮进一步移动到其释放位置。在此基础上设计的皮带扣已经公开，例如在美国专利No.5，097，571中。锁定爪的致动涉及释放钮沿释放位置方向的运动，相应地，释放钮必须完成一定的空行程。锁定爪防止释放钮移入释放位置。在释放钮移动通过锁定爪实施之锁定不再可能实现的点之前，必须保证锁定爪到达其锁定位置。这一要求限制了为皮带扣选择零件及决定零件尺寸的自由。
在张紧冲程中克服释放钮运动的其它已知装置包括采用补偿惯性体，然而此方案常是不可取的，特别是当可用空间受到限制时。
本发明提供了一种用于车辆上安全带系统的皮带扣，此安全带系统带有作用于皮带扣上的预张紧器，该皮带扣具有靠惯性控制的锁定位置，它可被容易地并入现有的皮带扣，提供了一种很高的安全系数，并且不需要释放钮的空行程。
根据本发明的皮带扣包括一个限定一插入通道以容纳带有一止动孔之舌形端部的基座，所述基座限定一贴靠边缘，一安装在基座上与所述止动孔配合的锁销，一释放钮，它带有一盖板部分并安装在所述基板上而可在释放冲程中平行于插入通道滑动以便从所述锁销开口中释放所述锁销，一个可摆动的双臂杠杆，带有一个形成一锁定爪的第一臂和一个相对于所述第一臂成角度的第二臂，所述杠杆安装和所述盖板部分之内并在所述盖板部分内可在一正常静止位置和一个锁定位置之间移动，其中在静止位置所述锁定爪与所述贴靠边缘隔开，在锁定位置一旦所述释放钮在释放冲程中移动所述预定爪就与所述贴靠边缘啮合以在其释放冲程中停止所述释放钮，一个给所述杠杆预加载至所述正常静止位置的弹簧件，和一个在所述盖板部分内可在第一和第二位置之间运动的惯性体，所述惯性体被弹簧加载至所述第一位置并可在惯性力的作用下从所述第一位置移动到所述第二位置，所述惯性力是所述皮带扣沿第一方向的加速而产生的，所述惯性体一旦从其第一位置移动到第二位置就与所述杠杆啮合，从而将所述锁定爪移动到所述锁定位置，并且当所述皮带扣沿与第一方向相反的第二方向加速时所述杠杆趋向于朝所述锁定位置移动。
在本发明的皮带扣中，在预张紧冲程的始点释放钮已被锁定，并在预张紧冲程的终点仍处于锁定位置。一方面，发现了一种实施锁定爪定位的方法，即通过利用单独的惯性体在锁定运动的始点产生之加速度的力，由于惯性体大体在相反于张紧方向的方向上是可动的，所以在锁定爪上可用的惯性体质量实际中只提供移动所需的工作，并且另一方面，这样选择锁定爪的锁定位置，即一旦加速度的方向反转，它仍处于锁定位置并脱离惯性体，这是由于在预张紧冲程的终点其重心相对于其转动轴线的位置。此单独的惯性体也允许锁定爪最佳地适于其实际目的并使其定位在锁定装置内的位置，目前这在现有技术中是难以作到的，在锁定装置中一般来说还存在可用空间，即在释放钮的盖板部分内，这样带有预张紧器的现有皮带扣系统中的许多零件可继续使用而无需改动。与现有技术相比使锁定爪可靠地移动进入锁定位置的操作受限较少，这样锁定爪和惯性体两者都允许最佳地适配于一先有结构。
从一最佳实施例中可明显地看出这种适配的例子，其中锁定爪是一个双臂带角杠杆，以其两个臂的共同点安装在释放钮带角盖板的一个角落附近，这样它可紧密装配在盖板内。杠杆的其中一个臂大体上沿释放钮动作方向延伸并支承一爪顶端，在锁定位置该爪顶端的位置与基座的一贴靠边缘相对。另一臂接触预加载件，这样贴靠边缘平常并不挡住爪顶端。惯性体是一控制杠杆或爪，借助于相互平行定位且相对于预张紧方向以一锐角倾斜的斜面该控制杠杆或爪接触锁定爪上背离盖板且支承爪顶端的一侧。在预张紧冲程中斜面相互滑动并产生有效的推动力以提供十分可靠的功能。在此实施例中，锁定爪，控制爪和预张紧装置都可紧凑设置在释放钮的盖板内区域，即与其它与安全性有关的锁定零件隔开，在现有系列产品中的这些零件也可不作改动。在锁定爪和控制爪上方的盖板以及高架的设计能可靠地使它们避免弄脏。
根据本发明的皮带扣也可容易地适配各种现有的系统，这是因为惯性体的质量，一个或多个预加载装置的弹力，以及锁定爪杠杆臂的长度和锁定爪或惯性体的斜面提供了多种能相互适配的装置，而保证锁定爪的可靠啮合。
可单靠重力将惯性体保持在其静止位置。另一方面当锁定爪被弹簧的一端加载时，弹簧的另一端对惯性体加载，惯性体的形式为安装在释放钮上的控制爪，从而可靠地防止了无意识锁定。在皮带张紧后，锁定爪被返回到其静止位置，这样就可以可靠地打开皮带扣。
从以下对最佳实施例的描述中及所参照的附图中，可更明显地看出本发明的进一步特征及优点，其中
图1是一个与皮带扣啮合的预张紧器的透视图;
图2是一局部剖视图，示出了在释放钮区域内的图1所示皮带扣，其中锁定爪和控制爪处于正常位置;
图3是一局部剖视图，示出了在释放钮区域内的图1所示皮带扣，其中锁定爪和控制爪被位移;
图4是与图2对应的局部透视图;
图5是与图3对应的局部透视图;
图6是另一实施例的局部剖视图。
图1所示的预张紧器包括一个烟火活塞/气缸预张紧驱动装置10，形式为固定板16的一个用于皮带扣12的纵向导向件，其上设有一槽14，一个连接活塞20与皮带扣12之固定器22的缆绳，和一个用以为缆绳18导向并安装在一固定销26上的转向带轮24，该固定销固定于车辆上。当预张紧器致动时，活塞20由烟火气体发生器28产生的压缩气体加载，并通过缆绳18向下拉皮带扣12。在槽14的底端，皮带扣12的运动被突然地减速。
皮带扣12的突然减速在其释放钮30上产生很大的惯性力，其方向为沿后者的释放运动的方向，这会导致无意识的打开。
现在参照图2至6，描述锁定释放钮30的装置，防止在预张紧冲程中它相对于扣12运动。
释放钮30包括一个带角盖板32和一个滑块34，它延伸入皮带扣12并通过斜面36(图4，5)与一个用于舌形端部(未示出)的锁销38配合。压下释放钮30使得延伸进承载基座40上之开口内的锁销38从开口内撤出而足以释放舌形端部。在盖板32内，一个形式为带角双臂杠杆的锁定爪42绕轴线44可摆动地安装。轴线44位于带角盖板32的内角附近并垂直于图2和3的平面。锁定爪42带有一细长臂46，随着预张紧运动它或多或少地沿释放钮30的致动方向R延伸。背离锁定爪42之轴线44的臂46之端部被限定为一爪顶端48。基座40带有一贴靠边缘50，当压下释放钮30时，爪顶端48可毫无阻碍地通过该边缘移动到锁定爪42的正常静止位置(图2和4)。在锁定位置(图3和5)，使锁定爪42的臂46朝盖板32的外面摆动，这样贴靠边缘50在爪顶端48沿张紧方向R移动的路径上位于离爪顶端48一小距离处。
锁定爪42还带有一个相对于臂46大体以直角取向的臂52。锁定爪42的带角形状使之在离带角盖板32的内角一小距离处可采取紧密配合。臂52由支腿弹簧54的其中一个腿部啮合，以将其保持在静止位置，并被压抵在与盖板32连接的滑块34上。
一控制爪56可摆动地安装在心轴58上，心轴58垂直于图2和3的平面取向并位于释放钮30上。支腿弹簧54的另一腿部与控制爪56啮合并迫使它抵靠在固定于基座上的挡块60上。控制爪56带有一个相对于张紧方向R以一锐角倾斜的斜面62。斜面62接触一个位于锁定爪42的臂46内侧上的相配斜面64。控制爪56的构形使之在预张紧方向R上与锁定爪42相比不需要更多空间。控制爪56和锁定爪42形成一个容纳于释放钮30的盖板32内的紧凑组件。
支腿弹簧54可由金属丝制成并可在连接于释放钮30(图2和3)的轴线66上滑动。作为另一种选择，支腿弹簧54可由弯曲的弹簧板制成，并以任何关闭的角度被支承在锁定爪42和控制爪56(图4和5)之间。
从图4和5中可明显看出，借助于一体模制的凸起68，70，锁定爪42和控制爪56被轴向地安装在释放钮30的相应孔(图2，3中的44，58)中。
当致动预张紧驱动装置10并沿预张紧方向R拉动皮带扣12时，控制爪56克服支腿弹簧54(加工成合成加速度所需的尺寸)的力以沿箭头S(图3)的方向从图2和4所示的位置摆动到分别由图3和5所示的位置。随着控制爪56抬高，控制爪56的摆动力经斜面62，64被传递到锁定爪42上，这样克服了由支腿弹簧54施加在锁定爪42上的复位力，并且锁定爪摆动进入分别由图3和5所示的锁定位置，其中阻止了释放钮30沿预张紧方向R的运动。在此位置，锁定爪42的重心C位于离平行于方向R穿过轴线44之直线一足够的距离处，这样在张紧运动终点产生的扣12的突然减速就在锁定爪42上产生一力矩，使其趋向于保持在其锁定位置。然后借助于支腿弹簧54使锁定爪42和控制爪56返回到它们的正常位置，这样就可正常地打开皮带扣12。
由于锁定机构的运动零件的高架和保护(由盖板32)设计，可有效防止车辆长期使用后任何弄脏的可能性。这不仅对于锁定机构的可靠响应有重大意义，对于车辆碰撞后可靠地打开皮带扣也有重大意义。
在图6所示的另一实施例中，惯性体被成形为一个双臂杠杆70，它带有以V形而成角度的一长臂70a和一短臂70b，杠杆70可转动地安装在盖板32的58处。长臂70a的自由端在爪46的自由端与其啮合，如图6所示。一压力弹簧72啮合在臂70a和臂52之间。此实施例的操作类似于上一实施例的操作。
权利要求
1.一种皮带扣，用于带有一个与皮带扣啮合之预张紧器的车辆安全带系统，包括一个限定一插入通道以容纳带有一止动孔之舌形端部的基座，所述基座限定一贴靠边缘，一安装在基座上与所述止动孔配合的锁销，一释放钮，它带有一盖板部分并安装在所述基板上而可在释放冲程中平行于插入通道滑动以便从所述锁销开口中释放所述锁销，一个可摆动的双臂杠杆，带有一个形成一锁定爪的第一臂和一个相对于所述第一臂成角度的第二臂，所述杠杆安装在所述盖板部分之内并在所述盖板部分内可在一正常静止位置和一个锁定位置之间移动，其中在静止位置所述锁定爪与所述贴靠边缘隔开，在锁定位置一旦所述释放钮在释放冲程中移动所述锁定爪就与所述贴靠边缘啮合以在其释放冲程中停止所述释放钮，一个给所述杠杆预加载至所述正常静止位置的弹簧件，和一个在所述盖板部分内可在第一和第二位置之间运动的惯性体，所述惯性体被弹簧加载至所述第一位置并可在惯性力的作用下从所述第一位置移动到所述第二位置，所述惯性力是所述皮带扣沿第一方向的加速而产生的，所述惯性体一旦从其第一位置移动到第二位置就与所述杠杆啮合，从而将所述锁定爪移动到所述锁定位置，并且当所述皮带扣沿与第一方向相反的第二方向加速时所述杠杆趋向于朝所述锁定位置移动。
2.如权利要求1所述的皮带扣，其中设置有一个共用弹簧件，用以给所述杠杆预加载至其静止位置并同时给所述惯性体预加载至第一位置。
3.如权利要求1所述的皮带扣，其中在所述第一位置的所述惯性体被弹簧加载而与所述杠杆的第一臂啮合。
4.如权利要求1所述的皮带扣，其中所述惯性体是由一个可转动地安装在所述盖板部分内的杠杆形成，并且所述弹簧件是一个在所述杠杆和所述双臂杠杆的第二臂之间啮合的压力弹簧。
全文摘要
一种皮带扣，用于带有一与皮带扣啮合之预张紧器的车辆安全带系统，一锁定爪(42)可防止皮带扣在预张紧冲程的始点和终点无意识的打开。通过预张紧冲程时的质量惯性，一惯性体锁定爪移入一锁定位置，其中阻止释放钮(30)相对于基座沿张紧方向(R)运动。由于其重心相对于其安装位置的位置，在预张紧冲程的终点锁定爪仍处于锁定位置并与惯性体(56)分离。
文档编号B60R22/18GK1080143SQ93105648
公开日1994年1月5日 申请日期1993年5月10日 优先权日1992年5月12日
发明者弗朗兹·维尔, 汉斯·彼得·贝兹, 克里斯丁·豪卡 申请人:Trw莱帕有限公司