座椅安全帶自動伸縮器的製作方法

2023-12-07 07:27:01 2

專利名稱：座椅安全帶自動伸縮器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種尤其適合用在自適應安全帶系統中的座椅安全帶 自動伸縮器。
技術背景傳統的用於前排座椅的三(固定)點-安全帶系統通常具有一個下面的固定點，該固定點在座椅下方處於汽車的B柱的區域中。安全帶 從這個固定點經過汽車乘客的骨盆穿引到安裝在中心託架上的安全帶 鎖處。該安全帶繼續經過乘客的胸膛導引到在B柱上與乘客頸部齊高 的轉向點，隨後基本上平行地在B柱的內側通往具有閉鎖系統的安全 帶巻筒處，所述閉鎖系統可以用不同的方式方法來構成。預碰撞-附加系統如安全帶拉緊器可以在碰撞之前拉緊安全帶，用 於擴大制動時間和乘客的相對制動距離。安全帶拉緊系統通常處於安 全帶鎖處或者安全帶巻筒處。技術上的實施方式可以分為兩類可逆 轉和不可逆轉的系統。不可逆轉的系統僅可使用一次，其中所述不可 逆轉的系統的最為廣泛使用的形式用煙火技術來驅動。在觸發安全帶 拉緊器時拉緊安全帶，從而將汽車乘客拉到最佳的乘坐位置中並且而 後使安全帶繃緊地貼靠在身體上。在碰撞情況下，在當前系統上，通過一種才幾構要麼以機械方式比 如通過棘爪裝置、離心力裝置或者慣性裝置，要麼以電子方式通過控 制單元比如在對加速度傳感器的相應信號作出響應時來接通所述閉鎖 系統。此外，為了預防因所述安全帶系統引起的傷害，通常設置安全帶 力限制器，該安全帶力限制器限制比如因扭力杆自預先確定的安全帶 力起發生的變形由所述安全帶施加到汽車乘客上的力作用。在觸發所 迷閉鎖系統之後，通過所迷扭力杆來導引安全帶系統中的能流，所迷 扭力杆如前文所提到的一樣自預先確定的安全帶負荷起發生變形，並 且由此限制由安全帶施加到汽車乘客上的力作用。在大多數目前公開的安全帶系統上，相應地確定了一個安全帶力 水平，自該安全帶力水平起扭力杆就可以變形並且由此可以限制安全帶力。 一些系統在兩個不同的安全帶力水平之間實現一次性的機械切 換。但在所有的系統上都存在早在設計系統時比如通過所述扭力杆的 相應的設計來確定用於扭力杆變形的安全帶力水平這樣的必要性。在 此，通常要動用針對汽車乘客的身高和重量、乘坐位置、行駛狀況或 者說碰撞狀況等的平均值和/或經驗值。因此存在著這樣的可能性，即比如在汽車乘客個子很小、體重很 輕時，在碰撞情況下沒有達到用於所述扭力杆足夠變形的安全帶力水 平。這就會導致傷害風險增加。而相反在汽車乘客個子很高、體重很 大時，由所述安全帶力限制引起的、對安全帶系統的制動作用則可能 不足，從而存在著這樣的可能性，即這位乘客在碰撞時可能在安全氣 囊中的沖入程度太深。除此以外，這些系統沒有能力對其它參數比如汽車乘客的錯誤位置("out of position")的變化或者對特殊的行駛狀況或者說碰撞狀 況作出反應，所述特殊的行駛狀況或者說碰撞狀況的特徵可能比如在 於特定的行駛速度、特定的碰撞脈衝以及當時的環境狀況。因此存在著對一種自適應安全帶系統的需求，在所述安全帶系統 上，在碰撞情況下由安全帶施加到汽車乘客上的力作用以及該汽車乘 客的運動可以根據在碰撞時刻乘客所特有的、汽車所特有的以及狀況 所特有的參數進行單獨的控制。發明內容因此，本發明的任務是，說明一種適合用在所述自適應安全帶系 統中的、結構緊湊的座椅安全帶自動伸縮器。為解決該任務，按本發明的座椅安全帶自動伸縮器具有可旋轉的 安全帶巻筒、可以不可相對轉動地與所述安全帶巻筒相連接的旋轉元 件和執行器。所述旋轉元件可以比如持久地不可相對轉動地與所述安 全帶巻筒的軸相連接，使得所述旋轉元件始終與所述安全帶巻筒一起 圍繞著共同的旋轉軸線旋轉。但是作為替代方案，也可以設置一種合 適的機構比如棘爪機構，該機構僅僅在需要時也就是在期望對所述安安全帶巻筒相連接:最後所述旋轉元件也可以與;斤迷安全帶巻;集成在一起並且比如用作所述安全帶巻筒的側壁。按本發明的座椅安全帶 自動伸縮器的執行器產生一個操縱力並且作用於至少一個摩擦元件，用於使該摩擦元件與可以不可相對轉動地與所述安全帶巻筒相連接的 旋轉元件相嚙合，以便對所述安全帶巻筒的旋轉運動進行制動。由於 所述執行器通過所述摩擦元件和旋轉元件向所述安全帶巻筒施加一個 制動力，所以阻止了巻繞在安全帶巻筒上的安全帶從該安全帶巻筒上 退巻。在所述執行器和旋轉元件之間布置了用於對由所述執行器產生 的操縱力進行自行增力的裝置。通過所迷的自行增力裝置，可以顯著 減小由所述執行器為獲得所期望的制動作用而施加的操縱力。由此可 以使用結構緊湊的、重量較輕的執行器。按本發明的座椅安全帶自動 伸縮器由此具有足夠小的體積，以便能夠安裝在現代汽車中的通常極受限制的安裝空間中，比如安裝在汽車的B柱或C柱中。按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的執行器優選與電子控制單元 相連接，所述控制單元設置用於依賴於乘客所特有的、汽車所特有的 和/或狀況所特有的參數來控制和/或調節所述執行器，以便對所述安全 帶巻筒的旋轉運動進行相應的制動。所述乘客所特有的、汽車所特有 的和/或狀況所特有的參數可以藉助於相應的傳感器比如碰撞傳感器、 間距和接觸傳感器、雷達傳感器、環境識別傳感器、乘坐位置和座椅 位置識別傳感器、加速度傳感器、離心力傳感器、用於檢測乘客體重 和/或乘客位置的傳感器等來檢測。在此，當然也可以動用本來就在汽 車中存在的、比如用於對制動系統進行控制的傳感器。這些傳感器可 以比如通過總線系統與所述電子控制單元相連接。由於依賴於所述乘客所特有的、汽車所特有的和/或狀況所特有的參數來控制所述執行器， 所以同樣依賴於這些參數來制動所述安全帶巻筒的旋轉運動並且由此制動安全帶從安全帶巻筒上的退巻運動。由此能夠使通過所述安全帶 作用到汽車乘客上的力單獨地與由所述傳感器檢測到的乘客所特有 的、汽車所特有的和/或狀況所特有的參數相匹配。設有按本發明的座 椅安全帶自動伸縮器的安全帶系統由此保證與傳統的系統相比更高的 -故動安全性。在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種優選的實施方式中， 所述自行增力裝置包括第一支撐件和第二支撐件。所述第一支撐件栽 有至少一個第一增力元件並且所述第二支撐件載有至少一個第二增力 元件。所述第一支撐件和第二支撐件優選由於由所述執行器產生的操 縱力可相對於彼此進行扭轉。換句話說，所述執行器與所述自行增力裝置共同作用，從而由其產生的操縱力使所述第一支撐件和第二支撐 件相對於彼此扭轉。優選布置多個第一和第二增力元件，它們圍繞著 所述第一支撐件和/或第二支撐件的旋轉軸線旋轉對稱地布置。所述第 一支撐件和/或第二支撐件可以圍繞著所述旋轉元件的旋轉軸線扭轉。 如果所述旋轉元件如上所述不可相對轉動地與所述安全帶巻筒的軸相 連接，那麼所述安全帶巻筒、旋轉元件以及所述第一支撐件和/或第二 支撐件由此優選彼此同軸布置。所述第一增力元件可以比如構造為楔形部件的形式，並且優選包 括傾斜的、具有楔塊傾斜角CC的楔面，該楔面滑動地或者滾動地支撐 在所述第二增力元件上。比如，所述第一增力元件安裝在所述第一支 撐件上。但是所述傾斜的楔面也可以直接設置在所述第一支撐件或者 設置在與所述第一支撐件相連接的、但本身未構造為楔形的部件上。 所述第二增力元件為支撐所述第一增力元件的傾斜的楔面可以同樣包括與所述第一增力元件的楔面對置的傾斜的楔面或者栓。作為替代方案，所述第一增力元件和第二增力元件也可以構成球 體/斜坡-裝置。在所述球體/斜坡-裝置上，所述第一增力元件的傾斜的楔面優選由傾斜的、具有楔塊傾斜角oc的表面構成，該表面設置在所述第一支撐件或者與所述第一支撐件相連接的部件上。所述傾斜的楔 面形成用於導引球體或輥子的軌道，使得所述傾斜的楔面滾動地支撐 在所述構成第二增力元件的球體或輥子上。優選所述球體/斜坡-裝置具 有多個傾斜的楔面，所述楔面為形成一個或多個球頭座圈而圍繞著所 述第一支撐件的旋轉軸線旋轉對稱地抵靠在所迷第一支撐件或與該第 一支撐件相連接的部件上。在所述的旋轉對稱的裝置上，優選要麼將 球體要麼將構造為錐形的輥子用作第二增力元件。如果所述第一支撐件和第二支撐件由於由所述執行器產生的操縱 力而相對於彼此扭轉，那麼所述第一增力元件的傾斜的楔面比如碰到 所述第二增力元件的與所述第一增力元件的傾斜的楔面對置的傾斜的 楔面。由此獲得一種依賴於所述第一增力元件的傾斜的楔面的楔塊傾斜角oc的自行增力作用。在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的另 一種作為替代方案的實 施方式中，所述第一增力元件構造為設置在所述第一支撐件上的螺紋 的形式。所述第二增力元件優選是與所述設置在第一支撐件上的螺紋共同作用的螺杆。所述螺杆可以比如構造為空心圓柱形的並且被所述 安全帶巻筒的軸從中穿過。如果所述第一支撐件和第二支撐件相對於 彼此扭轉，那就通過所述設置在第一支撐件上的螺紋與所述螺杆的共 同作用來獲得一種依賴於螺杆螺距的自行增力作用。可以如此確定所述楔塊傾斜角度CX或者螺杆螺距，使得藉助於所 述執行器導入所述自行增力裝置中的輸入力不依賴於在所述至少一個 摩擦元件和所述旋轉元件之間的變化的摩擦係數關於所述旋轉元件的 旋轉方向始終為正。在這個方面涉及一種擠壓裝置，因為通過所述楔 塊傾斜角度cx或者說螺杆螺距的選擇僅僅如此確定所述自行增力的尺度大小，從而不依賴於所述變化的摩擦係數在所述裝置的所有工作狀 態中都必須向所述傾斜的楔面或者說螺杆施加 一 個壓力，以便得到所 期望的摩擦力。在這種情況下由所述執行器施加所述壓力。但是作為替代方案，也可以如此選擇所述楔塊傾斜角度oc或者說螺杆螺距，使得藉助於執行器導入所述自行增力裝置中的輸入力不依 賴於在所述至少一個摩擦元件和旋轉元件之間的變化的摩擦係數也關 於所述旋轉元件的旋轉方向始終為負。與上面解釋的擠壓裝置相反， 在始終為負的輸入力的情況下涉及一種牽引裝置，也就是說在所述裝 置的每種工作狀態中，總是必須將一個拉力施加到所述楔面或者說螺 杆上，用於獲得所期望的摩擦力。所迷牽引裝置可以通過相對於擠壓裝置更小的楔塊傾斜角cc的選擇或者說相對於擠壓裝置更小的螺杆螺距的選擇來實現。但是在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種特別優選的實施方式中，如此選擇所述楔塊傾斜角oc或者說螺杆螺距，使得所述由第一和第二增力元件構成的裝置在一種最佳的(通常最為經常出現的) 工作狀態中位於在擠壓裝置和牽引裝置之間的過渡點的附近。在所述 過渡點的附近，由所述執行器施加的輸入力幾乎為零。由於摩擦係數 比如根據溫度而變化，來調節擠壓裝置或牽引裝置。優選所述第二支撐件為位置固定的。相反，所述第一支撐件則優 選可以與所述執行器相連接，用於使所述第一支撐件相對於笫二支撐 件扭轉。由此在一種這樣的裝置上，使所述第一增力元件相對於第二 增力元件運動。所述第一支撐件可以不依賴於按本發明的座椅安全帶 自動伸縮器的工作狀態始終直接或間接地通過傳動裝置與所述第一支撐件相連接。但是也可以設想，設置一種合適的機構，該機構僅僅在 需要時也就是說在碰撞情況下使所述執行器直接或者間接地通過傳動 裝置與所述第一支撐件相連接。關於所述執行器的結構，在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器上 可以設想不同的方案。按照第一實施方式，所述執行器構造為旋轉的 電機的形式。所述執行器可以比如與傳動裝置相連接。可能的傳動裝 置比如是齒輪傳動裝置，或者作為替代方案為實現更高的傳動比可以 是蝸輪蝸杆傳動裝置。通過所述傳動裝置，可以將比如與齒輪或蝸杆 相連接的電動機軸的旋轉運動比如傳遞給所述第一支撐件，用於使所 述第一支撐件相對於所述第二支撐件扭轉。所述第一支撐件優選設有 齒部，比如外齒部，該齒部與和所述執行器相連接的齒輪或者與和所 述執行器相連接的蝸杆共同作用。在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種作為替代方案的實施 方式中，所述執行器構造為直接驅動裝置的形式。直接驅動裝置這個 概念在此是指一種驅動裝置，該驅動裝置在沒有中間連接傳動裝置的 情況下通過所述自行增力裝置作用於所述至少一個摩擦元件。所述直 接驅動裝置可以比如藉助於具有定子線圏和包括磁性材料的轉子的直 線電動機來實現。優選所述定子線圈環形環繞著所述有待扭轉的部件 也就是比如所述第一支撐件的旋轉軸線地布置並且固定在所述第二支 撐件的與所述旋轉元件基本上平行的區段上。所述轉子可以比如固定 在第一支撐件上，從而在激活所述沒有中間連接傳動裝置的直接驅動 裝置的情況下可以將所述第一支撐件置於旋轉運動中，也就是說可以 使其相對於所述第二支撐件進行扭轉。此外，最後可以將所述執行器構造為壓電驅動裝置的形式，因為 由所述驅動裝置生產的調節力可以通過所述自行增力裝置得到足夠增 強，用於保證對所述安全帶巻筒的旋轉運動得到所期望的制動。所有性:由此所:由相應的執行器產生的操:;在碰撞情況;尤其可以很 好與乘客所特有的、汽車所特有的和/或狀況所特有的參數相匹配。 在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種優選的實施方式中，地定位。在這方面，"基本上相鄰"這個說法意味著，所述執行器可以緊鄰所述安全帶巻筒定位。但是作為替代方案也可以布置其它的部 件，比如用於在安全帶巻筒和執行器之間對該執行器進行支撐的外殼件。此外，可以使所述執行器關於所述旋轉元件在徑向外面與所述旋轉元件基本上相鄰地定位。比如所述執行器可以固定在所述第二支撐 件的基本上平行於所述安全帶巻筒的軸圍繞著所述旋轉元件延伸的區 段上。"基本上相鄰"這個說法也意味著，所述執行器可以緊鄰所述 旋轉元件進行定位。但也可以布置其它的部件，比如上面提到的所述 第二支撐件的區段，用於在旋轉元件和執行器之間對執行器進行支撐。 最後，所述執行器也可以在所述旋轉元件的背向安全帶巻筒的一 側上與所述旋轉元件基本上相鄰地定位。如上面所解釋的一樣，應該 用"基本上相鄰，，這個說法來表示，所述執行器儘管可以緊鄰所述旋 轉元件進行定位，但也可以設想，在所述旋轉元件和執行器之間布置 其它部件。通過所述執行器的位置的變化，可以使按本發明的座椅安所述第二z撐件優選可i其旋;爭軸線的方向移動地得,到支承。因 此，在操縱所述執行器時，所述第一支撐件藉助於通過所迷第一和第 二增力元件導入所述第一支撐件中的、平行於所述第一支撐件的旋轉 軸線定向的力在軸向上朝所迷旋轉元件的方向移動。為支承所述第一 支撐件，可以比如使用滑動軸承。作為替代方案，所述第一支撐件的 軸向運動也可以通過設置在所述第一支撐件上的螺紋與位置固定的螺 杆的共同作用來控制。所述第 一 支撐件可以在朝向所述旋轉元件的並 且基本上平行於所述旋轉元件延伸的表面上栽有至少一個第一摩擦元 件。這個第一摩擦元件在所述第一支撐件沿軸向方向移動時被壓向所 述旋轉元件，並且由此一旦在所述安全帶巻筒和所述旋轉元件之間存 在不可相對轉動的連接時就對所述安全帶巻筒的旋轉運動進行制動。 顯而易見，也可以將多個比如圍繞著所述旋轉元件的旋轉軸線旋轉對 稱地布置的摩擦元件固定在所述第一支撐件上。在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種特別優選的實施方式 中，所述旋轉元件可沿其旋轉軸線的方向移動地得到支承。所述旋轉 元件可以不可相對轉動地與所述安全帶巻筒的軸相連接，該軸比如可 以浮動地得到支承。在一種所述的裝置上，如杲在操縱所述執行器時所述安裝在第一支撐件上的第一摩擦元件朝所述旋轉元件擠壓時，那 麼所迷旋轉元件與所述第一支撐件一起沿軸向方向移動。至少一個第二摩擦元件可以安裝在所迷第二支撐件的朝向所述旋的裝置上,在^縱所述執行器並且由此使所述第一支撐件軸向移動時: 所述可軸向移動地得到支承的旋轉元件同樣軸向移動並且朝所述至少 一個第二摩擦元件擠壓。顯而易見，也可以布置多個第二摩擦元件， 這些第二摩擦元件可以比如圍繞著所迷旋轉元件的旋轉軸線旋轉對稱 地安裝在所述第二支撐件上。為了對在所述第 一和第二支撐件之間的間距進行調節，按本發明 的座椅安全帶自動伸縮器的一種優選的實施方式包括復位彈簧。該復 位彈簧則具有第一和第二端部，其中所述復位彈簧的端部優選支撐在 所述第一支撐件或者說第二支撐件上。為確定所述可軸向移動地得到支承的旋轉元件相對於所述第一和 第二支撐件的靜止位置，可以布置至少一個間隔元件。比如第一間隔元件由第一彈簧構成並且確定在所述第一支撐件和所述旋轉元件之間 的間距。可以設置同樣構造為彈簧形式的第二間隔元件用於確定在所 迷旋轉元件和第二支撐件之間的間距。 通過所述復位彈簧和間隔元件來防止在未操縱所述執行器時所述 旋轉元件在所迷至少一個摩擦元件上滑過。換句話說，所述復位彈簧 和間隔元件能夠在所述旋轉元件和所迷至少一個摩擦元件之間調節出 所期望的氣隙。在操縱所述執行器時，所述至少一個間隔元件被壓縮， 使得所述第一支撐件和必要時所述旋轉元件可以克服所述復位彈簧的 力沿軸向方向移動，用於使所述至少一個摩擦元件抵靠在所述旋轉元 件上。在按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的一種優選的實施方式中， 所述自行增力裝置包括彈簧元件，該彈簧元件設置用於將沿所述第一 支撐件的周向定向的力施加到所述第一支撐件上。 一種所迷的彈簧元 件可以比如構造為螺旋彈簧的形式，該螺旋彈簧的端部固定在所迷第一支撐件或者說位置固定的部件比如所述第二支撐件上。通過一種所 述的彈簧元件，可以使由在操縱所述執行器時導入的法向力及在所述 旋轉元件上產生的摩擦力產生的合力改變其方向及其數值。原則上，所述合力的方向和數值取決於所述楔塊傾斜角度Ct或者說螺杆螺距以 及所述至少一個摩擦元件的摩擦係數。為了獲得所述自行增力裝置的最佳的作用，所述合力應該垂直於由所述楔塊傾斜角度cc確定的傾斜的楔面定向或者說垂直於由所述螺杆螺距確定的傾斜的螺杆表面定 向。因為通過所述彈簧元件可以影p向所迷合力的方向及數值，所以該彈簧元件能夠對所述楔塊傾斜角度a或者說螺杆螺距及所述至少一個 摩擦元件的摩擦係數與在對所述合力的影響方面最佳的數值之間的偏 差進行補償。由此在製造按本發明的座椅安全帶自動伸縮器時可以為 所述楔塊傾斜角度a或者說螺杆螺距及所述至少一個摩擦元件的摩擦 係數規定更高的公差。作為附加方案或者替代方案，所述至少一個摩擦元件可以由磁性 材料製成，用於影響由在操縱執行器時產生的法向力及在至少一個摩 擦元件上產生的摩擦力產生的合力的方向及其數值。此外，最後可以 使所述第一支撐件磁化並且/或者設置比如構造為罐形磁鐵的磁鐵，用 於改變所述合力的數值和方向。所述磁鐵優選向所述旋轉元件和/或第 一支撐件施加一個磁力，以便將所述旋轉元件朝所述至少一個摩擦元 件的方向擠壓。此外，通過使所述第一支撐件和/或旋轉元件沿軸向方 向移動的磁力的產生，可以在所述旋轉元件上產生附加的法向力。這 個附加的法向力可以在碰撞情況下用於增強制動作用，並且除此以外 使所述制動裝置快速起動。除此以外，用磁性裝置就象用具有非線性 的彈簧特性曲線的彈簧元件一樣可以使所述合力產生非線性的變化。


現在藉助於隨附的簡圖對按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的不 同實施方式進行詳細解釋。其中圖1是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第一實施方式的一個 區段的縱剖面，圖2是一個楔形裝置的俯視圖，該楔形裝置用在圖1中示出的按 本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第一實施方式中，圖3是在圖2中示出的楔形裝置的第一楔塊上的力平衡的示意圖，圖4是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有用於所述楔形裝 置的接納處的第二實施方式的一個區段的縱剖面，圖5是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有蝸輪蝸杆傳動裝置的第三實施方式的一個區段的縱剖面，圖6是在圖5中示出的按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第三 實施方式的蝸輪蝸杆傳動裝置的緊要部件的俯視圖，圖7是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有作為替代方案的 楔形裝置的第四實施方式的一個區段的縱剖面，圖8是圖7所示按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第四實施方 式的一個區段的空間示意圖，圖9是在圖7中示出的按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第四 實施方式的一種變型方案的一個區段的縱剖面，圖10a-c是一種裝置的不同實施方式，該裝置用於確定按本發明的 座椅安全帶自動伸縮器的制動盤相對於第一支撐件的靜止位置，圖11是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第五實施方式的一個 區段的縱剖面，圖12是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有另一種作為替代 方案的楔形裝置的第六實施方式的一個區段的縱剖面，圖13是圖12所示的按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第六實 施方式的一個區段的空間示意圖，圖14是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第七實施方式的一個 區段的縱剖面，圖15是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的第八實施方式的一個 區段的縱剖面，其中執行器定位在制動盤的背向所述安全帶巻筒的一 側上，圖16是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有直接驅動裝置的 第九實施方式的一個區段的縱剖面，圖17是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的同樣設有直接驅動裝 置的第十實施方式的一個區段的縱剖面，圖18是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有螺杆裝置的第十 一實施方式的一個區段的縱剖面，圖19是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有球體/斜坡-裝置 的第十二實施方式的一個區段的縱剖面，圖20是按本發明的座椅安全帶自動伸縮器的設有螺旋彈簧的第十 三實施方式的一個區段的縱剖面。
具體實施方式
圖1示出了座椅安全帶自動伸縮器10的第一實施方式，其中在圖 1中僅僅示出所述座椅安全帶自動伸縮器IO的處於旋轉軸線A的一側 的區段的縱剖面。所迷座椅安全帶自動伸縮器10包括一個不可相對轉 動地布置在浮動地得到支承的軸12上的安全帶巻筒14,安全帶16巻 繞在該安全帶巻筒14上。為了將安全帶16巻繞在所述安全帶巻筒14 上或者說從該安全帶巻筒14上退巻，所述軸12連同安全帶巻筒14可 圍繞著所述旋轉軸線A旋轉。制動盤18關於所述安全帶巻筒14同軸 地、不可相對轉動地布置在所述軸12上並且由此可以與所述安全帶巻 筒14共同地圍繞著所述旋轉軸線A旋轉。第 一支撐件20具有第 一 區段20，，該第 一 區段20，基本上平行於所 述制動盤18延伸並且在其朝向所述制動盤18的一側上栽有第一摩擦 元件22。所述第一支撐件20的第二區段20"基本上垂直於所述第一區 段20，圍繞著所述制動盤18的外圓周延伸。所述第 一支撐件20藉助於 在圖1中未示出的軸承可以沿所述旋轉軸線A移動並且可以圍繞著所 述旋轉軸線A旋轉地得到支承。所述第一支撐件20的第二區段20"在其外圓周上設有外齒部24, 該外齒部24與齒輪28的外齒部26共同作用。所述齒輪28不可相對轉 動地與電動才幾32的電動才幾軸30相連接，所述電動4幾32關於所述安全 帶巻筒14定位在徑向外部並且固定在覆蓋著所述安全帶巻筒14的、 位置固定的外殼件34上。為控制所述電動機32，布置了在圖1中未示出的電子控制單元。 所述電子控制單元與同樣未示出的、用於對乘客所特有的、汽車所特 有的和/或狀況所特有的參數進行檢測的傳感器、比如碰撞傳感器、加 速度傳感器、離心力傳感器、用於檢測乘客體重和/或乘客位置的傳感 器等處於連接之中。多個第一楔塊38圍繞著所述第一支撐件20的第二區段20"的內圓 周分布地固定在所述第一支撐件20的第二區段20"上。而與所述第一 楔塊38的數量相應數量的第二楔塊40則固定在位置固定的並且與所 述外殼件34相連接的第二支撐件42的背向所迷制動盤18的外表面上。 所述第一和第二楔塊38、 40在此如此定向，使得其傾斜的楔面46、 48 彼此對置並且基本上垂直於所述旋轉軸線A延伸。所述第二支撐件42的基本上平行於所述制動盤18延伸的第一區 段42，在其朝向所述制動盤18的一側上栽有第二摩擦元件22，。為調節 在所述第一支撐件20的第一區段20，和所述第二支撐件42的第一區段 42，之間的間距，設置了復位彈簧44，該復位彈簧44的端部支撐在所 述第一支撐件20的第一區段20，或者說所迷第二支撐件42的基本上垂 直於第一區段42，延伸的第二區段42"上。所述設置用在汽車中的座椅安全帶自動伸縮器IO最後還具有在圖 1中同樣未示出的安全帶拉緊器，該安全帶拉緊器在行駛協助系統和/ 或相應的傳感器檢測到危險狀況或者說即將面臨的碰撞時拉緊所述安 全帶16以便對在汽車乘客身上的安全帶鬆弛進行補償。用於對電動機作為替代方案，也可以藉助於;獨的電子控制單元來觸:;斤:安全帶拉緊器。作為用於所述安全帶拉緊器的操縱機構可以考慮具有預張緊 的彈簧的機械系統或者藉助於煙火技術的驅動負荷來拉緊安全帶的煙 火技術系統。作為替代方案，也可以使用高動態的電動機來操縱所述 安全帶拉緊器，其中在這裡要麼可以使用所述電動機32,要麼也可以 使用附加的電動機。下面對所迷座椅安全帶自動伸縮器IO的功能進行解釋。在所述座 椅安全帶自動伸縮器IO正常運行時，所述安全帶16通過所迷軸12及 不可相對轉動地與該軸12相連接的安全帶巻筒14圍繞著所述旋轉軸 線A的旋轉來巻繞到所述安全帶巻筒14上或者從該安全帶巻筒14上 退巻。所述同樣不可相對轉動地布置在所述軸12上的制動盤18在所 述軸12旋轉時同樣圍繞著所述旋轉軸線A旋轉。如杲所迷行駛協助系統或者相應的傳感器比如碰撞傳感器識別出 危險情況或者即將面臨的碰撞，所迷電子控制單元就觸發所述安全帶 拉緊器，隨後所述安全帶拉緊器的操縱機構使所述軸12並且由此使所 述安全帶巻筒14和制動盤18圍繞著所述旋轉軸線A旋轉。由此所述 安全帶16就巻繞在所述安全帶巻筒14上並且該安全帶16在所述汽車 乘客的身上拉緊。在碰撞時，由於作用於安全帶16上的力，首先停止所述軸12、安 全帶巻筒14及制動盤18的由所述安全帶拉緊器引起的旋轉運動。為 了防止所述軸12、安全帶巻筒14及制動盤18沿相反方向進行旋轉並且由此防止所述安全帶16從安全帶巻筒14上退巻，由所述電子控制 單元對所述電動機32進行操縱，從而將所述電動機軸30的按順時針 方向的旋轉通過齒輪28傳遞給第一支撐件20。所述第一支撐件20由 此按順時針方向圍繞著所述旋轉軸線A相對於所述第二支撐件42進行 旋轉。這就導致所述固定在第一支撐件20的第二區段20"上的第一楔 塊38的傾斜的楔面46碰到固定在第二支撐件42上的第二楔塊40的傾 斜的楔面48，由此所述第一支撐件20克服所述復位彈簧44的力在軸 向上朝所述制動盤18的方向移動，也就是說在圖1中朝左移動，從而 使所述第一摩擦元件22抵靠在所述制動盤18上。為更好地說明所述第一和第二楔塊38、 40的作用，在圖2中示出 了楔形裝置的俯視圖，該楔形裝置具有第一和第二楔塊38、 40。布置 所述第一和第二楔塊38、 40,使得所述第一楔塊38的傾斜的楔面46 和所述第二楔塊40的傾斜的楔面48對置。所述楔面46、 48的坡度P 相應地由楔塊傾斜角ot來確定。由此根據下列公式來確定所述第一支 撐件20的由所述第一和第二楔塊38、 40的共同作用所引起的軸向移 動s:S=P (p/ ( 2 7T )其中(p是所述第一支撐件20圍繞著所述旋轉軸線A的旋轉角。儘管在圖2中示出的楔形裝置包括第一和第二楔塊38、 40,但所 述第二楔塊40也可以由其它合適的裝置比如栓所替代，該裝置能夠對 所述第一楔塊38進行滑動或滾動支撐。除此以外，代替在圖2中示出 的楔形裝置，如後文還要詳細解釋的，也可以使用球體/斜坡-裝置。如果所述第一摩擦元件22抵靠在所述制動盤18上，那麼所述制 動盤18由於所迷軸12的浮動支承而與所述第一支撐件20 —起朝所述 第二支撐件42的方向移動，也就是說在圖1在朝左移動，使得所述制 動盤18也幾乎沒有遲延地抵靠在所述第二摩擦元件22，上。在圖1中示出的座椅安全帶自動伸縮器10上，所述第一支撐件20、 第二支撐件42以及所述第一及第二楔塊38、 40構成自行增力裝置， 也就是說，由所述電動機32通過齒輪28導入的操縱力自動地在沒有 其它從外面導入的力的情況下得到增強。為了對這種自行增力的作用 進行解釋，在圖3中示出了在第一楔塊38上在操縱電動機32時產生 的力平衡。在此，FEin是通過所述電動機32導入所述第一楔塊38中的輸入力，並且FL是在所述第一楔塊38的傾斜的楔面46碰到所述第二 楔塊40的傾斜的楔面48時產生的並且有待由所述第二楔塊40的傾斜的楔面48支撐的支承力，該支承力可以分解為與所述輸入力Fejd相反的力F^和垂直於所迷制動盤18的壓力FLx。 Fw是在所述制動盤18上 與所述力Flx相反的法向力，並且FR是在所述第一楔塊38上或者說在 所迷摩擦元件22、 22，上產生的摩擦力。按照這種力平衡，所述在制動盤18和第一或者說第二摩擦元件22、 22，之間以速度v進行相對運動時產生的摩擦力FR或者說在所述制動盤 18的設有自行增力裝置的一側上的摩擦力矩根椐以下等式FEin= - FR 1 - (tan a / m ) I 僅僅取決於所述楔塊傾斜角a、在所述第一和第二摩擦元件22、 22，和制動盤18之間的摩擦係數M以及輸入力FEin。原則上，可以如此選擇所述楔塊傾斜角a ,使得由電動機32導入 的輸入力FEin不依賴於可能由於外部影響比如溫度而變化的摩擦係數 M關於所述制動盤18的旋轉方向始終為正(擠壓楔形裝置) 但是作 為替代方案，也可以如此選擇所述楔塊傾斜角a,使得藉助於電動機 32導入的輸入力F^不依賴於摩擦係數p關於所述制動盤18的旋轉方 向始終為負(牽引楔形裝置)。最後，也可以如此選擇所述楔塊傾斜 角a,使得所述笫一和笫二楔塊38、 40在最佳的(通常最為經常出現 的)工作狀態中處於在擠壓裝置和牽引裝置之間的過渡點附近。所迷由電動4幾32導入的輸入力FEin由所述電子控制單元進行控 制，從而在所述制動盤18上產生所期望的摩擦力FR並且對所述軸12 並且由此對所述安全帶巻筒14的旋轉運動進行相應的制動。為求得所 述摩擦力FR的額定值，要利用由相應的傳感器檢測到的乘客所特有的、 汽車所特有的和/或狀況所特有的參數。由此同樣依賴於這些參數對所 述安全帶巻筒14的旋轉運動進行制動並且由此對安全帶16從安全帶 巻筒14上的退巻運動進行制動。換句話說，依賴於所述乘客所特有的、 汽車所特有的和/或狀況所特有的參數對由所述由電動機32施加的輸 入力F^進行相應的控制，以此能夠使所述通過安全帶16作用於汽車 乘客上的力單獨地與這些乘客所特有的、汽車所特有的和/或狀況所特 有的參數相匹配。在此，所述電子控制單元設置用於按需要不僅對所述輸入力F^的數值而且對力的變化比如所述輸入力FEin的依賴於時間的變化進行控制。如可以從上面等式中看出的一樣，從所述輸入力F^中產生的摩 擦力Fr取決於摩擦係數M ，該摩擦係數M則依賴於作用於所述第一和第二摩擦元件22、 22，上的負荷並且依賴於外部影響如溫度有時會出現 比較大的變化。為了對所述摩擦力FR的由摩擦係數變化引起的不期望 的變化進行調整，在圖1中示出的座椅安全帶自動伸縮器IO可以包括 傳感器，該傳感器能夠對摩擦力FR進行持續測量。所述電子控制單元 對由這個傳感器檢測到的信號進行分析並且比如在對所述摩擦力Fr的 額定值和由該傳感器檢測到的實際值進行比較的基礎上對所述通過電動機32導入的輸入力FEin進行相應調整，用於使所述摩擦力FR的實際值接近所期望的額定值。座椅安全帶自動伸縮器IO的在圖4中示出的第二實施方式與在圖 1中示出的裝置的不同之處在於所述第二支撐件42的結構。按照圖4， 第二支撐件42包括基本上平行於制動盤18定向的第一區段42，以及基 本上垂直於第一區段42，延伸的第二區段42"。最後設置了第三區段 42"，，該第三區段42，"象所述第一區段42，一樣與所述第二區段42" 相連接並且也基本上平行於所述制動盤18定向。所述第二支撐件42 的第二和第三區段42"、 42，，，由此形成一個基本上L形的、用於第一 和第二楔塊38、 40的接納處，從而特別理想地防止所述楔形裝置受到 環境影響。用於對在所迷第 一和第二支撐件20、 42之間的間距進行調節的復 位彈簧44的端部在圖4所示的座椅安全帶自動伸縮器10中支撐在所 迷第一支撐件20的第一區段20，的朝向所述制動盤18的表面或者說所 迷第二支撐件42的第三區段42，"的對置的表面上。在其餘方面，在圖4中示出的座椅安全帶自動伸縮器IO的結構和 工作原理相當於在圖1中示出的裝置的結構和工作原理。圖5示出了座椅安全帶自動伸縮器IO的第三實施方式。圖5所示 的座椅安全帶自動伸縮器IO與按圖4的裝置的不同之處首先在於，電 動機32不再關於安全帶巻筒14定位在徑向外部，而是偏轉了 90°並 且由此在軸向上關於所述安全帶巻筒14偏移地並且關於第一支撐件20 在徑向上處於外面地布置。在圖5所示的座椅安全帶自動伸縮器IO上 可以省去在圖1和4中示出的外殼件34。為將電動機軸30的旋轉運動傳遞到所述第一支撐件20上，所述 電動機軸30與支承在支架51中的蝸杆52相連接。就象可以在圖6中 最好地看出的一樣，所述蝸杆52與相應的外齒部54共同作用，該外 齒部54設置在所述第一支撐件20的第二區段20"的外圓周上。與在圖 1和4中示出的齒輪傳動裝置相比，可以用所述的蝸輪蝸杆傳動裝置獲 得更高的傳動比。在其餘方面，在圖5中示出的座椅安全帶自動伸縮器IO的結構和 工作原理相當於在圖4中示出的裝置的結構和工作原理。圖7和8示出了座椅安全帶自動伸縮器10的第四實施方式，該實 施方式與圖4所示的裝置的不同之處主要在於所述楔形裝置的結構。 就象可以在圖8中最好地看出的一樣，所述座椅安全帶自動伸縮器10 的第一支撐件20具有多個縫隙56,所述縫隙56在所述第一支撐件20 的第二區段20"的圓周上分布地設置在所述第一支撐件20的第二區段 20"中。第二支撐件42包括與制動盤18基本上平行的第一區段42，和基本 上垂直於所述第一區段42，延伸的第二區段42"。從所述第二支撐件42 的第二區段42"開始，多個在所述第二區段42"的圓周上分布布置的第 三區段42"，基本上垂直於所述第二區段42"延伸並且穿過所述構造在 第 一支撐件20的第二區段20"中的縫隙56。如此構造所述縫隙56，使得與所述第二支撐件42的相應的第三區 段42，"共同作用的側面相對於所述制動盤18傾斜了一個角度a並且由 此形成傾斜的楔面46。所述第二支撐件42的第三區段42，，，相對於所 述制動盤18同樣傾斜了所述角度oc。所述第二支撐件42的每個第三 個區段42，"的與由相應的縫隙56構成的傾斜的楔面46對置的表面由 此形成傾斜的楔面48。用於對在所述第一和第二支撐件20、 42之間的間距進行調節的復 位彈簧44的端部支撐在所述第一支撐件20的第一區段20，的朝向所述 制動盤18的一側或者說所述位置固定的第二支撐件42的第一區段42' 的朝向所述制動盤18的一側上。在操縱電動機32時並且在由此使所述第一支撐件20按順時針方 向相對於所述位置固定的第二支撐件42扭轉時，所述由縫隙56構成 的傾斜的楔面46碰到所述第二支撐件42的相應的第三區段42"，的傾斜的楔面48。如上文所解釋的一樣，其結杲是，所述第一支撐件20克 服所述復位彈簧44的力在軸向上朝所述制動盤18移動，也就是說在 圖7中朝左移動，使得所述第一摩擦元件22抵靠在所迷制動盤18上。在其它方面，圖7和8所示的座椅安全帶自動伸縮器10的結構和 工作原理相當於圖4所示的裝置的結構和工作原理。圖9示出了按圖7和8的座椅安全帶自動伸縮器10的第四實施方 式的一種變型方案，該變型方案附加地設有相應地構造為彈簧形式的 第一和第二間隔元件58、 60，所述第一和第二間隔元件58、 60用於確 定製動盤18相對於所述第一和第二支撐件20、 42的靜止位置。所述 第一間隔元件58的端部支撐在第一支撐件20的第一區段20，的朝向所 述制動盤18的一側或者說所述制動盤18的對置的一側上。第二間隔 元件60的端部則支撐在第二支撐件42的第一區段42，的朝向所述制動 盤18的一側上或者說所述制動盤18的對置的一側上。必要時，所述 座椅安全帶自動伸縮器10也可以僅僅包括一個間隔元件58、 60。通過所述第一和第二間隔元件58、 60,可以用在結構上比較簡單 的方式方法使所述制動盤18相對於所述第一和第二支撐件20、 42進 行定位並且由此相對於所述固定在第一和第二支撐件20、 42上的第一 和第二摩擦元件22、 22，進行定位。所迷第一和第二間隔元件58、 60 由此必要時與所述復位彈簧44 一起用於在所述摩擦元件22、 22，和制 動盤18之間調節出所期望的氣隙。如圖9所示出的一樣，所迷第一間隔元件58可以在所述第一支撐 件20的第一區段20，的朝向所述制動盤18的一側和所述制動盤18的 對置的一側之間延伸。但是作為替代方案，如圖10a到10c所示，也可 以在軸12中設置圓柱形的穿孔62用於接納所述第一間隔元件58。所 述第一間隔元件58的端部而後支撐在所述第一支撐件20的第一區段 20，的朝向所述制動盤18的一側或者說所述設置在軸12中的穿孔的對 置的端面上。為減少在所述第一間隔元件58的端部和所述第一支撐件20的第 一區段20，之間的摩擦，所述第一間隔元件58可以如圖10b所示通過 球體64支撐在所述第一支撐件20的第一區段20，的朝向所述制動盤18 的一側上。如圖10c所示，所述球體64也可以-波更容易導引的銷釘66 所取代。在座椅安全帶自動伸縮器IO的在圖11中示出的第五實施方式中， 與在圖7到9所示的裝置中的情況相類似，第二支撐件42具有多個垂 直於所述第二支撐件42的第二區段42"延伸的第三區段42，"。但是所 述第三區段42"，沒有在所述第二支撐件42的第二區段42，，的外圓周上 而是在其內圓周上分布地固定在所述第二區段42"上。換句話說，所 述第二支撐件42的第三區段42，"從所述第二支撐件42的第二區段42" 在徑向上朝軸12的方向延伸並且在此穿過相應的縫隙56,所述縫隙 56設置在第一支撐件20的第二區段20"中。如在圖7到9所示的裝置中一樣，如此構造所述縫隙56,使得與 所述第二支撐件42的相應的第三區段42，"共同作用的側面相對於制動 盤18傾斜了一個角度oc並且由此形成傾斜的楔面46。所述第二支撐件 42的第三區段42，"相對於所述制動盤18同樣傾斜了所述角度a。所 述第二支撐件42的每個第三區段42，"的與通過相應的縫隙56構成的 傾斜的楔面46對置的表面由此形成傾斜的楔面48。所述第二支撐件42的第二區段42"平行於所述第一支撐件20的第 二區段20"在一個長度範圍內延伸，該長度足以覆蓋所述設置在第一 支撐件20的第二區段20，，中的縫隙56。由此特別理想地防止所述制動 盤18、摩擦元件22、 22，以及其它布置在所述第一和第二支撐件20、 42之間的部件受到環境影響。在其餘方面，在圖11中示出的座椅安全帶自動伸縮器10的結構 和工作原理相當於在圖7到9中示出的裝置的結構和工作原理。在座椅安全帶自動伸縮器10的在圖12中所示出的第六實施方式 中，外殼件34不再覆蓋安全帶巻筒14,而是僅僅在所述安全帶巻筒 14的外圓周的一部分上延伸。但這個外殼件34繼續用於固定電動機 32。顯而易見，所述座椅安全帶自動伸縮器10的在圖12中示出的實 施方式也可以設有其它結構的、如在圖l或4中示出的外殼件34。就象可以在圖13所示的空間示意圖中最好地看出的，第一支撐件 20具有基本上平行於制動盤18布置的第一區段20，以及基本上垂直於 所述第一區段20，延伸的第二區段20"。從所述第一支撐件20的第二 區段20，，開始，多個第三區段20"，從所述第二區段20"的內圓周在徑 向上朝軸12的方向伸出，其中所述第一支撐件20的第三區段20"，相 對於所述制動盤18傾斜了一個角度a。所述第一支撐件20的每個第三區段20，"的朝向所述第一支撐件20的第一區段20，的表面由此相應 地形成傾斜的楔面46。第二支撐件42包括基本上平行於所述制動盤18布置的第一區段 42，以及基本上垂直於所述第一區段42，延伸的第二區段42"。多個第三 區段42，，，從所述第二區段42"在徑向上向外伸出，其中所述第二支撐 件42的第三區段42，"相對於所述制動盤18同樣傾斜了一個角度a。 由此為所述第一支撐件20的每個第三區段20"，分配了所述第二支撐件 42的相應的第三區段42，"，使得每個傾斜的楔面46與對置的傾斜的 楔面48共同作用，所述楔面48設置在所述第二支撐件42的相應的第 三區段42"，上。在操縱所述電動機32時，所述第一支撐件20按順時針方向相對 於所述第二支撐件42進行扭轉，使得設置在第一支撐件20的第三區 段20，"上的傾斜的楔面46碰到所述設置在第二支撐件42的所屬的第 三區段42"，上的傾斜的楔面48。這就導致所述第一支撐件20在軸向 上朝所述制動盤18移動，使得第一摩擦元件22抵靠在所述制動盤18 上。在其餘方面，在圖12和13中示出的座椅安全帶自動伸縮器10的 結構和工作原理相當於在圖7到9中示出的裝置的結構和工作原理。圖14示出了座椅安全帶自動伸縮器10的第七實施方式，該座椅 安全帶自動伸縮器IO與圖1所示的裝置的不同之處主要在於楔形裝置 的定位。按照圖14，第一支撐件20具有基本上平行於制動盤18布置 的第一區段20，以及基本上垂直於所述第一區段20，圍繞著所述制動盤 18的外圓周延伸的第二區段20"。第二支撐件42包括基本上平行於所述制動盤18布置的第一區段 42，和基本上垂直於所述第一區段42，圍繞著所述制動盤18的外圓周延 伸的第二區段42"並且最後還包括第三區段42"，，該第三區段42，，，從 所述第二區段42，，在徑向上朝軸12的方向伸出並且由此基本上平行於 所述第一區段42，及制動盤18布置。在所述第二支撐件42的第二區段 42，，中，設置了沿所述第二支撐件42的圓周延伸的縫隙68,該縫隙68 被所述第一支撐件20的第一區段20，從中穿過。第一楔塊38布置在所述第一支撐件20的第一區段20，的背向所迷 制動盤18的一側上。與所述第一楔塊38共同作用的第二楔塊40固定在所迷位置固定的第二支撐件42的第三區段42，"的與所述第一支撐件 20的第一區段20，對置的表面上。所述由第一和第二楔塊38、 40組成 的楔形裝置由此不象在所述座椅安全帶自動伸縮器10的此前示出的實 施方式中那樣定位在安全帶巻筒14的區域中，而是定位在所述制動盤 18的背向所述安全帶巻筒14的一側上。在其餘方面，在圖14中示出的座椅安全帶自動伸縮器的結構和工 作原理相當於在圖1中示出的裝置的結構和工作原理。在圖15所示的座椅安全帶自動伸縮器10中，電動機動32不是象 在圖14所示的裝置一樣關於安全帶巻筒14定位在徑向外部，而是布 置在制動盤18的背向所述安全帶巻筒14的一側上。因此在此可以省 去用於固定所述電動機32的外殼件34。第一支撐件20具有基本上平行於所迷制動盤18布置的第一區段 20，以及第二區段20",該第二區段20，，基本上垂直於所述第一區段20， 並且關於包括第一及第二楔塊38、 40的楔形裝置在徑向裡面延伸。如 可以在圖15中看出的，所述第一支撐件20的第二區段20，，是L形部 件的一部分，該部件固定在所述第一支撐件20的第一區段20，上。但 是顯而易見，所述第一支撐件20也可以構造為一體的。第二支撐件42包括基本上平行於所述制動盤18布置的第一區段 42，以及基本上垂直於所述第一區段42，圍繞著所述制動盤18的外圓周 延伸的第二區段42"並且最後包括從所述第二區段42，，在徑向上朝軸 12的方向伸出的第三區段42，"。所述第二支撐件42的第一區段42，剛 性地固定在位置固定的外殼元件69上。在所述第二支撐件20的第二區段20"的內圓周上構造了內齒部 70,該內齒部70與齒輪28的外齒部26共同作用，該齒輪28通過電動 才幾軸30與所述電動機32處於連接之中。在其餘方面，在圖15中示出的座椅安全帶自動伸縮器10的結構 和工作原理相當於在圖14中示出的裝置的結構和工作原理。圖16示出了座椅安全帶自動伸縮器10的第九實施方式,該實施 方式代替電動機32包括直接驅動裝置72。與在圖15中示出的裝置相 類似，第一支撐件20包括基本上平行於制動盤18布置的第一區段20， 以及垂直於所迷第一區段20，並且關於包括第一和第二楔塊38、 40的 楔形裝置在徑向裡面延伸的第二區段20"。但是，第三區段20，"從所述第一支撐件20的第二區段20"也基本上平行於所述制動盤18徑向向 外延伸。如可以在圖16中看出的，所述第一支撐件20的第二和第三 區段20"、 20，"是基本上為U形的部件的組成部分，該部件固定在所 述第一支撐件20的第一區段20，上。但是顯而易見，所迷第一支撐件 20也可以構造為一體的。與圖15所示的裝置相類似，第二支撐件42包括基本上平行於所 述制動盤18布置的並且剛性地固定在位置固定的外殼元件69上的第 一區段42，和基本上垂直於所述第一區段42，圍繞著所述制動盤18的外 圓周延伸的第二區段42"。第三區段42，"從所述第二支撐件42的第二 區段42"在徑向上朝軸12的方向伸出。所述第一支撐件20的第三區段20，"在其朝向所述制動盤18的一 側上栽有多個棒形的磁鐵74，使得所述第 一支撐件20形成所迷直接驅 動裝置72的轉子。環形的定子線圏繞組76固定在所述第二支撐件42 的第三區段42，，，的背向所述制動盤18的一側上。在給所述直接驅動裝置72通上電流時，所述第一支撐件20直接 地也就是說在沒有中間連接傳動裝置的情況下被置於按順時針方向圍 繞著所述旋轉軸線A的旋轉運動之中。在這時，安裝在第一支撐件20 上的第一楔塊38的傾斜的楔面46又碰到安裝在位置固定的第二支撐 件42上的第二楔塊40的傾斜的楔面48,使得所述第一支撐件20在軸 向上朝所述制動盤18移動並且將第一摩擦元件22朝所述制動盤18擠 壓。通過使用直接驅動裝置72,可以省去用於將由所述直接驅動裝置 72產生的驅動力傳遞到所述第一支撐件20上的傳動裝置。除此以外， 通過在所述棒形的磁鐵74和將第一支撐件20在軸向上朝所迷制動盤 18的方向擠壓的定子線圈繞組76之間的吸引力，在所述制動盤18上 產生附加的法向力。在其餘方面，按圖16的座椅安全帶自動伸縮器10的結構和工作 原理相當於在圖15中示出的裝置的結構和工作原理。圖17示出了設有直接驅動裝置72的座椅安全帶自動伸縮器IO的 第十實施方式。但是，與圖16所示的裝置相反，第一支撐件20構造 為盤狀並且在其背向制動盤18的一側上不僅載有第一楔塊38而且載 有所述直接驅動裝置72的多個棒形的磁鐵74。位置固定的第二支撐件42包括基本上平行於所述制動盤18布置 的第一區段42，以及基本上垂直於所述第一區段42，圍繞著所述制動盤 18的外圓周延伸的第二區段42"。從所述第二支撐件42的第二區段 42，，延伸出也基本上平行於所述制動盤18布置的第三區段42"，，該第 三區段42"，在其朝向所述制動盤18的一側上栽有與第一楔塊38共同 作用的第二楔塊40以及所述直接驅動裝置72的定子線圏繞組76。所 述第二支撐件42的第三區段42，"與支承區段78剛性連接，該支承區 段78構成軸12的軸向延長段，其中所迷軸12通過軸承80可旋轉地支 撐在所述第二支撐件42的支承區段78上。如可以在圖17中看出的， 所述第二支撐件42的第一區段42，由位置固定的部件構成，該部件與 構成所述第二支撐件42的第二和第三區段42"、 42，，，及支承區段78 的部件剛性連接。但是顯而易見，所述第二支撐件42也可以構造為一 體的。為確定所述第一支撐件20相對於所述第二支撐件42的第一區段 42，的靜止位置布置了復位彈簧44,該復位彈簧44的端部支撐在所述 第一支撐件20的朝向所述制動盤18的一側或者說所述第一支撐件42 的第一區段42，的朝向所述制動盤18的一側上。所述復位彈簧44、軸 承80和構造為彈簧形式的並且布置在所述第二支撐件42的第一區段 42，和所述制動盤18之間的間隔元件60由此能夠共同地在固定在所述 第一及第二支撐件20、 42上的摩擦元件22、 22，和所迷制動盤18之間 調節出所期望的氣隙。如可以從圖17中看出的，關於所述第一和第二楔塊38、 40在徑 向裡面布置所述直接驅動裝置72,以此可以實現一種特別緊湊的裝置， 在該裝置上不僅能夠很好地防止所述直接驅動裝置72受到環境影響， 而且能夠4艮好地防止所迷楔塊38、 40、第一支撐件20、摩擦元件22、 22，以及所述制動盤18受到環境影響。在給所述直接驅動裝置72通上電流時，所述第一支撐件20就象 在圖16所示的裝置上一樣被相對於所述第二支撐件42置於一種圍繞 著所述旋轉軸線A的旋轉運動之中。在此時，固定在第一支撐件20上 的第一楔塊38的傾斜的楔面46碰到固定在第二支撐件42的第三區段 42"，上的第二楔塊40的傾斜的楔面48，使得所述第一支撐件在軸向上 朝所述制動盤18移動並且將所述第一摩擦元件22朝所述制動盤18擠壓。在其餘方面，在圖17中示出的座椅安全帶自動伸縮器10的結構 和工作原理相當於在圖16中示出的裝置的結構和工作原理。圖18示出了座椅安全帶自動伸縮器10的第十一實施方式，該實 施方式與圖1所示的裝置的不同之處尤其在於所述自行增力裝置的結 構。在按圖18的座椅安全帶自動伸縮器10上，如在圖1所示的裝置 上一樣關於安全帶巻筒14在徑向外面布置了電動機32並且將其固定 在外殼件34上。該外殼件34從位置固定的第二支撐件42的第一區段 42，的背向制動盤18的一側圍繞著所述安全帶巻筒14的外圓周延伸。 此外，所述第二支撐件42具有從第一區段42基本上垂直延伸的第二 區段42"以及也基本上平行於所述制動盤18布置的盤狀的第三區段 42，，，。通過電動機軸30與所迷電動機32相連接的齒輪28從構造在所述 第二支撐件42的第二區段42"中的開口 82中伸出來並且與外齒部24 共同作用，該外齒部24則設置在第一支撐件20的基本上平行於所迷 制動盤18延伸的第一區段20，的外圓周上。此外，定位在第二支撐件 42的第一區段42，和制動盤18之間的第一支撐件20具有基本上構造為 空心圓柱形的並且與所述第一區段20，相連接的第二區段20"。所述第 一支撐件20的第一區段20，在其朝向制動盤18的一側上載有第一摩檫 元件22。第二摩擦元件22，則安裝在所述第二支撐件42的第三區段 42，"的朝向所述制動盤18的一側上。被軸12從中穿過的、構造為空心圓柱形的螺杆84藉助於同樣構 造為空心圓柱形的緊固區段86剛性地固定在所述第二支撐件42的第 一區段42，上。所述螺杆84與螺紋88共同作用，該螺紋88設置在所 述第一支撐件20的構造為空心圓柱形的第二區段20"的內圓周上。在操縱所述電動4幾32時，所述第一支撐件20按順時針方向相對 於所述位置固定的第二支撐件42進行扭轉。在這時，所述設置在第一 支撐件20的第二區段20"上的螺紋88與所述螺杆84共同作用，使得 所述第一支撐件20在軸向上朝所述制動盤移動，也就是說在圖18中 朝右移動。由此將所述第一摩擦元件22朝所述制動盤18擠壓。如果 所述摩擦元件22抵靠在所迷制動盤18上，那麼該制動盤18會由於所 述軸12的浮動支承而與所迷第一支撐件20 —起朝所述第二摩擦元件22，的方向移動，也就是說在圖18中朝右移動，使得所述制動盤18幾 乎沒有遲延地也抵靠在所述第二摩擦元件22，上。通過設置在第一支撐件20的第二區段20"上的螺紋88與所述螺杆 84的共同作用實現一種自行增力效應，這與在上述楔形裝置上的情況 相類似。換句話說，由所述電動機32通過齒輪28導入的輸入力自動 地並且在沒有其它從外面加入的力的情況下得到增強，其中關於在所 述螺紋88與螺杆84共同作用時產生的力平衡可以參照圖3。圖19示出了自行增力裝置的另一種變型方案。在按圖19的座椅 安全帶自動伸縮器10的第十二實施方式中，第二支撐件42包括基本 上平行於制動盤18布置的第一區段42，、基本上垂直於所述第一區段 42，也就是說平行於軸12延伸的第二區段42，，以及也基本上平行於所述 制動盤18布置的第三區段42，，，。所述第二支撐件42的第三區段42，" 與支承區段78剛性連接，該支承區段78構成軸12的軸向延長段。如 可以在圖19中看出的，所述第二支撐件42的第一區段42，由位置固定 的部件構成，該部件則與構成所述第二支撐件42的第二和第三區段 42"、 42"，及支承區段78的部件剛性連接。顯而易見，所述第二支撐 件42也可以構造為一體的。通過電動機軸30與齒輪28相連接的電動機32固定在第二支撐件 42的第二區段42，，的外圓周上。所迷齒輪28從構造在所述第二支撐件 42的第二區段42"中的開口 82中伸出並且與外齒部26共同作用，該 外齒部26則設置在第一支撐件20的外圓周上。盤狀的第一支撐件20 基本上平行於所述制動盤18布置，並且在在其朝向制動盤18的一側 上載有第一摩擦元件22。第二摩擦元件22，安裝在所述第二支撐件42 的第一區段42，的朝向所述制動盤18的一側上。在所述第一支撐件20的背向所述制動盤18的一側上，在所述第 一支撐件20和所述第二支撐件42的第三區段42"，之間設置了球體/斜 坡-裝置90。所述球體/斜坡-裝置90具有第一及第二支承元件92、 94, 在所述第一及第二支承元件92、 94上分別設置了相對於所述制動盤18 傾斜的楔面96、 96，、 98、 98，。所述楔面96、 96，、 98、 98，形成裡面的 和外面的球道，用於對所述傾斜的楔面96、 96'、 98、 98，進行滾動支撐 的球體IOO、 IOO，在所述裡面的和外面的球道中導引。在搡縱所述電動才幾32時，所述第一支撐件20通過齒輪28被相對於所述第二支撐件42置於按順時針的旋轉運動之中。通過所述傾斜的 楔面96、 96，、 98、 98，與球體100、 100，的共同作用，所述球體/斜坡-裝置90隨後使所述第一支撐件20朝所述制動盤18的方向進行軸向移 動，從而將所述第一摩擦元件22朝所述制動盤18擠壓。隨後所述制 動盤18由於所述軸12的浮動支承與所述第一支撐件20—起朝所述第 二摩擦元件22，的方向移動，也就是說在圖18中朝左移動，使得所迷 制動盤18幾乎沒有遲延地也抵靠在所述第二摩擦元件22，上。由於所述傾斜的楔面96、 96，、 98、 98，與球體100、 IOO，的共同作 用，所述球體/斜坡-裝置90具有自行增力的作用，也就是說通過所述 電動機32導入的操縱力就象在上述楔形裝置上一樣自動地增強，其中 關於在所述球體/斜坡-裝置90上產生的力平衡可以參照圖3中的示意 圖。與在圖19中示出的裝置所不同的是，安全帶拉緊器IO的在圖20 中示出的第十三實施方式還附加地具有螺旋彈簧102，該螺旋彈簧102 的端部固定在第二支撐件42的第三區段42，"或者說第一支撐件20上。 所述螺旋彈簧102由此能夠將沿所述第一支撐件20的周向定向的力施 加到所述第一支撐件20上。通過所述螺旋彈簧102,可以改變由在操縱電動機32時在制動盤 18上導入的法向力FN和在該制動盤18上產生的摩擦力FR產生的合力 的方向及數值。原則上，所述合力的方向和數值取決於所述傾斜的楔 面96、 96，、 98、 98，的傾斜角和所述固定在第一和第二支撐件20、 42 上的摩擦元件22、 22，的摩擦係數。為了獲得所述自行增力裝置的最佳 作用，所述合力應該垂直於所述設置在第一支承元件92上的傾斜的楔 面96、 96，定向。因為通過所述螺旋彈簧102可以影響所迷合力的方向 和數值，所以該螺旋彈簧102能夠對傾斜角及所述摩擦元件22、 22，的 摩擦係數與在對所述合力的影響方面最佳的數值之間的偏差進行補 償。作為使用螺旋彈簧92的替代方案，所述摩擦元件22、 22，也可以 由磁性材料製成，用於影響所述由在操縱電動機動32時在制動盤18 上導入的法向力FN和在該制動盤18上產生的摩擦力FR產生的合力的 方向和數值。最後，此外也可以用磁性材料來製造第一支撐件20，用 於改變所述合力的數值或方向。通過有磁性的摩擦元件22、 22，的使用和/或有磁性的第一支撐件20的使用，就象用具有非線性的彈簧特性曲 線的彈簧102 —樣可以非線性地改變所述合力。除此以外，通過所述 由有磁性的摩擦元件22、 22，和/或有磁性的第一支撐件20施加的磁力， 在所述制動盤18上產生一個附加的法向力，該法向力在碰撞情況下用 於增強制動作用並且能夠快速起動所述制動裝置。顯而易見，所述在圖1、 4到9和11到21中示出的裝置的所示出 的和上文詳細解釋的單個特徵可以按期望彼此進行組合。比如在圖1 所示的座椅安全帶自動伸縮器10中，所述電動機32可以由直接驅動 裝置取代。除此以外，所有示出的座椅安全帶自動伸縮器方案可以按 期望設有復位彈簧44以及第一和第二間隔元件58、 60或者螺旋彈簧 102。在所有在附圖中示出的座椅安全帶自動伸縮器10中，制動盤18 不可相對轉動地與安全帶巻筒14的軸12相連接。但與此不同的是， 也可以使制動盤在所述座椅安全帶自動伸縮器正常運行時從安全帶巻 筒軸上脫開並且僅僅在碰撞情況下通過合適的機構比如棘爪機構不可 相對轉動地與所述安全帶巻筒軸相連接。所述制動盤而後可以在其靜 止位置中無氣隙地抵靠在摩擦元件上。
權利要求
1.座椅安全帶自動伸縮器(10)，具有可旋轉的安全帶捲筒(14)、可以不可相對轉動地與所述安全帶捲筒(14)相連接的旋轉元件(18)以及執行器(32；72)，該執行器(32、72)產生操縱力並且作用於至少一個摩擦元件(22、22』)，用於使所述摩擦元件(22、22』)與所述可以不可相對轉動地與所述安全帶捲筒(14)相連接的旋轉元件(18)相嚙合，以便對所述安全帶捲筒(14)的旋轉運動進行制動，其中在所述執行器(32；72)和旋轉元件(18)之間布置了用於對由所述執行器(32；72)產生的操縱力進行自行增力的裝置。
2. 按權利要求l所述的座椅安全帶自動伸縮器，其特徵在於，所 述執行器(32; 72)與電子控制單元相連接，該控制單元設置用於依 賴於至少一個乘客所特有的、汽車所特有的和/或狀況所特有的參數對 所述執行器(32; 72)進行控制，用於與所述參數相匹配地對所述安 全帶巻筒(14)的旋轉運動進行制動。
3. 按權利要求1或2所述的座椅安全帶自動伸縮器，其特徵在於， 所述自行增力裝置包括栽有至少一個第一增力元件(38; 88; 92)的 第一支撐件(20)和載有至少一個第二增力元件(40; 84; 94、 100、 100，)的第二支撐件(42),其中所述第一和第二支撐件(20、 42)由 於由所述執行器(32; 72)產生的操縱力可以相對於彼此扭轉。
4. 按權利要求3所述的座椅安全帶自動伸縮器，其特徵在於，所 述第一增力元件(38; 92)包括傾斜的、具有傾斜角(ot )的楔面(46; 96、 96，)，該楔面(46; 96、 96，)滑動地或者滾動地支撐在所述第二 增力元件(40; 94、 100、 100，)上。
5. 按權利要求4所述的座椅安全帶自動伸縮器，其特徵在於，所 述第 一增力元件(92 )和第二增力元件(94)形成球體/斜坡-裝置(90 )。
6. 按權利要求3所述的座椅安全帶自動伸縮器，其特徵在於，所 述第一增力元件(88)構造為設置在所述第一支撐件(20)上的螺紋 的形式並且所述第二增力元件(84)則構造為螺杆的形式，該螺杆與 設置在第一支撐件(20)上的螺紋(88)共同作用。
7. 按權利要求3到6中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器，其 特徵在於，所述第二支撐件(42)構造為位置固定的並且所述第一支 撐件(20)可以與所迷執行器(32; 72)相連接，用於使所述第一支撐件(20)相對於所述第二支撐件(42)扭轉。
8. 按權利要求1到7中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器，其 特徵在於，所述執行器(32)構造為旋轉的電機的形式並且可以與齒 輪傳動裝置或蝸輪蝸杆傳動裝置(26、 28; 52、 54)相連接。
9. 按權利要求1到8中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器，其 特徵在於，所述執行器(72)構造為直接驅動裝置的形式或者構造為 壓電驅動裝置的形式。
10. 按權利要求1到9中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所迷執行器(32)關於所述安全帶巻筒(14)在徑向外 面與所述安全帶巻筒(14)基本上相鄰地定位。
11. 按權利要求1到10中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所迷執行器(32)關於所述旋轉元件(18)在徑向外面 與所述旋轉元件(18)基本上相鄰地定位。
12. 按權利要求1到10中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所述執行器(32; 72)在所述旋轉元件(18)的背向所 述安全帶巻筒(14)的一側上與旋轉元件(18)基本上相鄰地定位。
13. 按權利要求3到12中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所述第一支撐件(20)可以沿其旋轉軸線(A)的方向移 動地得到支承並且在朝向所述旋轉元件(20)的表面上載有至少一個 第一摩擦元件(22)。
14. 按權利要求1到13中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所述旋轉元件(18)可以沿其旋轉軸線(A)的方向移動 地得到支承。
15. 按權利要求3到14中任一項所迷的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，至少一個第二摩擦元件(22，)安裝在所述第二支撐件(42 ) 的朝向所述旋轉元件(18)的表面上。
16. 按權利要求3到15中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，為調節在所述第一和第二支撐件(20、 42)之間的間距 設置了復位彈簧(44)。
17. 按權利要求3到16中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，為確定所述旋轉元件(18)相對於所述第一和第二支撐 件(20、 42)的靜止位置設置了至少一個間隔元件(58、 60)。
18. 按權利要求6到17中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所述自行增力裝置包括彈簧元件(102)，該彈簧元件(102 ) 設置用於將沿所述第一支撐件(20)的周向定向的力施加到所述第一 支撐件(20)上。
19. 按權利要求1到18中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器， 其特徵在於，所述至少一個摩擦片襯面(22、 22，)由磁性材料製成並 且/或者設有罐形磁鐵，該罐形磁鐵將磁力施加到所述旋轉元件(l8) 和/或第一支撐件(20)上，用於將所述旋轉元件(18)朝所述至少一 個摩擦片襯面(22、 22，)的方向擠壓。
20. 按權利要求1到19中任一項所述的座椅安全帶自動伸縮器在 自適應安全帶系統中的應用。
全文摘要
一種尤其適合用在自適應安全帶系統中的座椅安全帶自動伸縮器(10)，包括可旋轉的安全帶捲筒(14)、可以不可相對轉動地與所述安全帶捲筒(14)相連接的旋轉元件(18)以及執行器(32；72)，該執行器(32；72)產生操縱力並且作用於至少一個摩擦元件(22、22』)，用於使所述摩擦元件(22、22』)與所述可以不可相對轉動地與所述安全帶捲筒(14)相連接的旋轉元件(18)相嚙合，以便對所述安全帶捲筒(14)的旋轉運動進行制動。在所述執行器(32；72)和旋轉元件(18)之間布置了用於對由所述執行器(32；72)產生的操縱力進行自行增力的裝置。
文檔編號B60R22/34GK101272937SQ200680031547
公開日2008年9月24日 申請日期2006年8月29日 優先權日2005年8月30日
發明者D·呂迪克, M·肖特, S·布賴特舒 申請人:威迪歐汽車電子股份公司