УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ СИСТЕМ Российский патент 1996 года по МПК B60R22/42 

Изобретение касается устройства натяжения ремня безопасности для автомобильных систем, содержащего опорный элемент, расположенный с одной стороны свободно свисающей на некотором расстоянии от него ленты ремня, а на другой стороне ремня на некотором расстоянии от него элемент зацепления, к которому с помощью тягового элемента подсоединен линейный привод, который в момент действия сдвигает элемент зацепления на ремень, ремень на элемент опоры и, наконец, элемент зацепления с образованием ременной петли, параллельной ходу ремня, продвигает мимо элемента опоры.

Подобное устройство натяжения ремня безопасности может быть легко интегрировано в уже имеющиеся системы безопасности, так как ход ленты ремня не изменяется и для него может быть использовано традиционное устройство ременной намотки с блокировочной автоматикой. Линейный привод может выполняться по типу пиротехнического узла "поршень-цилиндр" или отводится как производное относительного движения части автомобиля (блока мотора или коробки передач) в момент его столкновения.

Известно устройство натяжения ремня безопасности подобного рода, в котором ременная петля образуется между двумя неподвижными обратными направляющими роликами посредством одного подвижного ролика, установленного на коленчатом рычаге. Линейный привод приходит в зацепление на кронштейне коленчатого рычага [1] Поворотное движение коленчатого рычага требует много свободного пространства, которым едва ли располагает имеющаяся конструкция автомобиля.

Известно устройство натяжения ремня безопасности.

В немецком патенте [2] в котором ремень проводится через петлю на конце тягового троса и в момент действия линейного привода ремень передвигается с помощью петли троса на обратный направляющий ролик, затем мимо ролика с образованием ременной петли, параллельной ходу ремня, вниз в направлении устройства ременной намотки. Такое устройство натяжения ремня безопасности требует минимального конструктивного пространства, однако лента ремня может повреждаться петлей троса.

Согласно изобретению устройство натяжения ремня безопасности требует мало места в конструкции для размещения в автомобиле и легко входит в зацепление с ремнем, не повреждая его.

У устройства натяжения согласно изобретению элемент зацепления удерживается между первыми концами двух параллельно идущих боковин кулисы, которая в положении покоя устройства натяжения с боковинами, удерживаемыми поперек ленты ремня, опирается на его края на элементе опоры, причем тяговый элемент соединен с вторыми концами боковин кулисы. В качестве элемента зацепления может использоваться ролик, расположенный между боковинами кулисы с возможностью вращения, благодаря которому ремень не повреждается. В момент действия устройства натяжения кулисы из положения покоя, в котором она удерживается, например, предохранительными штифтами, разъединяется и совершает движение, которое сравнимо с движением петли троса и едва ли занимает меньше места в конструкции.

Она смещается вначале вокруг элемента опоры, образующего упор, а затем скользит вдоль его поверхности, стремясь его избежать, причем кулиса разворачивается далее. В заключение она передвигается дальше мимо элемента опоры, причем образуется петля ремня безопасности. Во время поворотного движения кулисы лента ремня проводится вначале через элемент зацепления в устройство на элемент опоры, а затем постоянно заводится вокруг него, это движение происходит без рывков и способствует сохранности ремня безопасности.

Устройство натяжения ремня устанавливается преимущественно на подковообразную (U) гарнитуру, между боковыми стенками которой расположен элемент опоры. Кулиса в положении покоя закрепляется посредством предохранительных срезных штифтов на гарнитуре. Дно гарнитуры образует направляющую плоскость для кулисы, которая заставляет ее в своем движении мимо элемента опоры выходить на траекторию, непосредственно ведущую мимо элемента опоры.

В то время как элемент зацепления выполнен на кулисе преимущественно в форме легкого на ходу вращающегося ролика, элемент опоры образован преимущественно установленной неподвижно цапфой, которая обладает поверхностью, способствующей трению по отношению к ремню безопасности. Обычные ременные системы безопасности содержат устройство натяжения ремня, которое оснащается очень чувствительной к машине и ремню блокировочной автоматикой. Ремень безопасности проходит прямолинейно между устройством ременной намотки и гарнитурой обратного направления (хода). Устройство натяжения ремня располагается преимущественно на этом прямолинейном участке, проходящем между гарнитурой обратного направления и устройством намотки. Если теперь в момент срабатывания устройства натяжения на этом участке ремня происходит движение (тяговое усилие), то устройство ременной намотки будет находиться в положении блокировки. При нарастании тягового усилия намотка ремня на ременной катушке затягивается втугую благодаря так называемому эффекту скручивания фотопленки на катушке, причем определенная длина ремня с устройства намотки оттянута. На эту длину понижается эффективность хода устройства натяжения. Но так как при описанной в дальнейшем конструкции устройства натяжения ремень безопасности заводится вокруг неподвижно установленной цапфы, на поверхности которой ремень встречает высокое сопротивление, то на ремне возникает сильно пониженное тяговое усилие, благодаря которому эффект скручивания в значительной степени предотвращается. Для коэффициента трения μ 0,4 и угла обхвата α 180^о на основании соотношения μ_κ производится расчет снижения тягового усилия на величину в пределах 3,5.

На фиг.1 изображен частичный разрез, вид сбоку устройства натяжения ремня безопасности, интегрированного в существующую систему безопасности; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг.3 вид в разрезе устройства натяжения ремня безопасности в положении покоя; на фиг.4 то же, при положении сразу после начала работы устройства натяжения ремня; на фиг.5 устройство натяжения ремня безопасности в момент образования петли; на фиг.6 петля устройства натяжения ремня безопасности.

При обычной системе с ремнем безопасности на стойке "В" автомобиля вблизи днища крепится устройство 10 ременной намотки. Выше устройства намотки примерно на высоте головы пассажира на стойке "В" закрепляется гарнитура обратного направления 12 ремня безопасности. Между устройством 10 ременной намотки и гарнитурой 12 обратного направления прямолинейно проходит отрезок ремня 14. На этом отрезке располагается устройство 16 натяжения ремня безопасности. Устройство 16 натяжения включает в себя подковообразную (U) гарнитуру 18, которая также крепится на стойке "В" автомобиля. Боковые стенки 18а и 18b гарнитуры соединены друг с другом элементом опоры 20. Этот элемент опоры 20, как видно из фиг.6, образован жестко соединенной цапфой, которая на одном своем конце имеет фланец 20а для установки с внешней стороны боковой стенки 18b гарнитуры 18, а на своем противоположном конце 20 боковой стенки 18а прочно заклепана. Элемент опоры 20 с помощью щипа 20с, входящего в соответствующую выемку на боковой стенке 18b гарнитуры 18, закрепляется в ней неподвижно без прокручивания.

На гарнитуре 18 крепится кулиса 22, показанная на фиг.1-3 в положении покоя. Эта кулиса 22 состоит из двух параллельных идущих на расстоянии друг от друга боковин 24 и 26, соединенных друг с другом на своих первых концах неподвижным валом 28, на котором установлен вращающийся и легкий на ходу ролик 30. Между другими концами боковин 24 и 26 располагается поворотный Т-образнoй формы тяговый сердечник 32. На этом тяговом сердечнике 32 закрепляется тяговый трос. Кулиса 22 в положении покоя, указанная на фиг.1-3, крепится предохранительными срезными штифтами 36 и 38, которые установлены путем соосных друг с другом отверстий в боковых стенках 18а и 18b гарнитуры 18, с одной стороны, а с другой, в боковинах 24 и 26 кулисы 22. В этом положении покоя боковины 24 и 26 кулисы 22 расположены поперек направления движения отрезка 14 ремня безопасности. Кулиса 22 опирается на края боковин 24 и 26 на элементе опоры 20. Этот элемент опоры находится на одной стороне отрезка 14 рамки безопасности на некотором расстоянии от него, а ролик 30 находится на некотором расстоянии на противоположной стороне отрезка 14 ремня безопасности. Ремень, таким образом, беспрепятственно проводится между элементом опоры 20 и роликом 30, а также между боковинами 24 и 26 кулисы 22.

Тяговый трос 34 ведет к линейному приводу устройства натяжения. Этот линейный привод может быть образован по типу пиротехнического узла "поршень-цилиндр" или ответвлен от части автомобиля, которая при столкновении получит относительное смещение по отношению к конструкции автомобиля, в частности моторный блок и блок коробки передач. На пути тягового троса 34 находится противооткатный стопор, который состоит из поршня 40 с запрессованным тяговым тросом 34 и цилиндра 42, закрепленного на стойке "В" автомобиля, в котором передвигается поршень 40. Поршень 40 в цилиндре 42 свободно передвигается в направлении устройства ременной намотки 10, однако заблокирован в противоположном направлении зажимными элементами; обратное движение поршня 40 в цилиндре 42 (в случае необходимости) возможно при пластической деформации цилиндра 42, так что пики нагрузки в системе ремня снимаются.

Конец тягового троса 34 посредством соединительной муфты 44 соединен тросовой тягой с внутренним тросом 46 и не показанной здесь наружной рубашкой, чтобы установить контакт с соответствующей частью автомобиля, которая смещается в момент столкновения относительно конструкции автомобиля, в частности моторный блок и блок коробки передач. Соединительная муфта 44 при заданной величине тягового усилия разделяется, чтобы уберечь пассажира автомобиля от больших тяговых нагрузок и добиться ограничения длины хода устройства натяжения.

В момент действия устройства натяжения ремня безопасности через тяговый трос 34 и сердечник 32 на кулису 22 воздействует тяговое усилие, благодаря чему срезаются вначале предохранительные штифты 36 и 38. Кулиса 22, опирающаяся на элемент опоры 20, теперь поворачивается, причем ролик 30 перемещается в направлении гарнитуры обратного направления 12, пока он не войдет в соприкосновение с отрезком 14 ремня безопасности. При дальнейшем повороте кулисы 22 она скользит на поверхности элемента 20 опоры, причем с помощью ролика 30 лента ремня вначале заводится на поверхность элемента 20 опоры, а затем постепенно вокруг него направляется обратно. Одновременно кулиса 22 скользит теперь по поверхности опорного элемента 20, как показано на фиг.4, причем концы боковин 24 и 26, смежные с тяговым сердечником 32, наталкиваются на стенку дна гарнитуры 18 и через нее проводятся.

Кулиса 22 протягивается теперь между элементом 20 опоры и дном гарнитуры 18, причем на отрезке 14 ремня безопасности образуется петля. Это положение показано на фиг.5. Петля ремня путем дальнейшего движения вниз кулисы 22 с тяговым сердечником 34 увеличивается, пока не иссякнет тяговое усилие, производимое тяговым тросом 34.

Прежде чем начнет работать устройство натяжения ремня безопасности, устройство 10 ременной намотки заблокировано его блокирующим механизмом, чувствительным к поведению автомобиля и ремня. Следовательно, при образовании петли укорачивается отрезок ремня, ведущий от гарнитуры 12 обратного направления к пассажиру автомобиля. Чтобы предотвратить имеющее значение стягивание длины ремня безопасности, в том числе и с устройства ременной намотки 10, по причине эффекта скручивания фотопленки на катушке, элемент опоры 20 по отношению к ленте ремня выполнен с повышенной фрикционной способностью. Особенно эффективной для повышения трения является нанесенная на элемент 20 опоры оболочка 48 из резинообразного материала. Однако эта оболочка 48 должна быть неподвижно и прочно закреплена на элементе 20 опоры, чтобы иметь желаемое трение обхвата, благодаря чему тяговое, возникающее на устройстве ременной намотки 10 усилие в ремне безопасности может быть уменьшено менее чем на треть величины без этого трения. Целесообразно выполнение элемента 20 опоры с рифленой поверхностью, как показано на фиг.6, причем оболочка состоит из пластмассы, которая надевается на элемент 20 опоры в горячем состоянии, так что между оболочкой 48 и элементом опоры образуется формовочное сцепление.

Устройство натяжения ремня безопасности для автомобильных систем с устройством 10 ременной намотки, снабженным блокировочной автоматикой, и с гарнитурой 12 обратного направления хода, от которой лента ремня 14 проходит прямолинейно, включает подковообразную гарнитуру 18 и кулису 22, удерживаемую на ней в положении покоя вертикально ходу ремня. Лента ремня 14 свободно проводится между элементом 20 опоры, соединяющим боковые стенки гарнитуры 18, и роликом 30, свободно вращающимся на кулисе 22. В момент действия устройства натяжения ремня безопасности кулиса 22 протягивается между дном гарнитуры 18 и элементом 20 опоры, чтобы образовать петлю ремня. 8 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ СИСТЕМ, содержащее опорный элемент, расположенный с одной стороны свободно свисающей на некотором расстоянии от него ленты ремня, а на другой стороне ремня на некотором расстоянии от него элемент зацепления, к которому с помощью тягового элемента подсоединен линейный привод для перемещения в момент действия элемента зацепления на ремень безопасности, ремня - на элемент опоры и дальнейшего передвижения элемента зацепления мимо элемента опоры с образованием ременной петли, параллельной ходу ремня, отличающееся тем, что элемент зацепления удержан между первыми концами двух параллельных боковин кулисы, опирающейся в состоянии покоя устройства натяжения на края элемента опоры с помощью боковин, удерживаемых поперек ремня безопасности, а тяговый элемент соединен с двумя концами боковин кулисы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кулиса установлена с возможностью удержания в положении покоя фиксирующими элементами. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что элемент опоры расположен между двумя боковыми стенками U-образной скобы. 4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что фиксирующие элементы выполнены в виде предохранительных срезных штифтов, установленных в соосных друг с другом отверстиях в боковых стенках скобы и в боковинах кулисы. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что основание скобы представляет собой направляющую поверхность для кулисы. 6. Устройство по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что элемент зацепления образован роликом, установленным с возможностью вращения на неподвижном валу, соединяющим одна с другой боковины кулисы. 7. Устройство по одному из пп. 1 - 6, отличающееся тем, что тяговый элемент образован одним общим Т-образным тяговым сердечником, установленным с возможностью поворота боковинами кулисы и на котором закреплен тяговый трос. 8. Устройство по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что оно выполнено с устройством ременной намотки, снабженным блокировочной атвоматикой, и с направляющей обратного хода ленты ремня, проходящей на устройство ремонтной намотки, причем устройство натяжения расположено на отрезке ремня безопасности между направляющей обратного хода и устройством ременной намотки, а элемент опоры образован неподвижно закрепленной цапфой, имеющей повышенную фрикционную поверхность по отношению к ленте ремня. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цапфа снабжена неподвижно насаженной оболочкой из резинообразного материала.