УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Советский патент 1994 года по МПК B60R22/46 

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к средствам пассивной безопасности для транспортных средств, и предназначено для защиты находящихся в них людей (пользователей) от травмы при столкновении и резком замедлении.

Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение габаритов и времени срабатывания.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем цилиндр, закрепленный на транспортном средстве, в котором установлен подвижный элемент, перемещаемый под действием газогенерирующего заряда, инициируемого по команде от датчика ускорения, гибкую тягу, соединенную одним концом с замком ремня безопасности, отклоняющее устройство, контактирующее с гибкой тягой, согласно изобретению:
подвижный элемент и отклоняющее устройство выполнены в виде полого плунжера, внутри которого установлен газогенерирующий заряд;
на цилиндре со стороны размещения плунжера с возможностью перемещения по ходу плунжера установлена втулка с закрепленным на ней замком ремня безопасности;
на расстоянии равном длине цилиндрической части плунжера от торца плунжера со стороны втулки выполнены на цилиндре по ходу плунжера два сквозных диаметрально противоположных осевых паза;
через пазы пропущена гибкая тяга, охватывающая торец плунжера и закрепленная одним концом на втулке, а другим на цилиндре со стороны, противоположной креплению первого конца тяги;
при этом длина пазов не менее величины хода плунжера.

Для оптимизации условий работы устройства на торцевой поверхности плунжера выполнена направляющая для гибкой тяги.

При установке на транспортном средстве инерционной катушки намотки ремня безопасности натяжения ремня безопасности можно разделить на три рабочих цикла (ремень безопасности может закрепляться как по двухточечной, так и треточечной схемам);
устранение свободного провисания ремня безопасности и заклинивания инерционной катушки;
устранение шпульного эффекта (неплотная намотка ремня безопасности на барабан катушки);
притягивание пользователя транспортного средства к своему месту.

Выполнение подвижного элемента и отклоняющего устройства в виде одного узла - полого плунжера позволяет по сравнению с прототипом упростить устройство и уменьшить его габариты за счет совмещения плунжером функций подвижного элемента и отклоняющего устройства.

Кроме того, выполнение подвижного элемента в виде полого плунжера позволило разместить в нем газогенерирующий состав и сократить до минимума количество уплотняемых поверхностей, что значительно упрощает конструкцию устройства по сравнению с прототипом и уменьшает его габариты.

Установка на цилиндре подвижной втулки и выполнение на нем двух сквозных диаметрально противоположных пазов позволяет пропустить через пазы гибкую тягу, охватывающую при этом торец плунжера и закрепленную одним концом на подвижной втулке, а другим на цилиндре со стороны, противоположной креплению первого конца, что позволяет скомпоновать устройство в меньших габаритах, т. е. устранить пространственную разнесенность подвижного элемента и отклоняющего устройства, присущие прототипу. При этом значительно сокращается время срабатывания устройства за счет того, что скорость перемещения подвижной втулки, соединенной с замком ремня безопасности, вдвое превышает скорость перемещения подвижного элемента (в прототипе на единицу перемещения подвижного элемента приходится единица перемещения замка ремня безопасности).

Это обусловлено наличием гибкой тяги, пропущенной через сквозные диаметрально противоположные пазы на цилиндре и соединенной одним концом с подвижной втулкой, а другим неподвижно закрепленной на цилиндре со стороны, противоположной креплению первого конца, и охватывающей при этом торец подвижного элемента.

Выполнение двух сквозных диаметрально противоположных осевых паза и направляющей на торцовой поверхности плунжера позволило совместить функции подвижного элемента и отклоняющего устройства и значительно уменьшить габариты устройства.

На чертеже представлено сечение устройства.

Устройство натяжения ремня безопасности содержит плунжер 1, внутри которого, установлены газогенерирующий заряд 2 и электровоспламенитель 3.

Плунжер 1 герметично установлен в цилиндре 4, на котором установлена с возможностью перемещения втулка 5 с закрепленным на ней замком 6 ремня безопасности. Гибкая тяга 7 пропущена через два сквозных диаметрально противоположных паза 8 в цилиндре 4, охватывающая торец 9 плунжера 1, закреплена одним концом 10 на втулке 5, а другим концом 11 на цилиндре 4.

Все корпусные детали устройства (1,4 и 5) изготовлены из стали 14Х17Н2. Герметизирующий элемент 12 изготовлен из фторопласта Ф-4 или термостойкой резины. Воспламенитель 3 электрического типа выполнен из пресс-материала АГ-4 в металлическом корпусе и имеет нихромовый мостик накаливания, на который по проводам 13 (типа МГШВ) подается электрический сигнал, после чего происходит задействование газогенерирующего заряда 2. В качестве заряда использован порох ССНф 30/3, 69 навеской до 0,3 г. Для создания оптимальных условий работы устройства торцовая поверхность 9 плунжера 1 может быть выполнена радиусной с канавкой под тягу (пара трения) или с установленным на ней роликом, двух шариков и т. д. (пара трения-качения).

Для взаимной фиксации корпусных деталей (5 и 4) в конструкции используется кольцевой фиксатор 14. Ремень безопасности 15 соединяется через замок 6 с втулкой 5.

Линейные и диаметральные размеры корпусных деталей (1,4 и 5), а также навеска газогенерирующего заряда 2 могут варьироваться в зависимости от конкретных условий применения в транспортном средстве. В качестве гибкой тяги использован стальной канат диаметром 2 мм.

Устройство натяжения ремня безопасности транспортного средства работает следующим образом.

При опасном сближении транспортного средства с препятствием или столкновением датчики вырабатывают сигнал, поступающий (после соответствующего преобразования) по проводам 13 на электровоспламенитель 3 газогенерирующего заряда 2, размещенных в плунжере 1.

При сгорании газогенерирующего заряда 2 образуется газ, перемещающий плунжер 1 в сторону увеличения полости 16 в цилиндре 4 (натяжение ремня 15 безопасности). Поскольку торец 9 плунжера 1 охватывается гибкой тягой 7, конец 11 которой закреплен на цилиндре 4, а конец 10 на втулке 5, то перемещающийся плунжер 1 через тягу 7 перемещает втулку 5 с замком 6 и ремнем 15 безопасности.

При этом ремень 15 безопасности с замком 6 и втулкой 5 совершают две единицы перемещения на единицу перемещения плунжера 1, т. е. реализуется принцип скоростного полиспаста. При достижении торцом 9 плунжера 1 ограничителя 17 расположенный в конической проточке втулки 5 кольцевой фиксатор 14 жестко фиксирует взаимное расположение цилиндра 4 и втулки 5, а следовательно, ремня 15 безопасности с замком 6.

Для подтверждения работоспособности заявляемого устройства изготовлено и испытано три модельных устройства, состоящих из деталей перечисленных на чертеже.

Используя результаты испытаний и программу "RETRACT", можно сделать вывод, что данная конструкция позволяет произвести натяжение ремня безопасности, при энергоемкости газогенерирующего заряда 7500 Дж, менее, чем за 6 мс (без учета времени работы датчика столкновения).

Диаметр плунжера 1 равен 10 мм, а максимальное перемещение 42 мм. Перемещение втулки 5 составляет 84 мм.

По сравнению с прототипом заявляемое устройство намного проще, компактнее, не требует дополнительных затрат на монтаж в транспортном средстве.

Это достигается за счет совмещения функций подвижного элемента и отклоняющего устройства, что позволило устранить пространственную разнесенность этих элементов в прототипе.

Учитывая то, что инерционное движение пользователя после столкновения транспортного средства с препятствием начинается на различных моделях через разные промежутки времени (примерно на 15 . . . 20 мс и зависит от жесткости модели транспортного средства), то фиксация пользователя ремнем безопасности к своему месту на ≈12 мс с момента столкновения (с учетом времени работы датчика столкновения) исключает его удар о ремень или другие конструкции интерьера, т. е. улучшается основная характеристика указанного устройства - быстродействие (в прототипе время натяжения ремня безопасности составляет ≈22 мс). Помимо этого в заявляемом устройстве до минимума сокращено количество уплотняемых поверхностей (плунжер-цилиндр), что значительно повышает надежность срабатывания устройства.

Кроме того, нагревающийся в процессе горения газогенерирующего заряда плунжер 1 перемещается в сторону натяжения ремня безопасности и закрывается холодной втулкой 5. В конечном счете это дает возможность устанавливать такие устройства в различных транспортных средствах, снизить требования к термостойкости материалов интерьера транспортного средства, повысить надежность устройства в целом.

Весьма существенным преимуществом средства является его компактность, обусловленная соосностью конструкции и применением гибкой тяги. Автономность устройства и малые габариты позволяют свободно выбирать место его установки в транспортном средстве, не накладывая дополнительных ограничений на оформление интерьера. (56) Заявка ФРГ N 3718117, кл. B 60 R 22/46, 1984.

Заявка ФРГ N 3635022, кл. B 60 R 22/46, 1983.

Заявка ФРГ N 3446864, кл. B 60 R 22/46, 1983.

Использование: в автомобилестроении для пассивной безопасности пользователей транспортных средств. Сущность изобретения: устройство содержит плунжер, внутри которого установлены газогенерирующий заряд и электровоспламенитель, причем плунжер установлен в цилиндре, на котором надета втулка с закрепленным концом ремня безопасности, гибкую тягу, охватывающую торец плунжера и закрепленную одним концом на втулке, а другим концом на цилиндре. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее цилиндр , закрепленный на транспортном средстве с установленным в нем подвижным элементом, перемещаемым под действием газогенерирующего заряда, инициируемого по команде от датчика ускорения, отклоняющее устройство, гибкую тягу, соединенную одним концом с замком ремня безопасности, а другим контактирующую с отклоняемым устройством, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, уменьшения габаритов и времени срабатывания, подвижный элемент и отклоняющее устройство выполнены в виде полого плунжера, внутри которого установлен газогенерирующий заряд, а на цилиндре со стороны размещения плунжера с возможностью перемещения по ходу плунжера установлена втулка с закрепленным на ней замком ремня безопасности на расстоянии, равном длине цилиндрической части плунжера от его торца, со стороны втулки выполнены на цилиндре по ходу плунжера два сквозных диаметрально противоположных осевых паза, через которые пропущена гибкая тяга, охватывающая торец плунжера и закрепленная одним концом на втулке, а другим на цилиндре со стороны, противоположной креплению первого конца тяги, при этом длина пазов не меньше величины хода плунжера. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на торцовой поверхности плунжера выполнена направляющая для гибкой тяги.