УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЛЯМКИ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, УСТАНАВЛИВАЕМОЕ В СИДЕНИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК B60R22/26 B60R22/46 

Изобретение касается устройств пассивной безопасности, применяемых в автомобилях и других транспортных средствах, а именно систем ремней безопасности современного технического уровня.

Известные устройства аналогичного назначения хорошо встраиваются в автомобили при достаточно свободном пространстве вокруг сиденья внутри салона. Однако в компактных моделях автомобилей часто возникают значительные трудности при необходимости монтажа и закрепления известных устройств на сиденьи. Посредством быстрого перемещения замка в направлении, противоположном действию на него нагрузки растяжения, а затем надежного стопорения возможно осуществить предварительный натяг и плотное прилегание лямки ремня за счет своевременности ввода его в действие в аварийной ситуации. Наиболее близким техническим решением является устройство предварительного натяжения лямки ремня безопасности, описанное в патенте SU 1718717, для перемещения замка ремня, закрепленного на опорной подставке, имеющей возможность продольного перемещения внутри жестко связанного с автомобилем или заблокированного с ним корпуса, который оснащен приспособлением для блокирования движения подставки в обратном направлении. Замок ремня или опорная подставка одним концом соединены с эластичным органом, а другим концом - с предварительно напряженной силовой пружиной, встроенной в цилиндрическом корпусе и заблокированной сенсорно-расцепным приспособлением, которое срабатывает при превышении предварительно заданной критической величины замедления автомобиля, спуская силовую пружину и осуществляя перемещение замка для натяжения лямки. Устройство вместе со своими конструктивными частями расположено преимущественно в вертикальной плоскости сбоку от сиденья и обуславливает наличие свободного пространства для его установки между сиденьями в автомобиле. Данное техническое средство неприемлемо для случаев, когда в автомобиле свободное пространство отсутствует или занято другими деталями или устройствами. Кроме того, расположение такого устройства между сиденьями представляет опасность травмирования пользователя из-за повышенных неудобств в эксплуатации. Способ предварительного натяжения ремня при помощи пружины не обладает достаточно высокой эффективностью, а пружина с большим запасом мощности имеет значительный вес.

Задачей предложенного изобретения является создание компактной и надежной конструкции устройства, которое встраивалось бы в сиденье транспортного средства в стесненных условиях. Это касается автомобилей малолитражного класса с тесным салоном, имеющих сравнительно мало места для размещения ремней безопасности. Решение поставленной задачи и получение необходимого технического результата достигается тем, что в устройстве предварительного натяжения лямки ремня безопасности, устанавливаемом в сиденьи транспортного средства, преимущественно автомобиля, содержащем стопорный орган и пиротехнический силовой орган, связанные тягой преимущественно с замком ремня, запускаемой в действие сенсорным приспособлением при возникновении критических величин замедления при фронтальном столкновении автомобиля. Стопорный орган совместно с силовым органом смонтированы под подушкой сиденья и прикреплены к консоли ползуна одной из салазок сиденья посредством выполненной на корпусе стопорного органа шарнирной втулки, пропущенной через штатные отверстия в ушке каркаса подушки и в опорной консоли ползуна. При этом часть тяги, соединяемой с замком ремня, пропущена сквозь внутреннюю полость указанной втулки. При таком техническом решении конструкция устройства сильно упрощается и становится компактной.

Для закрепления шарнирной втулки на ее выходящий наружу из консоли конец насажено фасонное ступенчатое кольцо, которое фиксируется штифтовым или резьбовым соединением. Для избежания повреждения тяги замка при нагрузке отверстие кольца выполнено с раструбом и закруглениями.

Стопорный орган смонтирован в чашеообразном корпусе, содержащем поворотный барабан, состоящий из храповых шайб и сердечника для намотки и закрепления на нем тяги, а также содержащем поворотную подпружиненную собачку для постоянного взаимодействия с барабаном, не допуская вращения барабана в направлении нагрузки на ремень безопасности. Для крепления тяги на сердечнике барабана выполнена впадина, а в стенках храповых шайб - окна, в которых укладываются напрессованные на тягу упорные муфты. Так как сила подтяга меньше, чем сила нагрузки на замок, то целесообразно выполнить тягу из цельного отрезка стального каната таким образом, чтобы участок тяги, соединяемый с поршнем цилиндра пиротехнического силового органа, был одинарным и охватывал бы периферию сердечника барабана на 360^o, обеспечивая возможность полного оборота сердечника, т. е. максимально возможную длину подтяга, а участок тяги, образующий тягу замка, выполнить сдвоенным, выдерживающим нагрузку растяжения не менее 20 кн. Охват сердечника тягой замка рационально предусмотреть на 90^o, а для точного направления этой тяги через шарнирную втулку в корпусе предусмотреть направляющий ролик.

На фиг. 1 представлено устройство для предварительного натяжения лямки ремня безопасности, установленное в сиденье автомобиля (сиденье водителя); даны условные разрезы по подушке сиденья, по салазке, по стопорному органу с тягой; фрагмент замка ремня безопасности, шарнирная втулка и т.д.; на фиг. 2 - разрез A - A на фиг. 1, показаны: пиротехнический силовой орган, стопорный орган с тягой, детали салазки; на фиг. 3 - то же, что и на фиг. 2, возможное исполнение; на фиг. 4 - вид сбоку, в направлении на сиденье пассажира, поясняющий расположение замка ремня безопасности; на фиг. 5 и 6 - чертеж барабана в двух проекциях; на фиг. 7 - тяга в выпрямленном и сдвоенном состояниях.

Устройство для предварительного натяжения лямки ремня безопасности (фиг. 1 и 2) содержит стопорный орган 1, в чашеобразном корпусе 2 которого на оси 3 поворотно смонтированы храповой барабан 4 и подпружиненная собачка 5, взаимодействующая постоянно с зубьями 6 барабана. Барабан 4 содержит сердечник 7 для намотки и закрепления комбинированной тяги 8, соединенной одним концом с поршнем 9 пиротехнического силового органа 10, а другим концом, выполненным в виде петли 11, с пластинчатым хвостовиком 12 замка 13 ремня безопасности.

Коаксиально с сердечником 7 приклепаны заклепками 7a храповые шайбы 14 с зубьями 6. На сердечнике 7 выполнена впадина 15, а в стенках шайб 14 - окна для удержания муфт 16 и 17, с помощью которых средний участок 18 тяги 8 разделяет тягу на 2 ветви: тягу натяжения 19 и тягу замка 20.

Тяга 8 выполнена из цельного отрезка стального каната, на концах которого напрессованы муфта 17 и наконечник 21 с головкой 22. Тяга замка 20 выполнена петлеобразно сдвоенной, для чего муфта 16 напрессована на указанный канат в месте укладки его во впадину 15 сердечника 7.

Силовой орган может быть выполнен в двух исполнениях, остальные части устройства идентичны.

По первому предпочтительному (фиг. 1 и 2) исполнению силовой орган 10 состоит из цилиндрической трубы 23, навальцованной своим концом на канавку 24 ступенчатого днища 25, в котором выполнено центральное отверстие 26 для прохода тяги 19 от барабана 4 к поршню 9. На конце тяги 19 напрессован наконечник 21, головкой 22 соединенный с юбкой поршня 9 посредством резьбового соединения. Наружный участок 25a днища 25 закреплен к корпусу 2 заклепками 27. Внутри поршня 9, со стороны торца, вмонтирован и завальцован пиротехнический газогенератор 28, инициирование которого предусмотрено подачей электрического тока от сенсорного устройства (не показано).

Штеккерное приспособление 28a с электрокабелем 28b выполнено малогабаритным и монтируется к головке газогенератора 28 внутри трубы 23, а кабель 28b выводится наружу через боковую прорезь 23a, выполненную в конечной части трубы 23.

В головке 22 наконечника 21 выполнены калиброванные отверстия 22a для направления сжатого газа от генератора 28 в камеру 29, где газ, расширяясь, осуществляет работу подтяга. При этом тяга 19, охватывающая на 360^o периферию сердечника 7, проходит между обеими ветвями тяги 20 и при срабатывании подтяга, сматываясь, своим натяжением вращает барабан 4 (на фиг. 2 или 3 - по часовой стрелке). Одновременно с этим тяга 20 наматывается на сердечник 7 и замок 13 ремня безопасности, перемещаясь вниз, подтягивает связанную с замком лямку (не показана).

Как видно из чертежа (фиг. 2), барабан 4 может совершить почти один полный оборот, т.е. максимальное перемещение замка может достигать величины 2 π R, где R - радиус укладки тяги на сердечнике, а это практически может составлять величину около 150 мм.

По второму предпочтительному исполнению (фиг. 3) силовой орган 101 содержит литое днище 251 с гнездами 30 и 31, первое - для крепления к днищу цилиндрической трубы 23a резьбовым соединением 32, а второе - для монтажа газогенератора 28, закрепляемого гайкой 33 с резьбовым соединением 34.

Аксиально с гнездом 30 в днище 25' выполнено резьбовое отверстие 35, в которое ввинчена втулка 36 с отверстием для прохода тяги натяжения 19', при этом указанная втулка пропущена через отверстие в стенке корпуса 2 и своей головкой 36' прижимает днище 25' к корпусу 2'. Для соединения тяги 19' (фиг. 3) с поршнем 9a ее конец пропущен через центральное отверстие в поршне и прочно зажат в зауженном конце 9b поршня.

Для установки стопорного органа 1 совместно с закрепленным к нему силовым органом 10 под подушкой П сиденья С в боковой стенке 2a корпуса 2 (соответственно корпуса 2') выполнено отверстие Е, в которое вставлен конец шарнирной втулки 37, через внутреннюю полость которой пропущена сходящая с барабана 4 и выходящая наружу тяга 20 к замку 13. Шарнирная втулка 37 жестко приварена к стенке 2a и она является шарнирным элементом для соединения ушка У каркаса подушки П сиденья С с консолью К ползуна 38 одной из салазок 39. Для этого втулка 37 пропущена через отверстия d₁ и d₂ в ушке и консоли. На выходе из консоли К конец шарнирной втулки 37 зафиксирован фасонным ступенчатым кольцом 40, для чего во втулке и кольце предусмотрены соосные радиальные отверстия 40_a и 41 под штифт или под шплинт 42. Закрепление кольца 40 может быть выполнено также и резьбовым соединением.

Для защиты каната тяги 20 от повреждения при нагрузке кольцо 40 выполнено с раструбом и закруглениями. Внутренний диаметр d₃ в шарнирной втулке 37 и кольце 40 имеет размер, допускающий проход петлеобразного конца тяги 20 сквозь втулку и кольцо при сборке сиденья с салазками. Для удержания ползуна 38 в надежном зацеплении с салазкой 39 (зацепление для фиксации при перестановке сиденья взад-вперед) к салазке приварена ограничительная пластина 39a. Шарнирная втулка 37 обеспечивает крепление сиденья С к консоли К ползуна 38 и не препятствует поворотам ушка У подушки вокруг указанной втулки.

Для соединения замка 13 с петлеобразным концом 43 тяги 20 в замке предусмотрен пластинчатый хвостовик 12, закрепленный к замку заклепкой 44. Хвостовик 12 выполнен из двух симметрично изогнутых пластин 45 и 46, соединенных в виде вилки, между которыми вставлена опорная для каната втулка 47 и через отверстия во втулке и пластинах смонтирован прочный штифт 48 с головкой 48a и зафиксированный с наружного конца пружинной шайбой 49. Тяга 20 и место ее соединения с замком закрыты съемным коротким чехлом 50.

В месте соприкосновения чехла 50 с бортом 51 подушки П смонтирована накладка 52 с "прилипалами", удерживающая тягу замка в необходимом положении при эксплуатации.

Как видно из описания, устройство для предварительного натяжения по предложенному техническому решению практически не занимает пространства между передними сиденьями, компактно размещаясь под сиденьем. Преимущества предложенной конструкции очевидны и дают возможность ее применения в разных моделях автомобилей.

Как показано на фиг. 7, комбинированная тяга 8 имеет длину L в выпрямленном состоянии. При монтаже на барабан 4 она соответственно складывается, образуя участки 19 и 20 (дуга S). Когда муфты 16 и 17 вложены в барабан 4 так, что они располагаются в выемке сердечника 7 и в окнах храповых шайб 14, тяга может выполнять свое назначение. Сила подтяга F передается через муфту 17, а сила нагрузки на ремень Р воспринимается обеими муфтами 16 и 17.

Устройство предварительного натяжения лямки ремня содержит стопорный орган и пиротехнический силовой орган, которые связаны тягой с замком ремня, смонтированы под подушкой сиденья и прикреплены к несущей консоли ползуна одной из салазок сиденья. Крепление происходит при помощи жестко связанной с корпусом стопорного органа шарнирной втулки, которую вставляют через отверстия в ушке каркаса подушки сиденья и консоли, образующих соединение сиденья с салазкой. При этом часть тяги, соединенной с замком ремня, пропускают сквозь внутреннюю полость втулки. Устройство представляет собой компактную, надежную и упрощенную конструкцию, которая может быть встроена в сиденье автомобиля малолитражного класса с тесным салоном, имеющим мало места для размещения ремней безопасности. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для предварительного натяжения лямки ремня безопасности, устанавливаемое в сидении транспортного средства, например автомобиля, содержащее стопорный орган и силовой орган, связанные гибкой тягой с замком ремня, запускаемой в действие сенсорным приспособлением при возникновении критических величин замедления в условиях фронтального столкновения автомобиля, отличающееся тем, что стопорный орган совместно с силовым органом смонтирован под подушкой сидения и прикреплены к несущей консоли ползуна одной из салазок сидения посредством жестко связанной с корпусом стопорного органа шарнирной втулки, вставленной через штатные отверстия в ушке каркаса подушки сидения и консоли, образующих соединение сидения с салазками, при этом часть тяги, соединяемой с замком ремня, пропущена сквозь внутреннюю полость шарнирной втулки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шарнирная втулка закреплена на консоли ползуна одной из салазок фасонным ступенчатым кольцом, надеваемым на конец шарнирной втулки и фиксируемым штифтовым или резьбовым соединением при монтаже устройства, а для предотвращения повреждения тяги на ее выходе из кольца последнее выполнено с раструбом и закруглениями. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе стопорного органа смонтирован на оси поворотный барабан, составленный из сердечника и коаксиально сердечнику приклепанных храповых шайб, зубья которых находятся в постоянном взаимодействии с встроенной в корпусе поворотной подпружиненной собачкой, препятствующей вращению барабана в направлении, обратном направлению предварительного натяжения лямки, а на сердечнике барабана закреплена и частично намотана комбинированная тяга, состоящая из тяги натяжения и тяги замка ремня безопасности, при этом тяга натяжения охватывает периметр сердечника барабана на 360^o, а тяга замка - на 90^o. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено муфтами, напрессованными на комбинированной тяге, для закрепления комбинированной тяги на сердечнике барабана выполнена впадина, а в храповых шайбах - сопряженные окна, в которых удерживаются напрессованные на тяге муфты. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что силовой орган выполнен в виде пиротехнического газогенератора с цилиндром и поршнем, для соединения поршня с тягой натяжения на конце последней напрессован наконечник, в головке которого выполнены калиброванные отверстия для прохода газов, а головка соединена с юбкой поршня резьбовым соединением. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что газогенератор встроен в поршень с торца и закреплен вальцовкой или резьбовым кольцом, а электрическое штекерное приспособление для инициирования газогенератора выполнено с размерами, не превышающими диаметр поршня, при этом электрический кабель штекерного приспособления выведен наружу из цилиндра через боковую прорезь, выполненную в концевой части последнего. 7. Устройство по пп.3 и 5, отличающееся тем, что комбинированная тяга выполнена из цельного отрезка стального каната, при этом участок тяги натяжения, охватывающий сердечник барабана и соединенный с поршнем пиротехнического цилиндра, выполнен одинарным, а участок, образующий тягу замка, выполнен сдвоенным в виде петли, которая после ее сбега с сердечника направлена в шарнирную втулку, опираясь на встроенные в корпусе направляющий ролик, а тяга натяжения расположена на сердечнике барабана между обеими ветвями петли тяги замка. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что для соединения петли тяги с замком ремня в замке смонтирован и закреплен хвостовик, составленный из двух изогнутых симметричных пластин, выходящих из замка в виде вилки с отверстиями для фиксирующего конец петли штифта или болта. 9. Устройство по пп.3, 5 - 7, отличающееся тем, что пиротехнический цилиндр силового органа выполнен с завальцованным в его хвостовую часть ступенчатым днищем, в котором выполнено ступенчатое отверстие для прохода тяги натяжения к хвостовику наконечника, соединяющему тягу с поршнем, а на выступающей наружу части днища выполнены крепежные отверстия для крепления силового органа заклепками к корпусу стопорного органа. 10. Устройство по пп. 3, 5 - 7, отличающееся тем, что пиротехнический цилиндр силового органа содержит литое из легкого сплава днище с двумя сообщающимися гнездами, из которых первое служит для крепления цилиндра посредством резьбового соединения, а второе - для монтажа газогенератора и закрепления его кольцом с резьбовым соединением, для крепления днища к корпусу стопорного органа в днище выполнено аксиально первому гнезду резьбовое отверстие, в которое ввинчена втулка с отверстием для прохода тяги натяжения, при этом втулка выполнена с головкой, удерживающей силовой орган на стенке корпуса стопорного устройства, для чего в указанной стенке корпуса стопорного устройства выполнено отверстие. 11. Устройство по п.3, отличающееся тем, что для устойчивого расположения тяги замка последняя частично покрыта защитных чехлом, а на боковой обивке подушки сидения наклеена накладка, удерживающая тягу замка.