带有紧带器的车辆安全带紧束装置

本发明涉及带有紧带器的车辆安全带紧束装置，所述紧带器通 过一个接合件与安全带相接合以缩短其有效长度，而它的致动则靠 车辆碰撞时车辆构件相对于车身的位移来实现。

这类车辆安全带紧束装置是众所周知的，例如，德国专利 DE3131637AL曾公开过这种装置。在车辆猛烈撞击的情况下，车身 的前部将发生变形并伴有发动机/传动组件相对于车身的位移。因 此可通过一根缆索从上述的相对位移中获得拉紧安全带所需的直线 动力。

已有多种公知的紧带器结构，这些紧带器通过一种接合件与安 合带相接合，使安全带从安全带装置中拉出而形成一个圈。德国专 利DE3044951A1所述的紧带器便是一个例子。在该紧带器中，由一 个点火式活塞/气缸装置产生驱动力。

当紧带器的驱动力是从撞车时与车身发生相对位移的车辆构件 中获得时，必须保证与安全带的接合力不能太大。为了限制这一个 力，例如可用它来将车辆构件的位移传到与安合带接合的接合件上 的缆索中设计断点，但是，这个结构断点的尺寸要求十分严格。

高级车辆的安全带紧束装置旨在通过能量转换来减小对安全带 的冲击负荷。这种能量转换系统可以通过设置在安全带与特征零件 之间的传力系统中的限力机构来实现，所述的特征零件能够互相作 相对位移以便在它们受力而作相对位移时使塑性材料发生变形。德 国专利DE3933721A1叙述过一种可达到这一目的的限力器，适合 于装在安全带锁定机构与车身上的固定连接件之间。

但是，当使用上述类型的紧带器时，在车辆构件与接合件间的传 力系统中装上一个限力器是行不通的，因为在车辆构件相对于车身 的位移达到缆索必定先从接合件上脱开的程度之前，乘客不会向前 位移，因而也不会出现所需的能量转换。

本发明提供了一种车辆安全带紧束装置，这种装置无需为拉紧 机构设计尺寸极其严格的断点，即保证接合件能在一个精确限定的 距离内随着带子的拉紧而与车辆构件可靠地脱开，因此有可能装入 一个换力器，以便利用拉紧机构来减小作用在安全带装置中的撞击 载荷。

为此，采用下列办法：在上述类型的安全带紧束装置，在车辆构 件与接合件之间的传力系统中设置了一个去耦机构，该机构含有两 个强制耦合在一起的耦合件、并允许它们在力的作用下作彼此的相 对位移(其意义在于彼此相隔一定距离)，其中，第一耦合件在安全带 的一侧通过拉紧机构的第一部分与接合件相连接，而拉紧机构的第 二部分则在传动端上连接到车辆构件上；设置了第二耦合件和一个 导向机构，该机构支承在车身上并带有一个止动件以限制第二耦合 件在紧带时的位移；在导向机构与耦合件之间设置了防逆动机构， 以防止第二耦合件的任何离开止动件的反向移动。例如，当车辆受 到撞击时，发动机/传动组件相对于车身而移动，这一相对移动由拉 紧机构(具体说是缆索)传到第二耦合件上，使该耦合件向着导向机 构上的止动件移动，如果车辆撞击严重，它便碰到止动件上，并由支 承在车身上的止动件防止第二耦合件作进一步的移动。当发生过载 时，在第二耦合件上的缆索断裂，但是第二耦合件仍留在止动块附近 的位置，因为防逆动机构开始起作用。因此，在第二耦合件精确地移 动一定距离后，安全带装置便与车辆构件脱开。

在一个最佳实施例中，根据上述特性，在第二耦合件与固定在 第一耦合件的拉紧机构部分之间设置一个限力器，由于材料塑性变 形引起限力器的能量变化。为此目的，第一耦合件做成可以滑动地 安装在第二管式耦合件内的活塞，并由该活塞径向向内地支承滚 珠，使其与第二管式耦合件的内壁相接合，并在受力时发生材料塑性 变形后穿入内壁而使第一耦合件与第二耦合件间发生强制传动。 因此，去耦机构与限力器一起构成一个能容易地装在车内的紧凑而 小巧的组件，该组件的所有零件在大量生产中成本都不高，因为它们 对材料和制造公差都没有特别高的要求。

按照本发明的另一个实施例，紧带器在安全带自由移动侧且与 其稍为隔开处设置一个支承件，而在安全带的另一侧，也在稍为隔开 处设置一接合件。当紧带器致动时，接合件移到安全带上，并使其靠 在支承件上，最后，接合件移过支承件，使安全带绕成一个平行于带 子走向的圈。接合件则保持在枢轴托架的两平行臂的第一端部之 间，而在紧带器处于正常状态下，枢轴托架则由支承件的边缘支承， 使其两臂保持与安全带垂直。拉紧机构的第一部分与枢轴托架两臂 的第二端部连接。这种紧带器只需要在车上有很小的空间便可安 装，而且与安全带缓和地接合，故不会损坏安全带。

本发明的其他特征和优点将可通过下文的说明以及所参考的附 图更清楚的了解，附图中：

图1是装在现有安全带装置中的紧带器的局部剖面侧视图；

图2是图1结构的透视图；

图3是现行紧带器处于正常状态的剖视图；

图4是对应于图3的侧视图，简略地示出紧带器致动前的情况；

图5是对应于图1和2的视图，示出紧带器使安全带绕一个圈 的过程；和

图6、7和8是安装在安全带系统中的一种去耦/限力器组件的 纵向剖面图，示出了随着安全带的拉紧在限力时引起的能量转换过 程。

在普通的安全带装置中拽带器10固定在车身底板附近的位 置上，导向件12固定在车身上比乘客头部高一点或低一点的位置 上，在拽带器10和导向件12之间有一条沿直线延伸的安全带14和 一个总是与安全带14相连接的紧带器16。

上述的紧带器16含有一个U形件18，它也固定在车辆的车身 上。U形件18的两个侧壁18a、18b由支承件20连接在一起，从图1 可以看出，支承件20是一个一端带有突缘20a的刚性销，该突缘 20a位于U形件18的侧壁18b的外面，与其相对的销子20的另一 端20b则铆接到侧壁18a上。支承件20通过一个与U形件18的侧 壁18b中的相应凹槽相接合的凸键20c非转动地固定在U形件18 上。

枢轴托架22固定在U形件18上的正常状态如图1、2和3所 示。枢轴托架22带有两个平行臂24、26，它们彼此隔开，但其第一端 则由一个刚性心轴28连在一起，在心轴28上套有一个可自由转动 的辊子30。辊子30构成了紧带器与带子相接合的接合件。在臂24 与26的另一端之间安装了一个可旋动的T形拉索杆32。第一缆索 段34就固定在这个T形拉索杆32上。枢轴托架22由安全销37、 39固定，图1-3示出它的正常位置，而安全销37、39则分别位于U 形件18的侧壁18a、18b和枢轴托架22的臂24、26中互相对准的孔 中。在这种正常状态下，枢轴托架22的臂24、26处于与安全带段14 的运行方向相垂直的位置上。枢轴托架22由其两臂24、26的边缘支 承在支承件20上。支承件20位于安全带段14的一侧、但稍为离开 安全带，辊子30则位于安全带段14的另一侧并与其保持一定距离。 因此，安全带能在支承件20和辊子30之间以及枢轴托架22的两臂 24、26之间无阻碍地导引。

缆索段34导入去耦/限力器组件36(下面将结合图6、7和8更 详细地说明)中、当车辆发生撞击而使车辆构件发生相对于车身(更 具体地说是发动机传动组件)的移动时，第二缆索段38便从去耦/ 限力器组件36通向上述构件。

当紧带器被致动时，便通过缆索段34和T形拉索杆32对枢轴托 架22施加拉力，首先剪断安全销37、39，支承在支承件20上的枢轴 托架22随后先产生摆动，从而引起辊子30开始向导向件12的方 向移动、直到与安全带段14相接触。而后枢轴托架22进一步摆动 而滑过支承件20的表面，并由辊子将带子引导并压在支承件20的 表面上，而后再逐渐偏离而使带子绕到支承件20上。与此同时，枢 轴托架22滑过支承件20的表面(如图4所示)，T型拉索杆附近的 臂24、26的端部撞击到U形件18的底部并由其引导。而后，枢轴托 架22通过支承件20之间被拉出，由于U形件18的底部的引导而 使安全带段14上形成一个圈，这种状态如图5所示。带圈的长度随 着枢轴托架22和拉索杆34的继续向下运动而加长、直到缆索34所 施加的拉力结束为止。

在紧带器被致动之前，拽带器10由其锁紧机构锁定，这种锁紧 机构对车辆和安全带的移动很敏感。因此，在带子被绕圈时，从导向 件12导引到车辆乘客上的安全带段变短。

下面详细说明图6、7和8所示的去耦/限力器组件36。

去耦/限力器组件36含有一个下端带有一个用以支承在车身 上的凸缘50a导管50；一个可移动地套叠在导管50之内的换能管 52；和两个耦合件54、56，位于安全带紧带器一侧的第一耦合件56 连接到缆索段34上，而位于传动侧上的另一个耦合件则连接到缆 索段38上。在导管50带有凸缘50a的端部上，设置了一个衬套50b， 用作换能管52在导管50中移动的止动机构。耦合件56在缆索34 的一侧以压配合的形式形成一个活塞。这个活塞也可以如图中所示 由两个部件构成，也可以用单一部件代替两个部件。耦合件54固定 在换能管52的底部上，其外形上带有一个锥形的斜表面54a，用以 支承锁球58。这些锁球58从换能管52的管壁上的窗口状开口凸出 来而与导管50的内壁相接触。锁球58由橡胶弹性材料制的环件60 预加载而与导管50的内壁相接合，斜面54a的斜度可以选择，以便 使换能管52能够无阻碍地向着用作止动机构的衬套50b的方向移 动，而在相反方向上则由锁球起作用，因为锁球被斜面54a加压而 压向导管50的内壁，结果便使管壁在高载荷下产生变形。而将换能 管锁在导管50上。这种状态如图7所示。

换能管52带有一个第一部分52b和一个第二部分52c，第一部 分52b的外径与导管50的内径相匹配，第二部分52c的直径小一 些，它与导管50的内壁之间形成了一个环形间隙。换能管52的内 面在两部分52b和52c之间形成了一个凸肩。在图6和7所示的位 置上，耦合件56位于这一凸肩与耦合件54之间。耦合件54通常带 有形成一个护罩54d的筒状延伸段。如图6所示，护罩54d的外边 缘起到了限定耦合件56的停止状态的止动器的作用。在这一状态 下，与缆索段34压配合的耦合件56的构件伸入到护罩54d的内部 空间中。耦合件56在背离耦合件54的一端上带有两个径向上彼此 相对的凹槽，每一个凹槽中分别放入滚珠62和64。滚珠62和64 的外圆周从换能管52的52c部分的内表面凸出来。

当在图6所示的正常状态下有一沿图中箭头F1的方向的拉 力作用到缆索段38上时，换能管52便在导管50内沿朝向作为止 动构件的衬套50b的方向移动。在进行这一移动时，换能管52内的 部分52b和52c间的凸肩碰到了滚珠62和64，这样，通过这些滚珠 便使耦合件56也一起移动，再通过缆索34使图1和2所示的安全 带紧带器致动。如果发生中度到重度的车辆撞击，换能管52便移 动直到与衬套50b相碰。当车辆撞击特别严重时，缆索段38可能从 耦合中件54中脱开。在任何情况下，只在换能管52由锁球58阻止 在它相对于导管的位移位置时，便会发生下列如图7所示的拉紧安 全带的情况。在这种状态下，由于车辆的乘客向前移动，便有一个方 向如图中箭头F2所示的拉力作用有缆索段34上。在这一拉力F2 的作用下，首先迫使锁球58与导管50的内壁相接合。当力F2达到 一个临界值时(从这个时候起希望限力)，滚珠62、64克服换能管52 的部分52b和52c间的凸肩的阻力并进入部分52c的管壁中，而使 部分52c的材料发生塑性变形，从而获得了所需的能量转换。此后， 形成一个活塞的耦合件56按图7中箭头F2所示的方向移入到换能 管52中，如图8所示。换能管52的自由端由一个形成耦合件56的 止动机构的径向向里的定向凸缘所封闭。

从图中可以清楚地看出，换能管52的部分52c的管壁的横截面 朝自由端方向逐渐增加，以便获得相应增加的限力值。

在图6所示的正常状态，换能管52可由一个可拆式构件70限 定在导管50上。

因此上述的去耦/限力器组件36具有可靠的使安全带紧带器 与缆索段38或连接到它上面的车辆构件脱开的作用，从而可靠地 保证了不会有过高的力作用在安全带装置上。对于所需的限力和换 能，换能管52上总是有足够长度的52c部分，因为在安全带拉紧之 前是不会发生换能作用的。组件36十分紧凑，它只有少数零件，而且 制造公差要求不高。此外，这种组件也容易装到现有的安全带装置 中。