CN108025701B - 用于安全带拉紧器的耦联装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆中的安全带拉紧器(10)的耦联装置(18)，包括：输入元件(26)和输出元件(34)，所述输入元件和输出元件能围绕一个共同的转动轴转动；耦联元件(28)，所述耦联元件围绕枢转轴(30)在初始位置与接合位置之间可枢转地安装在输入元件(26)上并且在所述接合位置中将所述输入元件(26)与输出元件(34)耦联；以及控制元件(36)，在所述输入元件(26)沿转动方向(D)相对于控制元件(36)转动时所述控制元件使耦联元件(28)在初始位置与接合位置之间运动，其中，在所述控制元件(36)上设有接合几何结构(40)，所述接合几何结构能够与背离于转动轴的、在耦联元件(28)的控制区段(39)上设置的接合面(41)配合作用，以便使耦联元件(28)从初始位置运动到接合位置中。

Description

用于安全带拉紧器的耦联装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆中的安全带拉紧器的耦联装置，所述耦联装置包括输入元件和输出元件，所述输入元件和输出元件能围绕一个共同的转动轴转动，所述耦联装置包括耦联元件，所述耦联元件围绕枢转轴在初始位置与接合位置之间可枢转地安装在输入元件上，并且在接合位置中将所述输入元件与输出元件耦联，并且所述耦联装置包括控制元件，在所述输入元件沿转动方向相对于控制元件转动时，所述控制元件使耦联元件在初始位置与接合位置之间运动，其中，在所述控制元件上设有接合几何结构，所述接合几何结构能够与背离于转动轴的、在耦联元件的控制区段上设置的接合面配合作用，以便使耦联元件从初始位置运动到接合位置中。

背景技术

可逆的安全带拉紧器具有驱动装置，该驱动装置能够借助耦联装置与安全带卷轴的卷收器轴耦联。在安全带卷收器的常规运行中，安全带卷轴与该驱动装置脱耦，使得安全带能够无阻碍地在该安全带卷轴上卷绕或从该安全带卷轴退绕。在拉紧情况下，驱动装置通过耦联装置与该安全带卷轴耦联，使得安全带能够卷绕到该安全带卷轴上并且因此被拉紧。

这种用于安全带拉紧器的耦联装置例如在DE102011119343A1中示出。该耦联装置具有构成为盘形件的输入元件、输出元件以及耦联元件，该输入元件持久地与驱动装置耦联，该输出元件与安全带卷轴耦联，该耦联元件能够将输入元件与输出元件耦联。此外设有控制元件以及控制杆，该控制元件在输入元件相对于输出元件运动时使耦联元件运动到接合位置中，在该接合位置中所述输入元件与输出元件耦联，所述控制杆能够使控制元件位置固定地保持。在拉紧情况下，输入元件通过驱动装置运动、即转动。控制杆嵌接在控制元件上并且使该控制元件位置固定地保持，使得受驱动的输入元件连同耦联元件一起相对于控制元件移动。由此，耦联元件运动到接合位置中，输入元件与输出元件在该接合位置耦联。

然而，在已知的耦联装置中，为了使耦联元件运动到接合位置中，需要输入元件相对于控制元件相对大的转动角度。由此，耦联元件首先与输入元件一同转动，由此可能导致，出现安全带卷轴侧的啮合部与离合器爪上的啮合部的“齿对齿位置(Zahn-auf-Zahn-Stellung)”。由此，所述啮合部受到明显更强的负荷。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于安全带拉紧器的耦联装置，该耦联装置能够使耦联元件较快速地接合到接合位置中，以降低耦联装置在拉紧情况下的负荷。

为了解决该任务，设置用于在车辆中的安全带拉紧器的耦联装置，所述耦联装置包括输入元件和输出元件，所述输入元件和输出元件能围绕一个共同的转动轴转动，所述耦联装置包括耦联元件，所述耦联元件围绕枢转轴在初始位置与接合位置之间可枢转地安装在输入元件上，并且在所述接合位置中将所述输入元件与输出元件耦联，以及所述耦联装置包括控制元件，在所述输入元件沿转动方向相对于控制元件转动时，所述控制元件使耦联元件在初始位置与接合位置之间运动。在所述控制元件上设有接合几何结构，所述接合几何结构能够与背离于转动轴的、在耦联元件的控制区段上设置的接合面配合作用，以便使耦联元件从初始位置运动到接合位置中。根据本发明，在所述耦联元件的初始位置中，在所述接合几何结构与接合面的接触点上相对于所述接合面切向延伸的平面相对于通过所述耦联元件的枢转轴与所述转动轴限定的平面沿转动方向转动了至少90°的角度、尤其以大于135°的角度。

通过所述接合面的根据本发明的几何结构或布置，在输入元件相对于控制元件的转动角度相比于现有技术而言明显更小的情况下实现耦联元件到接合位置中的枢转。通过耦联元件的快速接合，该耦联元件不再沿转动方向相对于输出元件运动，而是在直线的或相反于转动方向的例如螺旋形的运动轨迹上朝向输出元件引导，使得耦联元件的啮合部弧形地围绕设置在输出元件上的啮合部的齿部引导并且相反于转动方向朝向这些齿部引导。因此，根据本发明的耦联装置能够实现耦联元件的明显更快速的接合并且因此输入元件能够与输出元件更快速地耦联。

所述耦联元件从初始位置到接合位置的枢转优选在所述输入元件相对于控制元件的转动角度小于20°的情况下进行，使得输入元件与输出元件的耦联非常快速地进行。

在输出元件上设置有带动啮合部，并且在耦联元件上设有啮合部，在接合位置中所述啮合部与带动啮合部配合作用，其中，所述啮合部与耦联元件的枢转轴的间隔大于所述接合面与枢转轴的间隔。根据本发明的效果(据此实现耦联元件明显更快速地枢转到接合位置中)，取决于啮合部在耦联元件上的定位。如果耦联元件的啮合部比接合面更远离于枢转轴，那么在接合面径向向内、即朝向接合位置方向运动时实现啮合部朝向输出元件的带动啮合部的尺寸更大的、即更快速的运动。因此实现耦联元件还更快速的接合。

所述带动啮合部优选相对于转动轴径向向外地定向，并且所述耦联元件相对于转动轴从径向外部接合到带动啮合部中。因此，所述耦联元件径向向内枢转。在这种构造中，所述控制元件例如可以具有环状区段并且所述接合几何结构相对于转动轴径向从外部贴靠在接合面上。

为了使所述耦联元件在拉紧过程结束之后运动回到初始位置(在该初始位置中，输入元件不与输出元件耦联)，在所述控制元件上优选设置有脱接几何结构。所述脱接几何结构作用在耦联元件的脱接面上。所述接合面例如设置在控制区段的径向外侧上，并且所述脱接面设置在控制区段的径向内侧上。所述脱接面与接合面例如在它们之间限定一个板片，该板片构成控制区段。因为脱接面与接合面具有距耦联元件的枢转轴相同的间隔并且可相对彼此尤其平行地延伸，所以脱开过程类似于接合过程那样快速地进行。

所述输入元件与控制元件构成为盘状的或环状的。这实现耦联装置的非常紧凑的结构。所述输入元件与控制元件优选具有相同的转动轴，使得它们能够彼此嵌套地设置。

所述输入元件与控制元件优选通过弹簧元件相互耦联，其中，所述弹簧元件在接合位置中是预紧的。在耦联装置或耦联元件的初始位置中，弹簧元件不预紧或仅少量预紧。在输入元件相对于控制元件转动时，即在耦联装置激活时，所述弹簧元件在耦联元件枢转到接合位置期间进一步预紧，使得控制元件相对于输入元件加载到输出位置中。在拉紧过程与输入元件的驱动结束之后，输入元件反向于转动方向地相对于控制元件运动，使得耦联元件通过脱接面和脱接几何结构运动回到初始位置中。因此不需要附加的驱动装置，以使耦联元件从接合位置运动到初始位置中。

此外，优选设置有环状的壳体，其中，容纳部沿着周边方向包围所述控制元件。

附图说明

其它的优点和特征在后续说明中结合附图给出。在附图中：

图1示出具有根据本发明的耦联装置的安全带拉紧器；

图2示出图1的耦联装置的细节图；

图3示出现有技术中的耦联装置。

具体实施方式

在图1中示出用于安全带卷轴12的安全带拉紧器10。机动车的安全带的带部件14能够沿转动方向卷绕在安全带卷轴12上。通过安全带拉紧器10，在约束情况下通过如下方式拉紧带部件14：驱动装置16通过耦联装置18与安全带卷轴12耦联，由此使安全带卷轴12沿转动方向D受载。

驱动装置16具有驱动马达20，该驱动马达包括与圆柱齿轮传动装置24耦联的马达齿轮22。圆柱齿轮传动装置24与耦联装置18的输入元件26耦联。输入元件26通过围绕安全带卷轴12的转动轴27可转动的盘形件(参见图2)构成。在输入元件26的外周边上设置有啮合部，圆柱齿轮传动装置24嵌入到该啮合部中。

此外，在输入元件26上设有耦联元件28，在该示出的实施形式中是耦联杆，该耦联杆能够从初始位置运动到接合位置(eingesteuerte Stellung)。在接合位置中，如下面阐述的那样，所述输入元件与输出元件34力锁合地耦联，该输出元件与安全带卷轴12耦联。耦联元件28能够围绕在输入元件26上的枢转轴30枢转。

如尤其在图2中可见的那样，耦联元件28构成为弧形的并且沿围绕转动轴27的周边方向在大约140°的角度上延伸。在耦联元件28上设置有多个沿周边方向间隔开的齿部29，这些齿部如下面阐述的那样能够嵌入到输出元件34的啮合部32中。

在接合位置中，耦联元件28与输出元件34的啮合部32啮合，该输出元件与安全带卷轴12的安全带轴35耦联并且能够围绕其转动轴27转动。当耦联元件28位于接合位置时，耦联元件28嵌入到啮合部32中并且输出元件34与输入元件26耦联。由此，通过驱动装置16，输出元件34以及因此安全带卷轴12能够沿转动方向D运动，并且带部件14能够卷绕在安全带卷轴12上。

齿部29具有侧凹部，使得仅在输出元件34反向转动的情况下才能使齿部29从啮合部32脱开。因此，耦联元件28在接合位置中可靠地与输出元件34耦联。只有在没有力作用到输入元件26和输出元件34上时，耦联元件28才可能脱开。

为了使耦联元件28从初始位置运动到接合位置中，设有控制元件36，该控制元件通过中断的环形件构成，该环形件相对于输入元件围绕转动轴27可转动地支承。控制元件36通过弹簧元件38与输入元件26耦联，其中，在图1和图2示出的耦联元件28的初始位置中，该弹簧元件38基本不受载。在控制元件36上设有接合几何机构40，该接合几何结构贴靠在设置在耦联元件28上的接合面41上。接合面41设置在控制区段39上，该控制区段通过在轴向上从耦联元件28突出的板片构成在耦联元件28上。接合面41设置在控制区段39的背离于转动轴27的一侧上。在输入元件26(亦即在输入元件26上支承的耦联元件28)相对于控制元件36的运动的情况下，耦联元件28通过接合几何结构40围绕枢转轴30运动到接合位置中。

此外设有脱接几何结构42，该脱接几何结构也通过在控制元件36上的凸出部构成。该脱接几何结构42贴靠在脱接面43上，该脱接面与接合面41对置地设置在控制元件36上，即设置在控制区段39的朝向枢转轴30的一侧上。脱接几何结构42能够在输入元件26相对于控制元件36反向转动的情况下使耦联元件28运动回到初始位置中。

当输入元件26通过驱动装置16沿转动方向D加速时，控制元件36和锁止轮44首先一同转动。为此，控制元件36和锁止轮44通过摩擦锁合相互连接。为了获得摩擦力，环状的控制元件通过压力弹簧46被加载。为此，所述控制元件36具有环形件的中断部，压力弹簧46这样设置在该中断部中，使得该压力弹簧将控制元件压开并且使其在内侧压靠到锁止轮上。当锁止轮44通过在此未详细示出的止挡件被阻止继续转动时，锁止轮44和控制元件36在输入元件26的运动之后首先停留。基于输入元件26相对于控制元件36的运动，耦联元件28的接合面41与接合几何结构贴靠在一起并且该接合面在控制元件36继续沿转动方向D转动的情况下被该接合几何结构径向向内挤压，直至齿部29嵌入到输出元件34的啮合部32中。在该接合位置中，输入元件26与输出元件34耦联。在此，通过输入元件26和耦联元件28，控制元件36也相对于锁止轮44转动，在此，通过压力弹簧26产生的摩擦力被克服。此时弹簧元件38张紧。在输入元件26进一步转动的情况下，输出元件34以及因此安全带卷轴12沿转动方向D运动，由此带部件14被拉紧。

如在图1和图2中可见的那样，在输入元件26上设置有用于耦联元件28的止挡件47，耦联元件28在接合位置中贴靠在该止挡件上，使得该耦联元件不能继续向输出元件34挤压。在该位置中，接合几何结构40这样贴靠在耦联元件28上、即贴靠在输入元件26上，使得控制元件36在输入元件进一步转动的情况下与该输入元件一同转动。

在拉紧过程结束之后，驱动装置16沿相反的方向转动。锁止轮44于是在确定的转动角度之后固定保持在又未详细示出的止挡件上。在此，通过摩擦锁合，控制元件36首先一同转动并且随后借助于锁止轮停止。通过在控制元件36与输入元件26之间的相对转动，耦联元件28于是通过脱接几何结构42运动回到初始位置中。

为了激活耦联装置18以及因此激活安全带拉紧器10，除了激活驱动装置16之外不需要其它激活。

尽管如此，如在图1中可见的那样，还存在附加的控制杆48，该控制杆能够嵌入到在锁止轮44的外侧的啮合部50中。基于通过弹簧元件38的耦联，输入元件26的缓慢转动可能不足以导致耦联元件与输入元件的相对运动。当控制杆48嵌入到锁止轮44的啮合部中时，该锁止轮与输入元件26的速度或加速度无关地保持位置固定。在控制杆已接合的情况下，即在输入元件26缓慢转动时，实现输入元件26的以及因此耦联元件28相对于控制元件36的转动，并且因此实现与输出元件34的耦联。

如尤其在图2中可见的那样，在接合几何结构40与接合面41的接触点上切向于接合面41延伸的平面52沿转动方向D相对于通过耦联元件的枢转轴30与转动轴27限定的平面以大于90°的角度、在该示出的实施形式中为大约95°的角度56转动。

通过接合面41或接合几何结构40的该布置，在输入元件26相对于控制元件36的转动角度小于20°的情况下，实现耦联元件28从在图1中示出的初始位置到接合位置的枢转。耦联元件28到接合位置的该快速的枢转具有如下优点：设置在耦联元件28的前端部上的齿部29被非常快速地朝向输出元件的啮合部32引导。如在图2中可见的那样，所述齿部29在螺旋轨迹上相反于转动方向D运动。这导致，齿部29在弧形运动中朝向啮合部32运动，使得所述齿部能够从啮合部32的齿部后方嵌入。

相比而言，在图3中示出现有技术中的耦联装置18′。在此，在控制元件36′转动经过大约40°角度的情况下，实现该耦联元件28′的枢转。如在该图中可见的那样，齿部29′沿转动方向D携动并且在基本上沿转动方向D延伸的弧形的或螺旋形的运动轨迹56′上被拉向啮合部32′。然而，在此可能出现齿29′直接碰到啮合部32的齿上。

这种“齿对齿状态”的可能性通过根据本发明的耦联装置18明显减小，其方式为：齿部29弧形地相反于转动方向D朝向啮合部32运动。在极限情况下，所述弧形的运动轨迹是径向于输出元件34的轴延伸的直线。

在此示出的实施形式中，齿部29设置在耦联元件28的自由端部上，使得在耦联元件通过接合几何结构40产生的小的运动的情况下，齿部29已经径向向内走过较长的行程，从而确保耦联元件28的快速接合。

在此示出的实施形式中，啮合部32相对于转动轴径向向外地定向，并且耦联元件28相对于转动轴从径向外部嵌入到带动啮合部32中。然而也可设想，在输出元件上的带动啮合部相对于转动轴径向向内地定向，并且耦联元件径向向外枢转并嵌入到带动啮合部32中。

脱接面43也可设置在径向外侧上并且脱接几何结构42可从径向外部作用在该脱接面上。

脱接面43和接合面41也可构成为弯曲的。仅需要的是，在接合几何结构40与接合面41的接触点上与接合面41相切地延伸的平面52沿转动方向D相对于通过耦联元件的枢转轴30和转动轴27限定的平面54转动了大于90°的角度。

Claims (11)

1.用于车辆中的安全带拉紧器(10)的耦联装置(18)，包括：输入元件(26)和输出元件(34)，所述输入元件和输出元件能围绕一个共同的转动轴转动；

耦联元件(28)，所述耦联元件围绕枢转轴(30)在初始位置与接合位置之间可枢转地安装在输入元件(26)上，并且所述耦联元件在所述接合位置中将所述输入元件(26)与输出元件(34)耦联；以及

控制元件(36)，在所述输入元件(26)沿转动方向(D)相对于控制元件(36)转动时，所述控制元件使耦联元件(28)在初始位置与接合位置之间运动，

其中，在所述控制元件(36)上设有接合几何结构(40)，所述接合几何结构能够与背离于转动轴的、在耦联元件(28)的控制区段(39)上设置的接合面(41)配合作用，以便使耦联元件(28)从初始位置运动到接合位置中，

其特征在于，

在所述耦联元件(28)的初始位置中，在所述接合几何结构(40)与接合面(41)的接触点上相对于接合面(41)切向延伸的平面(45)相对于通过所述耦联元件(28)的枢转轴与所述转动轴限定的平面沿转动方向(D)转动了至少90°的角度。

2.根据权利要求1所述的耦联装置，其特征在于，在所述耦联元件(28)的初始位置中，在所述接合几何结构(40)与接合面(41)的接触点上相对于接合面(41)切向延伸的平面(45)相对于通过所述耦联元件(28)的枢转轴与所述转动轴限定的平面沿转动方向(D)转动了大于135°的角度。

3.根据权利要求1所述的耦联装置，其特征在于，所述耦联元件(28)从初始位置到接合位置的枢转在所述输入元件(26)相对于控制元件(36)的转动角度小于20°的情况下实现。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的耦联装置，其特征在于，在所述输出元件(34)上设置有带动啮合部(32)，并且在所述耦联元件(28)上设有在接合位置中与带动啮合部(32)配合作用的啮合部，其中，该啮合部与耦联元件(28)的枢转轴的间隔大于所述控制区段(39)与枢转轴(30)的间隔。

5.根据权利要求4所述的耦联装置，其特征在于，所述带动啮合部(32)相对于转动轴径向向外定向，并且所述耦联元件(28)相对于转动轴从径向外部嵌接到带动啮合部(32)中。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的耦联装置，其特征在于，在所述控制元件(36)上设置有脱接几何结构(42)，以便使所述耦联元件(28)从接合位置运动到初始位置中，其中，所述脱接几何结构作用在耦联元件(28)的控制区段上的脱接面(43)上。

7.根据权利要求6所述的耦联装置，其特征在于，所述脱接面(43)设置在控制区段(39)的径向内侧上。

8.根据权利要求7所述的耦联装置，其特征在于，所述输入元件(26)与控制元件(36)构成为盘状的或环状的。

9.根据权利要求8所述的耦联装置，其特征在于，所述输入元件(26)与控制元件(36)通过弹簧元件相互耦联，其中，所述弹簧元件在脱接位置中是预紧的。

10.根据权利要求8所述的耦联装置，其特征在于，设置有具有环状容纳部的环状壳体，所述容纳部沿着周边方向包围所述控制元件(36)。

11.根据权利要求10所述的耦联装置，其特征在于，所述控制元件(36)弹性加载地压靠到容纳部上。

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