Аварийно-запирающееся втягивающее устройство для ремня безопасности транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60R21/10 

11 Изобретение относигся х устройствам пассивной безопасности транспорт ных средств, а точнее к аваркйно-запирающемуся втягивающему устройсству ремней безопасностиJ применяемых, на примерр в автомобилях и предназначен ных для здержания в сиденьи водителя или пассажира при д,орожно-транспорт «ном ;|роисшествии, столкновении авто мобиля с препятствием,, его опрокидыракю}, вынужденных резких торможения или поворотах и т.п. А 1-фиг1Ко-запирающееся втягивающее устройство ремня безопасности содерж:ит .1;енту ремня в намотанном состояНИИ в корпусе устройства. Пристегива ремень, пользователь вытягивает его из устройствар а при расстегивании ремня она автоматически втягивается, наматываясь на вал устройства при ег вращении под действием спиральной пружины. Это позволяет пользователю иметь относит.зльную свободу движения находясь в сиденьи. Таким образом,длина ремня автоматически регулирует ся.; обеспечивая плотное прилегание его к тулови1цу пользователя. При всгзникновении аварийной ситуации в ее начальной стадииj когда пpoиcxoд fт торможение J наклон или столкновение кузова автомобиля с пре пятствием, лента ремня в аварийнозапирающемся втягивающем устройстве мгноненно блов;ируется и ее сматывани с вала устройства становится навозможным, -гто обеспечивает удержание пользователя в сиденьи. В пастояа1,ее время к аварийно-запирающимся втягивающим устройствам предъявляются требования, согласно KOTopbuv блокирование ленты ремня. должно п)оисходить от возникающих в аварийной ситуадаи и воздействуюир-Ех на устройство или его чувствительный элемент (инерционный датчик) инерционных cHJij а также от наклона устрой ства в любом направлении от его исходного положенияS когда наклон превышае-; установленный порог срабатывания . ги срабатывания авариино-заnHpatoUij xcH втягивающих устройств для легковых автомобилей От наклона.,13-27 От ускорения или замедления устройства,, fff 2 От ускорения сматы- Не менее 8 вани} ленты, м/с и не более 15 Пороги срабатывания для грузовых автомобилей и автобусов соответственно От наклона,13-40 От ускорения или замедления устройства, От ускорения сматы- Не менее 10 вания: ленты, м/с и не более 20 Во всех случаях при достижении величин ускорений, равных установленному порогу срабатывания, когда на валу устройства 300 мм ленты, выход последней из устройства не должен превышать 50 мм. Могут применяться устройства, срабатывающие только от наклона и ускорения (замедления) или только от ускорения сматывания ленты, а также устройства, в которых срабатывание происходит от всех упомянутых факторов. Последние устройства называются устройствами с множественной чувствительностью. Наиболее близким к изобретению является аварийно-запирающееся втягивающее: устройство для ремня безопасности транспортного средства, со держащее корпус с размещенным в нем, находящк мся под действием спиральной пружины валом для закрепления и наматывания ленты, на котором жестко закреплено храповое колесо, смонтированную посредством основного отверстия на в корпусе храповую собачку для взаимодействия с храповы 2 колесом прИ блокировании сматывания ленты с вала, инерционный датчик с поворотным толкателем, имеющий датчик с поворотным толкателем, имеющим в своей свободной горизонтальной части отверстие, через которое пропущен выполненный в виде U-образной Бшильки и шарннрно подвешенньй на опоре в корпусе стержень маятника с возможностью раскачивания последнего во все стороны, при этом верхняя поверхность массы маятника контактирует с поверхностью вокруг упомянутого отверстия в толкателе 1J . Недостаток известного устройства заключается в том, что при срабатывании храпового механизма храповая собачка, находясь каждый раз в различном положении относительно зубьев храпового колеса, имеет некоторую вероятность сильного соударения кончиков зубьев колеса и кончика зуба собачки. При этом из-за того, что количество зубьев храпового колеса значительно больше, зуб собачки под вергается значительно большему изно су, чем зубья храпового колеса. Это может привести при длительной эксплу атации к снижению чувствительности устройства и соответственно надежности ремня безопасности. Кроме тог храповая собачка в своем незамкнуто положении опирается непосредственно на толкательj инерционного датчика. В результате воздействия непрерывных вибраций автомобиля на маятник при езде по ухабистой или неровной доро ге (например, по дороге, покрытой булыжсником) происходит скачкообразное взаимодействие толкателя с -собач кой, что приводит к частой непредусмотренной блокировке ленты ремня и создает неудобства водителю или пассажиру автомобиля. Соударение .кончиков зубьев прапового колеса с кончиком зуба.храповой-собачки происходит из-за того, что скорость захода собачки в зацепление с храповым коле сом по отношению к скорости вращения последнего значительно меньше, а направления движений замыкаемых зубьев противоположны. В связи с этимзуб собачки в момент начала замыкания с зубом храпозого колеса в некоторых .случаях может находиться в неблагоприятном для замыкания поло жении. В результате скорость срабаты вания описанного устройства нестабильна . Задачей изобретения является создание устройства, в котором замыкание храповой собачки с зубом храпового колеса всегда было бы быстрым, четким и наиболее благоприятным, т.е. синхронным. Кроме того, необходимо максимально устранить побочную чувствительность устройства к замьпсанию при езде автомобиля по неровной дороге (в особенности это нуж но для автомобилей с жесткой амортизацией кузова, например для грузезациевых) . Цель изобретения - повышение эксп луатационной надежности устройства путем повышения его износостойкости и увеличения скорости и четкости замыкания храповой собачки с храповым колесом. Поставленная цель достигается тем, что в аварийно-запиракицемся втягивающем устройстве для ремня безопасности транспортного средства, содержащем корпус с разме1ценнь1м в нем, находящимся под действием спиральной пружины валом для закрепления и наматьшания ленты, на котором жестко закреплено храповое колесо, смонтированную посредством основного отверстия на оси в корпусе храповую собачку для взаимодействия с храповым колесом при блокировании сматывания ленты с вала, инерционный датчик с поворотным толкателем, имеющим в своей свободной горизонтальной части отверстие,через которое пропущен вьтолненный в виде U-образной шпильки и шарнирно подвешен- . ный на опоре в корпусе стержень, маятника с возможностью раскачивания последнего во все стороны, при этом верхняя Поверхность массы маятника контактирует с нижней поверхностью вокруг отверстия в толкателе, в указанной собачке выполнено дополнительное отверстие, соосно которому поворотно смонтирована вторая собачка, выполненная преимущественно в виде изогнутого шпилечного рычага, короткое нилснее плечо которого расположено с гарантированным зазором относительно активного конца толкателя инерционного датчика, а -длина верхнего плеча превышает длину короткого, при этом конец верхнего плеча расположен с возможностью замыкания с зубьями храпового колеса при отклонении маятника от вертикального положения более чем на 12 , а в корпусе вьтолнена опора для удержания храповой собачки в заданном разомкну-том положении с зазором относительно толкателя до отклонения маят- , ника инерционного датчика на величину, не превьш1ающую величину порога срабатывания блокировки ленты. Кроме того, для повьш1ения техноогичности и точности монтажа маят- . ника инерционного датчика опора его тержня выполнена в виде изогнутого од прямым углом плоского кронштейа с отверстием для монтажа указаной и-образной шпильки стержня маятика в вертикальной стенке кронтейна. Технологичность предложенного .-. стройства возможно повысить еще S больше путем изготовления второй собачки из пластмассы. Кроме того, длина верхнего плеча шпилечного рычага превышает длину короткого его плеча не менее, чем в 3 раза. На фиг. 1 и;зображено описываемое устройство,, поперечньм разрез; на фиг. 2 краповая собачка в сборе со второй собачкой; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2, Аварий:-1о-3е1пирающееся втягивающее устройство содержит корпус 1, в боковых стекках 2 которого располо жен вал 3 с закрепленной в нем при помощи шгильки 4 лентой 5 ремня безопасности. Лента вставлена в вал через продольную щель 6, а сам вал вращается во втулках, установленных в стенках 2 корпуса 1. На одном из концов вала 3 (вну1р корпуса 1) жестко закреплено храпов колесо 7 с зубьями 8. К стенке 2 cnapyiKH корпуса 1 закреплена обойма со спиральной пружиной (не показаны которая одним своим концом связана валом 3 5 стремящаяся вращать вал в направлении стрелки Д , наматывая на него ленту, В боковой стенке корпуса зaкpeпл на ось 9 с поворотно смонтированно на ней храповой собачкой 10, центр тяжести которой расположен так, что под дейстзием силы тяжести находитс в расцеплгнном с храповым колесом положении, опираясь на опору 11 в стенке корпуса с таким расчетом, чтобь между зубом 12 собачки 10 и зубом 8 храпового колеса имелся зазор В , Через боковые станки корпуса про пущена ось 13 на которой поворотно сконтирован ограниченный от продоль ного смегцвния толкатель 14, выполненный из антифрикционного материал например из полиацеталей, в виде Г-образного , конец которого расположен с зазором Ь относительно собачки 10. В толкателе 14 в горизо тальной части вьтолнено отверстие 1 через которое пропущен стержень 16 маятника 17J масса 18 которого закреплена к стержню 16 клином 19, за прессованным в центральное отверсти массы 18. Стержень 16 выполнен в виде и-образной шпильки с отогнутым концами 20. Изгибо-м, 21 шпилька наве шена через отверстие 22 на вертикал 26 ную стенку 23 кронштейна 24, смонтированного на боковой стенке корпуса. Нижняя поверхность 25 вокруг отверстия 15 толкателя 14 контактирует с верхней поверхностью массы 18 маятника. Ось 13, толкатель 14, маятник 17 и кронштейн 24 в своей совокупности являются инерционным датчиком, управлякнцим срабатыванием устройства при его наклонах, замедлениях и ускорениях в любом направлении. Храповая собачка 10 (фиг. 2 и 3) имеет основное отверстие 26, которым она контактирует с осью 9, и дополнительное отверстие 27 для поворотногомонтажа в нем оси 28, имеющей на концах 1Ш1ИЦЫ 29, в которых запрессованы и Зс1вальцованы две ветви второй собачки 2;0, выполненной в виде изогнутого П-образного шпилечного ричага, короткое плечо 31 которого расположено с зазором 2 относительно активного конца 32 толкателя 14, а длинное плечо (собачка 30), по длине превышающее более чем в три раза длину плеча 31, своим концом 32 отстоит от периферии зубьев 8 храпового колеса 7 на расстояние j , опираясь своей тяжестью на заднюю стенку корпуса 1 и на отверстие 27 собачки 10 осью 28. Корпус 1 имеет отверстие 33 для закрепления устройства к кузову транспортнОго средства. Лента 5 выходит из, устройства, огибая круглую балку 34 и проходянаправляющую вставку 35, ограничиЕ;ающую перемещение ленты вдоль вала 3. Все устройство закрыто пластмассовьгм кожухом (не показано) . Предла.гаемое устройство имеет чувствительность к срабатыванию (при котором яента 5 блокируется) от наклонов и от замедлений или ускорений автомобиля в любом направлении. Устройство работает следующим образом. В невршюченном состоянии верхняя поверхность массы 18 маятника 17 поддерживает толкатель 14 в горизонтальном положении. Храповая собачка 10 находится в разомкнутом положении, опираясь на опору 11, сохраняя зазор S меязду зубьями 8 храпового колеса 7 и своим зубом 12, при этом также имб.ется за.зор b между верхней поверхностью конца толкателя 14 и низом храповой собачки 10. Вторая собачка 30 находится в выключенном положении, сохраняя зазор между своим концом 32 и зубьями 8 храпового колеса. Ленту 5 можно свободно вытягивать из устройства, вращая при этом вал 3, который закручивает спиральную пружину (не показана). При отпу кании ленты 5 указанная спиральная пружина поворачивает вал 3 в обратном напратчлении ц возвращает ленту обратно в устройство. Когда крены ил замедления автомобиля не превышают заданную величину порога срабатывания, колебание маятника (или его от клонение) происходит в.пределах, при которых конец толкателя 14 не действует на плечо 31 и собачка 30 не может войти в зацепление с храпо вым колесом.7 (из-за зазора Z ). Такое состояние, например, соответс вует езде по неровной дороге. В критических или аварийных ситуациях при замедлениях и кренах автомобиля в любом направлении, превышакщих заданную величину,масса 18 маятника отклоняется от вертикальног положения на угол более 12° и воздей ствует на нижнюю поверхность 25 толкателя 14, конец которого нажимает н длечо 31 собачки 30. последняя, вращаясь вокруг оси 28, .с большой, скоростью входит своим концом 32 в зацепление с зубом 8 храпового колеса (фиг. 1, положение 33). Храповое кол со 7, вращаясь против стрелки О под действием натяжения ленты 5, тянет собачку 30 по ходу своего вращения, а собачка 30, в свою очередь,, поворачивает храповую собачку 10 в -синхронное зацепление с зубом 8 храпового колеса 7, последнее стопорится и вькод ленты 5 из устройства блокируется . Моменту блокирования соответ ствует положение 33 конца собачки 30, положение 7 храпового колеса и положение 12 зуба храповой-собачки 10. При срабатывании храпового механизма устройства по достижении порога срабатывания из устройства не 28 должно вытягиваться более 50 мм ленты. Устройство (фиг. 1) срабатывает с такой скоростью, что выход ленты не превьшгает 10-15 мм. Допустим, что при наличии 300 мм ленты, намотанной на валике, ее радиус R( при диаметре валика 16 мм равен 16 мм, а храповое колесо имеет диаметр 2R. 48 мм и десять зубьев. Как видно из фиг. 1, срабатывание устройства должно происходит в пределах времени, необходимого дпя поворота храпового .. колеса на один шаг, т.е. 0,1 оборота. Таким образом, выход ленты составляет (6/10 10 мм. Такая скорость срабатывания обеспечивается тем, что скорость движения конца 32 собачки 30 в несколько раз превьпиает скорость движения вверх конца толкателя 14, чем компенсируется также и увеличенное ускорение периферии храпового колеса на радиус R (увеличение в данном примере равно ,°2/( 1,5 раза. В случаях, когда замедление автомобиля имеет большую величину, т.е, когда порог чувствительности во много раз превышается (например, в 100. раз), устройство срабатывает не . только путем затягивания храповой собачки 10 Собачкой 30, но и путем прямого нажима конца толкателя 14 на собачку 10, выбирая зазор Ь . Простая и технологическая предлагс -мая конструкция авариййо-запирающегося устройства обеспечивает полностью как требования безопасности, надежности, высокой скорости срабатывания, так и высокого комфорта в экспл-уатаЩ1и. В настоящее время разработано и изготавливается большое количество конструкций аварийно-запирающихся втя- гивающих устройств. Однако подавляющее количество их имеет слишком СЛОЖНУЮ и пооогую констоукцию 1ши не обладают высокой технологичностью из-за лишком высоких требований к точности бработки и монтажа деталей. Они уступают предлагаемому устройству также по скорости срабатывания и комфорту в эксплуатации.

7

8

Kl

Фиг.

1. АВАРИЙНО-ЗАПИРАЮЩЕЕСЯ ВТЯГИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее корпус с размещенным в нем находящимся под действием спиральной пружины валом для закрепления и наматывания ленты, на котором жестко закреплено храповое колесо, смонттфованную посредством основного отверстия на оси в корпусе храповую собачку для взаимодействия с храповым колесом при блокировании сматьтания ленты с вала, инерционный датчик с поворотным толкателем,имеюцим в своей свободной горизонтальной части отверстие, через которое пропущен выполненный в виде и-образной шпильки и шарнирно подвешенный на опоре в корпусе стержень маятника с возможностью раскачивания последнего во все стороны, при этом верхняя поверхность массы маятника контактирует с нижней поверхностью вокруг отверстия в толкателе, отличающееся тем, что, с целью повышения .зксплуатационной надежности устройства путем повышения его износостойкости и увеличения скорости и четкости замыка шя храповой собачки с храповым колес(ж, в указанной собачке вьтолнено дополнительное отверстие, соосно которому поворотно смонтирована вторая собачка, выполненная преимущественно в виде -изогнутого шпилечного рычага, короткое нижнее плечо которого расположено с гарантированным зазором относительно активного конца толкателя инерционного датчика, а длина верхнего ппеча превышает длину короткого, при этом конец верхнего плеча расположен с возможностью замыкания с зубьями храпового колеса при отклонении маятника от вертикального положения более чем на 12 , а в корпу :е вьптолнена опора,для удержания храповой собачки в заданном разомкнутом положении с зазором относительно толкателя до отклонения маятника на величину, не превышающую величину порога срабатывания блокировки ленты. 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что опора стержня маятника выполнена в виде изогнутого под прямым углом плоского кронштейна с отверстием для монтажа указанной U-образной шпильки стержня маятника в вертикальной стенке кронштейна. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что вторая собачка выполнена из пластмассы. 4.Устройство по пп. 1 - 3, от - личающееся тем, что длина верхнего плеча шпилечного рычага превышает длину короткого его плеча не менее, чем в 3 раза.