Средство пассивной безопасности пользователей транспортным средством Советский патент 1982 года по МПК B60R21/08 B60R21/22 

(54) СРЕДСТВО ПАССИВНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ

1

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности для транспортных средств и предназначено для защиты находящихся в них людей (пользователей) от травм при столкновении и резком замедлении.5

Известны средства безопасности для транспортных средств, содержащие датчики, реагирующие на столкновение или на возможность такового, и гибкие оградительные оболочки (пневмоподущки), заполняе- Q мые сжатым газом из баллона или от пиротехнического газогенератора по сигналу от указанных датчиков 1.

Однако известные средства, имеющие автономно расположенный источник сжат/)го газа (баллоны со сжатым воздухом, газо- 5 генераторы) и гибкую защитную оболочку, характеризуются достаточно большим временем заполнения последней и требуют значительного расхода сжатого газа, поскольку объем оболочки, особенно для передних 2о сидений, достаточно велик. Практически время заполнения гибкой оболочки составляет примерно 40 мс, а зачастую значительно больше. Попытки уменьшить это время за

счет повышения давления не приврдят к успеху, поскольку при этом повышается газодинамическое сопротивление в подводящих каналах и на входе оболочки, а также при ее расправлении из сложенного состояния. Кроме того, высокое давление в оболочке больщого объема недопустимо с точки зрения ее прочности.

Существенным недостатком упомянутых средств являются также громоздкость, обусловленная пространственной разнесенностью источника сжатого газа и гибкой защитной оболочки, и резкое повышение давления в салоне при расправлении указанного средства.

Известно также средство пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащее гибкую защитную оболочку, связанную с источником сжатого газа, соединенным с датчиками столкновения 2.

В данном средстве расправление оболочки осуществляется за счет импульсов реактивной тяги, образующейся при работе множества малых реактивных толкателей, прикрепленных через планки к внутренней стороне оболочки. Толкатели представляют собой в сущности микродвигатели твердого топлива с воспламенительными средствами типа нагреваемого сопротивления, срабатывающими от датчиков столкновения. Доказано, что полное расправление данной оболочки при импульсе всех толкателей, равном примерно 1,8 кгс-с, происходит за 20-30 мс. Столь незначительное сокращение указанного времени достигается за счет весьма сложной конструкции оболочки, отличающейся наличием множества реактивных толкателей н деталями их крепления к оболочке и интерьеру салона транспортного средства. Основным недостатком указанного технического решения является то, что приходится расправлять подущку, заполняя весь ее объем. По этой причине не удается достичь значительного сокращения времени расправления. Кроме того, расположенные внутри оболочки металлические элементы (толкатели, планки и пр.) могут быть причиной травм при контакте пассажира с оболочкой. Наиболее близким к изобретению является средство пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащее гибкую защитную оболочку, состоящую из соединенных между собой модулей Модуль представляет собой составную часть гибкой защитной оболочки и выполнен из плоской мембраны из эластичного материала и сети надувных ребер на этой мембране. Отдельные модули и их ребра соединяются между собой, образуя защитную оболочку (пневмоподущку) необходимой конфигурации, соединяемую газопроводом с источником сжатого газа 3. Поскольку заполняются только ребра, то резко уменьщается потребное количество газа, а следовательно, и время расправления оболочки. Это время может быть доведено до 8 мс при давлении в надувных ребрах, равном примерно 0,7 кгс/см, а прочность ребер может быть обеспечена при давлениях 6 кгс/см2 и более. Такая конструкция устраняет необходимость в высокой скорости заполняющего газа и исключает резкое повыщение давления в салоне, поскольку находящийся в нем воздух переходит в полость расправляемой гибкой оболочки через плоские клапаны одностороннего действия в межреберных мембранах. Однако данное средство характеризуется громоздкостью, что обусловлено сохранением в нем раздельных источника снабжения газом и оболочки, причем все еще значительно время расправления последней. Кроме того, недостаток заключается в больщом сопротивлении узких надувных ребер проходу газа, особенно в сложенном положении подущки, что приводит к дублированию прохождения газа и с другой стороны надувного ребра, объединяя в единую сеть всю систему надувных ребер. Очевидно, это усложняет конструкцию гибкой оболочки и снижает надежность всей системы. Целью изобретения является повыщение степени безопасности пользователей транспортным средством за счет повыщения быстродействия, компактности и надежности срабатывания устройства при упрощении конструкции. Указанная цель достигается тем, что в устройстве источник сжатого газа образован щнурами с газогенерирующим составом снабженными электровоспламенителями, электрически связанными с датчиками столкновения, при этом источник газа размещен в надувных ребрах каждого модуля. Такое совмещенное выполнение обеспечивает «мягкое расправление гибкой защитной оболочки в наикратчайщее время, требует минимального расхода газа и не предъ- являет к нему особо жестких требований по токсичности, запаху, коррозийности и т. п поскольку газогенерирующий щнур в надувных ребрах герметизирован практически полностью. Некоторым недостатком предложенного рещения можно считать частичное уменьщение компактности надувного ограничительного средства в сложенном виде вследствие меньшей складываемости ребер с вложенным в них газогенерирующим щнуром. Однако это обстоятельство, хотя несколько и увеличивает занимаемый подущкой объем, имеет и определенное преимущество, поскольку облегчает и ускоряет расправление ее, ибо наличие в ребрах щнура придает им упругость и обеспечивает гарантированную проходимость газа внутри ребер. Газогенерирующий щнур может быть выполнен по тнпу, например, бикфордова. Газогенерирующий состав в нем может быть в виде порощка, эластичной ленты, стержня, нитей и т. п. Оболочка щнура может быть многослойной из различных, в том числе огне- и термостойких материалов, с предусмотренными конструкцией, например путем п-летения, окнами для прохода газов. На фиг. 1 представлена гибкая оградительная оболочка, аксонометрия; на фиг. 2 - П-образный предложенный модуль надувного ограничительного средства, вид в плане; на фиг. 3 - то же, треугольный вид; на фиг. 4 - схема панели, составленной из модулей треугольного и П-образного видов (электрические соединения не показаны). Гибкая оградительная оболочка составлена из модулей 1. Каждый модуль состоит из мембраны 2, закрепленных на мембране надувных ребер 3 и размещенного внутри ребер газогенерирующего шнура 4 с электровоспламенителем 5 и электрическими проводниками 6. В мембране установлен плоский клапан 7 одностороннего действия (он

не является обязательным для каждого модуля). Ребра 3 образуют замкнутую герметичную полость А, вход электрических проводников 6 в эту полость также герметизирован.

Панель оболочки образована путем соединения (сшиванием, склеиванием и т. п.) необходимого числа модулей 1 нужного вида и соответствующей коммутацией их электрических цепей. Гибкую оградительную оболочку получают, соединяя несколько панелей нужной формы в пространственно замкнутую конструкцию. Электрические выводы соединяют с датчиками столкновения (не изображены).

Средство безопасности pa6oTaef следующим образом.

При опасном сближении транспортного средства с препятствием или столкновении датчики вырабатывают сигнал, поступающий (после соответствующего преобразования) на электровоспламенители 5 шнуров 4, размещенных в ребрах 3. При сгорании газогенерирующего состава образуется газ, раздувающий герметичные надувные ребра. Это придает им жесткость, за счет чего гибкая оградительная оболочка расправляется и принимает заданную форму. При этом клапаны 7 в мембранах открываются, пропуская внутрь оболочки содержащийся в салоне транспортного средства воздух.

Пассажиры и водитель транспортного средства, сброшенные при столкновении со своих мест, наталкиваются на вставшую на пути их движения гибкую оградительную оболочку и мягко затормаживаются.

Клапаны 7,одностороннего действия при этом работают на закрытие, и воздух из полости гибкой оболочки выйти не может, за счет чего сохраняется ее заданная форма.

В качестве термостойких материалов для оболочки щнура могут использоваться синтетические волокна оксалон, вниивлон (СВМ) и другие, кратковременно выдерживающие прямое воздействие пламени. Кроме того, подбирается газогенерируюший состав, имеющий невысокую (порядка 700-800°С) температуру горения, например, на основе азидов и перхлоратов щелочных металлов и различных связующих (аминотетразол, азотетразол,- амид азомуравьиной кислоты и т. д.).

Многослойность оболочки также способствует снижению температуры газов, воздействующих на внутреннюю полость надувных ребер.

Указанное позволяет надувные ребра изготавливать из полиэтилена 3 низкой плотности, смешанного с 10% пластической резины.

Стенки (мембраны) гибкой оболочки, с которыми непосредственно контактирует пользователь, изготавливаются из прочного и гибкого, но газопроницаемого материала.

например капрона, лавсана и т. п. Установка оболочки в транспортном средстве выполняется таким образом, чтобы вероятность контакта водителя и пассажиров с ребрами была минимальной.

Газопроницаемость мембран, а также клапаны в них позволяют оболочке самопроизвольно спадать после срабатывания, что дает возможность пользователю быстро покинуть попавший в аварию автомобиль.

В связи с тем, что газогенерирующий состав размещен непосредственно в надувных ребрах, резко сокращается время запол-нения их газом, и следовательно, время расправления оболочки, т. е. улучшается основная характеристика указанного средства - его быстродействие. Кроме того, уменьшается объем необходимого газа, поскольку нет необходимости заполнять газом соединительные каналы, идущие к надувным

0 ребрам, а также вследствие уменьшения потерь, ибо в предложенном рещении надувные ребра выполнены герметичными. В конечном счете это дает возможность экономить газогенерирующий состав, снизить тре; бования к термостойкости материалов надувных ребер, повысить надежность средства безопасности в целом.

Весьма существенным преимуществом устройства является его компактность, обусловленная отсутствием специального, автономно расположенного генератора. Автономность устройства позволяет более срободно варьировать место размещения устройства в транспортном средстве.

Формула изобретения

Средство пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащее гибкую защитную оболочку, состоящую из соединенных между собой модулей, каждый из которых включает в себя плоскую эластичную мембрану с закрепленными на ней надувными ребрами, часть из которых снабжена клапанами одностороннего действия, и источник сжатого газа, связанный с полостями надувных ребер, соединенных с датчиками столкновения, отличающееся тем, что, с целью повыщения степени безопасности пользователей транспортным сред- ством путем повышения быстродействия, компактности и надежности срабатывания устройства при упрощении конструкции, источник сжатого газа образован шнурами с газогенерирующим составом, снабженными электровоспламенителями, электрически связанными с датчиками столкновения, при этом источник газа размещен в надувных ребрах каждого модуля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3773353, кл. 280-150, опублик. 1973.

2.Заявка Великобритании № 1337065, кл. В7 В, опублик. 1973.

3.Заявка Великобритании № 1461303, кл. В7 В, опублик. 1977 (прототип).

I и 11 I 11 1 1111 I I м 11 H-tf

: Г