專利名稱：用于車輛安全帶系統(tǒng)的皮帶扣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種皮帶扣，用于帶有一與皮帶扣嚙合之預(yù)張緊器的車輛安全帶系統(tǒng)。
用于安全帶系統(tǒng)的皮帶扣已知有許多種不同的類型。在一種已較為普遍的結(jié)構(gòu)中，皮帶扣的承載基座帶有一個用于皮帶舌形端部的插入通道和一個在基座上滑動導(dǎo)向或轉(zhuǎn)動安裝的鎖銷，它垂直于插入通道以便與舌形端部的止動孔配合，只要釋放紐(它也平行于基座上的插入通道滑動導(dǎo)向)處于靜止位置，一個平行于基座內(nèi)插入通道而滑動導(dǎo)向的鎖定件就將鎖銷保持在其鎖住位置。該釋放鈕連接于鎖定件，以便當(dāng)致動時將其移入釋放位置，在此位置鎖銷從舌形端部的止動孔中脫離出來。
當(dāng)張緊力與例如皮帶撤回器嚙合時，在帶有預(yù)張緊器的安全帶系統(tǒng)中采用這種鎖定裝置不存在問題。在皮帶扣和其在車體或車座上之固定點(diǎn)之間起作用的預(yù)張緊器業(yè)已提出。這類預(yù)張緊器將皮帶扣固定點(diǎn)和皮帶扣本身之間的距離縮短幾厘米，例如10cm。
預(yù)張緊所需的力可借助于強(qiáng)力彈簧機(jī)械地產(chǎn)生或借助于煙火產(chǎn)生。如果預(yù)張緊力足夠地大，特別是當(dāng)采用煙火預(yù)張緊驅(qū)動裝置時，在某些情況下在預(yù)張緊沖程的始點(diǎn)或終點(diǎn)皮帶扣就會自動地打開。
隨預(yù)張緊沖程產(chǎn)生的皮帶扣自動打開現(xiàn)象要?dú)w咎于釋放鈕及作用于其上的任何零件的質(zhì)量慣性。例如，在其預(yù)張緊沖程的終點(diǎn)，釋放鈕往往沿與釋放鈕操作方向?qū)?yīng)的方向繼續(xù)運(yùn)動。
克服釋放鈕在慣性力作用下繼續(xù)運(yùn)動的一種方法是提供一個鎖定爪，在其質(zhì)量慣性的影響下它可垂直于張緊方向移動，并且在預(yù)張緊沖程的終點(diǎn)當(dāng)皮帶扣突然減速時它位于這樣一個位置，即它防止釋放鈕進(jìn)一步移動到其釋放位置。在此基礎(chǔ)上設(shè)計的皮帶扣已經(jīng)公開，例如在美國專利No.5，097，571中。鎖定爪的致動涉及釋放鈕沿釋放位置方向的運(yùn)動，相應(yīng)地，釋放鈕必須完成一定的空行程。鎖定爪防止釋放鈕移入釋放位置。在釋放鈕移動通過鎖定爪實(shí)施之鎖定不再可能實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)之前，必須保證鎖定爪到達(dá)其鎖定位置。這一要求限制了為皮帶扣選擇零件及決定零件尺寸的自由。
在張緊沖程中克服釋放鈕運(yùn)動的其它已知裝置包括采用補(bǔ)償慣性體，然而此方案常是不可取的，特別是當(dāng)可用空間受到限制時。
本發(fā)明提供了一種用于車輛上安全帶系統(tǒng)的皮帶扣，此安全帶系統(tǒng)帶有作用于皮帶扣上的預(yù)張緊器，該皮帶扣具有靠慣性控制的鎖定位置，它可被容易地并入現(xiàn)有的皮帶扣，提供了一種很高的安全系數(shù)，并且不需要釋放鈕的空行程。
根據(jù)本發(fā)明的皮帶扣包括一個限定一插入通道以容納帶有一止動孔之舌形端部的基座，所述基座限定一貼靠邊緣，一安裝在基座上與所述止動孔配合的鎖銷，一釋放鈕，它帶有一蓋板部分并安裝在所述基板上而可在釋放沖程中平行于插入通道滑動以便從所述鎖銷開口中釋放所述鎖銷，一個可擺動的雙臂杠桿，帶有一個形成一鎖定爪的第一臂和一個相對于所述第一臂成角度的第二臂，所述杠桿安裝和所述蓋板部分之內(nèi)并在所述蓋板部分內(nèi)可在一正常靜止位置和一個鎖定位置之間移動，其中在靜止位置所述鎖定爪與所述貼靠邊緣隔開，在鎖定位置一旦所述釋放鈕在釋放沖程中移動所述預(yù)定爪就與所述貼靠邊緣嚙合以在其釋放沖程中停止所述釋放鈕，一個給所述杠桿預(yù)加載至所述正常靜止位置的彈簧件，和一個在所述蓋板部分內(nèi)可在第一和第二位置之間運(yùn)動的慣性體，所述慣性體被彈簧加載至所述第一位置并可在慣性力的作用下從所述第一位置移動到所述第二位置，所述慣性力是所述皮帶扣沿第一方向的加速而產(chǎn)生的，所述慣性體一旦從其第一位置移動到第二位置就與所述杠桿嚙合，從而將所述鎖定爪移動到所述鎖定位置，并且當(dāng)所述皮帶扣沿與第一方向相反的第二方向加速時所述杠桿趨向于朝所述鎖定位置移動。
在本發(fā)明的皮帶扣中，在預(yù)張緊沖程的始點(diǎn)釋放鈕已被鎖定，并在預(yù)張緊沖程的終點(diǎn)仍處于鎖定位置。一方面，發(fā)現(xiàn)了一種實(shí)施鎖定爪定位的方法，即通過利用單獨(dú)的慣性體在鎖定運(yùn)動的始點(diǎn)產(chǎn)生之加速度的力，由于慣性體大體在相反于張緊方向的方向上是可動的，所以在鎖定爪上可用的慣性體質(zhì)量實(shí)際中只提供移動所需的工作，并且另一方面，這樣選擇鎖定爪的鎖定位置，即一旦加速度的方向反轉(zhuǎn)，它仍處于鎖定位置并脫離慣性體，這是由于在預(yù)張緊沖程的終點(diǎn)其重心相對于其轉(zhuǎn)動軸線的位置。此單獨(dú)的慣性體也允許鎖定爪最佳地適于其實(shí)際目的并使其定位在鎖定裝置內(nèi)的位置，目前這在現(xiàn)有技術(shù)中是難以作到的，在鎖定裝置中一般來說還存在可用空間，即在釋放鈕的蓋板部分內(nèi)，這樣帶有預(yù)張緊器的現(xiàn)有皮帶扣系統(tǒng)中的許多零件可繼續(xù)使用而無需改動。與現(xiàn)有技術(shù)相比使鎖定爪可靠地移動進(jìn)入鎖定位置的操作受限較少，這樣鎖定爪和慣性體兩者都允許最佳地適配于一先有結(jié)構(gòu)。
從一最佳實(shí)施例中可明顯地看出這種適配的例子，其中鎖定爪是一個雙臂帶角杠桿，以其兩個臂的共同點(diǎn)安裝在釋放鈕帶角蓋板的一個角落附近，這樣它可緊密裝配在蓋板內(nèi)。杠桿的其中一個臂大體上沿釋放鈕動作方向延伸并支承一爪頂端，在鎖定位置該爪頂端的位置與基座的一貼靠邊緣相對。另一臂接觸預(yù)加載件，這樣貼靠邊緣平常并不擋住爪頂端。慣性體是一控制杠桿或爪，借助于相互平行定位且相對于預(yù)張緊方向以一銳角傾斜的斜面該控制杠桿或爪接觸鎖定爪上背離蓋板且支承爪頂端的一側(cè)。在預(yù)張緊沖程中斜面相互滑動并產(chǎn)生有效的推動力以提供十分可靠的功能。在此實(shí)施例中，鎖定爪，控制爪和預(yù)張緊裝置都可緊湊設(shè)置在釋放鈕的蓋板內(nèi)區(qū)域，即與其它與安全性有關(guān)的鎖定零件隔開，在現(xiàn)有系列產(chǎn)品中的這些零件也可不作改動。在鎖定爪和控制爪上方的蓋板以及高架的設(shè)計能可靠地使它們避免弄臟。
根據(jù)本發(fā)明的皮帶扣也可容易地適配各種現(xiàn)有的系統(tǒng)，這是因?yàn)閼T性體的質(zhì)量，一個或多個預(yù)加載裝置的彈力，以及鎖定爪杠桿臂的長度和鎖定爪或慣性體的斜面提供了多種能相互適配的裝置，而保證鎖定爪的可靠嚙合。
可單靠重力將慣性體保持在其靜止位置。另一方面當(dāng)鎖定爪被彈簧的一端加載時，彈簧的另一端對慣性體加載，慣性體的形式為安裝在釋放鈕上的控制爪，從而可靠地防止了無意識鎖定。在皮帶張緊后，鎖定爪被返回到其靜止位置，這樣就可以可靠地打開皮帶扣。
從以下對最佳實(shí)施例的描述中及所參照的附圖中，可更明顯地看出本發(fā)明的進(jìn)一步特征及優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是一個與皮帶扣嚙合的預(yù)張緊器的透視圖;
圖2是一局部剖視圖，示出了在釋放鈕區(qū)域內(nèi)的圖1所示皮帶扣，其中鎖定爪和控制爪處于正常位置;
圖3是一局部剖視圖，示出了在釋放鈕區(qū)域內(nèi)的圖1所示皮帶扣，其中鎖定爪和控制爪被位移;
圖4是與圖2對應(yīng)的局部透視圖;
圖5是與圖3對應(yīng)的局部透視圖;
圖6是另一實(shí)施例的局部剖視圖。
圖1所示的預(yù)張緊器包括一個煙火活塞/氣缸預(yù)張緊驅(qū)動裝置10，形式為固定板16的一個用于皮帶扣12的縱向?qū)蚣渖显O(shè)有一槽14，一個連接活塞20與皮帶扣12之固定器22的纜繩，和一個用以為纜繩18導(dǎo)向并安裝在一固定銷26上的轉(zhuǎn)向帶輪24，該固定銷固定于車輛上。當(dāng)預(yù)張緊器致動時，活塞20由煙火氣體發(fā)生器28產(chǎn)生的壓縮氣體加載，并通過纜繩18向下拉皮帶扣12。在槽14的底端，皮帶扣12的運(yùn)動被突然地減速。
皮帶扣12的突然減速在其釋放鈕30上產(chǎn)生很大的慣性力，其方向?yàn)檠睾笳叩尼尫胚\(yùn)動的方向，這會導(dǎo)致無意識的打開。
現(xiàn)在參照圖2至6，描述鎖定釋放鈕30的裝置，防止在預(yù)張緊沖程中它相對于扣12運(yùn)動。
釋放鈕30包括一個帶角蓋板32和一個滑塊34，它延伸入皮帶扣12并通過斜面36(圖4，5)與一個用于舌形端部(未示出)的鎖銷38配合。壓下釋放鈕30使得延伸進(jìn)承載基座40上之開口內(nèi)的鎖銷38從開口內(nèi)撤出而足以釋放舌形端部。在蓋板32內(nèi)，一個形式為帶角雙臂杠桿的鎖定爪42繞軸線44可擺動地安裝。軸線44位于帶角蓋板32的內(nèi)角附近并垂直于圖2和3的平面。鎖定爪42帶有一細(xì)長臂46，隨著預(yù)張緊運(yùn)動它或多或少地沿釋放鈕30的致動方向R延伸。背離鎖定爪42之軸線44的臂46之端部被限定為一爪頂端48?；?0帶有一貼靠邊緣50，當(dāng)壓下釋放鈕30時，爪頂端48可毫無阻礙地通過該邊緣移動到鎖定爪42的正常靜止位置(圖2和4)。在鎖定位置(圖3和5)，使鎖定爪42的臂46朝蓋板32的外面擺動，這樣貼靠邊緣50在爪頂端48沿張緊方向R移動的路徑上位于離爪頂端48一小距離處。
鎖定爪42還帶有一個相對于臂46大體以直角取向的臂52。鎖定爪42的帶角形狀使之在離帶角蓋板32的內(nèi)角一小距離處可采取緊密配合。臂52由支腿彈簧54的其中一個腿部嚙合，以將其保持在靜止位置，并被壓抵在與蓋板32連接的滑塊34上。
一控制爪56可擺動地安裝在心軸58上，心軸58垂直于圖2和3的平面取向并位于釋放鈕30上。支腿彈簧54的另一腿部與控制爪56嚙合并迫使它抵靠在固定于基座上的擋塊60上?？刂谱?6帶有一個相對于張緊方向R以一銳角傾斜的斜面62。斜面62接觸一個位于鎖定爪42的臂46內(nèi)側(cè)上的相配斜面64?？刂谱?6的構(gòu)形使之在預(yù)張緊方向R上與鎖定爪42相比不需要更多空間?？刂谱?6和鎖定爪42形成一個容納于釋放鈕30的蓋板32內(nèi)的緊湊組件。
支腿彈簧54可由金屬絲制成并可在連接于釋放鈕30(圖2和3)的軸線66上滑動。作為另一種選擇，支腿彈簧54可由彎曲的彈簧板制成，并以任何關(guān)閉的角度被支承在鎖定爪42和控制爪56(圖4和5)之間。
從圖4和5中可明顯看出，借助于一體模制的凸起68，70，鎖定爪42和控制爪56被軸向地安裝在釋放鈕30的相應(yīng)孔(圖2，3中的44，58)中。
當(dāng)致動預(yù)張緊驅(qū)動裝置10并沿預(yù)張緊方向R拉動皮帶扣12時，控制爪56克服支腿彈簧54(加工成合成加速度所需的尺寸)的力以沿箭頭S(圖3)的方向從圖2和4所示的位置擺動到分別由圖3和5所示的位置。隨著控制爪56抬高，控制爪56的擺動力經(jīng)斜面62，64被傳遞到鎖定爪42上，這樣克服了由支腿彈簧54施加在鎖定爪42上的復(fù)位力，并且鎖定爪擺動進(jìn)入分別由圖3和5所示的鎖定位置，其中阻止了釋放鈕30沿預(yù)張緊方向R的運(yùn)動。在此位置，鎖定爪42的重心C位于離平行于方向R穿過軸線44之直線一足夠的距離處，這樣在張緊運(yùn)動終點(diǎn)產(chǎn)生的扣12的突然減速就在鎖定爪42上產(chǎn)生一力矩，使其趨向于保持在其鎖定位置。然后借助于支腿彈簧54使鎖定爪42和控制爪56返回到它們的正常位置，這樣就可正常地打開皮帶扣12。
由于鎖定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動零件的高架和保護(hù)(由蓋板32)設(shè)計，可有效防止車輛長期使用后任何弄臟的可能性。這不僅對于鎖定機(jī)構(gòu)的可靠響應(yīng)有重大意義，對于車輛碰撞后可靠地打開皮帶扣也有重大意義。
在圖6所示的另一實(shí)施例中，慣性體被成形為一個雙臂杠桿70，它帶有以V形而成角度的一長臂70a和一短臂70b，杠桿70可轉(zhuǎn)動地安裝在蓋板32的58處。長臂70a的自由端在爪46的自由端與其嚙合，如圖6所示。一壓力彈簧72嚙合在臂70a和臂52之間。此實(shí)施例的操作類似于上一實(shí)施例的操作。
權(quán)利要求
1.一種皮帶扣，用于帶有一個與皮帶扣嚙合之預(yù)張緊器的車輛安全帶系統(tǒng)，包括一個限定一插入通道以容納帶有一止動孔之舌形端部的基座，所述基座限定一貼靠邊緣，一安裝在基座上與所述止動孔配合的鎖銷，一釋放鈕，它帶有一蓋板部分并安裝在所述基板上而可在釋放沖程中平行于插入通道滑動以便從所述鎖銷開口中釋放所述鎖銷，一個可擺動的雙臂杠桿，帶有一個形成一鎖定爪的第一臂和一個相對于所述第一臂成角度的第二臂，所述杠桿安裝在所述蓋板部分之內(nèi)并在所述蓋板部分內(nèi)可在一正常靜止位置和一個鎖定位置之間移動，其中在靜止位置所述鎖定爪與所述貼靠邊緣隔開，在鎖定位置一旦所述釋放鈕在釋放沖程中移動所述鎖定爪就與所述貼靠邊緣嚙合以在其釋放沖程中停止所述釋放鈕，一個給所述杠桿預(yù)加載至所述正常靜止位置的彈簧件，和一個在所述蓋板部分內(nèi)可在第一和第二位置之間運(yùn)動的慣性體，所述慣性體被彈簧加載至所述第一位置并可在慣性力的作用下從所述第一位置移動到所述第二位置，所述慣性力是所述皮帶扣沿第一方向的加速而產(chǎn)生的，所述慣性體一旦從其第一位置移動到第二位置就與所述杠桿嚙合，從而將所述鎖定爪移動到所述鎖定位置，并且當(dāng)所述皮帶扣沿與第一方向相反的第二方向加速時所述杠桿趨向于朝所述鎖定位置移動。
2.如權(quán)利要求1所述的皮帶扣，其中設(shè)置有一個共用彈簧件，用以給所述杠桿預(yù)加載至其靜止位置并同時給所述慣性體預(yù)加載至第一位置。
3.如權(quán)利要求1所述的皮帶扣，其中在所述第一位置的所述慣性體被彈簧加載而與所述杠桿的第一臂嚙合。
4.如權(quán)利要求1所述的皮帶扣，其中所述慣性體是由一個可轉(zhuǎn)動地安裝在所述蓋板部分內(nèi)的杠桿形成，并且所述彈簧件是一個在所述杠桿和所述雙臂杠桿的第二臂之間嚙合的壓力彈簧。
全文摘要
一種皮帶扣，用于帶有一與皮帶扣嚙合之預(yù)張緊器的車輛安全帶系統(tǒng)，一鎖定爪(42)可防止皮帶扣在預(yù)張緊沖程的始點(diǎn)和終點(diǎn)無意識的打開。通過預(yù)張緊沖程時的質(zhì)量慣性，一慣性體鎖定爪移入一鎖定位置，其中阻止釋放鈕(30)相對于基座沿張緊方向(R)運(yùn)動。由于其重心相對于其安裝位置的位置，在預(yù)張緊沖程的終點(diǎn)鎖定爪仍處于鎖定位置并與慣性體(56)分離。
文檔編號B60R22/18GK1080143SQ93105648
公開日1994年1月5日 申請日期1993年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月12日
發(fā)明者弗朗茲·維爾, 漢斯·彼得·貝茲, 克里斯丁·豪卡 申請人:Trw萊帕有限公司