Поглощающее энергию удара устройство для безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским автомобильным транспортом
Полезная модель представляет собой часть автомобильного устройства и включает (по его первому варианту) одну пару или несколько пар сидений (1 и 2), оснащенных ремнями безопасности (6), средство (3) связи сидений (1 и 2) с рамой (4) автомобиля для приведения их в движение по заданной траектории при продольном ударе по корпусу автомобиля и средство (5) для поглощения энергии удара. Средство (3) выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждого сидения (1 и 2) пары. Средство (3) состоит из двух симметричных механизмов, каждый из которых включает одинаковой длины два базовых звена (9 и 10) и связаны шарниром (11) между собой и шарнирами (12 и 13) с ползунами (14 и 15), размещенными в направляющих (17 и 18) рамы (4), середины базовых звеньев (9 и 10) соединены шарнирами (19 и 20) с двумя связанными шарниром (21) между собой с образованием ромба звеньями (22 и 23). Средство (5) выполнено в виде двух пружин растяжения (24 и 25), размещенных в параллельных плоскостях и связанных с осями ромба одной диагонали. Имеются модификации: каждый симметричный механизм средства (3) связан своими ромбообразующими звеньями общим шарниром с рамой (4), а одним из базовых звеньев - с направляющей в виде прорези в раме (4), сидения размещены на разных расстояниях от и центра вращения базовых звеньев, средство (5) выполнено из трех пружин растяжения; или каждый симметричный механизм средства (3) осью шарнира связи базовых звеньев подвешен на стойке (4), а средство (5) представлено общими ромбообразующими звеньями в виде гидроцилиндров, разноименные штоковые и поршневые полости которых соединены шлангами. По второму варианту его средство (3) выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждого из двух рядов сидений и представлено двумя платформами, установленными в продольных направляющих рамы (4), средство (5) выполнено в виде двух гидроцилиндров, каждый из которых шарнирно связан своим цилиндром с рамой (4), а штоком - с одной из платформ, причем одноименные штоковые и поршневые полости соединены шлангами. Обеспечивается значительное поглощение энергии удара путем взаимного поглощения ударного импульса за счет встречного движения, масс человеческих тел и сидений. 2 н.п. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Полезная модель относится к средствам защиты человека от воздействия ударных нагрузок и может быть использована преимущественно на пассажирском автомобильном транспорте.
Известно поглощающее энергию удара устройство для сидения пассажирского транспортного средства (DE 102004007171, В60N 2/42, 2005). Оно включает оснащенное ремнем безопасности сидение, установленное на полу автомобиля с возможностью перемещения в продольных направляющих и взаимодействия со средством для поглощения энергии удара, выполненного в виде пружин сжатия. Недостатком известного устройства является то, что импульс инерционной силы системы масс сидений и людей гасится недостаточно.
Известно также поглощающее энергию удара устройство для ряда сидений транспортного средства преимущественно автомобиля (US 3917339, В60N 2/42, 1975), принятое в качестве прототипа. Оно включает ряд оснащенных ремнями безопасности сидений, средство связи сидений с автомобильной рамой для приведения их в движение при продольном ударе (спереди или сзади) по корпусу автомобиля, которое выполнено в виде продольных направляющих автомобильной рамы для несущих сидения платформы, а также средство для поглощения энергии удара, состоящее из трех расположенных на направляющих штоках основных продольных пружин сжатия - центральной и двух боковых и четырех безштоковых буферных, причем центральный шток одним своим концом кинематически связан с платформой, а на другом несет пластину, с помощью которой связан с боковыми штоками. Хотя такое решение конструктивно более совершенно, но ему присущ тот же недостаток.
Задача полезной модели состояла в создании такого поглощающего энергию удара устройства для обеспечения безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским автомобильным транспортом, который обеспечивал значительное поглощение энергии удара путем взаимного поглощения ударного импульса за счет встречного движения части общей массы сидений и человеческих тел.
Для решения поставленной задачи с получением указанного технического результата поглощающее энергию удара устройство для обеспечения безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским автомобильным транспортом включает по крайней мере два оснащенных ремнями безопасности сидения, средство связи сидений с рамой автомобиля для приведения их в движение по заданной траекторию при продольном ударе по корпусу автомобиля и средство для поглощения энергии удара. Отличительной особенностью полезной модели (ее первого варианта) является то, что его указанное средство связи сидений с рамой автомобиля выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждого сидения из пары.
Для упрощения конструкции и повышения эффективности его указанное средство связи сидений с рамой автомобиля, обеспечивающее движение в противоположном направлении каждого сидения из пары, выполнено в виде предпочтительно двух спаренных симметричных механизмов, каждый из которых включает два базовых (одной или разной длины) звена, несущих сидения и шарнирно связанных между собой и с одним или двумя ползунами, размещенных или размещенного на совпадающих по расположению направляющих рамы автомобиля, базовые звенья соединены шарнирами с двумя шарнирно связанными между собой и общим шарниром (в случае равной длины базовых звеньев) с рамой автомобиля с образованием ромба, а средство для поглощения энергии удара выполнено по крайней мере в виде двух пружин растяжения, размещенных в параллельных плоскостях и связанных с осями соответствующих шарниров ромба одной диагонали. Сидения на базовых звеньях предпочтительно размещать на разных расстояниях от центра вращения базовых звеньев.
Для упрощения монтажа его указанное средство связи сидений с рамой автомобиля, обеспечивающего движение в противоположном направлении из пары, выполнено в виде двух пар поворотных звеньев, соответственно шарнирно связанных со стойками рамы и несущих размещенные на разных расстояниях от их общего центра вращения сидения и, средство для поглощения энергии удара выполнено в виде гидроцилиндров, цилиндры которых шарнирно связаны с рамой автомобиля, а штоки - с поворотными звеньями, причем одноименные поршневые и штоковые полости гидроцилиндров соединены между собой, а оси шарниров штоков находятся на одиноковых или разных расстояниях от геометрической оси поворота поворотных звеньев.
Для расширения функциональных возможностей и упрощения конструкции может быть использован второй вариант выполнения полезной модели. Ее отличительной особенностью является то, что его средство связи сидений с рамой автомобиля выполнено с возможностью обеспечения движению в противоположных направлениях каждого из двух рядов сидений и представлено по крайней мере двумя платформами, установленными в продольных направляющих рамы автомобиля, а средство для поглощения энергии удара выполнено в виде по крайней мере двух гидроцилиндров, каждый из которых шарнирно связан своим цилиндром с рамой автомобиля, а штоком - с одной из платформ, причем одноименные штоковые и поршневые полости гидроцилиндров гидравлически соединены между собой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - поглощающее энергию удара устройство, вариант с парой сидений (модификация с ромбовидным механизмом средства связи сидений с рамой автомобиля), вид сбоку;
на фиг.2 то же - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 то же - ступенчатый разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 то же - модификация с ромбовидным механизмом средства связи сидений с рамой автомобиля с разной длиной базовых звеньев;
на фиг.5 то же - модификация со средством для поглощения энергии удара в виде двух гидроцилиндров;
на фиг.6 то же - второй вариант (с рядами сидений, размещенных на двух платформах), вид с частичными разрезами;
на фиг.7 то же - вид В на фиг.6.
Патентуемая полезная модель (первый ее вариант) представляет собой поглощающее энергию удара устройство для обеспечения безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским транспортом. Оно включает по крайней мере два сидения 1 и 2 (фиг.1, 2 и 3), средство 3 связи сидений 1 и 2 с рамой 4 автомобиля для приведения их в движение по заданной траектории при продольном ударе по корпусу автомобиля и средство 5 для поглощения энергии удара.
Сидения 1 и 2 выполнены одинаковыми и оснащены ремнями безопасности 6.
Средство связи 3 сидений 1 и 2 с рамой 4 автомобиля выполнено в виде предпочтительно двух спаренных симметричных механизмов 7 и 8, каждый из которых включает одинаковой длины два базовых звена 9 и 10, несущих соответственно сидения 1 и 2 и связанных между собой шарниром 11, а шарнирами 12 и 13 - с ползунами 14 и 15, размещенных на совпадающих по расположению (на одной геометрической линии 16) направляющих 17 и 18 рамы 4 автомобиля. Середины базовых звеньев 9 и 10 соединены шарнирами 19 и 20 с двумя связанных между собой шарниром 21 звеньями 22 и 23 с образованием ромба, т.е. их длины равны половине длин базовых звеньев 9 и 10. Конструктивно базовые звенья 9 и 10 спаренных механизмов 7 и 8 могут быть совмещены с рамами сидений 1 и 2 (на чертеже не показаны).
Средство 5 для поглощения энергии удара выполнено в виде по крайней мере двух пружин растяжения - вертикальной 24 и горизонтальной 25, размещенных в параллельных плоскостях и связанных с соответствующими (одной диагонали ромба) шарнирами 11, 21 и 19, 20. Предпочтительно, чтобы горизонтально ориентированная пружина 25 была представлена двумя пружинами 25а и 25б, эквивалентными (суммарно) по жесткости пружине 25 (фиг.3).
Возможна модификация 3а средства связи сидений 1 и 2 с рамой 4 автомобиля (фиг.4), которое выполнено в виде предпочтительно двух спаренных симметричных механизмов 7а и 8а, каждый из которых включает разной длины два базовых звена 9а (меньшей длины) и 10а (большей, но такой же длины как и основной модификации 10), несущих сиденья 1 и 2 и связанных между собой шарниром 11а и шарниром 13а - с базовым больше длины звеном 10а с ползуном 15а, размещенной на направляющей 18а рамы 4 автомобиля. Ползун 15а конструктивно может быть выполнен в виде цилиндрического элемента как оси 27 шарнира 13а, жестко связанным со звеном 10а, при этом сама направляющая 18а должна быть выполнена в виде продольного замкнутого в вертикальной плоскости паза. Базовые звенья 9а и 10а соединены шарнирами 19а и 20а с двумя соединенными шарниром 21а звеньями 22а и 23а с образованием ромба (за счет обеспечения равной длины как части звеньев 7а и 8а между центрами шарниров 11а, 19а и 11а, 20а, так и длин звеньев 22а и 23а). Звенья 22а и 23а соединены соснным с шарниром 21а шарниром 28 с рамой 4 автомобиля. В модификации средство 5 для поглощения энергии удара остается без изменений.
Возможна модификация 3б средства связи сидений 1 и 2 с рамой 4 (фиг.5) автомобиля в виде двух пар поворотных звеньев 29 и 30, связанных между собой и стойкой 4а рамы 4 соосными шарнирами 31 и 32 и несущих на разных расстояниях от их общего центра вращения 33 сидения 1 и 2. Средство для поглощения энергии удара 5а выполнено в виде гидроцилиндров 34 и 35, цилиндры 34а и 35а, которых связаны шарнирами 4б и 4в с рамой 4 автомобиля, а их штоки 34б из 35б - шарнирами 36 и 37 с поворотными звеньями 29 и 30 соответственно. Разнодноименные полости гидроцилиндров 34 и 35, т.е. их штоковые полости 34в и 35в и поршневые полости 34г и 35г, гидравлически соединены между собой с помощью труб (шлангов) 38 и 39 соответственно, что обеспечивает противоположный поворот звеньев 29 и 30 при ударных нагрузках. Удержание системы в равновесии (в нейтральном положении при отсутствии значительных инерционных нагрузок) обеспечивается за счет двух пар пружин сжатия 34д, 34е и 35д, 35е, размещенных в соответствующих полостях 34в, 35в и 34г, 35г гидроцилиндров 34 и 35.
Во втором варианте полезной модели средство 3в связей сидений с рамой 4 автомобиля вышеуказанного устройства выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждому ряду (по крайней мере из двух) 40 и 41 сидений 42 (одноместных и или двухместных), оснащенных ремнями безопасности 6, и представлено в виде двух платформ 43 и 44 (фиг.6 и 7), установленных на телах качения 45 рамы 4 автомобиля с возможностью перемещения в ее продольных направляющих 46 и 47 соответственно. Средство 5 для поглощения энергии удара выполнено в виде двух гидроцилиндров 48 и 49, штоки 48а и 49а которых шарнирами 50 и 51 соединены соответственно с платформами 43 и 44, а их цилиндры 48б и 49б - с рамой 4 автомобиля, причем (для обеспечения противоположной направленности движения платформ 43 и 44) одноименные полости гидроцилиндров 48 и 49, т.е. их штоковые полости 48в 49в и поршневые полости 48г и 49г, гидравлически соединены соединены с помощью труб (шлангов) 52 и 53. Удержание системы в нейтральном положении обеспечивается с помощью двух пар пружин сжатия 48д, 48е и 49д, 40е, размещенных в соответствующих полостях 48в, 48г и 49в, 49г.
Работает патентуемое устройство следующим образом.
При оснащении автомобиля данным устройством первой модификации первого варианта (фиг.1) и движении его в пределах, не опасных для человека инерционных нагрузках, средство 3 связи сидений 1 и 2 с рамой 4 автомобиля занимает нейтральное положение (ползуны 14 и 15 с шарнирами 12 и 13 занимают среднее положение в своих направляющих 17 и 18 рамы 4 автомобиля). В аварийной ситуации при продольном ударе равновесие системы нарушается, средство 3 связи сидений 1 и 2 под действием инерционных импульсов силы совершает возвратно-поступательное движение с одновременным поворотом в шарнире 11. При этом за счет встречного (противоположного) направления инерциооых импульсов сил происходит их взаимное поглощение, что позволяет снизить (до безопасного уровня) энергию удара.
При оснащении автомобиля устройством второй модификации (фиг.4) ее работа аналогична работе первой модификации, так как имеют только конструктивные отличия.
При оснащении автомобиля устройством третьей модификации (фиг.5) до возникновения аварийной ситуации система находится в равновесии под действием пружин сжатия 34д, 34е и 35д, 35е, а в случае удара система (механическая и гидравлическая) приходит в движение, при котором инерционные импульсы сил направлены на встречу (противоположно) друг другу, что снижает энергию удара.
При оснащении автомобиля, например автобуса, устройством второго варианта (фиг.6 и 7) до возникновения аварийной ситуации система находится в равновесии под действием пружин сжатия 48д, 48е, 49д и 49е гидроцилиндров 48 и 49, а в случае удара система (механическая и гидравлическая) приходит в движение, при котором инерционные импульсы сил направлены навстречу друг другу, что снижает энергию удара.
На фиг.1 и 4, кроме нейтрального, условно показаны предельные положения системы 3 и 3а только по шарнирам ползунов, а на фиг.5 предельные углы поворота, отражающие положения звеньев 29 и 30 не показаны (чтобы не «затемнять» чертеж). По той же причине не показано предельные положение платформ 43 и 44.
Использование предлагаемой полезной модели расширяет номенклатуру средств для безопасной перевозки людей пассажирским транспортом (в основном автомобильным и частично железнодорожным).
1. Поглощающее энергию удара устройство для обеспечения безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским автомобильным транспортом, включающее по крайней мере два оснащенных ремнями безопасности сиденья, средство связи сидений с рамой автомобиля для приведения их в движение по заданной траектории при продольном ударе по корпусу автомобиля и средство для поглощения энергии удара, отличающееся тем, что его указанное средство связи сидений с рамой автомобиля выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждого сиденья пары.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное средство связи сидений с рамой автомобиля, обеспечивающее движение в противоположном направлении каждого сиденья пары, выполнено в виде предпочтительно двух спаренных симметричных механизмов, каждых из которых включает одинаковой длины два базовых звена, несущих сиденья и шарнирно связанных между собой и с ползунами, размещенными на совпадающих по расположению направляющих рамы автомобиля, середины базовых звеньев соединены шарнирами с двумя шарнирно связанными между собой с образованием ромба звеньями, а средство для поглощения энергии удара выполнено по крайней мере в виде двух пружин растяжения, размещенных в параллельных плоскостях и связанных с осями соответствующих шарниров ромба одной диагонали.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное средство связи сидений с рамой автомобиля, обеспечивающее движение в противоположном направлении каждого сидения пары, выполнено в виде предпочтительно двух спаренных симметричных механизмов, каждый из которых включает разной длины два базовых звена, несущих сиденья и шарнирно связаны между собой и базовым большей длины звеном - с ползуном, размещенным на направляющей рамы автомобиля, базовые звенья соединены шарнирами с двумя шарнирно связанных между собой с образованием ромба звеньями, которые своим общим шарниром связаны с рамой автомобиля, а средство для поглощения энергии удара выполнено в виде трех пружин растяжения, например двух горизонтальных и одной вертикальной, размещенных в параллельных плоскостях и связанных с соответствующими осями шарниров ромба одной диагонали.
4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что сиденья размещены на базовых звеньях на разных от центра вращения их общего шарнира связи.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное средство связи сидений с рамой автомобиля, обеспечивающего движение в противоположном направлении каждого сидения пары, выполнено в виде двух пар поворотных звеньев, соответственно связанных между собой и со стойками рамы соосными шарнирами и несущих размещенные на разных расстояниях от их общего центра вращения сиденья, средство для поглощения энергии удара выполнено в виде гидроцилиндров, цилиндры которых шарнирно связаны с рамой автомобиля, а штоки - с поворотными звеньями, причем разноименные поршневые и штоковые полости гидроцилиндров гидравлически соединены между собой, а оси шарниров штоков находятся на одинаковых или разных расстояниях от геометрической оси поворота поворотных звеньев.
6. Поглощающее энергию удара устройство для обеспечения безопасной перевозки людей преимущественно пассажирским автомобильным транспортом, включающее по крайней мере два оснащенных ремнями безопасности сидений, средство связи сидений с рамой автомобиля для приведения их в движение по заданной траектории при продольном ударе по корпусу автомобиля и средство для поглощения энергии удара, отличающееся тем, что его указанное средство связи сидений с рамой автомобиля выполнено с возможностью обеспечения движения в противоположных направлениях каждого из двух рядов сидений и представлено по крайней мере двумя платформами, установленными соответственно в продольных направляющих рамы автомобиля, средство для поглощения энергии удара выполнено в виде по крайней мере двух гидроцилиндров, каждый из которых шарнирно связан своим цилиндром с рамой автомобиля, а штоком - с одной из платформ, причем одноименные штоковые и поршневые полости гидроцилиндров гидравлически соединены между собой.
