Устройство для преднатяга замка ремня безопасности с универсальным креплением к сидению автомобиля
Изобретение относится к ремням безопасности, является его составной частью, удерживающей лямку ремня вокруг тела водителя или пассажира транспортного средства. Оно содержит несущую обойму, замок с тягой, пиротехнический цилиндр с поршнем и газогенератором для разгона и последующего торможения поршня с тягой в аварийной ситуации. При быстром перемещении замка в направлении, противоположном действию на него нагрузки растяжения, возможно осуществить предварительный натяг и плотное прилегание лямки ремня за счет своевременности ввода его в действие в начальной стадии столкновения автомобиля с препятствием. Тормоз поршня может быть одновременно демпфером, сглаживающим пик нагрузки на ремне. Поршень выполняют из конусного сердечника с шариками, скрепленного с короткой наружной оболочкой, в юбке которой имеются вырезы, выполняющие роль сепаратора для симметричного распределения шариков. Представлены три варианта выполнения заявляемого устройства. Технический результат заключается в повышении степени безопасности пользователя. 23 з.п. ф-лы, 28 ил.
Изобретение относится к устройствам для пиротехнического натяжения ремня безопасности и применяется в автомобилях и других транспортных средствах. Предлагаемое устройство является составной частью ремня и удерживает лямку ремня вокруг тела водителя или пассажира транспортного средства.
Известные устройства аналогичного назначения хорошо встраиваются в автомобили при достаточно свободном пространстве вокруг сидения внутри салона. Однако в компактных моделях автомобилей часто возникают значительные трудности при необходимости монтажа и закрепления известных устройств на сидении. Устройство закрепляется на каркасе сидения и содержит несущую обойму, замок с тягой, пиротехнический цилиндр с поршнем и газогенератором для разгона и последующего торможения поршня с тягой в аварийной ситуации автомобиля. Посредством быстрого перемещения замка в направлении, противоположном действию на него нагрузки растяжения возможно осуществить предварительный натяг и плотное прилегание лямки ремня за счет своевременности ввода его в действие уже в начальной стадии столкновения автомобиля с препятствием. Тормоз поршня может быть одновременно и демпфером, сглаживающим пик нагрузки на ремне. Известно устройство (1) для преднатяга замка, в котором газогенератор расположен внутри поршня, а в хвостовике поршня образовано наклонное отверстие для эллипсовидного наклонного элемента, входящего в зацепление с рифленой внутренней поверхностью цилиндра, осуществляющего торможение поршня при обратной нагрузке. Такой механизм торможения может осуществлять роль жесткого тормоза, но не демпфера. Такое торможение имеет большой "паразитный" холостой ход зацепления. Известно устройство (2) для предварительного натяжения, содержащее стопорный орган и силовой орган, связанные гибкой тягой с замком ремня, запускаемые в действие сенсорным приспособлением при возникновении критических величин замедления в условиях фронтального столкновения автомобиля. Стопорный орган, выполненный в виде храпового колеса с собачкой совместно с силовым органом устройства смонтированы под подушкой сидения. Указанное устройство неудобно для монтажа к сидению и не имеет функции демпфирования пиковых нагрузок ремня. Из описания (3) известно техническое решение, в котором в качестве эффективного демпфера применен клиновый зажим с шариками. Аналогичное техническое решение предложено в 1989 г. (4), то есть, пятью годами позднее. В аналогичном устройстве (5), которое неудобно для сборки, осуществлено крепление тяги к хвостовику поршня и также нетехнологично выполнение сложного по конфигурации поршня в виде длинной цельной детали. Известно также устройство (6), в котором заклинивающие шарики расположены только с одной стороны относительно стенки цилиндра. Однако такое техническое решение не может принести положительный результат из-за несимметричной деформации цилиндра и неустойчивости показателей демпфирования. Кроме того, во всех известных устройствах конструкция несущей обоймы не позволяет осуществлять крепление устройства к сидениям, имеющим ширину, заметно превышающую ширину полозьев и салазок сидения. Задачей представленного изобретения является создание комплексного технического решения устройства для преднатяга ремня безопасности с универсальным креплением к сидениям автомобилей, имеющим стесненное пространство между сидениями и из-за превышающей ширины сидения относительно ширины полозьев и салазок, а также усовершенствования конструкции пиротехнической части устройства и демпфера для повышения степени безопасности пользователя транспортного средства. Техническое решение задачи достигается тем, что в устройстве для преднатяга замка ремня безопасности, содержащем несущую обойму, замок с гибкой тягой, взаимодействующей с поршнем в пироцилиндре, аккумулятор энергии для натяжения тяги в виде газогенератора, встроенного в камеру сгорания, тормоз обратного хода замка в виде смонтированного в поршне конического элемента с шариками, несущая обойма выполнена из двух косоизогнутых пластин: основной и накладной. Пластины соединены между собой центральной дистанционной осью-заклепкой и образуют полость для прохода тяги, огибающей ролик на оси-заклепке. Несущая обойма имеет три концевые части, первая из которых является направляющей полостью для выхода тяги к замку, вторая часть выполнена для закрепления днища пироцилиндра и соединения тяги с поршнем, а третья часть выполнена в виде хвостовика для закрепления обоймы к элементу каркаса сидения автомобиля, при этом внутренняя полость обоймы имеет наклон, выполненный относительно продольной вертикальной плоскости и соответственно плоскости хвостовика, благодаря которому тяга замка выводится за край подушки сидения. Кроме того, накладная пластина пристыковывается к основной пластине посредством дистанционных отбортовок, входящих в пазы, образованные в основной пластине, а наклон внутренней полости несущей обоймы выполнен в пределах 10-20 градусов. Целесообразно тягу замка, выполненную в виде петли из двух ветвей стального троса, для придания гибкой тяге продольной жесткости, обработать на участке между замком и обоймой эпоксидным или аналогичным порошковым покрытием, а круглые упорные наконечники на обоих концах троса напрессовать при монтаже. В конце направляющей части несущей обоймы вставлены и закреплены пластмассовые планки для поворота на 90 градусов плоскости обеих ветвей гибкой тяги замка. Для прохода обеих ветвей троса тяги к поршню в днище пироцилиндра выполняют два параллельных отверстия, расстояние между которыми равно 6-8 мм. Аккумулятор энергии смонтирован в пироцилиндре в виде отдельного поршня, в наружной оболочке которого заделан газогенератор и конусный сердечник, а юбка оболочки выполнена в виде сепаратора с вырезами для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника, при этом оболочка поршня имеет диаметр, соответствующий внутреннему диаметру пироцилиндра. Кроме того, в хвостовике сердечника поршня выполнено поперечное сквозное окно и продольные канавки для монтажа и размещения в нем упорных наконечников гибкой тяги. Целесообразно угол наклона образующей конусной части сердечника сделать равным 8 градусам, а продольный заклинивающий ход шариков ограничить длиной 5-6 мм. Целесообразно также выполнение устройства для преднатяга замка ремня безопасности (вариант 1), в котором камера сгорания прикрепляется к несущей обойме и содержит закрытое гнездо для установки газогенератора, а также выходную часть с резьбой для присоединения пироцилиндра, при этом в днище камеры, совмещенном с плоскостью разъема пироцилиндра просверлены два параллельных отверстия для прохода обеих ветвей гибкой тяги к поршню, расстояние между которыми выполнено равным 6-8 мм. В стенке камеры сгорания, примыкающей к пироцилиндру, выполнено калиброванное отверстие для прохода газов из камеры в пироцилиндр. В данном исполнении поршень состоит из конусного сердечника с шариками, скрепленного с короткой наружной оболочкой, в юбке которой также выполнены вырезы, выполняющие роль сепаратора для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника, а в хвостовике сердечника поршня выполнено поперечное сквозное окно и канавки для монтажа и размещения в окне упорных наконечников гибкой тяги. При этом наружную оболочку и переднюю часть конусного сердечника выполняют с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пироцилиндра. Возможно также выполнение устройства (вариант 2), в котором существуют два аккумулятора энергии, один из которых находится внутри отделяемого поршня в пироцилиндре, а второй - в камере сгорания, прикрепленной непосредственно к третьей концевой части несущей обоймы. Газогенератор в камере сгорания выполняют самовозгорающимся при наперед заданном уровне температур в пироцилиндре. Устройство (вариант 3) содержит поршень из конусного сердечника с шариками, скрепленного с короткой наружной оболочкой, в юбке которой выполнены вырезы, играющие роль сепаратора для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника, в котором просверлены два параллельных аксиальных отверстия для прохода через них ветвей гибкой тяги с последующим закреплением упорных наконечников на концах ветвей. Необходимо в последнем исполнении выполнить наружную оболочку и переднюю часть конусного сердечника с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пироцилиндра. На фиг.1 представлен первый вариант выполнения устройства для преднатяга замка (схематичный общий вид); фиг.2 - пространственное изображение состыкованных между собой основной и накладной пластин несущей обоймы; фиг.3 - фрагмент сборки несущей обоймы в разрезе; фиг.4 и 5 - основная пластина в двух проекциях; фиг. 6 - пространственное изображение накладной пластины; фиг.7 - трос (заготовка гибкой тяги); фиг.8, 9, 10 - пластинка для разворота гибкой тяги, в трех проекциях; фиг.11, 12 - поршень в сборе в виде "реактивного двигателя" (для первого варианта выполнения устройства); фиг. 13, 14, 15 - сепаратор - оболочка поршня, в трех проекциях; фиг.16, 17 - сердечник поршня в трех проекциях (для первого варианта выполнения устройства); фиг.18 - второй вариант выполнения устройства (схематичный общий вид); фиг. 19 - поршень в сборе (для второго варианта выполнения устройства); фиг. 20, 21 - фрагменты сборки устройства (в двух разрезах по пироцилиндру); фиг. 22, 23 - возможный вариант исполнения пиротехнической части устройства как синтеза двух предыдущих; фиг. 24 - третий вариант выполнения устройства (схематичный общий вид); фиг.25, 26, 27, 28 - поршень в сборе (два варианта выполнения); 1 - несущая обойма; 2 - замок ремня безопасности; 3 - гибкая тяга; 4 - пиротехнический цилиндр; 5 - поршень с газогенератором ГГ; 6 - основная косоизогнутая пластина; 7 - накладная пластина; 8, 8а - заклепка и отверстия под нее; 9 - опорный ролик; 10 - полость между пластинами; 11, 12 - хвостовик с отверстием для крепления устройства к сидению автомобиля; 13, 14 - отбортовки; 15 - стальной трос; 16 - опорные наконечники; 17 - днище; 18, 19 - отверстия; 20 - пластины для поворота обеих ветвей тяги; 21 - выступы для поддержания пластин; 22 - отверстия пластин несущей обоймы; 23 - выемки пластин; 24 - комбинированный поршень; 25 - сердечник; 26 - оболочка; 27 - просечки; 28 - канавка; 29 - средняя часть сердечника; 30 - выемка; 31 - хвостовая часть сердечника; 32 - овальные отверстия; 33 - канавки; 34 - сепаратор стальных шариков; 35 - вырезы; 36 штепсель; 37 - термосжимающаяся трубка; 38 - раздельная камера сгорания; 39 - днище; 40 - отверстия; 41 - поршень; 42 - сердечник; 43 - трубчатая оболочка; 44 - конусная часть сердечника; 45 - поршень; 46 - каналы; 47 - передняя часть поршня; 48 - штампованный сепаратор; 49 - вырезы; 50 - дно сепаратора; 51, 52 - кольцо; 53 - сепаратор; 54 - гайка. Первый вариант выполнения устройства (фиг.1) содержит несущую обойму 1, соединенную с замком 2 ремня безопасности, гибкую тягу 3, пиротехнический цилиндр 4, смонтированный в цилиндре поршень 5 с газогенератором ГГ. Несущая обойма (фиг. 2) содержит две косоизогнутые пластины: основная 6 и накладная 7, соединенные между собой (фиг.3) при помощи дистанционной втулки осью-заклепкой 8 с опорным роликом 9 для направления и опоры гибкой тяги 3 внутри полости 10 между пластинами. Отверстия 8а под заклепку 8 выполнены в обеих пластинах соосно. Несущая обойма выполнена с тремя ответвлениями: А - горловина для выхода тяги 3 к замку 2; Б - место закрепления пироцилиндра 4; В - хвостовик 11 с отверстием 12 для крепления устройства к сидению автомобиля. Основная пластина (фиг.4 и 5) выполнена с косым изгибом в двух плоскостях и с радиусом изгибов R. Угол

Формула изобретения
1. Устройство для преднатяга замка ремня безопасности с универсальным креплением к сидению автомобиля, содержащее несущую обойму, замок с гибкой тягой, взаимодействующей с поршнем в пироцилиндре, аккумулятор энергии для натяжения тяги в виде газогенератора в камере сгорания, тормоз обратного хода замка в виде смонтированного в поршне конического элемента с шариками, отличающееся тем, что несущая обойма выполнена из двух косоизогнутых пластин: основной и накладной, соединенных между собой центральной дистанционной осью-заклепкой, образующих полость для прохода тяги, огибающей ролик на оси-заклепке, содержащую три концевых участка, первый участок является направляющей полостью для выхода тяги к замку, второй участок выполнен для закрепления пироцилиндра и соединения тяги с поршнем, а третий - выполнен в виде хвостовика для закрепления обоймы к элементу каркаса сидения автомобиля, при этом полость обоймы осуществлена с наклоном относительно продольной вертикальной плоскости и плоскости хвостовика, благодаря чему тяга замка выведена за край подушки сидения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что накладная пластина прикреплена к основной пластине посредством дистанционных отбортовок, входящих в пазы, образованные в основной пластине. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наклон полости несущей обоймы выполнен в пределах 10 - 20 град. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гибкая тяга замка выполнена в виде петли из двух ветвей стального троса, покрытых эпоксидным или аналогичным порошковым покрытием для придания тяге продольной жесткости на участке между замком и обоймой, а на обоих концах троса при монтаже напрессованы круглые упорные наконечники. 5. Устройство по п. 1 или 4, отличающееся тем, что в конце направляющей полости несущей обоймы вмонтированы пластмассовые планки для поворота на 90 град. плоскости обеих ветвей гибкой тяги замка. 6. Устройство по п. 1, или 3, или 4, отличающееся тем, что в днище пироцилиндра выполнены два параллельных отверстия для прохода обеих ветвей троса тяги к поршню. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что расстояние между обоими отверстиями в днище выполнено равным 6 - 7 мм. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аккумулятор энергии расположен в пироцилиндре в виде сборного поршня, в наружной оболочке которого расположены газогенератор и конусный сердечник, юбка оболочки выполнена в виде сепаратора с вырезами для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника. 9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что в хвостовике конусного сердечника поршня выполнены поперечное сквозное окно и канавки для размещения при монтаже окончаний ветвей троса и упорных наконечников гибкой тяги. 10. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что в передней части сердечника выполнена выемка для сгорания заряда газогенератора, продолженная калиброванным отверстием, соединенным со сквозным овальным отверстием в хвостовике сердечника. 11. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что наружная оболочка поршня выполнена с диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пироцилиндра. 12. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что угол наклона образующей конусной части сердечника равен 8 град. , а продольный заклинивающий ход шариков ограничен вырезами в юбке оболочки и составляет длину 5-6 мм. 13. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что камера сгорания выполнена в виде отдельной детали устройства и прикреплена к несущей обойме, содержит закрытое гнездо для установки газогенератора, а также выходную часть с резьбой для присоединения пироцилиндра, при этом днище камеры сгорания совмещено с плоскостью разъема пироцилиндра и в днище просверлены два параллельных отверстия для прохода ветвей гибкой тяги к поршню в пироцилиндре. 14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что расстояние между отверстиями в днище камеры сгорания равно 6 - 7 мм. 15. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что в стенке камеры сгорания, примыкающей к пироцилиндру, выполнено калиброванное отверстие для прохода газов из камеры в пироцилиндр. 16. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что поршень состоит из конусного сердечника с шариками, скрепленного с наружной короткой оболочкой, в юбке которой выполнены симметричные вырезы в виде сепаратора для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника. 17. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что наружная оболочка конусного сердечника выполнена с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пироцилиндра. 18. Устройство по любому из пп. 13 - 16, отличающееся тем, что в хвостовике сердечника поршня расположены поперечное сквозное окно и канавки для размещения в окне упорных наконечников гибкой тяги при монтаже. 19. Устройство по любому из пп. 1 - 18, отличающееся тем, что в нем выполнены два аккумулятора энергии, один из которых расположен внутри пироцилиндра, а второй - в камере сгорания, прикрепленной ко второму участку несущей обоймы. 20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что газогенератор в камере сгорания выполнен самовозгорающимся при заданном уровне температур в пироцилиндре. 21. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что поршень состоит из конусного сердечника с шариками, скрепленного с короткой наружной оболочкой, в юбке которой выполнены вырезы, выполняющие роль сепаратора для симметричного распределения шариков на конусной части сердечника, при этом в последнем просверлены два параллельных аксиальных отверстия для прохода через них ветвей гибкой тяги с последующим закреплением упорных наконечников на концах обеих ветвей. 22. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что наружная оболочка и передняя часть конусного сердечника выполнены с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пироцилиндра. 23. Устройство по п. 21, отличающееся тем, что конусная часть сердечника выполнена как передняя часть поршня, а наружная оболочка выполнена в виде чашки, смонтированной со стороны торца передней части поршня, при этом в дне чашки образованы два отверстия для прохода концов гибкой тяги. 24. Устройство по п. 21 или 23, отличающееся тем, что расстояние между обоими отверстиями в конусном сердечнике и чашке равно 6 - 7 мм.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27