安全带缩卷器的锁定机构 本发明涉及了安全带缩卷器的一种锁定机构。
车辆座椅的安全带缩卷器通常包括一个转动安装在框架中的安全带卷筒和设置在框架上的棘轮齿圈。一个或两个棘爪设置在安全带卷筒上，推动棘爪来与框架上的棘轮齿圈相啮合，以起动锁定机构，并使安全带卷筒锁定不转。为了对织物安全带敏感地起动锁定机构，在安全带卷筒上安装了一个可相对于卷筒作转动的惯性盘。由于其质量惯性，当惯性盘跟随着安全带卷筒转动时，依靠一个控制凸轮，惯性盘推动棘爪上一个起动用的肩部，使棘爪绕销轴转动，与框架上的棘轮齿圈啮合。
齿的撞击是一个问题，通常可用同步啮合方式来避免。在这种同步啮合中，仅在安全带卷筒的特定转动位置上，每个或各个棘爪沿着框架的方向偏移，从而棘爪仅可能与齿隙相接触。但是，要使锁定机构同步是一个很复杂的过程。
对于安全带缩卷器的现有锁定机构的另一个问题是在频繁的起动中棘爪和棘轮齿圈的磨损，如同在通常所说地持久试验中所看到的那样。对于这种磨损，要求采用承载能力相当高的材料，并加大有关零部件的尺寸。
本发明为安全带缩卷器提供了一种锁定机构，它不需要采用同步方式，并在频繁起动中具有低磨损的特性。在按照本发明的安全带缩卷器中，棘爪不装在安全带缩卷器上，而是装在惯性盘上，也就是说，不是惯性盘，而是安全带缩卷器具有一个起动件，当安全带卷筒相对于惯性盘转动时，使棘爪与框架上的棘轮齿圈啮合。采用这种简单的布局，可使棘爪的啮合动作得到根本的改变。在常规的安全带缩卷器中，棘爪装在安全带卷筒上，随着卷筒作转动。为了得到对织物安全带很敏感的啮合动作，需要突然转动安全带卷筒。由于棘爪随着安全带卷筒转动，在棘爪与框架上棘轮齿圈啮合的时刻，它相对于棘轮齿圈具有相当高的周向速度。当与棘轮齿圈接触时，就是这个棘爪周向速度引起撞击和磨损。然而，在按照本发明的锁定机构中，棘爪装在惯性盘上，当安全带卷筒突然转动时惯性盘保持不动，因此也使棘爪相对于框架上的棘轮齿圈保持不动，但由于安全带卷筒的转动而绕着销轴作转动，并与棘轮齿圈啮合。在载荷下棘爪支承在安全带卷筒上。为此最好在安全带卷筒的法兰中凹进一个空腔，把棘爪设置在这个空腔内。
即使当棘爪和框架上的棘轮齿圈撞击时，仍能可靠地保证啮合，因为紧接着第一次接触之后，棘爪随着安全带卷筒作转动，使得在棘轮齿圈的一个齿根面上，棘爪齿顶被导入下一个齿隙中。由于避免了在啮合时刻棘爪相对于棘轮齿圈的高速度，消除了在现有安全带缩卷器上所看到的磨损。
由于棘爪与棘轮齿圈直接啮合，能以最小的延迟完成锁定动作，从而拽出很小的织物安全带长度。出于同样的原因，锁定机构也适用于具有张紧器，尤其是具有与带扣配合的张紧器的安全带系统，这种张紧器要求锁定机构具有非常迅速的响应。
从以下优选实施例的描述和所参照的附图可理解到本发明的其它优点和特性，其中：
图1是部分剖视图，以透视形式表示了包括锁定机构的安全带缩卷器；以及
图2是锁定机构放大的部分剖视图。
现参照表示了一个安全带缩卷器的图1，其中安全带卷筒10以常规方式可转动地装在框架12中。在大致为U形的框架12的两个侧翼12a、12b之一中，框架12包括一个开口14，开口14上设有延伸成整个圆的棘轮齿圈16。安全带卷筒10包括两个法兰10a、10b。一个法兰10a与框架12侧翼12a的内侧相邻，并带有一个整体制成的支承盘18，支承盘穿入由开口14包围的空间中。惯性盘20可转动地装在安全带卷筒10的轴承销22上。在图1中，惯性盘20表示成大致沿直径方向被截除，以曝露出可看到锁定机构的主要零部件。它们包括一个棘爪24，依靠在惯性盘20上的一个销子25，棘爪24安装成可绕销轴作转动。因此棘爪位于由惯性盘20、空腔26和法兰10a限定的空间内。由于弹簧28的作用，在受挡块限制的相对于安全带卷筒10的一个转动位置上，惯性盘20受到预张力。在惯性盘20的外圆周上设有控制齿30，它与对车辆敏感的惯性敏感器32相结合。
惯性盘20成为一个对织物安全带敏感的敏感元件。在安全带卷筒10突然转动时，惯性盘20保持不动，或者跟随安全带卷筒10作转动，这也造成棘爪24保持不动或随动。现参照图2，表示了在静止位置24a和起动位置24b的棘爪24，它绕着销子25作转动并被推到与框架10上的棘轮齿圈16相啮合。棘爪24成为一个两臂杠杆，在其第一臂上带有两个齿，在其第二臂上带有一个起动肩部。当安全带卷筒相对于惯性盘20作转动时，支承盘18被推到靠着棘爪24的起动肩部，使棘爪作反时针方向转动。与空腔26边缘接触的棘爪24限定了惯性盘20相对于安全带卷筒10的运动，从而最终使棘爪24承载地支承在安全带卷筒10上。
销子25柔顺地安装在惯性盘20上，以保证棘爪24的齿相对于棘轮齿圈16可自动定位，因此容许相当大的制造公差。
上述锁定机构的专有特性是棘爪24装在惯性盘20上，因而在啮合时，如同惯性盘一样，安全带卷筒不产生转动，或者仅产生在很大程度上被减小的转动，从而一方面相对于棘爪，另一方面相对于棘轮齿圈，均避免了高的周向速度。
应注意到，即使从图中明显看到只不过具有单个棘爪24，其设计仍能承受所需的最终载荷，除了构造紧凑外，上述锁定机构在简单性方面是非常突出的。在有关啮合动作和有关磨损方面，上述锁定机构均优于在安全带卷筒上装有几个棘爪的常规设计。
最好在棘爪24的重心上安装棘爪，从而它不会对惯性盘20转动引起的力产生响应。棘轮齿圈16和棘爪24上相应齿的几何形状对啮合动作也很重要。从图2可明显看出，齿圈的两个齿根面是不对称的，并仅具有很少几度的倾斜。相对于在织物安全带松开时卷筒的转动方向，如图2中箭头所示，棘轮齿圈16的前齿根面比后齿根面较短和较陡。如果在极端情况，棘爪24的齿顶与棘轮齿圈16的齿顶相撞击，接着的安全带卷筒转动会使卷筒继续这样的运动：使得棘爪齿顶沿着棘轮齿圈16的较长和不太陡的齿根面滑动，从而可靠地与下一个齿隙啮合。
在锁定动作之后安全带卷筒沿缩卷方向转动，由于齿圈几何形状所引起，棘爪以最短的转角再次释放，因此不需要任何专门措施来防止安全带缩卷器所不希望的锁定状态。