CN109476279B - 用于机动车的安全带卷收器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的安全带卷收器(10)，具有壳体框架(12)，该壳体框架具有两个对置的侧壁(14、16)，侧壁分别具有一个壁开口(18、20)，所述安全带卷收器具有安全带卷轴(22)，该安全带卷轴可以绕着卷轴轴线(A)旋转，并且沿轴向方向从传感器侧的卷轴端部(24)穿过壳体框架(12)的壁开口(18、20)延伸到相对的、弹簧侧的卷轴端部(26)，所述安全带卷收器还具有壳体盖(28)，该壳体盖与壳体框架(12)牢固连接，壳体盖(28)构成用于弹簧侧的卷轴端部(26)的径向弹性的旋转轴承(30)，安全带卷轴(22)的弹簧侧的卷轴端部(26)在径向方向上无引导地或没有进一步引导地固定在壳体盖(28)上。

Description

用于机动车的安全带卷收器

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的安全带卷收器。

背景技术

这种安全带卷收器由现有技术众所周知，并且广泛用于机动车的车辆乘员约束系统的技术领域。

在传统的安全带卷收器中，安全带卷轴例如在释放位置和锁定位置之间径向可移动地支承在壳体框架中，在释放位置中安全带卷轴可以自由旋转，在锁定位置中安全带卷轴无相对转动地固定在壳体框架上。通常，安全带卷轴在约束情况下首先在传感器侧枢转并且径向运动到其锁定位置中。如果安全带拔出力超过预定值，则安全带卷轴通过径向引导并且克服夹紧装置的弹簧力地也在弹簧侧偏移，而且径向运动到其锁定位置中。

如果安全带卷轴既在传感器侧也在弹簧侧位于其锁定位置，则卷轴轴线再次平行于在安全带卷轴的释放位置中的卷轴轴线延伸。

安全带卷收器的这种结构在制造技术上费用高，并且另外在安全带卷轴的锁定位置中导致，在传感器侧和弹簧侧非常不同的安全带卷轴力矩负荷，这在极端情况下可导致安全带卷轴的过高的、传感器侧的负载。

发明内容

因此本发明的任务在于，实现用于机动车的结构简化的安全带卷收器，在该安全带卷收器中，在约束情况下传感器侧和弹簧侧更加均匀地受负荷。

根据本发明，该任务通过上述类型的安全带卷收器解决，在所述安全带卷收器中，该安全带卷收器包括：壳体框架，该壳体框架具有两个对置的侧壁，所述侧壁分别具有一个带有框架侧的锁定啮合部的壁开口；安全带卷轴，该安全带卷轴能围绕卷轴轴线旋转并且沿轴向方向从传感器侧的卷轴端部穿过壳体框架的壁开口延伸至相对的、弹簧侧的卷轴端部，并且该安全带卷轴具有在传感器侧的卷轴端部上的锁定啮合部和在弹簧侧的卷轴端部上的锁定啮合部；和壳体盖，该壳体盖与壳体框架牢固连接，其特征在于，在弹簧侧的卷轴端部上的锁定啮合部沿着安全带拔出方向以一定角度滞后于在传感器侧的卷轴端部上的锁定啮合部，壳体盖构成用于弹簧侧的卷轴端部的径向弹性的旋转轴承，安全带卷轴的弹簧侧的卷轴端部在径向方向上无进一步引导地固定在壳体盖上，所述径向弹性的旋转轴承与壳体盖一体构成。壳体盖构成用于弹簧侧的卷轴端部的径向弹性的旋转轴承，安全带卷轴的弹簧侧的卷轴端部在径向方向上无引导地(含义为无进一步引导地)固定在壳体盖上。通过旋转轴承的径向弹性的构造，在弹簧侧的卷轴端部径向移位时，回拉力起作用，而在此不会出现在预定路径上引导。弹簧侧的卷轴端部的偏移在此遵循安全带拔出方向，而在弹簧侧的卷轴端部上未设置有另外的引导元件或导轨。换句话说，在壳体盖上未构成有径向引导件，该径向引导件将旋转轴承的径向引导的定向运动并且由此弹簧侧的卷轴端部的径向引导的定向运动固定在安全带卷轴的释放位置和锁定位置之间。取而代之，旋转轴承设计成径向弹性的，并且因此在超过预定的安全带拔出力时允许沿着力的方向的自由径向运动而没有预定或优选的枢转行程。

安全带卷轴的枢转运动在此仅在传感器侧的卷轴端部通过枢转杆围绕定义的旋转点在预先确定的路径上进行。这种引导运动不发生在弹簧侧的卷轴端部上，取而代之的是，弹簧侧的卷轴端部的运动可遵循由相应的安全带拔出方向得出的力方向，并嵌入锁定啮合部。

根据本发明，在此，在弹簧侧的卷轴端部上的锁定啮合部滞后于在传感器侧的卷轴端部上的锁定啮合部，优选沿着安全带拔出方向以4°到10°的角度滞后。由于安全带卷轴的在弹簧侧径向无引导的支承，这个所谓的“滞后角”特别大。

但是，由于该在弹簧侧径向无引导的支承，安全带卷轴也不再强制进入锁定位置，在该锁定位置中卷轴轴线平行于在安全带卷轴的释放位置中的卷轴轴线延伸，从而尽管滞后角相对大，力矩负荷在锁定位置中明显更均匀地分布在传感器侧和弹簧侧上。

优选地，径向弹性的旋转轴承与壳体盖一体构成。这引起安全带卷收器的显著的结构简化，因为在壳体盖中不必设置径向引导的旋转轴承并且不必设置用于径向加载旋转轴承的夹紧装置。

安全带卷收器的壳体盖尤其是可以弹性变形。旋转轴承的径向弹性能以这种方式低耗费地通过壳体盖变形实现，并且能通过壳体盖的材料和材料厚度以期望的方式影响。

在安全带卷收器的一个实施方式中设置传感器装置，该传感器装置构成用于传感器侧的卷轴端部的可径向枢转的旋转轴承。所述传感器装置安装在壳体框架的侧壁上，并且可以将安全带卷轴在传感器侧以已知的方式车辆敏感地或安全带敏感地从释放位置转移到锁定位置中。

根据安全带卷收器的另一实施方式，两个壁开口中的每一个壁开口在其开口边缘处具有一个框架侧的锁定啮合部，在此情况下，框架侧的锁定啮合部在几何结构方面相同地构造。

径向毗邻于两个壁开口的开口边缘地，安全带卷轴可以分别具有一个在圆周方向上环绕的卷轴侧的锁定啮合部。

附图说明

本发明的另外的特征和优点参考附图从优选的实施方式的后续说明中得出。在附图中：

-图1示出根据本发明的安全带卷收器的局部剖开的透视图；

-图2示出根据图1的安全带卷轴器的轴向纵剖面图；

-图3示出根据图2的安全带卷收器的横截面III-III；

-图4示出在一种负荷情况下根据图1至3的安全带卷收器的弹簧侧示意图；

-图5示出在另一负荷情况下根据图1至3的安全带卷收器的另一弹簧侧示意图；

-图6示出根据图1至3的安全带卷轴的传感器侧示意图，其中示出了安全带卷收器的径向偏移；

-图7示出根据图1至3的安全带卷轴的弹簧侧示意图，其中示出了安全带卷收器的径向偏移；

-图8示出根据图6和图7的安全带卷轴的径向偏移的轴向投影，以便测定滞后；

-图9示出根据本发明的安全带卷收器在安全带卷轴的释放位置中的侧视图和俯视图；

-图10示出根据图9的安全带卷收器的侧视图和俯视图，其中，安全带卷轴在传感器侧偏移到锁定位置中；以及

-图11示出根据图9的安全带卷收器在安全带卷轴的锁定位置中的侧视图和俯视图。

具体实施方式

图1至图3示出了用于机动车的安全带卷收器10，其具有壳体框架12，该壳体框架具有两个对置的侧壁14、16，所述侧壁分别具有一个壁开口18、20，所述安全带卷收器具有安全带卷轴22，其可以围绕卷轴轴线A旋转并且沿轴向方向23从传感器侧的卷轴端部24穿过壳体框架12的壁开口18、20延伸至轴向相对的、弹簧侧的卷轴端部26，以及所述安全带卷收器具有壳体盖28，该壳体盖与壳体框架12牢固连接并且构成用于弹簧侧的卷轴端部26的径向弹性的旋转轴承30，其中，安全带卷轴22的弹簧侧的卷轴端部26在径向方向31上无引导地固定在壳体盖28上。

壳体框架12基本上构造成U形的并且具有一个后板32和两个从后板32突出的、相对置的侧壁14、16。当安装在机动车中时，壳体框架12固定地安装到车身(未示出)上，尤其是与车身螺接。根据图1和图2，为此在壳体框架12的后板32中设置有紧固开口34。

安全带卷轴22在轴向上居中地包含用于接纳(未示出的)安全带的卷轴本体36以及轴向在两侧毗邻于卷轴本体36的卷轴凸缘38、40，所述卷轴凸缘在壁开口18、20区域中轴向延伸。

安全带卷轴22的各卷轴凸缘38、40径向毗邻于两个壁开口18、20的开口边缘地分别具有一个沿圆周方向41环绕的、卷轴侧的锁定啮合部42、44，其中，各卷轴侧的锁定啮合部42、44在几何结构方面构造成相同的，但在圆周方向41上相对于彼此转过锁定啮合部42、44的齿距角的一部分。

两个壁开口18、20在其开口边缘处具有相应的框架侧的锁定啮合部46、48，其中，各框架侧的锁定啮合部46、48在几何结构方面构造成不同的，并且在轴向方向23上基本上重合地相继设置。

如图2所示，在传感器侧的卷轴端部24上设置一个安装在壳体框架12上的枢转杆，该枢转杆具有传感器装置50，所述枢转杆构成用于传感器侧的卷轴端部24的径向可枢转的旋转轴承52。该传感器装置50可以以已知的方式车辆敏感地(fahrzeugsensitiv)或安全带敏感地(gurtbandsensitiv)被激活，其中，传感器侧的卷轴端部24在安全带拔出时被激活之后径向偏移。

由此，安全带卷轴22从其释放位置(在该释放位置中，安全带卷轴22在壳体框架12中可绕着卷轴轴线A自由旋转)在传感器侧运动到其锁定位置(在该锁定位置中，卷轴侧的锁定啮合部42嵌接到框架侧的锁定啮合部48中并且传感器侧的卷轴端部24基本上不可相对转动地固定在壳体框架12上)中。

传感器装置50容纳在枢转杆中，该枢转杆支承在壳体框架12上，具体地支承在壳体框架12的侧壁16上。

在安全带卷轴22的弹簧侧的卷轴端部26上设置驱动弹簧56，该驱动弹簧沿着安全带收卷方向58对安全带卷轴22进行加载。为了能够清晰地看到安全带卷轴22在壳体盖28上的对于本发明重要的在弹簧侧的支承，通常设计为螺旋弹簧的驱动弹簧56在图2中仅示意性地示出。

用于安全带卷轴22的驱动弹簧56容纳在壳体盖28中，该壳体盖牢固地与壳体框架12连接，尤其是与壳体框架12的侧壁14连接。

在此，壳体盖28构成用于弹簧侧的卷轴端部26的径向弹性的旋转轴承30，所述弹性的旋转轴承30根据图1和图2与壳体盖28一体构成。在该实施例中，壳体盖28可弹性变形，使得当弹簧侧的卷轴端部26通过壳体盖28的变形径向受载时以及壳体框架12沿着安全带拔出力方向F附加变形(参见图4至图6)的情况下，旋转轴承30可以径向运动。

由于弹簧侧的卷轴端部26在径向方向31上无引导地固定在壳体盖28上，弹簧侧的卷轴端部26与径向弹性的旋转轴承30一起在壳体盖28的变形作用下沿着作用的安全带拉出力F的方向运动。

在此，弹簧侧的卷轴端部26的径向偏移通过卷轴凸缘40在壁开口20中的引导受到限制。为了说明这一点，在图4中示出了负荷情况，在该负荷情况下作用在安全带卷轴22的安全带拔出力F具有向左侧的侧向力分量和/或在该负荷情况下出现安全带卷轴器10向右侧的延迟a、特别是安全带卷收器10的壳体框架12向右侧的延迟a。相反地，图5中示出了一种负荷情况，在该负荷情况下作用于安全带卷轴22的安全带拔出力F具有向右侧的侧向力分量和/或在该负荷情况下出现安全带卷轴器10向左侧的延迟a、特别是安全带卷收器10的壳体框架12向左侧的延迟a。

在这种情况下，安全带拔出力F的方向例如与在约束情况(Rückhaltefall)下位于卷轴本体36上的安全带卷轴的厚度相关地发生变化。

图6示出了安全带卷轴22的传感器侧偏移，其中，在传感器侧的卷轴端部24处的卷轴轴线A从位置A(在安全带卷轴22的释放位置中)围绕在壳体框架12上的一个限定的旋转点P枢转并且占据位置A’(在安全带卷轴22的锁定位置中)。

相反地，图7示出了安全带卷轴22的弹簧侧偏移，其中，在弹簧侧的卷轴端部26处的卷轴轴线A从位置A(在安全带卷轴22的释放位置中)径向沿作用的载荷的方向运动(在图7中例如通过安全带拔出力F竖直向上)并且占据位置A”(在安全带卷轴22的锁定位置)。

在图6和图7中示出的、卷轴轴线A在传感器侧和弹簧侧的不同偏移导致在安全带卷轴22的(传感器侧和弹簧侧的)锁定位置中的卷轴轴线A不再平行于在释放位置中的卷轴轴线A延伸，并且各卷轴侧的锁定啮合部44、46沿圆周方向相对于彼此转过齿距角的一部分。在弹簧侧的卷轴端部26上的锁定啮合部42滞后于在传感器侧的卷轴端部24上的锁定啮合部44的角度在此由传感器侧和弹簧侧的卷轴轴线A的不同偏移引起，其中，该偏移差在图8中显示为滞后e。以这种方式，在安全带卷轴22的锁定位置中实现了在传感器侧和弹簧侧之间的锁定力矩的更均匀的分布。换句话说，弹簧侧的滞后角在锁止侧的相对低的力矩负荷的情况下已经闭合，并且力矩负荷后续分布到传感器侧和弹簧侧上。

图9至图11分别示出了在安全带卷轴22的锁止过程期间安全带卷收器10的侧视图和俯视图。

根据图9，安全带卷轴22位于其释放位置，在该释放位置中该安全带卷轴围绕卷轴轴线A可自由旋转地支承在壳体框架12中。从该释放位置出发，在激活传感器装置50时，安全带卷轴22首先仅在传感器侧引导到其锁定位置中。在弹簧侧，安全带卷轴22在其设计为圆锥轴承(Spitzlagerung)的旋转轴承30中具有一个铰接座。

图10示出了安全带卷收器10的一种状态，在该状态下，卷轴侧的锁定啮合部42与框架侧的锁定啮合部46嵌接并且传感器侧的卷轴端部24基本上无相对转动地固定在壳体框架12上。随着安全带拔出力F的进一步增加，安全带卷轴22由于壳体盖28的变形也在弹簧侧上偏移。在此，弹簧侧偏移的方向在没有径向引导的情况下实现并且高度相关于安全带拔出力F的方向。因此，在弹簧侧的卷轴端部26上的锁定啮合部42滞后于在传感器侧的卷轴端部24上的锁定啮合部44的角度必须非常大并且为4°至10°。

根据图11，卷轴侧的锁定啮合部44也嵌接到框架侧的锁定啮合部48中，使得安全带卷轴22既在传感器侧又在弹簧侧到达其锁定位置。在安全带卷收器10(图11，底部)的俯视图中清楚地示出，根据图11在锁定位置中的卷轴轴线A相对于根据图9在释放位置中的卷轴轴线A以角度α倾斜。通过该倾斜角α补偿滞后e(参见图8)。与此相应地，在传感器侧和弹簧侧约束情况下产生比在安全带卷收器10的下述情况下更加平衡的力矩负荷，在该情况下安全带卷轴22通过弹簧侧的径向引导强制进入平行于释放位置的锁定位置。

Claims (6)

1.用于机动车的安全带卷收器，该安全带卷收器包括：

壳体框架(12)，该壳体框架具有两个对置的侧壁(16)，所述两个对置的侧壁分别具有一个带有框架侧的锁定啮合部(46、48)的壁开口(18、20)；

安全带卷轴(22)，该安全带卷轴能围绕卷轴轴线(A)旋转并且沿轴向方向从传感器侧的卷轴端部(24)穿过壳体框架(12)的壁开口(18、20)延伸至相对的、弹簧侧的卷轴端部(26)，并且该安全带卷轴具有在传感器侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(42)和在弹簧侧的卷轴端部(26)上的锁定啮合部(44)；和

壳体盖(28)，该壳体盖与壳体框架(12)牢固连接，

其特征在于，在弹簧侧的卷轴端部(26)上的锁定啮合部(44)沿着安全带拔出方向以一定角度滞后于在传感器侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(42)，

壳体盖(28)构成用于弹簧侧的卷轴端部(26)的径向弹性的旋转轴承(30)，

安全带卷轴(22)的弹簧侧的卷轴端部(26)在径向方向上无进一步引导地固定在壳体盖(28)上，

所述径向弹性的旋转轴承(30)与壳体盖(28)一体构成。

2.根据权利要求1所述的安全带卷收器，其特征在于，所述壳体盖(28)能弹性变形。

3.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其特征在于，设置有传感器装置(50)，该传感器装置构成用于传感器侧的卷轴端部(24)的能径向枢转的旋转轴承(52)。

4.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其特征在于，两个壁开口(18、20)中的每一个壁开口在其开口边缘处具有框架侧的锁定啮合部(46、48)，各框架侧的锁定啮合部(46、48)在几何结构方面构造成相同的并且沿轴向方向基本上重合地相继设置。

5.根据权利要求1或2所述的安全带卷收器，其特征在于，所述安全带卷轴(22)径向毗邻于两个壁开口(18、20)的开口边缘地分别具有一个沿圆周方向环绕的、在传感器侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(42)和在弹簧侧的卷轴端部(26)上的锁定啮合部(44)，在传感器侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(42)和在弹簧侧的卷轴端部(26)上的锁定啮合部(44)在几何结构方面构造成相同的，但在圆周方向上相对于彼此转过齿距角的一部分。

6.根据权利要求5所述的安全带卷收器，其特征在于，在弹簧侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(44)沿着安全带拔出方向以4°到10°的角度滞后于在传感器侧的卷轴端部(24)上的锁定啮合部(42)。

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