Устройство для гашения ударной нагрузки Советский патент 1985 года по МПК A62B35/00 F16F7/12 D03D1/00 

ф

00 Изобретение относится к усоверп;енствован во амортизирующих устройств транспортньос ремней безопасности, предохранительных поясов мон тажников и любых других энергопоглощаквдих устройств. Для защиты пассажиров и водителе при авариях широко используются ремни безопасности и гасящие удар амортизаторы. Из этих устройств наиболее широко используются ремни безопасности, что объясняется простой их конструкцией. Однако ремни безопасности, которые обычно имеют вид упряжки, недостаточно хорошо защищают людей при авариях. Такие ремни мало удлиняются даже при срав ;Нительно больших нагрузках и, более того, мгновенно сжимаясь после снятия нагрузки, могут сами служить источником травмы человека. Известна конструкция автомобильного ремня безопасности с амортизирующим узлом, обеспечивающим, программируемое удлинение ремня при заданной нагрузке, которое обеспечивается лентой, сложенной в петлю и прошитой швейными нитками. Прошитая петля прижимается к ленте, а на нее надевается втулка СООднако при нагрузке сначала разрушается втулка, а затем разрыва ются швейные нитки. Поэтому возника ет необходимость использования специальных швейных ниток. Строчки про шивки должны располагаться строго перпендикулярно основным нитям и направлению приложения нагрузки, так как даже незначительные перекосы, которых практически избежать крайне трудно, снижают возможность одновременного разрыва швейных нито по всей длине строчки, что приводит к неравномерности разрывной нагрузки и, следовательно, снижению надеж ности работь амортизатора. При этом невозможно создать разрывные нагруз ки более 200 кгс при сшивке петель из лент ШИРИНОЙ 25-30 мм. Если разрушение втулки происходит при больших нагрузках, то возмо но повреждение силовой части ленты, что снижает надежность работы устройства. При низких же разрьюных нагрузках втулка не будет нести энергопоглощающей функции. . Кроме того, невозможно проведени достаточного неразрушающего контрол качества прошивки, что также снижает надежность амортизирующего устройства. Наиболее близким if изобретению по технической сущности является устройство для гашения ударной нагрузки, содержащее неподвижную опору и гибкую ленту, соединенную со средством, воспринимающим нагрузки,катушку, на которую наматывается лента, а средство, воспринимающее нагрузки, выполнено в виде накладки, состоящей из двухчастей, склеенных между собой. . При приложении резкой нагрузки на. ремень катушка, снабженная специальными фиксаторами, заклинивает ленту, не давая ей сматываться с катушки. При достршении заданной нагрузки кронштейн с катушкой отделяются от неподвижного крепления-и начинает нагружаться лента амортизатора, вследствие чего нагружаются и разделяются при заданной нагрузке накладки. Основными энергопоглощающими частями данной конструкции являются кронштейн и накладка. В . изобретении предусматривается возможность использования и амортизирующей ленты петель, прошитых швейными щитками 2 . Недостатками известного устройства являются сложность сохранения раздирающей нагрузки склеенной накладки при длительной эксплуатации и воздействии светопогоды, а также невозможность проведения достовер- . ного неразрушающего контроля качества склейки как на стадии склейки, так и в процессе эксплуатации. Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства для гашения ударных нагрузок. При достижении заданной нагрузки лента, сложенная в устройстве с помощью разрывающего средства, начинает, ступенчато распрямляться до заданной величины, после чего удлинение ленты строго огран1 чено. После снятия нагрузки лентав устройстве не стремится к восстановлена) прежней длины путем сокращения. Цель достигается тем, что в устройстве для гашения ударной нагрузки, содаржащем неподвижную опору и гиб кую ленту, соединенную со средством, воспринимающим нагрузки, последнее имеет держатель и петли из гибкого длинномерного материала, закрепленные lui лейте н свободно нанизанные на дepжaтeль. При этом держатель может быть выполнен в виде скобы, концы которой жестко закреплены на неподвижной опоре. Причем один конец ленты может быть жестко соединен с неподвижной опорой. Кроме того. Держатель может быт выполнен в виде кольцеобразного элемента,, свободно подвешенного на петлях, а один конец ленты жестко соединен, с неподвижной опорой. Кольцеобразный элемент может быть жестко соединён с одним из ко цов ленты. На фиг. 1 а , S показаны соответс венновнешний вид и заправочный рисунок тканой ленты, -удобной для получения устройства; на фиг. 2-22 варианты устройства на фиг. 23 и 24 - типичные графики работы уст ройства; на фиг. 25-27 - энёгопогл щакмцие устройства с различными типами держателей. В устройстве (фиг.2а) лента 1 свободно нанизана петлями 2 на дер жатель 3, выполненный в виде скобы Один конец ленты и скобы закреплены на неподвижной опоре 4. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р(фиг.25). В устр)йстве на фиг. За лента 1 свододно нанизана петлями 2.на коль цеобразный элемент 3, причем один конец ленты закреплен на неподвижно опоре 4. К незакрепленному концу ленты приложена Нагрузка Р(фиг.35) В устройстве на фиг.4 лента 1 свободно нанизана петлями 2 на коль цеобразный :элемент 3, причем один конец ленты закреплен на неподвижно опоре 4. К держателю 3 приложена на грузка Р (фиг.45). В устройстве на фиг.5а лента 1 свободно нанизяна петлями 2 на коль цеобразный э,лемент 3. Один конец ле ты закреплен на неподвижной опоре 4 держатель 3 закреплен на конце лент К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг .55). В устройстве на фиг.6а лента 1 ;свободно нанизана петлями 2 на кояь цеобразный элемент 3, один конец ленты закреплен на неподвижной опор 4, а кольцеобразный элемент 3 - fe начале ленты. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг.бБ) В устройстве на фиг.7о( лента 1 свободно нанизана петлями 2 на держатель 3, выполненньй в виде скобы. Концы скобы закреплены на неподвижном основании. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг.7(). В табл. 1 и 2 дана систематизация построения схем энергопоглощающих устройств, основанных на базовых вариантах устройств -(фиг.2-7) при варьировании расположения петель в ленте, количества рядов петель в ленте, количества лент в устройстве, количества точек неподвижного крепления ленты и держателя. В части А схемы табл. 1 показан принцип работы энергопоглощающих устройств (фиг.2-6): Б| соответствует фиг.2, Б - фиг.З; Б - фиг.4; Б - фиг.5; Bj - фиг. 6. Macfb В показывает возможность получения разновидностей устройств из базовых вариантов части Б при варьировании расположения петель на ленте. Часть Г показывает возможность получения вариантов устройств при варьировании количества рядов петель в ленте, количества держателей в устройстве, количесГтва лент в устройстве. Часть Д показывает возможность получения вариантов устройств при симметричном и асимметричном расположении петель одного ряда или его части относительно петель другого ряда или его части. В части А схемы табл. 2 показан принцип работы устройства. Часть Б содержит базовый вариант устройства по фиг. 7. Часть В показывает возможность получения разновидностей устройств из базового варианта части Б при варьировании расположения петель на ленте. Часть Г показывает возможность получения вариантов стройств при варьировании количества ядов петель на ленте, держателей, лент и точек неподвижного крепления ленты в устройстве. Часть Д показывает возможность получения вариантов устройств при симметричном и асимметричном расположении пет{вль одного ряда или его части относительно петель другого ряда или его части. На фиг . 8-22 показаны варианты устройств нолученных с помощью

в

схем табл. 1 и 2 на основе базовБПС вариантов фиг. 2-7. При этом обозначены лента 1, петли 2, держатель 3, неподвижная опора 4, нагрузка Р, превыпающая заданную прочность петель 2.

Изготовление тканой ленты 1 для энергопоглощающего устройства можно разделить на следующие стадии

Первая стадия - изготовление закрепляющего участка (фиг.1). Эта часть ленты вьфабатывается обычным способом ткачества. При этом в работе участвуют все нити основы. На фиг. 1о1 программа работы основных нитей закрепляющего участка осуществляется ремизками IV-XIII, а программа работы основных нитей петельного участка - ремизками XIV-XV

Вторая стадия - изготовление тка«ого участка М (фиг.1), служащего для образования петли. При этом ткачество производит :я при. отключенном товароотвод щем механизме, выведени из зоны тканеформирования основных нитей зaкpeпляюЩv го участка, дополнительном торможении основных нитей петельного -участка, исключающем их отпуск, а также снятии заданной части груза натяжения основных нитей петельного участка с целью получения необходимой плотности по утку петельного участка.

Программа отключения товароотводящего механизма осуществляется ремизкой III при ее подъеме.

Программа торможения основных нитей петельного участка осуществляется ремизкой II при ее подъеме.

Программа снятия части груза натяжения основных нитей петельного участка осуществляется ремизкой I при ее подъеме.

Третья стадия - формирование петли из наработанного во второй стади тканого участка, совпадающее с началом изготовления очередного закрепляющего участка. Изготовление этого участка производится при включенном товароотводящем механизме и введении в pa6oty основных нитей закрепляющего участка. Для облегчения формирования петли определенное количество первых уточных прокидок третьей Стадии производится при снятии заданной -части груза нйтяжения основных, нитей петельного участка тем же приемом, что и во второй стадии.

07986

Дальнейшее изготовление этого участка производится по режиму первой стадии.

Изготовление тканого участка во

второй стадии и формирование из него петли в третьей стадии обеспечивается только в том случае, когда суммарное натяжение основных нитей закрепляющего участка превышает суммарное

р натяжение основных нитей петельного участка. Кроме того, длина закрепляющего участка (фиг.la) или количество повторений раппорта в первой стадии (фиг.1Б) должны обеспечивать

5 прочную заработку основных нитей петельного участка и исключать перетягивание их из одной петли в другую. Строение ленты (фиг.1), изготовленной мешковь1м переплетением с прошивными нитямиi представляется самым рациональным при изготовлении подобных лент. Однако это не исключает использования других переплетений.

5 Устройство для гашения ударной нагрузки работает следующим образом.

Когда к незакрепленному концу ленты 1 прикладывается нагрузка Р (фиг.2), превышающая заданную прочность петель 2, петли разрушаются, последовательно вводя под нагрузку очередные межпетельные участкГи ленты и петли. Разрушение петель происходит до тек пор,, пока длина нанизан, ной ленты 1 превьш1ает длину держателя 3. После полного распрямления ленты разрыв петель прекращается, нагрузка воспринимается только основанием ленты и поэтому дальнейшее

0 удлинение ленты в устройстве строго ограничено и зависит в основном

от сырьевого состава неразрываемых основных нитей и строения межпетель.ного участка.

Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты 1 (фиг.Зб), то разрушение петель 2 происходит до тех пор, пока длина нанизанной части ленты 1 превьипает длину держателя 3. Если после полного распрямления ленты нагрузку Р прикладывать к держателю 3 (фиг.46) то после разрыва последней петли 2 происходит отделение ленты 1 от держателя 3.

Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты 1 (фиг.5Б), то разрущение петель происходит до. Тех пор, пока длина нанизанной части ленты 1 превышает длину держателя 3. После полного распрямления ленты нагрузку воспри нимает основание ленты. Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты 1 и держателю 3 (фиг.бб), то разрушение петель 2 происходит до тех пор пока .длина: нанизанной части ленты 1 превьопает длину держателя 3. После полного распрямления ленты нагрузку воспринимает основание ленты. Если нагрузку Р гфиложить к любому концу ленты 1 (фиг.7Б), то после разрыва последней петли 2 происходит отделение ленты 1 от держателя 3. Таким образом, используя базовые варианты энергопоглощающих устройств, можно получить большое количество новых вариантов с помощ схем, приведенных в табл. 1 и 2. Пользоваться схемой табл. 1 нуж но следующим образом. Последовательно составляются со четания базовых вариантов части Б с учетом расположения петель в лен те - количества рядов петель в лент количества держателей и лент в уст ройстве,, количества точек неподвиж ного крепления ленты и держателя, указанных в частях В, Г и Д: затем ,Г,Д Б.В.ГзД, БлВ.Г.Д, Б,В,ГзД, Б.ВгГзД, Б,,,Д ,., ..Д, БгВ., т , БгВ.ГзД, БгВгГ Д, . На фиг. 8 показано устройство по сочетанию , которое может иметь ленту 1 с и бол рядами петель 2, расположенными симметрично друг другу (фиг..8а) и определенным сдвигом относительно друг друга (фиг.8Б), а ряды петел 2 могут нанизываться как на один конец держателя 3 (фиг.8Б), так и каждый ряд на свой конец скобы (фиг .8е(,в ). При приложении нагрузк Р в схеме « одновременно нагружает и разрушается по одной петле из ка дого ряда. При этом их разрывные нагрузки складываются. При работе схемы 5 петли в рядах нагружаются и разрушаются поочередно. На фиг. 9 показано устройство по сочетанию Г,,. Р работе устройства петли 2 нагружаются и разрушаются поочередно. На фиг. 10 показано устройство по сочетанию . При работе устрой ства по схеме ot петли 2 в обеих лентах 1 разрушаются независимо друг от друга по мере нагружения. В устройстве по схеме S ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р. Закрепление ленты 1 и точка приложения нагрузки Р обеспечивают симметричное расположение петель 2 обеих лент. Поэтому при работе устройства одновременно нагружаются и разрушаются по одной петле каждой ленты. При этом их разрывные нагрузки складываются. В устройстве по схеме в закрепление ленты 1 и точка приложения нагрузки Р предусматривают расположение петель 2 в рядах лейт 1 с заданным сдвигом. Поэтому при работе устройства первой разрушается петля верхней ленты, затем нижней и так далее поочередно. На фиг. 11 показано устройство по сочетанию . Работа данного устройства аналогична работе устройства по сочетанию , но используется одна лента. На фиг. 12 показано устройство по сочетанию . Варьируя длиной разрушающих элементов 3 можно получить при работе устройства последовательный разрыв петель 2 в рядах и одновременный разрыв двух петель 2 - по .одаюй из каждого ряда при сложении их разрывных нагрузок. На фиг. 13 показано устройство по сочетанию . В устройстве ленты 1 соединены в точке приложейия нагрузки Р. Как и в указанных примерах, варьируя длиной разрывающих элементов 3, креплением лент 1 и точкой приложении нагрузки Р, можно добиваться как одновременного, разрыва по одной петле 2 каждой ленты 1 при сложении ик разрывных нагрузок, так и последовательного разрыва петель 2 в лентах 1. . На фиг. 14 показано устройство по сочетанию Б,В,Г,Д. В устройстве ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р. Варьируя длиной

лент 1 и ТОЧКОЙ приложения нагрузки р, можно добиваться как одновременного разрыва двух или даже четырех петель 2 при сложении их разрывных нагрузок, так и последовательного разрыва петель 2 в лентах 1. На фиг. 15 показано устройство по сочетанию Б на фиг. 16 устройство по сочетанию (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); на фиг. 17 устройство по сочетанию Г Д , на фиг. 18 - устройство по сочетанию (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); .на фиг. 19 - устройство по сочетанию на фиг. 20 - устройство по сочетанию Б. (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р)i на фиг. 21 устройство по сочетанию Б., Д (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р)i на фиг. 22 устройство по сочетанию (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р).

Схемой табл. 2 следует пользоваться так же, как и схемой табл. Последовательно составляются сочетания базовых вариантов части В с учетом частей В, Г и Д:

Б,В,Г,Д, Б. Б.В., .Д, ГзД затем Б.,

,Г,Д, Б..Д,

После составления сочетаний можно приступать к построению схем энергопоглощающих устройств.

Если энергоемкость устройства превышает величину воздействующей

на него кинетической энергии, то диаграмма работы устройства имеет вид, показанньй на фиг. 23.

Если энергоемкость устройства меньше величины воздействующей на него кинетической энергии, то диаграмма работы устройства имеет вид, показанный на фиг. 24.

Приведенные виды держателей (фиг. 2-22) не ограничивают применения их другой формы и устройства. Держатели 3 (фиг. 25 и 26) могут иметь самую разнообразную форму и могут быть изготовлены из самых различных материалов. Держатель может быть жестким, эластичным или упругим. Для повьшения энергоемкости устройства держатель может состоять из двух частей (фиг. 27): жесткой Е и упругой.

Широкий диапазон программировани энергоемкости устройства при изготовлении его из обычных текстильных нитей позволяет экономить дорогостоящие швейные нитки.

При этом характерны простота и надежность неразрушающего контроля качества как изготовленной ленты, так и энергопоглощающего устройства

Лента типа ЛКР-65, работающая на раздирание при нагрузке 65 кгс, имеет удлинение 100%. Для получения усилия при раздирании 200-250 кгс лента ЛКР-65 сшивается в четыре сложения. При этом вес 1 м такой копрзиции 148 г. Использование изобретения позволяет получить устройство с разрывной нагрузкой петель ленты при их разрушении в устройстве 200-250 кгс, удлинении 100% и весе ленты в устройстве 65-75 г, что в 1,9 раза легче композиции ленты ЛКР-65.

1

{

Таблица 1

IJ

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ УДАРНОЙ НАГРУЗКИ, содержащее неподвижную опору и гибкую ленту, соединенную со средством, воспринимающим нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, средство, воспринимающее нагрузки. Имеет держатель и петли из гибкого длинномерного материала, закрепленные на ленте и свободно нанизанные на держатель. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что держатель выполнен в виде скобы, концы которой жестко закреплены на неподвижной опоре. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а К) щ е е с я тем, что один конец ленты жестко соединен с неподвижной опорой. 4.Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что держатель выполнен в виде кольцеобразного элемента, свободно подвешенного на петлях, а один конец ленты жестко (Л закреплен на неподвижной опоре. 5.Устройство ho пп. 1 и 4, отличающееся тем, что кольцеобразный элемент жестко соединен с одним из концов ленты.

П последовательное разрушение петель держателем и нагружение межпетельных участков ленты. держатель имеет неподвижное крепление, лента имеет неподвижное крепление, нагрузка прикладывается к ленте. держатель не имеёт неподвижного крепления, лента имеет неподвижное крепление, нагрузка пршсладьшается к ленте. держатель не радеет неподвижного крепления, лента имеет неподвижное крепление, нагрузка прикладывается к держателю. держатель имеет неподвижное крепление на ленте, лента имеет неподвижное крепление, нагрузка прикладывается к ленте. держатель имеет неподвижное крепление на ленте, лента имеет неподвижное крепление, нагрузка прикладывается к ленте и держателю, петли расположены с одной стороны ленты. петли расположены с обеих сторон ленты, в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и одна лента, у ленты одна точка неподвижного крепления, в ленте-один ряд петель, в устройстве два или йолее держателей и одна Лента, у ленты одна точка неподвижного крепления, в ленте один ряд петель, в устройстве один держатель и две или более ленты, у ленты одна точка неподвижного крепления. в ленте один ряд петель, в устройстве один держатель и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления, в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет одну точку неподвижного крепления.

- лента имеет один ряд петель, в устройстве

два или более держателей и две,или более лент, лента имеет одну точку неподвижного крепления.

- в ленте один ряд петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет одну точку неподвижного крепления.

- в ленте один ряд петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и две или более Лент, .лента имеет одну точку неподвижного крепления.

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления..

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и две или более лент,

лента 1меет две или более точек неподвижного крепления.

- в ленте один ряд петель, в устройстве два или

более держателей и две или более лент, лента

имеет две или более точек неподвижного крепления.

- в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и две или более лент, лента Имеет две или более точек неподвижного крепления..

- симметричное и аси1 1метричное расположение петель одного ряда (или его части) относительно петелу других рядов (или другой его части).

iBП

последовательное разрушение петель держателем и нагружение межпетельных участков ленты. держатель имеет неподвижное крепление, лента не имеет неподв1-ошого крепления, нагрузка прикладывается к ленте. петли расположены с одной CTOpofju ленты, петли расположены с обеих сторон ленты, лента имеет один ряд петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет од1ш ряд петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет два ряда петель, в устройстве один держатель и одна лента. лента имеет два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и одна лента. лента имеет один ряд петель, в устройстве два или более держателей и цве или более лент, лента имеет два ряда петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет два ряда петель, в устройстве два или более держателей и две или более лент, симметричное или асимметричное расположение петель одного ряда (или его части) относительно петель других рядов (или другой его части).

o

N

rt

to

///////////////////

r

.J

/////////7/////////

N4

Ъ 2

7/

2 t

a

2 ,/

2

фиг.И

.

f

////////////////////////

x %i%%%j;:%;% %

r

rs

CvJ

«st

rr

//////////////////////

5

i5

.1

N

eg

J

тттт

«Nj

CM

«M

«Si

«SJ

M

«s

//////////////////////

%%;% Ш;%:5Ш

tvj

С.

I

с

«VJ

О

м

си

«о

о

Х ;%;%5 % $%%$: CVJ

«SJ

vj

«NJ