专利名称：拉带器带鼓和带预拉器旋转驱动装置之间的联结器的制作方法
技术领域：
本发明涉及拉带器的带鼓和带预拉器旋转驱动装置之间的联结器，上述带预拉器旋转驱动装置具有一根输出轴。
为了保证拉带器带鼓的正常转动不被带预拉器的旋转驱动装置妨碍，带鼓被保持不与带预拉器旋转驱动装置相联结，直至后者被启动。另一方面，带鼓在安全带预拉紧后应能自由转动以保证拉带器能再次具有正常拉紧和锁定功能，例如在一个小的事故后使机动车使用者能再次紧固其安全带并驾驶至维修站。
在各种联结器的可能的结构中，棘爪式联结器的优点在于能够简单地将联结爪摆回至其初始位置而再次松释。在公知的联结器中，联结爪由一个外部带齿的联结轮包围，并向外摆动以便形成联结，迄今以来人们认为联结环布置在联结爪的往向外侧是有利的，这是由于径向外侧的齿比径向内侧的齿具有更大的可用空间，而且可以使用较大的齿，同时具有较小的齿距。
本发明是以下述事实为基础的，即，从联结爪向径向外侧放置的联结轮的力传递会产生使联结轮承受带有大的径向分量的局部集中的负载。带预拉器旋转驱动器的周向加速度达到1000g以上的数量级，从而使联结器的零件承受极大的负载。上述零件一直是用钢那样的机械强度高的材料制成的。但是，这种材料不仅价格高而且质量大，这又会引起大的惯性力，从而必须由高的驱动功率来克服。
本发明的目的是提供一种联结器，其零件承受较小的负载，因而可使用轻的金属结构材料制造，按照本发明，带鼓具有外部带齿的联结轮；驱动盘连接在输出轴上，承载着至少一个可摆动地安装的联结爪；联结爪被回位弹簧保持在不与联结轮圆周接触的中间位置上，并能够向内摆至与联结轮接合的接合位置。在这种联结器中，联结操作是从外侧向内侧径向地发生的，内部设置的联结轮主要在周向上负载。仍存在的径向分量导致联结轮的从外侧向内侧的易于处置的推力负载。联结器的零件可以采用低强度的较轻材料制成，因此，除结构紧凑外，还可减小惯性力和所需的驱动功率。
对于联结爪及其支承装置的机械强度方面可进一步降低要求是通过本发明的另一个改进而实现的，在上述改进中，在接合位置上，联结爪相对于驱动盘的径向上的力，由驱动盘圆周上的支承结构的一个表面支承。在推荐实施例中，上述支承结构具有高的机构刚性，这是由于它是由一连续环构成的，该连续环是在驱动盘的圆周上形成且从盘体轴向延伸。
在一优选实施例中，利用带预拉器的旋转驱动装置启动时出现的极高的角加速度，利用联结爪的惯性来控制联结爪。为此，联结爪的重心从其枢轴径向向内设置。但是，在这个实施例中，还利用强制动作的导向器对联结爪进行可靠的控制，该导向器具有一个凸轮和一个凸轮随动件，该随动件可被剪切掉(shorn off)，以便保证联结爪沿极短的路径摆动至接合位置，例如，上述极短路径可为联结轮上的齿距的四分之一至一半。
现对照以下附图，结合若干实施例进一步详述本发明的优点和特征。
图1是拉带器带鼓和带预拉器旋转驱动装置之间的联结器的部分剖视图。
图2是沿图1中II-II线的剖视图。
图3至7是联结爪及其支承装置的若干实施例的部分视图。
图8是用于说明在联结爪上出现的支承力的受力图。
图9是联结器优选实施例的分解图。
图9a是上述联结器的变型结构。
图10是联结爪在接合量位中的示意图。
图11是联结爪在中间置位中的示意图。
图12是沿图10中XII-XII线的剖视图。
图13表示以图12的剖视图为基础的另一种可能的形式。
图14表示用于强制驱动联动爪的凸轮的两个实施例。
在图1中只画出了机动车辆安全带的拉带器的壳体10以及可转动地装在其中的带鼓12。带鼓12传统上是用轻的铝制造的，具有模制的棘齿14。在带鼓12上也形成环形的，外部有齿的联结轮16。带鼓12设有凸缘12a、棘齿14和模制的联结轮16，并且是通过压铸法制造的。
在壳体10的，图1所示的侧缘上装有一个带预拉器旋转驱动装置18。这种带预拉器旋转驱动装置这里无需详述，它具有朝向带鼓12的中空外花键输出轴20，其中容纳带鼓12的支承轴颈12b。在输出轴20上，借助模制的，套状的，内花键毂24以互锁配合装有一驱动盘22。该驱动盘22在其外周上设有模制的环形支承结构22a。在驱动盘22上，在朝向带鼓12的侧面，两个联结爪26和28分别可摆动地安装在支承销30上。联结爪26和28大致在直径方向上相对，但是相对于联结轮16的齿而言，相互偏置半个节距。联结爪26和28分别被固定在支承结构22a上的带簧32迫向中间或休止位置，在该位置上爪尖26a和28a分别与联结轮16的外周隔开一个径向距离。如图1所示，联结轮16包围驱动盘22的毂24，环形支承结构22a包围联结轮16，因此，在轴向上适当地利用了可用空间。
联结爪26和28，以及驱动盘22是由轻的金属结构材料，特别是轻的铝，最好是使用压铸法制成的。
图2表示处于接合置位中的联结爪26和处于中间置位中的联结爪28。所述中间置位是借助支承结构22a上向内的凸起设定的。联结爪26和28的重心S在每种情形中距支承销30轴线径向向内设置。因此，联结爪26和28倾向于摆至其接合位置，这是由于图2中箭头A方向的驱动盘22的突然的角加速度而引起的，百角加速度则是由于惯性力引起的，在带预拉器旋转驱动装置18启动时出现上述角加速度。
对于每个联结爪26和28来说，支承结构22a构成径向支承面40，也构成承受周向作用的力的支承面42。所涉及的力如图2所示。首先在联结轮16的齿和联结爪26的爪尖26a之间，支承力F将起作用，该力大致与联结轮16相切。在联结爪26中，力F分解成径向分力R和周向分力U。支承表面42在支承结构22上的径向向内的支承肋22c上形成，并具有一个与联结爪26的杆臂的相邻端部的半径相等的半径，因此，在联结爪26的该端部和所述支承表面42之间形成承受力U的大面积接合。力R由平的支承面40承受。
图8表示有关的力图。在力F和R之间形成夹角α。在其中尚未考虑摩擦力。事实上，在支承面40上会出现与分力U相反的摩擦力，从而使支承肋22c松开，这只须使力U′等于RSin α-RU，U是支承面42的摩擦系数。
如图2所示，联结爪28离爪尖28a的远端与有关支承肋22c有一小间距，以便不阻碍联结爪摆至接合位置。支承销30能够稍许曲许以便使得在支承肋22c上的支承可在增大的负载下进行。
在带预拉器旋转驱动装置18启动过程中，当驱动盘22在箭头A的方向上加速时，两联结爪26和28因惯性力而摆向联结轮16。圆周上的联结爪之间的偏置意味着，即使一个爪假如跨在一个齿尖上，在联结轮的齿隙中总有另一个爪尖存在。联结爪26和28，以及其支承的尺寸使得，它们中的每一个本身可以传递出现的力。在本实例中驱动盘22与联结轮16相联结以防止相对转动，因此，这种轮带动带鼓12，使带被拉紧。上述动作一经完成，联结爪26和28即被带簧32摆回其中间位置。带鼓12再次与带预拉器旋转驱动装置18脱开，可以自由转动。
在图3所示实施例变型中，支承销30的尺寸使得它也可以承受在减除摩擦后留下的周向力U′。由于支承结构22a的支承面40，压倒之势的支承力是径向力R。
在图4所示实施例变型中，联结爪26的自由端上形成一个朝外的凸轮26b，装配在支承结构22c的凹口22d中。凹口22b构成一个支承面42，其承受减除摩擦力后留下的周向力U′。
在图5所示实施例变型中，支承面42是由支承结构22a的一个台阶而不是由支承肋22c构成的。
在图6所示实施例变型中，支承结构22a的支承面40和联结爪26和28上相应的表面设有相应的细齿。这些细齿可以承受周向力U。
在图7中表示本设计的另一种可能的形式，其中设置了弓形的，波纹状互锁结构以替代细齿，以承担径向支承力及周向力U。
在所有实施例中，支承销30基本只要承受在联结爪26和28的摆动过程中的小的导向力。
在图9至14所示的各实施例中，联结爪26和28的摆动是由惯性力和强制导向作用两者引起的。强制导向作用可以保证，在驱动盘22的预定的角运动中，可使联结爪从其中间位置摆至其接合位置。上述角运动最好只等于联结轮16的齿距的一部分，例如齿距的四分之一至一半。这就是说，联结操作也将在驱动盘22达到高的角速度之前完成。
如图9所示，邻近于联动爪26和28的支承区域，驱动盘22具有两个肾状的窗口50和52。在与上述窗口50和52相对的位置上，两根刚性的导杆54和56装在带预拉器旋转驱动装置18的前端上。在联结爪26和28中，设有各自的销58和60，其分别穿过相应的窗口50和52，以便接合相应的导杆54和56。导杆54和56构成驱动凸轮，当驱动盘22开始转动时抵靠销58和60运行，从而使联动爪26和28在需要的方向上摆动。一旦联结操作完成，销58和60即被剪切掉。
在图9a所示变型实施例中设有一条槽64以替代导杆54和56，而槽64构成装在其中的相应的销58的驱动凸轮。
图10和12表示按照图9的实施例，而图11和13表示按照图9a的实施例。
由导杆54和56以及槽64分别构成的驱动凸轮不必为直线的形式；如图14所示，它也可以是弯曲的，以便使联结爪26和28的摆动最佳化。
权利要求
1.拉带器的带鼓和带预拉器旋转驱动装置(18)之间的联结器，其具有一根输出轴(20)，其特征在于带鼓(12)具有外部带齿的联结轮(16)，在输出轴(20)上连接着驱动盘(22)，驱动盘支承着至少一个可摆动地安装着的联结爪(26，28)，联结爪由回位弹簧(32)保持在不接触联结轮(16)圆周的中间位置，并能够向内摆至与联结轮(16)接合的接合位置。
2.如权利要求1所述的联结器，其特征在于在接合位置上，联结爪(26，28)相对于驱动盘径向的力(R)以大面积支承在驱动盘(22)圆周上的支承结构(22a)上。
3.如权利要求1所述的联结器，其特征在于在接合位置上，联结爪(26，28)相对于驱动盘(22)周向的力(U)以大面积支承在驱动盘(22)圆周上的支承结构(22a)上。
4.如权利要求3所述的联结器，其特征在于联结爪(26，28)安装在适于在周向负载下曲让的枢轴支承(30)中。
5.如权利要求2或3所述的联结器，其特征在于支承结构(22a)是由在驱动盘(22)的圆周上形成的，从盘体轴向延伸的连续环构成的。
6.如权利要求2至5中任一项所述的联结器，其特征在于带有模制的联结轮(16)的带鼓(12)是由轻的金属结构材料制成的。
7.如权利要求1至6中任一项所述的联结器，其特征在于驱动盘(22)是由轻的金属结构材料制成的。
8.如权利要求1至7中任一项所述的联结器，其特征在于联结爪(26，28)是由轻的金属结构材料制成的。
9.如权利要求1至8中任一项所述的联结器，其特征在于驱动盘(22)具有一个模制的圆筒形毂(24)，它以互锁的方式在输出轴(20)的一端滑动，毂(24)带有径向间隙地由环形的联结轮(16)包围。
10.如权利要求1至9中任一项所述的联结器，其特征在于联结爪(26，28)的重心(S)与其摆动轴线径向向内地设置。
11.如权利要求1至10中任一项所述的联结器，其特征在于联结爪(26，28)设置时使用刚性导向器摆至接合位置，所述刚性导向器包括一凸轮(54，56，64)和一凸轮随动件(58，60)，所述凸轮随动件适于被剪切掉。
12.如权利要求1至11中任一项所述的联结器，其特征在于在驱动盘(22)上设有两个相同的联结爪(26，28)，它们在直径方向上大致相对，而相对于联结轮(16)的齿距来说相互在周向上偏置。
全文摘要
在拉带器的带鼓和带预拉器旋转驱动装置之间的联结器，其功能性零件可用轻的金属结构材料如轻的合金来制造。带鼓具有模制的外部带齿的联结轮(16)。驱动盘(22)与带预拉器的旋转驱动装置(18)的输出轴(20)相连接，驱动盘承载着两个可摆动地安装的联结爪(28)。在中间位置，联结爪由回位弹簧保持不接触联结轮(16)的圆周，并可向内摆至与联结轮接合的接合位置。
文档编号B60R22/46GK1145606SQ96190042
公开日1997年3月19日 申请日期1996年1月18日 优先权日1995年1月19日
发明者阿图尔·弗尔 申请人:Trw乘员约束系统公司