本發(fā)明涉及一種用于拉緊圍繞纏繞軸纏繞的安全帶的安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)：
一種逆向安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器在DE102008048339Al有相關(guān)介紹，電機(jī)通過(guò)一個(gè)螺旋齒輪傳動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)心軸，心軸通過(guò)第二個(gè)傳動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)從動(dòng)輪，從動(dòng)輪帶動(dòng)纏繞軸把安全帶固定纏繞在軸上。第二個(gè)傳動(dòng)箱中包括一個(gè)在心軸上固定的蝸桿以及一個(gè)從動(dòng)輪的外部斜齒。根據(jù)需要，逆向安全帶拉緊器在遇到輕微碰撞或者嚴(yán)重碰撞以及越野行車或者快速制動(dòng)時(shí)動(dòng)作，拉緊安全帶。電機(jī)中通過(guò)高電流，從而保證持續(xù)拉緊安全帶，但是會(huì)給汽車電源帶來(lái)較高的不利載荷。安全帶拉緊器在出現(xiàn)碰撞時(shí)通過(guò)煙火技術(shù)形成全負(fù)荷拉緊，因此會(huì)導(dǎo)致電機(jī)與安全帶拉緊器斷開。由于電機(jī)中還存在剩余電流，電子驅(qū)動(dòng)器能夠保證安全帶持續(xù)被拉緊器固定，因此可能會(huì)出現(xiàn)力度限制方面的問(wèn)題。而且電機(jī)中的剩余電流會(huì)加大汽車供應(yīng)系統(tǒng)的載荷。此外在滿載荷拉緊時(shí)會(huì)出現(xiàn)高動(dòng)態(tài)載荷情況，這種狀態(tài)會(huì)造成安全帶拉緊器輸出級(jí)中出現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)矩(持續(xù)力矩)以及較高的嚙合力，主要是使用的嚙合部件斜齒上也會(huì)出現(xiàn)較高的軸向力，軸向力會(huì)導(dǎo)致齒輪部件如齒輪體變形，并對(duì)安全帶拉緊器外殼中的軸頸產(chǎn)生不利影響。這也就意味著，嚙合深度減少，導(dǎo)致帶齒部件嚙合時(shí)軸向上出現(xiàn)相對(duì)位移，會(huì)造成有效嚙合面大量減少。上述兩種影響會(huì)造成帶齒部件載重能力明顯下降。此外由于嚙合角度出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致產(chǎn)生很高的徑向力，從而造成嚙合偏移及變形，因此嚙合深度(有效齒高)和重疊量減少，也就是承載力減少，最后導(dǎo)致帶齒部件出現(xiàn)機(jī)械損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是采用本文開頭使用的安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器解決上述問(wèn)題，此種驅(qū)動(dòng)器會(huì)在碰撞時(shí)出現(xiàn)很高的消極載荷，該載荷大于安全帶拉緊器的有效拉緊載荷，因此會(huì)造成承載力明顯減少，有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致承載力增加。利用本發(fā)明所述的安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器的特征解決上述任務(wù)。根據(jù)本發(fā)明所述的特征，此種安全帶拉緊器用于拉緊纏繞在軸纏繞上的安全帶，從動(dòng)輪外齒部上至少有兩個(gè)嚙合段，第一個(gè)嚙合段是一個(gè)固定幾何結(jié)構(gòu)的圓柱形齒部，緊貼的第二個(gè)嚙合段的齒根圓直徑逐漸和/或齒頂圓直徑和/或齒厚度逐漸增大。蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方向上(前進(jìn)方向)，第一個(gè)嚙合段與蝸桿嚙合，在從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的第二個(gè)傳動(dòng)箱的后退方向上，會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致變形的軸向力，第二個(gè)嚙合段與蝸桿有效連接。本發(fā)明的解決方法是，從動(dòng)輪固定在第二個(gè)嚙合段上，發(fā)生碰撞時(shí)，從動(dòng)輪上會(huì)出現(xiàn)消極載荷，該載荷大于安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器的有效拉緊力，拉緊器壓緊第二個(gè)嚙合段和蝸桿，從而使從動(dòng)輪和蝸桿有效連接。從動(dòng)輪和蝸桿之間的兩次嚙合能夠提高力量傳輸效率和齒輪接觸面，因此從動(dòng)輪產(chǎn)生的徑向力和軸向力都能被蝸桿有效抵消，從而減少?gòu)膭?dòng)級(jí)對(duì)軸頸的負(fù)載。從而使從動(dòng)輪和蝸桿之間的嚙合支撐力明顯增加。此外帶兩個(gè)嚙合段的蝸桿有效連接會(huì)提高從動(dòng)輪和蝸桿之間的摩擦，以至于在蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱的從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的后退方向上，電機(jī)需要提供一個(gè)減少的保持力保持有效系數(shù)，電機(jī)只需很少的電流即可。因此電機(jī)中只需要很少的保持電流就能實(shí)現(xiàn)安全帶在高載荷條件下固定。通過(guò)改變的齒輪結(jié)構(gòu)，能夠提高第一個(gè)嚙合段和第二個(gè)嚙合段的負(fù)載能力。此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的發(fā)明利用了機(jī)械系統(tǒng)原理，該系統(tǒng)主要由塑料制成，安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器在載荷的作用下會(huì)出現(xiàn)變形，本發(fā)明避免了上述情況。第二個(gè)傳動(dòng)箱的外部斜齒會(huì)產(chǎn)生軸向力，可以根據(jù)外齒部的傾斜方向調(diào)整軸向力，從動(dòng)輪固定在可導(dǎo)致系統(tǒng)變形的位置上，在該位置上第二個(gè)嚙合段與蝸桿齒部有效嚙合連接，由于第二個(gè)嚙合段的齒根圓直徑和/或齒頂圓直徑和/或齒厚度的持續(xù)增加，使從動(dòng)輪和蝸桿之間的軸向力起到固定作用。本發(fā)明安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器，其從動(dòng)輪上有帶兩部分嚙合段的外部斜齒構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制作，例如，以壓鑄塑料部件的形式。因此本發(fā)明的安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器的制造成本較低，只需要制作符合本發(fā)明的從動(dòng)輪。根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)，與第一個(gè)嚙合段連接的第二個(gè)嚙合段的齒根圓直徑，從朝向從動(dòng)輪端面的第一個(gè)嚙合段的齒根圓直徑逐漸增加到第一個(gè)嚙合段的齒頂圓直徑尺寸。一方面，從第一個(gè)嚙合段到第二個(gè)嚙合段形成連續(xù)過(guò)渡，另一方面，在第二個(gè)傳動(dòng)箱后退方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪和蝸桿之間形成的固定力能夠與從動(dòng)級(jí)產(chǎn)生的載荷抵消。本發(fā)明結(jié)構(gòu)的特殊優(yōu)點(diǎn)為，第二個(gè)嚙合段設(shè)計(jì)為包絡(luò)蝸桿結(jié)構(gòu)。因此在第二個(gè)嚙合段范圍內(nèi)，齒深成圓弧狀增加，在從動(dòng)輪上徑向力逐漸增加時(shí)，固定力也逐漸增加。作為選擇，第二個(gè)嚙合段的包絡(luò)狀齒部的齒根圓直徑和齒頂圓直徑與第一個(gè)嚙合段從齒根圓直徑和齒頂圓直徑相匹配并逐漸提高。在本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例中，所述心軸固定在具有一定彈簧剛性的彈性支架上，此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱在前進(jìn)方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，蝸桿與第一個(gè)從動(dòng)輪的嚙合段有效連接，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱在后退方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過(guò)該消極持續(xù)力使蝸桿與從動(dòng)輪的第二個(gè)嚙合段有效連接。彈性支架的彈簧力能夠與增加的軸向嚙合力相抵消，從而導(dǎo)致摩擦增大，有效系數(shù)降低，其結(jié)果是可以通過(guò)電機(jī)的持續(xù)電流減少?gòu)椈闪?。彈性固定的心軸作用是，在使用安全帶拉緊器時(shí)，電機(jī)形成的拉緊力固定安全帶，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱保持在前進(jìn)方向驅(qū)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生較高的有效系數(shù)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱在后退方向上驅(qū)動(dòng)時(shí)，比其他力矩大的消極保持力矩會(huì)拉緊安全帶，有效系數(shù)盡量較低，電機(jī)只需要很少的電流產(chǎn)生很少的保持力矩固定安全帶，因此對(duì)汽車電源的載荷也很少。從而使產(chǎn)生保持力矩的電流能夠進(jìn)一步減少，還能在拉緊狀態(tài)下給安全帶提供很高的保持力矩并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，而不會(huì)對(duì)汽車電源帶來(lái)很大載荷。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)是，支架固定在一個(gè)彈性部件上，主要是一個(gè)彈簧部件，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。根據(jù)本發(fā)明的最新結(jié)構(gòu)，其中安裝有一個(gè)傳動(dòng)箱，電機(jī)通過(guò)該傳動(dòng)箱驅(qū)動(dòng)心軸。先后啟動(dòng)兩個(gè)傳動(dòng)箱，需要的驅(qū)動(dòng)有效系數(shù)較低。附圖說(shuō)明參照如下附加的圖片進(jìn)一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示例。如圖所示：圖1根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)示例，所示的是一個(gè)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱的安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器透視圖；圖2本發(fā)明的另一個(gè)結(jié)構(gòu)示例，所示的是一個(gè)通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱的安全帶拉緊器的驅(qū)動(dòng)器透視圖；圖3a參照?qǐng)D1和2，所示的是橫截面I-I的從動(dòng)輪截面圖及蝸桿法截面；圖3b所示的是放大俯視圖及參照?qǐng)D1和2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器中，帶有齒圓直徑逐漸增大的第二個(gè)嚙合段的從動(dòng)輪放大截面圖；圖3c所示的是放大的俯視圖和參照?qǐng)D1和2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器中，帶有齒根圓直徑逐漸增大的第二個(gè)嚙合段的從動(dòng)輪齒部放大截面圖；圖3d，所示的是放大的俯視圖和參照?qǐng)D1和2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器中，帶有齒厚度逐漸增大的第二個(gè)嚙合段的從動(dòng)輪齒部放大截面圖；圖3c，所示的是放大的俯視圖和參照?qǐng)D1和2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器中，齒高度不減少的帶包絡(luò)狀齒部的第二嚙合段的從動(dòng)輪齒部的放大截面圖；圖4，所示的是參照?qǐng)D1安裝有彈性心軸的安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器的示意圖。具體實(shí)施方式參照?qǐng)D1，2和4，在本發(fā)明中對(duì)安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的主要部件做了介紹，部分做了簡(jiǎn)要介紹。參照?qǐng)D1安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30包括一個(gè)電機(jī)3，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20的電機(jī)軸3a直接和心軸4連接，拉緊纏繞軸1，驅(qū)動(dòng)纏繞軸纏繞安全帶2。參照?qǐng)D2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20由電機(jī)3通過(guò)傳動(dòng)箱20驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)箱10設(shè)計(jì)為蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱，其中有一個(gè)在電機(jī)3的電機(jī)軸3a上固定的蝸桿11以及一個(gè)在心軸4上固定的蝸輪12。安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30外罩在圖1和2中未顯示。蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20中包括一個(gè)固定在心軸4上的蝸桿24以及一個(gè)與蝸桿固定的從動(dòng)輪21，從動(dòng)輪上有外部斜齒22。從動(dòng)輪21通過(guò)一個(gè)連接器與纏繞軸1連接。參照?qǐng)D1，2和3，斜齒嚙合的外部斜齒22包括兩個(gè)嚙合段，不同嚙合方式的第一個(gè)嚙合段22a以及第二個(gè)嚙合段22b。從動(dòng)輪21的端面21a上起始的第一個(gè)嚙合段22a是一個(gè)連續(xù)嚙合結(jié)構(gòu)形式的圓柱形齒部。持續(xù)嚙合結(jié)構(gòu)的齒深度T1一致，齒根圓直徑dF一致，齒頂圓直徑dK一致，(參照?qǐng)D2)。第一個(gè)嚙合段22a連接著第二個(gè)嚙合段22b，第二個(gè)嚙合段的齒深T2逐漸減少，齒根圓直徑dF逐漸增加，齒頂圓直徑dK相對(duì)于第一個(gè)嚙合段22a不變，延伸至端面21b的相對(duì)位置。參照?qǐng)D3a，第二個(gè)嚙合段22b為包絡(luò)狀嚙合部，參照?qǐng)D3，其下部截面圖清楚可見，顯示的是蝸桿24嚙合部與第二個(gè)嚙合段22b的圓球狀嚙合部的嚙合情況。參照?qǐng)D3a的截面A-A，其在第二個(gè)嚙合段22b的兩個(gè)齒之間的范圍延伸，顯示的是齒根圓直徑dF圓弧走向，采用標(biāo)號(hào)23進(jìn)行標(biāo)示，其中，相應(yīng)的半徑R比圓柱形齒部22a的齒深T1要大。不僅包絡(luò)狀齒部的齒根圓直徑dF是弧形的，基圓直徑及節(jié)圓直徑dT也是弧形的。第一個(gè)嚙合段22a的圓柱形齒部到第二個(gè)嚙合段22b之間的過(guò)渡段是連續(xù)的，也就是說(shuō)，包絡(luò)狀齒部22b從與齒深T1對(duì)應(yīng)的齒深T2延伸至從動(dòng)輪21的端面21b減少到零，在從動(dòng)輪21的整個(gè)齒部寬度范圍內(nèi)的齒頂半徑dK保持不變。從動(dòng)輪21的外部斜齒22可分離成第一個(gè)嚙合段22a和第二個(gè)嚙合段22b，這樣包絡(luò)狀嚙合部22b基本上等于所述從動(dòng)輪21正面寬度的1/3。安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的功能如下所述。為了形成拉緊安全帶2的拉緊力，在前進(jìn)方向上通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱10(參照?qǐng)D1)或者通過(guò)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)箱10和傳動(dòng)箱20(參照?qǐng)D2)驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿20的蝸桿24與從動(dòng)輪21的第一嚙合段22a的圓柱形齒部嚙合，通過(guò)較高的驅(qū)動(dòng)有效系數(shù)保證嚙合效果。圖中所示，蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20位于規(guī)定位置。安全帶2通過(guò)電機(jī)拉緊后，安全帶2會(huì)產(chǎn)生很高的壓力，能夠把乘客保持在固定位置。傳輸?shù)綇膭?dòng)輪21上的壓力會(huì)把蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20(圖2，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30中的傳動(dòng)箱10)帶入后退方向。根據(jù)蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20的斜齒部，從動(dòng)輪21會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力，軸向力的方向取決于斜齒部的斜度方向。根據(jù)圖1，2和3，選用的斜度方向應(yīng)該保證產(chǎn)生的軸向力會(huì)把從動(dòng)輪21沿著箭頭P1標(biāo)注的方向擠壓，使圓柱形齒部22a與蝸桿24不再嚙合，第二個(gè)嚙合段22b的包絡(luò)狀齒部在固定嚙合時(shí)與蝸桿24嚙合，且有效系數(shù)減少，從而在后退以及前進(jìn)方向上驅(qū)動(dòng)第二個(gè)傳動(dòng)箱20。蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20從固定位置到與包絡(luò)狀齒部嚙合的位置，且有效系數(shù)持續(xù)減少。從動(dòng)輪21的包絡(luò)狀齒部22b與蝸桿24齒部之間的力傳輸面以及貼合面增加，從動(dòng)輪21上出現(xiàn)的額定軸向力和徑向力，并通過(guò)蝸桿24抵消。通過(guò)改變的包絡(luò)狀齒部22b的齒部結(jié)構(gòu)提升安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的消極承受能力。從動(dòng)輪21在后退方向上驅(qū)動(dòng)兩個(gè)變速箱20，有效系數(shù)減少，因此要求電機(jī)3產(chǎn)生持續(xù)降低的保持力，因此電機(jī)需要通過(guò)少量電流。在載荷較高時(shí)，電機(jī)3只需要通過(guò)較少電流即可達(dá)到固定安全帶的電子固定功能。如圖1，2，3和3a的結(jié)構(gòu)示例所示，從動(dòng)輪21和蝸桿24齒部之間固定時(shí)出現(xiàn)消極結(jié)合力，通過(guò)第二個(gè)嚙合段22b的包絡(luò)狀齒部抵消這個(gè)力?？梢酝ㄟ^(guò)第二個(gè)嚙合段22b的其他齒部結(jié)構(gòu)與新形式的包絡(luò)狀齒部達(dá)到規(guī)定效果，如圖3b至3e所示。圖3b中顯示的是第二個(gè)嚙合段22b，其齒部，齒頂高和/或齒根高持續(xù)增加到規(guī)定的數(shù)值DK，也就是說(shuō)，參照?qǐng)D3b，齒頂圓半徑從第一個(gè)嚙合段22a起呈弧形提高到規(guī)定數(shù)值DK。圖3c顯示的是新形式的包絡(luò)狀齒部，齒頂圓直徑，基圓直徑或節(jié)圓直徑從第一個(gè)嚙合段22a到第二個(gè)嚙合段22b持續(xù)延伸，齒根圓直徑dF呈弧形，至齒頂圓直徑持續(xù)增加到規(guī)定值，同時(shí)齒深T2持續(xù)減少，第一個(gè)嚙合段22a的齒深T1減少到零。另一種使從動(dòng)輪21與蝸桿24有效連接的方式，通過(guò)如圖3d中所示的第二個(gè)嚙合段的齒部來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一個(gè)嚙合段22a的齒厚度s在整個(gè)嚙合段22b的范圍內(nèi)增大直至數(shù)值S。如圖3e中所示，第二個(gè)嚙合段22b為包絡(luò)狀齒部結(jié)構(gòu)，其齒根圓直徑dF，基圓直徑和節(jié)圓直徑dT及齒頂圓直徑dK在第二個(gè)齒部段22b的范圍內(nèi)持續(xù)延伸，直至達(dá)到規(guī)定的尺寸dF，dT和dK為止。相對(duì)于圖3和3a的球狀結(jié)構(gòu)，其齒高沒有減少。上述第二個(gè)嚙合段22b的齒部結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)或者結(jié)合或者混合使用。原理是，第二個(gè)嚙合段22b的齒根圓直徑，齒頂圓直徑或者齒厚度逐漸增加，其制造方法的優(yōu)點(diǎn)在于，第二個(gè)嚙合段22b齒部結(jié)構(gòu)的兩種尺寸可以綜合成一體。本發(fā)明的安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的其他結(jié)構(gòu)示例的優(yōu)點(diǎn)見圖4，如圖1中，安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器30的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，心軸4為彈性安裝。通過(guò)支架6實(shí)現(xiàn)彈性安裝，彈簧部件7固定在殼體與支架之間。彈簧部件7的彈簧剛性的調(diào)節(jié)規(guī)定是，施加在從動(dòng)輪21上產(chǎn)生拉緊力的消極載荷轉(zhuǎn)矩大于通過(guò)電機(jī)產(chǎn)生的拉緊力矩，在該力矩作用下產(chǎn)生的蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱20的嚙合力使心軸4保持在方向P2中，也就是軸向平行于纏繞軸1方向上施加壓力，因此蝸桿24與第二個(gè)嚙合段22b的包絡(luò)狀齒部擠壓嚙合，造成與產(chǎn)生的固定力有關(guān)的驅(qū)動(dòng)有效系數(shù)下降。在前進(jìn)驅(qū)動(dòng)中，蝸桿24的齒部與從動(dòng)輪21的第一個(gè)嚙合段22a的圓柱形齒部嚙合，從而產(chǎn)生與斜齒部?jī)A斜角度有關(guān)的拉緊安全帶的高效拉緊力。消極保持力較高時(shí)，通過(guò)彈簧部件7的彈簧剛性調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)成較低的驅(qū)動(dòng)有效系數(shù)，部分消極保持力被蝸桿24抵消，而且還須給電機(jī)通過(guò)少量電流抵消剩余保持力。給電機(jī)3通入相反方向的電流使固定在一起的蝸桿和第二個(gè)嚙合段22b松脫，蝸桿24再次“回滾”到第一個(gè)嚙合段22a，即圓柱形齒部22a的位置，心軸返回到初始位置。符號(hào)說(shuō)明1纏繞軸2安全帶3電機(jī)3a電機(jī)3的電機(jī)軸4心軸5外殼殼體件10傳動(dòng)箱11傳動(dòng)箱10的蝸桿12傳動(dòng)箱10的蝸輪20蝸輪蝸桿傳動(dòng)箱21從動(dòng)輪21a從動(dòng)輪21的端面21b從動(dòng)輪21的端面22從動(dòng)輪外齒部22a外齒部22的第一個(gè)嚙合段22b外齒部22的第二個(gè)嚙合段23第二個(gè)嚙合段22b的齒根圓直徑24蝸桿30安全帶拉緊器驅(qū)動(dòng)器