專利名稱：安全帶卷張緊器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛的安全帶裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種高比率(ratio)的旋轉安全帶卷張緊器(web spool tightener)，其具有完全嚙合的行星齒輪系機構，從而在碰撞情況下提供旋轉驅動以張緊座椅安全帶的帶。
背景技術：
汽車裝備有座椅安全帶裝置。在座椅安全帶系統(tǒng)中安裝預張緊裝置，以在突然的碰撞或事故中約束車輛中座位的乘員。預張緊器的功能在于，在車輛突然和快速減速的情況下，通過使其上卷繞有座椅安全帶的帶的預張緊裝置的軸快速轉動而向座椅安全帶施加張力以消除松弛，從而將乘員約束在座位上。
近來，對用于座椅安全帶的高比率預張緊器的需求日益增加。一種典型的預張緊器具有容納在氣體發(fā)生器中的爆炸裝置(煙火裝料(pyrotechnical charge))，該裝置在突然碰撞的情況下起爆，并且產生的驅動力和爆炸產生的氣壓用于驅動齒輪機構以使安全帶卷轉動。
已知另一種轉動型預張緊器，其中使用球體來驅動齒輪機構。齒輪機構又連接至預張緊器的主軸，在車輛突然減速時通過球體在齒輪機構上的撞擊產生的驅動而使預張緊器的主軸轉動。
美國專利5,699,976公開了一種具有齒輪機構的預張緊器，該齒輪機構包括恒星齒輪、行星齒輪、內齒輪、凸輪裝置和帶有齒條的活塞，該活塞用于驅動凸輪裝置，凸輪裝置又驅動齒輪系統(tǒng)。在該齒輪機構中，在正常狀態(tài)下所有的齒輪不完全嚙合。使用一組銷來支撐受剪切的行星齒輪，之后行星齒輪與內齒輪嚙合。
US 5881962教授了一種帶有回卷器(retractor)的安全帶轉動張緊裝置，其具有外殼、支撐在外殼中的軸、以及與該軸連接以使該軸旋轉的驅動輪。外殼還包括用于質量體(mass body)的通道；在突然碰撞時，這些質量體在加速的情況下用于驅動驅動輪，并最終驅動所述軸以張緊座椅安全帶的松弛。使用收集容器來收集從外殼排出的質量體。
US 6532739描述了一種預張緊器，其具有容納在一管內的多個球體，該管連接至活塞和氣體發(fā)生器。在碰撞時，所述球體與齒輪機構接觸而產生轉動動作。氣體釋放孔位于所述管內以排放氣體。避免了質量體在齒輪內的撞擊，而另一方面由于主軸僅轉動一轉，因此預張緊行程較小。
另外，已知的預張緊器通常具有在100-150mm范圍內的安全帶拉動(web-pulling)能力。然而，為了完成獲得200mm范圍內的安全帶拉動能力的任務，需要一種具有高比率預張緊的緊湊型安全帶卷張緊器。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種座椅安全帶的緊湊型安全帶卷張緊器，其具有完全接合且無撞擊的齒輪系機構，該機構能夠在車輛快速減速時提供座椅安全帶的顯著預張緊。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種安全帶拉動能力達到200mm的、高比率的安全帶卷張緊器。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種安全帶卷張緊器，其具有數(shù)量大大減少的質量體，這些質量體作為用于產生用于齒輪系的驅動的驅動裝置。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種安全帶卷張緊器，其具有徑向可動活塞，該活塞與齒輪系的中央齒輪接合，以在從驅動裝置接收驅動時實現(xiàn)齒輪系的旋轉運動。
本發(fā)明的又一目的在于，減少所述齒輪系中的齒輪裝置的數(shù)量，從而在不損失能量的情況下實現(xiàn)高比率。
本發(fā)明的目的還在于提供一種齒輪比系統(tǒng)(gear ratio system)，可以容易地修改該系統(tǒng)以提高安全帶卷張緊器的預張緊性能。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種安全帶卷張緊器，其不需要容器來存儲排出的球形質量體。
本發(fā)明提供了一種高比率的安全帶卷張緊器，其具有連續(xù)嚙合的行星齒輪系，該齒輪系包括中央齒輪，該中央齒輪與作為驅動件的外齒輪以及作為從動齒輪件的內齒輪嚙合，以在施加驅動時通過離合器使回卷器的主軸旋轉。本發(fā)明的另一方面在于提供一種預張緊裝置(pretensioning engine)，其具有完全嚙合的齒輪系機構，該機構從通過煙火加速的、數(shù)量減少的驅動裝置接收驅動，用于使安全帶預張緊。本發(fā)明的又一方面在于提供一種高比率的安全帶卷張緊器，其具有可動活塞以向齒輪系提供旋轉驅動。


圖1表示安全帶卷張緊器的分解圖，該安全帶卷張緊器具有可動活塞、行星齒輪系和作為驅動裝置的質量體；圖2提供了安全帶卷張緊器的另一分解圖；圖3表示在正常狀態(tài)下的齒輪系和活塞的完全嚙合布置，以及在預張緊階段之前安全帶的狀態(tài)；圖4表示在安全帶卷預張緊之后，卷回的安全帶的位置以及質量體、活塞和齒輪系的位置；圖5表示在預張緊階段之前的齒輪系的立體圖；圖6表示在預張緊階段之后的齒輪系的立體圖；和圖7、圖8和圖9表示帶有銷的可動活塞以及該活塞與中間齒輪的接合的立體圖。
具體實施例方式
因此，本發(fā)明提供了一種預張緊裝置，其使座椅安全帶回卷器的卷軸轉動以張緊所述預張緊裝置所包括的座椅安全帶。
首先，參照圖1、2和3，將具有外殼2的安全帶卷張緊器1安裝在車輛中的座位附近，所述張緊器具有一對彼此平行直立的壁2a和2b。主軸3可轉動地安裝在外殼2的側壁之間，該主軸具有主軸端3a和另一端3b。將安全帶14繞在主軸3上以為座椅安全帶系統(tǒng)提供抽出和回卷。主軸3的主軸端3a與中央齒輪9可轉動地嚙合。中間齒輪10與中央齒輪9嚙合。中央齒輪9中布置有離合器棘齒9a，并且蓋13中布置有相應的安全銷15。殼體11具有帶有固定環(huán)形齒輪11a的殼體配合面11b，環(huán)形齒輪11a通過從殼體11刻出凸起而刻出(carved out)，這些凸起與中間齒輪10連續(xù)嚙合。殼體環(huán)形插口11c引導中央齒輪9的凸起9b，確保主軸軸線與中央齒輪軸線之間的同軸性。一組螺釘12用于將殼體11和蓋13固定到回卷器的壁2b上。蓋孔13a用于將蓋13固定到框架壁2b上。導向槽11d布置在殼體11中，另一導向槽13b布置在蓋13中，用于引導中間齒輪10和活塞8的徑向運動。因此，形成包括中央齒輪、中間齒輪和環(huán)形齒輪的完全嚙合的齒輪系系統(tǒng)，以在車輛突然減速的情況下向主軸提供無撞擊旋轉運動?？s短的導管4容納在殼體11中，其在一端上具有氣體發(fā)生器5a，該端還與為感測和觸發(fā)煙火裝料而布置的引爆管5連通。所述導管延伸穿過殼體11的開口11e，并在殼體11的底端具有出口。數(shù)量大大減少的多個質量體7用作驅動裝置，其串聯(lián)布置在導管4中，并由煙火裝料加速。呈柱形的主驅動裝置6在由高抗拉塑性材料制成的一側6a上具有布置成用于接收煙火裝料的平整表面，并在另一側6b上具有球形表面，該球形表面布置在用作輔助驅動裝置7的其它球形質量體附近。在正常和加速情況下，輔助驅動裝置的末尾構件都由布置在導管開口的底入口處的可動活塞8的球形頭抵靠，并且活塞的另一端具有兩個臂端8a，以通過可轉動銷10a保持中間齒輪10?？蓜踊钊?在任一端8a和8b在導向槽11d和13b上被引導的情況下行進，從而為齒輪系提供軌道路徑和快速旋轉驅動。提供該軌道路徑不僅為了將齒輪系定位在徑向同軸的路徑上，還為了防止在快速加速期間齒輪系脫軌。
具體參照圖3和圖4的安全帶卷張緊器的功能位于封閉室，即管內的煙火裝料通過來自電子控制單元(ECU)或機械感測的高‘g’傳感器的信號而點燃。煙火裝料的能量通過管4傳遞至串聯(lián)布置的驅動裝置7。與驅動裝置流動連通的活塞8驅動齒輪系，該齒輪系又與主軸3接合以使其快速轉動，從而使安全帶卷回卷。因為該齒輪系的齒輪比為1∶4，所以活塞8的140°旋轉使中央齒輪9轉過兩轉，這足以將安全帶14向后拉動大約200mm，如圖3和圖4中分別所示。如圖4所示的安全帶回卷(retraction)16表示高比率的預張緊。
下面參照圖5和圖6，圖5表示在正常狀態(tài)下完全嚙合的齒輪系系統(tǒng)9，10和11a連同保持質量體7的縮短導管4一起的布置。圖5還表示在正常和加速狀態(tài)期間向齒輪系提供軌道路徑和旋轉驅動的導向槽11d。
安全帶運動16表示如圖3和圖4所示的預張緊之前和之后的狀態(tài)。
參照圖6，主驅動裝置6的平整表面在接收到來自煙火裝料的驅動時驅動另一驅動裝置7，所述驅動裝置7又驅動可動活塞8。被加速的活塞8然后在導向槽11d和13b上以軌道運動行進，這為齒輪系提供旋轉驅動，該驅動又快速地使卷繞在主軸(本圖中未示出)上的安全帶卷回卷用于高比率預張緊。
可選地，還可以使用不同類型的活塞17，其具有兩端，一端具有保持中間齒輪10的兩個臂17a，另一端為球形并與加速體7緊密接觸。
因此，本發(fā)明提供了一種高比率的活塞驅動安全帶卷張緊器，用于在車輛突然減速時張緊座椅安全帶的安全帶卷以將乘員約束在座位上，所述安全帶卷張緊器包括殼體；固定的環(huán)形齒輪，通過在所述殼體內表面上刻出凸起而刻出；帶凸起的中間齒輪，其可轉動地與所述固定的環(huán)形齒輪嚙合以提供旋轉驅動；帶有離合器裝置的中央齒輪，用于與主軸接合以實現(xiàn)在突然減速時安全帶的突然回卷，所述中央齒輪外表面上的凸起與所述中間齒輪可轉動地嚙合以接收來自所述中間齒輪的驅動，所述環(huán)形齒輪、中間齒輪和中央齒輪嚙合在一起，從而形成不僅在正常運行期間，而且在車輛快速減速期間都連續(xù)嚙合的齒輪系系統(tǒng)；主驅動裝置，在一側具有平整表面以接收煙火裝料，而在與其它驅動裝置接觸的一側具有球形表面；數(shù)量大大減少的輔助驅動裝置，容納在縮短的導管內，以向所述連續(xù)嚙合的齒輪系系統(tǒng)提供來自煙火裝料的旋轉驅動；以及可動活塞，其具有在所述導管出口附近抵靠所述輔助驅動裝置的球形端，而另一端具有兩個臂，用于通過可轉動銷保持所述中間齒輪，從而在所述可動活塞通過所述驅動裝置加速時向所述齒輪系系統(tǒng)提供無撞擊旋轉運動。
本發(fā)明的一個實施例，其中無撞擊齒輪系在車輛突然減速時向安全帶卷張緊器的主軸提供驅動用于預張緊安全帶。
本發(fā)明的另一實施例，其中所述齒輪系系統(tǒng)具有無剪切嚙合布置。
又一實施例，其中所布置的主驅動裝置從這樣的柱體選擇，該柱體在一側具有平整表面，而在與其它驅動體接合的一側具有凹入表面。
本發(fā)明的另一實施例，其中所述主驅動裝置由高抗拉塑性材料制成。
本發(fā)明的又一實施例，其中所述輔助驅動裝置從滾動質量體選擇。
在本發(fā)明的另一實施例中，滾動質量體的數(shù)量減少了大約50％。
另外，在本發(fā)明的另一實施例中，驅動裝置的數(shù)量減少，導致容納滾動質量體的導管尺寸減小大約一半。
本發(fā)明的又一實施例，其中所述可動活塞帶有銷，用于在通道內可轉動地引導該活塞，從而實現(xiàn)所述齒輪系的快速旋轉運動。
在另一實施例中，其中在安全帶卷張緊器的殼體內設置有通道，從而在運動的同時引導所述可動活塞，并且保持因所述活塞的快速徑向運動而導致齒輪系的軌道位置。
另外，一種安全帶卷張緊器，其中由于即使在高比率預張緊導致的預張緊之后，驅動裝置也保持在它們的位置，因此在所述預張緊裝置中未使用容器或收集室。
在另一實施例中，可通過適當?shù)馗淖凖X輪比和驅動裝置的數(shù)量來提高預張緊的比率。
優(yōu)點1、本發(fā)明的安全帶卷張緊器具有改進的安全帶卷入(pay-in)。
2、避免了與其它預張緊裝置相關聯(lián)的齒輪嚙合問題。
3、本發(fā)明的安全帶卷張緊器是緊湊型且簡單的旋轉單元。
4、本發(fā)明的安全帶卷張緊器具有在200mm范圍內的安全帶卷的高比率預張緊。
5、本發(fā)明的安全帶卷張緊器沒有容器或收集室，因為即使在高比率預張緊導致的預張緊之后驅動裝置也保持在它們的位置。
權利要求
1.一種高比率的活塞驅動安全帶卷張緊器，用于在車輛突然減速時張緊座椅安全帶的安全帶卷以將乘員約束在座位上，所述安全帶卷張緊器包括殼體；固定的環(huán)形齒輪，通過在所述殼體內表面上刻出凸起而刻出；帶凸起的中間齒輪，其可轉動地與所述固定的環(huán)形齒輪嚙合以提供旋轉驅動；帶有離合器裝置的中央齒輪，用于與主軸接合以在突然減速時實現(xiàn)安全帶的快速回卷，所述中央齒輪外表面上的凸起與所述中間齒輪可轉動地嚙合以接收來自所述中間齒輪的驅動；所述環(huán)形齒輪、中間齒輪和中央齒輪嚙合在一起，從而形成不僅在正常運行期間，而且在車輛快速減速期間都連續(xù)嚙合的齒輪系系統(tǒng)；主驅動裝置，其在一側具有平整表面以接收煙火裝料，而在與其它驅動裝置接觸的一側具有球形表面；數(shù)量大大減少的輔助驅動裝置，容納在縮短的導管內，以接收來自所述主驅動裝置的驅動，并向所述連續(xù)嚙合的齒輪系系統(tǒng)提供來自煙火裝料的快速旋轉驅動；以及可動活塞，其具有在所述導管出口附近抵靠所述輔助驅動裝置的球形端，而另一端具有兩個臂，用于通過可轉動銷保持所述中間齒輪，從而在所述可動活塞通過所述主驅動裝置和輔助驅動裝置加速的情況下向所述齒輪系系統(tǒng)提供無撞擊旋轉運動。
2.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述齒輪系系統(tǒng)具有無剪切嚙合布置。
3.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述主驅動裝置從這樣的柱體選擇，該柱體在一側具有平整表面，而在與其它輔助驅動裝置接合的一側具有凹入表面。
4.如權利要求3所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述主驅動裝置由高抗拉塑性材料制成。
5.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述輔助驅動裝置從滾動質量體選擇。
6.如權利要求5所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，用作輔助驅動裝置的質量體的總數(shù)量減少大約50％，并在4至7個的范圍內。
7.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，輔助驅動裝置的數(shù)量減少，導致容納所述主驅動裝置和輔助驅動裝置的導管的尺寸成比例地減小大約一半。
8.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，可通過適當?shù)馗淖凖X輪比和驅動裝置的數(shù)量來提高預張緊的比率。
9.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述安全帶卷的高比率預張緊可達200mm。
10.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述無撞擊齒輪系在車輛突然減速時向安全帶卷張緊器的主軸提供驅動，用于預張緊安全帶。
11.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，所述可動活塞帶有一銷，用于在通道內可轉動地引導該活塞，從而實現(xiàn)所述齒輪系的快速旋轉運動。
12.如權利要求1所述的安全帶卷張緊器，其特征在于，在所述殼體內設置通道，從而在運動的同時引導所述可動活塞，并且保持因所述活塞的快速徑向運動導致所述齒輪系的軌道位置。
全文摘要
一種緊湊型安全帶卷張緊器，用于實現(xiàn)座椅安全帶的安全帶的高比率預張緊，具有連續(xù)嚙合的行星齒輪系系統(tǒng)(9，10，11)，其在正常和突然減速的狀態(tài)下都嚙合，以向主軸(3)提供無撞擊旋轉驅動，用于張緊座椅安全帶的安全帶(14)；和數(shù)量減少的驅動裝置(17)，串聯(lián)布置在較短導管內并與活塞(6)流動連通，從而在車輛突然減速時向齒輪系提供旋轉驅動。
文檔編號B60R22/46GK1902068SQ03827167
公開日2007年1月24日 申請日期2003年9月16日 優(yōu)先權日2003年9月16日
發(fā)明者比容·納格, 蘇達薩南·蘭加拉簡, 維賈伊·克里希納帕·謝蒂 申請人:奧特立夫Ifb印度有限公司