Стопорное устройство с концевой стопорной защелкой для механизма втягивания ремня безопасности
Группа изобретений относится к стопорному устройству (4) для механизма (1) втягивания ремня безопасности и к механизму (1) втягивания ремня безопасности. Стопорное устройство расположено на конце катушки (3) ремня безопасности механизма (1) втягивания ремня безопасности, так что когда ремень (2) безопасности быстро разматывается, стопорное плечо (14) стопорного рычага (13) стопорится посредством зубчатого колеса (Z) с внутренними зубьями, в результате чего катушка (3) ремня безопасности стопорится. Между стопорным рычагом (13) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями предусмотрено закрывающее кольцо (19), которое при наматывании ремня (2) безопасности может быть повернуто в закрытое положение, в котором закрывающее кольцо (19), по меньшей мере, частично закрывает область между стопорным плечом (14) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями, чтобы предотвратить стопорение, и которое при разматывании ремня (2) безопасности может быть повернуто в открытое положение, в котором закрывающее кольцо (19) открывает область между стопорным плечом (14) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями, чтобы обеспечить возможность стопорения. Обеспечиваются упрощение конструкции и повышение надежности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к стопорному устройству для механизма втягивания ремня безопасности, которое расположено на конце катушки ремня безопасности механизма втягивания ремня безопасности, на которую намотан ремень безопасности, так что когда ремень безопасности быстро разматывается, стопорное плечо стопорного рычага стопорится посредством зубчатого колеса с внутренними зубьями, в результате чего катушка ремня безопасности стопорится, причем стопорное устройство имеет следующие элементы:
стопорный рычаг с расположенным на удалении от середины катушки ремня безопасности центром вращения, исполнительным плечом и стопорным плечом;
расцепляющее устройство с инерционной нагрузкой, пружиной противодействия и передающим плечом, которое входит в зацепление с исполнительным плечом, причем расцепляющее устройство при сильном ускорении разматывания ремня безопасности, обусловленном действующей против упругой силы пружины противодействия силой инерции инерционной нагрузки, предназначено для поворота стопорного рычага вокруг центра вращения и для стопорения стопорного плеча посредством расположенного вокруг стопорного рычага неподвижного зубчатого колеса с внутренними зубьями.
Такого типа стопорное устройство известно из DE 10 2008 053853 A1, в которой подробно описаны система ремня безопасности и ее функции. Известное стопорное устройство служит для того, чтобы остановить разматывание ремня безопасности автомобиля в случае аварии, когда пристегнутого пассажира с силой бросает вперед. В этом случае скорость разматывания ремня безопасности увеличивается быстрее, чем это установлено в стандартах безопасности. Расцепляющее устройство известного стопорного устройства имеет инерционную нагрузку и спиральную пружину в качестве пружины противодействия. При сильном ускорении катушки ремня безопасности инерционная нагрузка замедляет ускорение расцепляющего устройства, благодаря чему сила инерции инерционной нагрузки действует против упругой силы пружины противодействия. Начиная с определенного посредством инерционной нагрузки и упругой силы некоторого максимального ускорения процесса разматывания, осуществляются следующие действия: стопорный рычаг против упругой силы поворачивается вокруг центра вращения настолько, что стопорное плечо входит в зацепление с зубчатым колесом с внутренними зубьями, и катушка ремня безопасности стопорится для предотвращения дальнейшего разматывания ремня безопасности.
В указанной публикации уже приведено описание проблемы концевого стопорения ремня безопасности, которая возникает, если осуществляется наматывание ремня безопасности и, например, язычок ремня безопасности зацепляется за какую-либо часть (деталь) автомобиля. При такой неожиданной остановке наматывания посредством инерционной нагрузки обеспечивается стопорение ремня безопасности расцепляющим устройством. Когда это стопорение осуществляется при практически полностью намотанном на катушку ремня безопасности ремне безопасности, отпускание стопора посредством освобождения ремня безопасности более не может быть осуществлено, после чего механизм втягивания ремня безопасности должен быть разблокирован в специализированной мастерской.
Чтобы избежать концевого стопорения ремня безопасности, известный механизм втягивания ремня безопасности имеет стопорное устройство с концевой стопорной защелкой, которая выполнена посредством планетарного механизма с двумя шестернями и двумя стопорными цапфами. При наматывании ремня безопасности планетарный механизм поворачивает стопорные цапфы в положение, в котором стопорное плечо стопорного рычага блокируется и предотвращается поворот стопорного рычага и, таким образом, стопорение стопорного плеча зубчатым колесом с внутренними зубьями.
Оказалось, что известное стопорное устройство для механизма втягивания ремня безопасности имеет недостаток, состоящий в том, что конструкция концевой стопорной защелки за счет планетарного механизма является трудоемкой и, таким образом, с одной стороны, подвержена неисправностям, а с другой, - является дорогой в изготовлении.
В основе изобретения лежит задача, состоящая в том, чтобы предложить усовершенствованное стопорное устройство для механизма втягивания ремня безопасности, которое посредством простой и надежной конструкции решало бы проблему концевого стопорения при наматывании ремня безопасности.
Согласно изобретению эта задача решается посредством того, что между стопорным рычагом и зубчатым колесом с внутренними зубьями предусмотрено закрывающее кольцо, которое при наматывании ремня безопасности может быть повернуто в закрытое положение, в котором закрывающее кольцо, по меньшей мере, частично закрывает область между стопорным плечом и зубчатым колесом с внутренними зубьями, чтобы предотвратить стопорение, и которое при разматывании ремня безопасности может быть повернуто в открытое положение, в котором закрывающее кольцо открывает (освобождает) область между стопорным плечом и зубчатым колесом с внутренними зубьями, чтобы обеспечить возможность стопорения.
Благодаря этому, достигается преимущество, состоящее в том, что при помощи простого закрывающего кольца, в зависимости от направления вращения катушки ремня безопасности механизма втягивания ремня безопасности, стопорное плечо может входить в зацепление с зубчатым колесом с внутренними зубьями либо закрывающее кольцо препятствует этому.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения детально разъяснены ниже при помощи чертежей, где представлено:
фиг.1 - изображение с пространственным разделением деталей механизма втягивания ремня безопасности со стопорным устройством;
фиг.2 - зубчатое колесо с внутренними зубьями, закрывающее кольцо и стопорный рычаг стопорного устройства, согласно фиг.1;
фиг.3 - расцепляющее устройство стопорного устройства, согласно фиг.1;
фиг.4 - механизм втягивания ремня безопасности, согласно фиг.1, в смонтированном состоянии при наматывании ремня безопасности;
фиг.5 - механизм втягивания ремня безопасности, согласно фиг.1, в смонтированном состоянии при разматывании ремня безопасности.
На фиг.1 представлено изображение с пространственным разделением деталей механизма 1 втягивания ремня безопасности системы ремня безопасности автомобиля. Задача механизма 1 втягивания ремня безопасности состоит в том, чтобы наматывать ремень 2 безопасности на катушку 3 ремня безопасности, и в случае столкновения автомобиля остановить разматывание ремня 2 безопасности. Для этого механизм 1 втягивания ремня безопасности имеет стопорное устройство 4, детали и функции которого детально разъяснены ниже.
Кроме того, механизм 1 втягивания ремня безопасности имеет корпус с двумя частями 5 и 6 корпуса, а также приводную пружину 7 с корпусом 8 пружины для наматывания ремня 2 безопасности. В катушке 3 ремня безопасности предусмотрен вал 9 ремня безопасности, через который проходит вставка 10, причем как вал 9 ремня безопасности, так и вставка 10 с геометрическим замыканием установлены в катушке 3 ремня безопасности и вращаются вместе с катушкой 3 ремня безопасности.
Представленное более подробно по частям на фиг.2 и 3 стопорное устройство 4 с геометрическим замыканием смонтировано на конце катушки 3 ремня безопасности на вставке 10. Стопорное устройство 4 имеет зубчатое кольцо 11 с зубчатым колесом Z с внутренними зубьями, причем зубчатое кольцо 11 соединено с корпусом и, следовательно, при наматывании и разматывании ремня 2 безопасности не вращается вместе с ним. В валу 9 ремня безопасности на удалении от середины катушки 3 ремня безопасности, соответственно, от ее оси вращения предусмотрено углубление, в котором с возможностью поворота расположен центр D вращения стопорного рычага 13. Стопорный рычаг 13 может быть повернут вокруг центра D вращения в положение стопорения и положение деблокировки. В положении стопорения стопорное устройство 4 посредством вставки 10 и вала 9 ремня безопасности блокирует вращение катушки 3 ремня безопасности, в то время как в положении деблокировки катушка 3 ремня безопасности может свободно вращаться.
Кроме того, стопорный рычаг 13 имеет стопорное плечо 14, на конце которого предусмотрены три стопорных зубца VZ. Когда стопорный рычаг 13 устанавливается в свое положение стопорения, три стопорных зубца VZ заходят в три отверстия между зубьями зубчатого колеса Z с внутренними зубьями и, таким образом, блокируют катушку 3 ремня безопасности. Кроме того, стопорный рычаг 13 имеет исполнительное плечо 15, в которое входит передающее плечо представленного на фиг.3 расцепляющего устройства.
Расцепляющее устройство выполнено посредством шестерни 16, инерционной нагрузки 17 и торсионной пружины 18 в качестве чувствительного упругого элемента расцепляющего механизма, а также поводка 12. Находящееся в зацеплении с исполнительным плечом 15 стопорного рычага 13 передающее плечо предусмотрено на нижней стороне представленной на фиг.3 шестерни 16. Шестерня 16 расположена на поводке 12, который, в свою очередь, расположен на вставке 10 и при помощи вала 9 ремня безопасности вращается вместе с катушкой 3 ремня безопасности. Шестерня 16 с возможностью вращения соединена с поводком 12, причем диапазон вращения ограничен заданным угловым диапазоном, который соответствует непосредственно диапазону перемещения стопорного рычага 13 между его положением стопорения и его положением деблокировки. Торсионная пружина 18 зажата между поводком 12 и шестерней 16 и поворачивает шестерню 16 и посредством передающего плеча шестерни 16 - также стопорный рычаг 13 в положение покоя, соответствующее положению деблокировки стопорного рычага 13. Инерционная нагрузка 17 жестко закреплена в шестерне 16.
Когда скорость вращения катушки 3 ремня безопасности, например в случае столкновения, быстро увеличивается, поскольку пассажира бросает в сторону ремня 2 безопасности, поводок 12 с катушкой 3 ремня безопасности быстро ускоряется. Благодаря весу инерционной нагрузки 17, против этого ускорения действует сила инерции, благодаря чему шестерня 16, вопреки действию силы упругости торсионной пружины 18, остается в том же положении по отношению к поводку 12 и поворачивает стопорный рычаг 13. Посредством выбора размеров инерционной нагрузки 17 и торсионной пружины 18 может быть определено то ускорение катушки 3 ремня безопасности, начиная с которого стопорный рычаг 13 посредством расцепляющего устройства переставляется в свое положение стопорения, и предотвращается дальнейшее вращение катушки 3 ремня безопасности.
Кроме того, стопорное устройство 4 механизма 1 втягивания ремня безопасности имеет концевую стопорную защелку, которая образована посредством закрывающего кольца 19 и выемки A в части окружности вала 9 ремня безопасности. Кольцо 19 имеет поводковый выступ N, который при разматывании ремня 2 безопасности с катушки 3 ремня безопасности прилегает к первому упору A1 выемки A вала 9 ремня безопасности, а при наматывании ремня 2 безопасности на катушку 3 ремня безопасности прилегает ко второму упору A2 выемки A вала 9 ремня безопасности. Кроме того, закрывающее кольцо 19 имеет диаметр D и высоту H, причем на участке K кругового сегмента кольцо 19 имеет лишь высоту H1. Таким образом, край R кольца 19 прерывается на участке K кругового сегмента.
Кроме того, закрывающее кольцо 19 имеет три упругих элемента F, которые в смонтированном состоянии с возможностью скольжения прилегают к корпусу, благодаря чему закрывающее кольцо 19 за счет трения может быть заторможено по отношению к вращающемуся валу 9 ремня безопасности, однако будет продолжать вращение вместе с ним между двумя упорами A1 и A2. Таким образом, в смонтированном состоянии закрывающее кольцо 19 посредством вращающегося вала 9 ремня безопасности поворачивается так, что при разматывании разрыв края R оказывается в положении стопорного рычага 13, а стопорные зубцы VZ стопорного плеча 14 могут входить в зубчатое колесо Z с внутренними зубьями и стопорить катушку 3 ремня безопасности. Далее, при наматывании ремня 2 безопасности на катушку 3 ремня безопасности закрывающее кольцо 19 поворачивается валом 9 ремня безопасности так, что край R располагается, по меньшей мере, между одним из стопорных зубцов VZ и зубчатым колесом Z с внутренними зубьями, и, следовательно, предотвращается стопорение при внезапной остановке наматывания.
На фиг.4 представлен смонтированный вплоть до корпуса механизм 1 втягивания ремня безопасности при наматывании ремня 2 безопасности на катушку 3 ремня безопасности. Зубчатое кольцо 11 представлено лишь частично, чтобы более отчетливо было видно расположенное под ним закрывающее кольцо 19. Выемка A на окружности вала 9 ремня безопасности имеет угловой диапазон W от первого упора A1 до второго упора A2. При наматывании ремня безопасности поводковый выступ N закрывающего кольца 19 прилегает ко второму упору A2, поскольку закрывающее кольцо 19 вращалось против часовой стрелки соответственно выемке A вала 9 ремня безопасности. В этом положении закрывающего кольца 19 круговой сектор K закрывающего кольца 19 находится в закрытом положении, в котором закрывающее кольцо 19, по меньшей мере, частично закрывает область между тремя стопорными зубцами VZ и зубчатым колесом Z с внутренними зубьями. Фактически на фиг.4 видны лишь два из трех стопорных зубцов VZ, поскольку третий стопорный зубец VZ расположен за краем R закрывающего кольца 19, отчего стопорный рычаг 13, даже при очень резкой остановке наматывания ремня 2 безопасности, не может застопориться. Таким образом, благодаря этому, удается избежать концевого стопорения при наматывании ремня 2 безопасности.
На фиг.5 представлен механизм 1 втягивания ремня безопасности, согласно фиг.4, причем в этом случае ремень 2 безопасности под воздействием пассажира очень резко разматывался с катушки 3 ремня безопасности так, как происходит при столкновении, из-за чего стопорное устройство 4 застопорило дальнейшее разматывание. Стопорные зубцы VZ зашли в промежутки между зубьями зубчатого колеса Z с внутренними зубьями. Это положение стопорения стопорного рычага 13 обеспечено тем, что при разматывании ремня 2 безопасности закрывающее кольцо 19 своим поводковым выступом N повернуто к первому упору A1 вала 9 ремня безопасности, чтобы установить закрывающее кольцо 19 в его открытое положение. Таким образом, закрывающее кольцо 19 не препятствует нормальному стопорению механизма 1 втягивания ремня безопасности при разматывании ремня 2 безопасности, отчего при помощи закрывающего кольца 19 обеспечивается безопасная и надежная конструкция для предотвращения концевого стопорения при наматывании ремня 2 безопасности.
При помощи задания участка K кругового сектора в угловом диапазоне от 10 до 40 градусов, в частности приблизительно 25 градусов, обеспечивается достаточная стабильность закрывающего кольца 19. Благодаря выполнению стопорного рычага 13 и зубчатого колеса Z с внутренними зубьями из металла, достигается преимущество, состоящее в том, что при столкновении при стопорении разматывания ремня 2 безопасности может быть обеспечен более эффективный отвод возникающих больших сил.
Следует упомянуть, что стопорный рычаг может также иметь другую форму, чтобы обеспечить выполнение описанных функций. Равным образом, расцепляющее устройство может быть выполнено по-другому, поскольку существенная для изобретения часть концевой стопорной защелки образована закрывающим кольцом. Также является возможным, что закрывающее кольцо не имеет поводкового выступа, но имеет поводковую щель, в которую входит поводковый выступ поводка.
Следует упомянуть, что закрывающее кольцо может быть выполнено как из металла, так и из пластика. Особенно предпочтительным оказалось выполнение закрывающего кольца из армированного стеклянными волокнами пластика, как, например, полиамида 6.6 с 30% стеклянных волокон, полиоксиметилена с 30% стеклянных волокон. Использование такого пластика обеспечивает выполнение упругих элементов и позволяет снизить затраты на изготовление.
1. Стопорное устройство (4) для механизма (1) втягивания ремня безопасности, которое предусмотрено на конце катушки (3) ремня безопасности механизма (1) втягивания ремня безопасности, на которую намотан ремень (2) безопасности, так что когда ремень (2) безопасности быстро разматывается, стопорное плечо (14) стопорного рычага (13) стопорится посредством зубчатого колеса (Z) с внутренними зубьями, в результате чего катушка (3) ремня безопасности застопорена, причем стопорное устройство (4) имеет следующие элементы:
стопорный рычаг (13) с расположенным на удалении от середины катушки (3) ремня безопасности центром (D) вращения, исполнительным плечом (15) и стопорным плечом (14);
расцепляющее устройство с инерционной нагрузкой (17), пружиной (18) противодействия и передающим плечом, которое входит в зацепление с исполнительным плечом (15), причем расцепляющее устройство при сильном ускорении разматывания ремня (2) безопасности, обусловленном действующей против упругой силы пружины (18) противодействия силой инерции инерционной нагрузки (17), выполнено для поворота стопорного рычага (13) вокруг центра (D) вращения и для стопорения стопорного плеча (14) посредством расположенного вокруг стопорного рычага (13) неподвижного зубчатого колеса (Z) с внутренними зубьями, отличающееся тем, что
между стопорным рычагом (13) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями предусмотрено закрывающее кольцо (19), которое при наматывании ремня (2) безопасности может быть повернуто в закрытое положение, в котором закрывающее кольцо (19), по меньшей мере, частично закрывает область между стопорным плечом (14) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями, чтобы предотвратить стопорение, и которое при разматывании ремня (2) безопасности может быть повернуто в открытое положение, в котором закрывающее кольцо (19) открывает область между стопорным плечом (14) и зубчатым колесом (Z) с внутренними зубьями, чтобы обеспечить возможность стопорения.
2. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что в катушке (3) ремня безопасности предусмотрен без возможности проворота вал (9) ремня безопасности, на обращенном к стопорному устройству (4) конце которого на окружности предусмотрена выемка (А), которая имеет первый упор (А1) и второй упор (А2), причем закрывающее кольцо (19) имеет поводковый выступ (N), который входит в выемку (А) вала (9) ремня безопасности, причем поводковый выступ (N) при разматывании ремня (2) безопасности прилегает к первому упору (А1), а при наматывании ремня (2) безопасности прилегает ко второму упору (А2).
3. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что закрывающее кольцо (19) имеет диаметр (D) и первую высоту (Н), причем на участке (К) кругового сегмента закрывающее кольцо (19) имеет лишь вторую высоту (H1), чтобы на этом участке (К) кругового сегмента освободить стопорное плечо (14) для стопорения посредством зубчатого колеса (Z) с внутренними зубьями.
4. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что участок (К) кругового сегмента имеет угловой диапазон от 10 до 40°, в частности приблизительно 25° по окружности закрывающего кольца (19).
5. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что стопорный рычаг (13) и зубчатое колесо (Z) с внутренними зубьями выполнены из металла.
6. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что стопорное плечо (14) имеет два, а в частности три, стопорных зубца (VZ), которые, соответственно, предназначены для входа в промежутки между зубьями зубчатого колеса (Z) с внутренними зубьями.
7. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что пружина (18) противодействия выполнена в виде торсионной пружины.
8. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что закрывающее кольцо (19) имеет, по меньшей мере, один упругий элемент (F), в частности три, упругих элемента (F), которые с возможностью скольжения прилегают к корпусу, чтобы, в зависимости от направления вращения вала (9) ремня безопасности с его поводковым выступом (N), осуществить поворот закрывающего кольца (19) между первым упором (А1) и вторым упором (А2).
9. Устройство (4) по п.1, отличающееся тем, что закрывающее кольцо (19) выполнено из пластика, в частности из армированного стеклянными волокнами пластика.
10. Механизм (1) втягивания ремня безопасности системы ремня безопасности для наматывания и разматывания ремня (2) безопасности для пассажира, отличающийся тем, что механизм (1) втягивания ремня безопасности имеет стопорное устройство (4) по п.1.
