МЕХАНИЗМ ВТЯГИВАНИЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B60R22/28 

Изобретение касается механизма втягивания ремня безопасности с натяжителем ремня, воздействующим на катушку для ремня посредством соединительного механизма с зажимными роликами.

Известен механизм втягивания ремня безопасности, имеющий корпус и размещенную в нем катушку для ремня, чувствительную к движению автомобиля и автоматическую блокировку ремня, содержащую, по меньшей мере, одну собачку для стопорения катушки и стержень торсиона [1]
Уже предпринимались попытки повысить защитное действие оборудованных натяжителями систем ремней безопасности путем преобразования энергии после натяжения ремня с целью уменьшения пиков нагрузки в нем. Преобразование энергии возможно, например, посредством растягивающих органов, которые встроены в силовой поток системы ремней и пластически деформируются под нагрузкой.

Благодаря изобретению создан новый механизм втягивания ремня безопасности с натяжителем ремня, в который встроено устройство для преобразования энергии. Механизм согласно изобретению отличается тем, что в силовой поток между соединительным механизмом и катушкой для ремня встроен торсион, который после натяжения ремня скручивается вокруг своей оси под действием введенной через ремень нагрузки, поглощая энергию. Такой торсион обеспечивает после натяжения ремня обратное вращение катушки на угол, более чем достаточный для предполагаемого преобразования энергии. Торсионы из подходящих марок стали обеспечивают скручивание более, чем на 370^oC между обоими осевыми концами. Торсион может быть встроен в механизм втягивания особенно предпочтительным образом, когда один его осевой конец соединен с силовым замыканием с катушкой для ремня, а другой выполнен в виде цилиндрического соединительного продолжения, окруженного соединительными органами соединительного механизма. В этом устройстве торсиону требуется лишь место, занимаемое в обычных механизмах втягивания анкерным штифтом для ремня, вставленным соосно в катушку.

Другие признаки и преимущества изобретения приведены в описании чертежей, на фиг. 1 частичный разрез механизма втягивания ремня с натяжителем; на фиг. 2 сечение по линии II-II фиг. 1; на фиг. 3 схематично собачка, взаимодействующая со стопорными зубьями катушки механизма втягивания; на фиг. 4 разрез по линии I-I на фиг. 1.

На фиг. 1 изображен механизм втягивания между коленами несущего нагрузку корпуса 10 с возможностью вращения с установленой катушкой 12. На корпусе 10 закреплен цоколь 14 а для пиротехнического цилиндро-поршневого привода натяжителя ремня. Цоколь 14 имеет резьбовое отверстие 14a для ввинчивания конца цилиндра 16 и приемное отверстие 14 для пиротехнического газогенератора 18. Внутри цилиндра 16 расположен поршень 20, на которым закреплен тяговый трос 22. Пиротехнический привод натяжителя ремня имеет обычное исполнение и поэтому более подробно не рассматривается. Трос 22 уложен несколькими шкивами в желобок шкива 24 и фиксирован одним концом на нем. Шкив 24 имеет колоколообразную форму и является составной частью соединительного механизма, зажимные ролики 26 которого при активировании натяжения ремня за счет вращения шкива 24 прижимается к цилиндрическому соединительному продолжению 28 торсиона 30, расположенного соосно внутри катушки 12. В соединенном за одно целое с цоколем 14 опорном кольце 15 расположен стопор с блокировочными роликами 27, препятствующими вращению шкива 24 в направлении разматывания ремня. С продолжением 28 в зацеплении находится ступица 32, на которую воздействует внутренний конец спиральной пружины 34, расположенной внутри корпуса 36. К нему присоединен наружный конец пружины 34, являющейся намоточной пружиной механизма втягивания. Ее усилие передается посредством ступицы 32 и торсиона 30 на катушку 12.

На своем обращенном от продолжения 28 осевом конце торсион 30 снабжен головкой 38 с накаткой, вставленной с геометрическим замыканием в соответствующей формы углубление 40 катушки 12. Катушка состоит, в основном, из двух боковых фланцев 12 a, 12 b и в основном полого цилиндрического корпуса 12 c, имеющего шлиц 12 d для ввода наматываемого на катушку 12 ремня 42 (фиг. 2). Торсион 30 проходит через полое цилиндрическое внутреннее пространство корпуса 12c катушки 12. Конец ремня 42 образует петлю, надетую на торсион 30, который посредством головки 38 жестко соединен с катушкой 12. В исходном положении (фиг. 1) ролики 26 отведены от продолжения 28, за счет чего катушка 12 имеет возможность свободного вращения с торсионом 30.

При активировании натяжителя ремня поршень 20 известным образом за счет высвобождающихся газов газогенератора 18 перемещается в цилиндре 16 и к его свободному концу, причем трос 22 оказывает крутящий момент на периферию шкива 24. В результате происходящего затем вращения шкива 24 ролики 26 сначала прижимаются к продолжению 28, за счет чего шкив 24 и продолжение 28 прочно соединяются между собой. Торсион 30 передает вращение шкива 24 на катушку 12, которая приводится во вращение в направлении наматывания ремня, за счет чего устраняется его неплотное прилегание. По окончании натяжения ремня ролики 26 заклиниваются между шкивом 24 и продолжением 28, за счет чего торсион 30 продолжает оставаться в жестком соединении со шкивом 24. Шкив блокируется, в свою очередь, против вращения в направлении разматывания ремня роликами 27 на кольце 16.

Если теперь после натяжения ремня в системе возникает высокая нагрузка и ремень при растягивающем напряжении несколько к N оказывает на катушку соответственно высокий крутящий момент, то торсион 30 начинает пластически деформироваться вокруг своей оси. За счет этой пластической деформации поглощается энергия и уменьшаются пики нагрузки. Путем расчета и выбора материала могут быть почти произвольно установлены порог, начиная с которого наступает пластическая деформации торсиона 30 и его дальнейшее поведение, а также достигаемое этим демпфирующее действие.

Механизмы втягивания описанного типа снабжены блокировкой, чувствительной к автомобилю и ремню. Блокировка содержит собачку 50 (фиг. 3), взаимодействующую со стопорными зубьями 52 фланца 12b катушки 12. С тем, чтобы после натяжения ремня обеспечить обратное вращение катушки 12 для деформации торсиона 30, собачка 50 должна оставаться вне зацепления со стопорными зубьями 52. Для этой цели в соединенном за одно целое с цоколем 14 кольце 15 с возможностью перемещения в осевом направлении установлена блокировочная пластина 54. Соседний со шкивом 24, скошенный конец пластины 54 входит в рампообразное углубление шкива, а противоположный конец лежит непосредственно рядом с собачкой 50, пока натяжитель не активирован (фиг. 4). Как только шкив приводится во вращение, он толкает пластину 54 в осевом направлении в траекторию качания собачки 50, которая не может больше войти в зацепление с зубьями 52 катушки 12.

Использование: изобретение относится к механизмам втягивания ремня безопасности с натяжителем ремня, воздействующим на катушку посредством соединительного механизма с режимными роликами. Сущность изобретения: в силовой поток между соединительным механизмом и катушкой встроен торсион, который после натяжения ремня скручивается вокруг своей оси под действием введенной через ремень нагрузки, поглощая энергию. За счет пластической деформации торсиона пики нагрузки, возникающие после натяжения ремня, могут быть уменьшены для повышения защитных качеств. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Механизм втягивания ремня безопасности, имеющий корпус и размещенную в нем катушку для ремня, чувствительную к движению автомобиля и ремня, автоматическую блокировку, содержащую по меньшей мере одну собачку для стопорения катушки и стержень торсиона, находящийся внутри катушки, отличающийся тем, что он снабжен натяжителем ремня, выполненным с возможностью воздействия на катушку посредством соединительного механизма с зажимными роликами и имеющим приводной шкив, установленный с возможностью вращения при активировании, а торсион установлен с возможностью включения в силовой поток между соединительным механизмом и катушкой для ремня после произведенного натяжения под действием введенной через ремень нагрузки и скручивания вокруг своей оси, поглощая энергию, при этом собачка выполнена с возможностью выхода из зацепления при вращении приводного шкива. 2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что один осевой конец торсиона соединен с силовым замыканием с катушкой, а другой конец выполнен в виде цилиндрического соединительного элемента, окруженного соединительными органами соединительного механизма. 3. Механизм по п.2, отличающийся тем, что торсион установлен в катушке соосно. 4. Механизм по п.3, отличающийся тем, что ремень размещен с возможностью образования петли, надетой на торсион. 5. Механизм по одному из пп.2 4, отличающийся тем, что пружина для наматывания ремня на катушку присоединена посредством ступицы к цилиндрическому соединительному элементу.