有皮带收卷器的皮带安置系统的皮带夹紧装置

摘要

带皮带收卷器和锁紧装置的皮带安置系统的皮带夹紧装置，包括一个沿壳体上固定滑动面导向而平行于背压板移动的夹紧楔块，楔块与背压板之间形成皮带通道，和一个由锁紧装置驱动而将楔块移至夹紧位置的驱动件。驱动件两端各与壳体和楔块铰接，当传动机构被制动后皮带被进一步抽出时，驱动件随卷轴的运动使楔块平移。楔块和固定挡块之间装有弹簧元件。楔块由双臂杆的一个臂构成，其另一个臂构成弹簧支座。由弹簧加载的臂将楔块与固定滑动面保持接合。

说明书

本发明涉及一种皮带安置系统（seat    belt    system）的皮带夹紧装置，该皮带安置系统包括皮带收卷器和由至少一个加速传感器操纵的、对连接至皮带收卷器卷轴的传动机构起锁紧作用的装置。该皮带夹紧装置包括一个夹紧楔块，夹紧楔块在固定至壳体的滑动面上被导向，使其平行于固定至壳体的背压板移动，夹紧楔块与背压板形成供皮带通过的间隙，还包括一个驱动件，可由锁紧装置驱动而将夹紧楔块移至其夹紧位置。

这种由美国专利US4，241，886公开的皮带夹紧装置，包括制动杆，该制动杆靠销子与惰性盘铰接，在对车辆或对皮带敏感的加速传感器应答的情况下，将与耦合盘的内齿轮互锁，以便在皮带被抽出时使固定至卷轴的凸轮试图借助制动杆将耦合盘转动。耦合盘的转动导致各爪的伸出，使之与卷轴的传动机构的齿互锁，并将其制动。耦合盘的转动还将由杆组成的操纵杆提升，从而将在斜导向件上导向的夹紧楔块移靠皮带，使皮带这样夹紧在夹紧楔块和背压板之间。在公知的皮带夹紧装置中，移动夹紧楔块的杆与耦合盘相连的这一端被强制走圆形轨迹，象连杆一样，因此它不可能以一个与皮带抽出速度最佳适应的速度移动夹紧楔块。

公知装置的另一个缺点在于，夹紧楔块可绕将楔块与杆连接的活节接头转动，因此，夹紧楔块必须被皮带偏压，以使其滑动面与固定至壳体的斜滑动面保持接合。其结果，当皮带收卷器不被制动，皮带按一般方式被抽出时，皮带以摩擦接触的方式移过夹紧楔块的夹紧面。

因此，本发明目的是提供在上文一开始所提到的这种皮带夹紧装置，其中，夹紧楔块的后滑动面被固定至壳体的滑动面导向，其方式可防止夹紧楔块的翻转（canting）。

在上文一开始所提到的这种皮带夹紧装置中，实现本发明目的技术解决方案是，将驱动件的一端可转动地连接至壳体上，其另一端与夹紧楔块铰接。当传动机构被制动后进一步将皮带抽出时，驱动件根据卷轴的运动对夹紧楔块传递平移运动。在夹紧楔块和固定至壳体的挡块之间装有弹簧元件。夹紧楔块由双臂杆的一个臂构成，双臂杆的另一个臂构成弹簧支座。由弹簧加载的臂将夹紧楔块与固定至壳体的滑动面保持接合。

在本发明的皮带夹紧装置中，夹紧楔块的后滑动面总是由固定至壳体的斜滑动面支承并在其上导向。这可防止夹紧楔块的无意识夹紧和翻转。另外，按照本发明的夹紧楔块的导向方式，可保证夹紧楔块不需接触皮带，除非制动装置被启动，这是因为夹紧楔块的导向不用支承在皮带上。弹簧元件总是将夹紧楔块的后滑动面保持与固定至壳体的滑动面的接合，以确保夹紧楔块的低摩擦的有效导向。

驱动件可由两个隔开的杆组成，两杆由横杆互相连接，横杆构成挡块。夹紧楔块底侧处于休止位置时靠在该挡块上，而其滑动面支承在固定至壳体的滑动面上。挡块为夹紧楔块限定一个予定的零位，在该位置，弹簧元件的弹力不施加到皮带收卷器的诸如传感器爪和推力杆（impulse    lever）等部分上。

由横杆互相连接的两杆适当地配置在邻近下面卷轴的两端处。该卷轴也可以配置在两杆之间。

弹簧元件的力的成分与固定至壳体的滑动面同方向是适宜的。

夹紧楔块和驱动件之间的连接可由夹紧楔块的销子组成，该销子伸进驱动件的槽孔中，在夹紧装置处于休止位置时，该槽孔的纵向中心线所处的平面与固定至壳体的滑动面的夹角约为45°。

夹紧楔块和驱动件之间的活节接头处于一个由固定至壳体的滑动面延续而成的平面上是适宜的。该结构甚至在皮带夹紧装置处于休止位置时，都确保夹紧楔块的后滑动面与固定至壳体的滑动面的有效接合。

固定至壳体的滑动面与背压板之间的夹角为26°至28°是适宜的。

本发明也适用于一种皮带夹紧装置，其中，传动机构被制动之后，当皮带被继续抽出时，卷轴实现上举运动。在该情况下，根据本发明，可以设想，绕枢轴转动的驱动件位于面向卷轴的一侧面上包括有凸轮缘，该凸轮缘在卷轴上升时与卷轴接合，凸轮缘应这样设计，在夹紧楔块的整个夹紧运动的过程中，使夹紧楔块在皮带被抽出方向上的移动速度，相对于当皮带移过介于夹紧楔块和背压板之间的间隙时的皮带被抽出速度具有要求的特性，或者使上述楔块的移动速度在整个夹紧过程中保持恒定。应当这样选择夹紧楔块的夹紧面和皮带之间的相对速度，使皮带的磨损达到最小。

可以使夹紧楔块的夹紧运动速度与皮带被抽出速度同速，也可以使之具有不同的特性，以确保良好的夹紧运动和最小的皮带磨损度。

良好的速度特性可保证夹紧楔块与被抽出皮带同步移动，直至其夹紧面的齿顶接触被抽出的皮带，接着使夹紧楔块以较高速度移至其夹紧位置。

适宜的是，构成挡块的横杆在面向背压板的一侧形成有弯曲面，该弯曲面以驱动件和壳体之间的活节接头中心定心，以便在驱动件处于各个位置上时，使移过弯曲面的皮带，在大致相同的平面上被导向。

本发明还可应用于一种皮带夹紧装置，其中，在传动机构被制动时，卷轴与操纵件或操纵盘耦合，当皮带被进一步抽出时，卷轴将与操纵件或操纵盘一起进一步转动。在这种皮带夹紧装置中，按照本发明可以设想，驱动件设有凸轮缘，凸轮缘可以这样设计，使与制动装置的操纵件或操纵盘固定住并靠在凸轮缘上的驱动销将夹紧楔块推至其夹紧位置其推动速度相对于皮带速度是恒定的，或者在轴的制动运动期间按要求的方式相对于皮带速度变化。如果操纵件例如是由选定长度的杆组成的，凸轮缘可以这样来设计，使操纵件或操纵盘的运动可对夹紧楔块传递一个在皮带被抽出方向上与被抽出皮带速度相适应的相对速度，上述相对速度与夹紧楔块趋近构成支撑面的背压板的速度相叠加。凸轮缘的形状可以根据给定场合存在的几何结构来计算。

按照本发明的另一个特征，驱动件包括至少一个双臂曲柄杆，以其两臂之间的区域的固定位置铰接在壳体上，其一个臂与夹紧楔块啮合，另一个臂形成有凸轮限定的凸轮孔口。杆的长度、两杆臂之间的夹角及凸轮形状应这样选择，使与制动装置的操纵件或操纵盘固定住并且靠在凸轮上的驱动销将夹紧楔块移动至其夹紧位置，其夹紧运动的速度相对于皮带被抽出速度是恒定的，或者根据需要变化。在该实施例中，凸轮形状还可根据现有几何结构这样来选择，使得在皮带被抽出期间，夹紧楔块在皮带被抽出方向上移动至其夹紧位置，其移动速度与皮带速度相适应。

按照本发明的另一个特征，驱动销的配置，应使上述销在夹紧过程中所绘出的线段，与一条将轴心和驱动件同壳体之间的枢轴连接点相连的直线相交叉。

按照本发明另一个理想的特征，构成挡块的横杆设有沿卷轴方向延伸的皮带导向面。在该情况下，甚至在皮带完全从卷轴上开卷时，也可保证可靠的制动。这是因为在解开大约最后四分之一圈时，皮带将被向着皮带被固定到轴上的部位移动，并且通过延伸的皮带导向面的那些移位将对驱动件传递一个附加的操纵运动，当皮带已从轴上抽出时，它将对夹紧楔块可靠地传递夹紧运动。

因为当夹紧楔块被驱动时，可能有很大的力作用在驱动销上，驱动销必须坚固以防止被剪断。作用在驱动销上的强大的力可能也施加到对车辆敏感的传感器和对皮带敏感的传感器的爪上，该爪在制动后将要把卷轴连接到操纵盘上。但使上述爪有较大坚固性的设计将增加传感器的隋性。

因此，本发明的另一个目的是减小作用在驱动销上的力，以确保有可靠的夹紧运动。

按照本发明，实现该另一个目的的方案是，在传动机构被制动后，皮带被进一步抽出时，将驱动件强制地和/或非强制地与卷轴连接。

适当的是，驱动件包括双臂曲柄杆，在邻近两臂处铰接到壳体的固定位置上，其一个臂与夹紧楔块铰接，另一个设有齿，在夹紧运动期间，该些齿与固定至轴上的齿轮啮合。其结果，驱动销只在夹紧运动开始时受到较小的力，一旦轴上的齿轮和操纵杆上的齿相啮合，主要的载荷就由上述齿轮和上述齿承接。

按照本发明的一个特别理想的特征，设有先导杆，在夹紧移动过程中，先导杆与固定在轴上的齿轮啮合，上述先导杆只有在那之后才操纵啮合驱动件。当传感器之一开始制动，驱动销将使先导杆的齿与轴凸缘盘上的齿啮合，实际上并不施加载荷。一旦先导杆进入啮合，它将与操纵杆接合，以使操纵杆随着进一步运动。全部力将由轴上的齿轮承接。

先导杆与驱动件适当地互相连接，其方式使它们可通过材料的变形而相互移动。先导杆和驱动件可成一整体，最好可由塑料制成。

附图面简单说明如下：

图1是本发明皮带夹紧装置第一实施方案处于休止位置时的纵向剖视图;

图2是显示图1中的皮带夹紧装置处于其夹紧楔块夹紧面上的各齿刚刚开始啮合皮带的位置时的情况;

图3是夹紧楔块和与之连接的操纵杆的透视图;

图4是本发明皮带夹紧装置第二实施方案的纵向剖视图;

图5是本发明皮带夹紧装置第三实施方案的纵向剖视图，在该实施方案中，将夹紧楔块推至其夹紧位置的操纵杆带有驱动操纵杆的凸轮面;

图6是本发明皮带夹紧装置第四实施方案的侧视图，其中的夹紧楔块可由一个设有凸轮孔的双臂曲柄杆推动;

图7是驱动件的两杆和与该驱动件铰接的夹紧楔块的透视图，该两杆由一根设有伸展皮带导向面的横杆互相连接起来;

图8是图7中的驱动件的侧视简图;

图9是本发明皮带夹紧装置另一个实施方案的侧视图;

图10是本发明设有分离的预先操纵杆的皮带夹紧装置的侧视简图;

图11是本发明的设有模注在操纵杆上的预先操纵杆的皮带夹紧装置的侧视简图。

下文参照附图详细说明本发明的各种说明性的实施方案。

在图1所示的实施例中，卷绕有皮带3的卷轴2以可转动的方式安装在壳体上。卷轴芯4可绕壳体1的点5为枢轴而转动。操纵杆6也安装在壳体上，可绕枢轴7的转动。操纵杆6还靠枢轴8与夹紧楔块9铰接。操纵杆6有弧形端缘11，起皮带导向面的作用，将皮带3导向至背压板12上。夹紧楔块9沿着槽形导轨13被导向，并且靠弹簧14保持在休止位置上。挡块15阻止夹紧楔块9向着卷轴2的移动，使卷轴2和操纵杆6之间留有间隙16。

本发明皮带夹紧装置的工作方式说明如下：

图中未显示的各传感器是对车辆敏感的和/或对皮带敏感的，它们适于对卷轴2进行制动。当皮带沿着箭头F继续抽出时，卷轴2的芯子4沿着绕壳体1的点5的圆形轨迹移动。卷轴2横过间隙16之后与操纵杆6的凸轮缘17啮合。当皮带进一步被抽出，凸轮缘17在卷轴2上滑移，使操纵杆6绕枢轴7转动而上升，同时克服弹簧14的弹力而向上推压夹紧楔块9。夹紧楔块由导轨13导向，使楔块的夹紧面18的移动与皮带平行并同步，同时夹紧面逐渐靠近皮带。

在图2所示位置，夹紧面18的各个齿刚刚咬住皮带3。当沿着箭头F方向的力继续施加在皮带上，夹紧楔块9被推向其端位，从而完全阻止皮带的抽出。由于导轨13和背压板12之间有倾斜角度，弹簧14的弹力应该这样选择，使得当皮带的抽出已被制止时楔块9不致被推回其休止位置，除非在夹紧位置或皮带的破坏事故发生之后仍然对皮带施加该强大的抽出力。在这种情况下，皮带安置系统也必须更换了。

图3详细显示这种由夹紧楔块和操纵杆构成的活节接合。操纵杆6包括两个侧面构件6a和6b，各设有凸轮缘17a和17b。枢轴7穿过挡块15而伸展，两个侧面构件靠挡块互相牢固连接起来。枢轴8装配在夹紧楔块9的导向面上，并且穿过操纵杆两侧面构件6a和6b上面的槽孔10a和10b。

图4显示本发明的另一个示意性实施例。其中，对夹紧楔块9导向的滑动面是由中空段13′构成的。图1和图2中的圈簧用片簧14′来代替。槽孔10由导向开口中（open    guide）10′构成，以便于装配。

和参照图1至4所说明的夹紧装置完全一样，图5所示的皮带夹紧装置的示意性实施例和参考联邦德国申请公开说明书3418378所述的一种皮带收卷器相结合。该公开说明书的内容包含于此作为皮带收卷器细节的参考。皮带收卷器21设有操纵盘23，可绕壳体的点22转动。当加速传感器被启动时，卷轴通过耦合轮与操纵盘耦合。结果，皮带24的抽出将使耦合的操纵盘产量一个沿着箭头25的方向的转动。

操纵盘23设有凸耳状伸出部26，其上装有驱动销27。

皮带收卷器21上方装有对夹紧楔块29导向用的倾斜导向件28。夹紧楔块29的夹紧面上设有齿或槽纹，与背压板30一起形成间隙，作为皮带24的通道。

操纵杆32绕配置在夹紧楔块29下方的枢轴31铰接在壳体上。操纵杆32的自由端设有槽孔33，其中装有一根与夹紧楔块29相连接的销子34。夹紧楔块29设有支座35。压缩弹簧36被压缩在该支座35和斜导向件28之间，当加速传感器不启动时，弹簧36将夹紧楔块29保持离开皮带24。

操纵杆32的底侧设有凸轮缘37，如图所示，凸轮缘靠着启动销27。凸轮缘应该这样来设计，当加速传感器的应答使卷轴与操纵盘23耦合。而被抽出的皮带使操纵盘23绕点22产生转动时，应使夹紧楔块29沿着皮带24被抽出的方向移至其夹紧位置，并且使夹紧楔块的移动速度与皮带的速度相同或相适应。

在图6所示实施例中，操纵杆32用双臂曲柄杆40来代替，双臂曲柄杆40在枢轴31处与壳体铰接。臂41象操纵杆32一样与夹紧楔块29连接。为此，臂41上有槽孔33，其中装有一根与夹紧楔块相连接的销子34。双臂曲柄杆40的第二臂42形成有窗口状凸轮孔口43和上凸轮44。驱动销27伸进凸轮孔口43并固定到操纵盘23′上，操纵盘23′在点22处与壳体铰接。

当卷轴按公开的联邦德国申请3418378中所述的方式已经与操纵盘23′耦合，并且皮带24被抽出时，操纵盘23′就会绕轴线22转动。结果，驱动销27借助于上凸轮44对双臂曲柄杆40传递这样一种转动，使移向其夹紧位置的夹紧楔块29，按照皮带抽出的方向，以皮带24被抽出的速度，或者以与皮带被抽出速度相适应的不同速度位移。

根据图7，杆50、51与壳体铰接，并由横杆52互相连接形成叉架。上述杆构成绕轴转动的驱动件。

夹紧楔块9构成双臂杆的一个臂，其另一个臂构成连接板53，后者以图72未示的方式支承着压缩弹簧14。与成角度两臂9、53相邻，夹紧楔块的两相对侧各装有成一直线的转销8，该两转销伸入杆50、51的槽孔10a和10b中。

横杆设有向下延伸呈舌状的皮带导向面55。如图所示，该皮带导向面的前侧呈圆形状。

图9所示皮带夹紧装置也与皮带收卷器相结合。皮带收卷器61装有操纵盘63，操纵盘可绕以转动方式安装轴62的该点转动。当对车辆敏感或对皮带敏感的传感器（图中未示）被启动，卷轴靠与卷轴固定连接的操纵轮78与该操纵盘63耦合。之后，皮带64的抽出将使操纵盘63按箭头65所示方向转动。

操纵盘63设有凸耳状伸出部66，其上装有驱动销67。

对夹紧楔块69导向的斜导向件68配置在皮带收卷器61的上方，并与壳体固定。夹紧楔69的夹紧面设有齿，与背压板70一起形成供皮带64通过的间隙。

双臂曲柄杆72以位于夹紧楔块下方的枢轴71与壳体铰接，其一端有槽孔73，其中安放有一根与夹紧楔块69相连接的销子74。夹紧楔块69设有支座75。压缩弹簧76被压紧在支座75和斜导向件68之间，当加速传感器未启动时，弹簧76将夹紧楔块保持与皮带64隔开。

双臂曲柄杆72的底侧设有与驱动销67相配合的凸轮缘77。双臂曲柄杆72的另一端设有齿79。

当传感器的应答使操纵盘63与操纵轮78及卷轴耦合，驱动销67就会使双臂曲柄杆72绕枢轴71转动，以致夹紧楔块69向上移动。一旦双臂曲柄杆72的齿79与固定在轴上的凸缘盘的齿80相啮合，卷轴的继续转动将导致双臂曲柄杆72的凸轮缘77与驱动销67脱离，这时，将楔块69移向其夹紧位置所需的力就直接从卷轴传递给夹紧楔块，不用通过传感器爪和驱动销67作为中介物。

在图10所示的示意性实施例中，双臂曲柄杆72被单臂72a所代替，单臂杆铰接在71处。先导杆（pilot    lever）81也铰接在71处。当传感器启动而使操纵盘63顺时针方向转动时，驱动销67和启动的传感器爪必须承接的力，只需要将先导杆81转动至一定程度，以使先导杆81的齿79a与固定在轴上的凸缘盘齿80相啮合。在该实施例中，驱动销67被导向在先导杆的槽孔82内。当先导杆81的边缘83靠在单臂杆72a上，力同样地从轴通过齿80和79a及两杆81和72a直接传递给夹紧楔块（图中未示），使后者实现夹紧运动。

图11所示的示意性实施例，包括双臂曲柄杆72b，它直接与先导杆81a相连。该实施例的工作方式与图10所示的相同，但其制造成本要比前述实施例的低得多。