система укладки и натяжения ремней безопасности

Формула изобретения

1. Система укладки и натяжения ремней безопасности, содержащая механизм натяжения ремней безопасности, рабочая часть которого связана с лентой ремня безопасности с возможностью изменения ее эффективной длины и привод которого осуществлен в зависимости от обусловленного столкновением смещения части автомобиля относительно кузова автомобиля, отличающаяся тем, что в силовой поток между частью автомобиля и рабочей частью введено разъединяющее устройство, содержащее из двух сочлененных с силовым замыканием, смещаемых под нагрузкой относительно друг друга соединительных элементов, первый из которых со стороны ленты ремня безопасности присоединен с помощью первого участка тягового органа к рабочей части, а второй со стороны привода соединен с помощью второго участка тягового органа с частью автомобиля, с вторым соединительным элементом сопряжено направляющее устройство, которое оперто на кузов автомобиля и оснащено упором для ограничения смещения второго соединительного элемента при натяжении ремня безопасности, а между направляющим устройством и вторым соединительным элементом расположен стопор обратного хода, выполненный с возможностью противодействия обратному перемещению второго соединительного элемента от упора.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что направляющее устройство снабжено направляющей трубой, которой расположен с возможностью смещения второй соединительный элемент.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что стопор обратного хода образован элементом качения.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что второй соединительный элемент установлен в дополнительной трубе, имеющей возможность телескопического смещения в направляющем устройстве, выполненном в виде направляющей трубы, а стопор обратного хода включает в себя по меньшей мере одно тело качения, которое радиально оперто на коническую поверхность второго соединительного элемента и через отверстие в стенке дополнительной трубы сопряжено с внутренней стороной направляющей трубы.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде установленного внутри дополнительной трубы с возможностью перемещения поршня, первый и второй соединительные элементы соединены друг с другом с образованием силового замыкания посредством элементов качения, радиально опертых на поршень с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью стенки дополнительной трубы и частичного погружения в эту стенку под нагрузкой за счет пластической деформации материала.

6. Система п. 4 или 5, отличающаяся тем, что второй, со стороны привода, участок тягового органа закреплен на расположенном на дне дополнительной трубы соединительном элементе, на котором образована коническая поверхность.

7. Система по пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что соединительный элемент на обращенной к поршню стороне выполнен с боковинами, на наружную кромку которых оперт поршень для установления его исходного положения с возможностью частичного размещения его во внутреннем пространстве между боковинами.

8. Система по одному из пп. 1 7, отличающаяся тем, что механизм натяжения ремней безопасности при образовании петли установлен с возможностью воздействия с помощью рабочей части на ленту ремня безопасности.

9. Система по любому из пп. 1 8, отличающаяся тем, что механизм натяжения ремней безопасности снабжен расположенной на одной стороне свободно проходящей ленты ремня безопасности на незначительном расстоянии от нее опорной деталью и с другой стороны ленты ремня безопасности на незначительном расстоянии от нее рабочей частью, которая закреплена между первыми концами двух параллельных плеч рычага, опирающегося кромками этих плеч на опорную деталь, при этом вторые концы плеч рычага присоединены к участку тягового органа, а рабочая часть выполнена с возможностью при приведении в действие механизма натяжения ремней безопасности перемещения к ленте ремня безопасности совместно с ней мимо опорной детали и образования лентой ремня безопасности петли, проходящей параллельно прохождению ленты ремня безопасности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается системы укладки и натяжения ремней безопасности для автомобилей, с механизмом тугого натяжения ремней, который с помощью рабочей части воздействует на ленту ремня безопасности с целью укорочения ее эффективной длины и привод осуществляется в зависимости от обусловленного столкновения смещения части автомобильного относительного кузова автомобиля.

Система укладки и натяжения ремней безопасности этого типа известна, из выложенной заявки ФРГ N 3131637, кл. B 60 R 22/46, 1978. При резком столкновении автомобиля происходит деформирование кузова автомобиля в передней зоне и смещение двигателя и коробки передач, размещенных в одном картере, относительно кузова автомобиля. От этого относительного смещения с помощью тягового троса может осуществляться необходимый линейный привод в действие механизма тугого натяжения ремней безопасности.

Известны различные варианты выполнения механизмов тугого натяжения ремней безопасности, которые с помощью рабочей части воздействуют на ленту ремня безопасности, чтобы при образовании петли ликвидировать неплотное прилегание ремня безопасности системы пристегивания. Примером является описанный в выложенной заявке ФРГ N 3044951 механизм тугого натяжения безопасности, в котором привод осуществляется с помощью пиротехнического узла поршень/цилиндр.

Если привод механизма тугого натяжения ремней безопасности должен осуществляться от части автомобиля, которая при столкновении претерпевает смещение относительно кузова автомобиля, необходимо позаботиться о том, чтобы на ленту ремня безопасности не воздействовали слишком большие силы. Ограничение силы может достигаться, например, с помощью наличия места обязательного разрушения в тяговом тросе, с помощью которого перемещение части автомобиля передается на рабочую часть, которая в свою очередь, воздействует на ленту ремня безопасности. Однако выбор параметров такого места обязательного разрушения является критическим.

В эффективных системах укладки и натяжения ремней безопасности для автомобилей стремиться уменьшить возникающие в ленте ремня безопасности пиковые нагрузки путем преобразования энергии. Такое преобразование может осуществляться с помощью ограничитель силы, который расположен в силовом потоке ленты ремня безопасности и имеет смещенные относительно друг друга детали, при относительном смещении которых под нагрузкой появляется пластическая деформация материала. Пригодный для этой цели ограничитель силы описан, например, в выложенной заявке ФРГ N 3933721. Он пригоден для вставление между замком ремня безопасности и арматурой для закрепления на кузове автомобиля.

При использовании механизма тугого натяжения ремня безопасности указанного вначале во внимание принимает введение такого ограничителя силы между частью кузова и рабочим органом, так как желательное преобразование энергии происходит лишь тогда, когда относительное смещение части автомобиля относительно кузова может достигнуть такой величины, что должно произойти уже до этого отсоединение тягового троса от рабочей части механизма.

В основу изобретения положена задача создать систему укладки и натяжения ремней безопасности, с помощью которой без критического выбора параметров мест обязательного разрушения в тяговом органе было бы обеспечено надежное отсоединение рабочего органа части автомобиля после происшедшего натяжения ремня безопасности на точно определенном участке, чтобы обеспечить возможность расположения преобразователя силы с целью уменьшения пиковых нагрузок в системе ремней безопасности на пути тягового органа.

В соответствии с изобретением это в системе укладки и натяжения ремней безопасности указанного вначале типа достигается благодаря тому, что в силовом потоке между частью автомобиля и рабочей частью вставлено разъединяющее устройство, которое состоит из двух сочлененных с силовым замыканием, смещаемых под нагрузкой относительно друг друга, в смысле удаления друг от друга, соединительных элементов, первый из которых со стороны ленты ремня безопасности присоединены с помощью первого участка тягового органа к рабочей части, а второй со стороны привода присоединен с помощью второго участка тягового органа к части автомобиля, вторым соединительным элементом сопряжено направляющее устройство, которое опирается на кузов автомобиля и оснащено упором с целью ограничения смещения второго соединительного элемента при натяжении ремня безопасности, между направляющим устройством и вторым соединительным элементом расположен стопор обратного хода, которым противодействует обратному перемещению второго соединительного элемента от упора. Если при столкновении автомобиля смещается, например, двигатель и коробка передач, размещенные в одном картере, относительно кузова автомобиля, то это относительное перемещение передается с помощью тягового органа, в частности тягового троса, на второй соединительный элемент, который затем перемещается к упору на направляющем устройстве. При более сильном столкновении автомобиля этот элемент достигает упора. Дальнейшее смещение второго соединительного элемента предотвращается с помощью опирающегося на кузов автомобиля упора. Если появляется перегрузка, то тяговый трос на втором соединительном элементе обрывается. Однако в этом случае соединительный элемент остается в смещенном положении вблизи упора, так как теперь приводится в действие стопор обратного хода. Следовательно, после прохождения определенного участка пути смещения второго соединительного элемента система ремней безопасности отсоединяется от части автомобиля.

В соответствии с предпочтительным усовершенствованным вариантом выполнения изобретения это свойство используется для того, чтобы между вторым соединительным элементом и закрепленным на первом соединительном элементе участком тягового органа установить ограничитель силы, в котором осуществляется благодаря пластической деформации материала преобразованием энергии. С этой целью первый соединительный элемент выполнен в виде поршня, установленного внутри второго трубчатого соединительного элемента с возможностью перемещения, и силовое замыкание между первым и вторым соединительными элементами создано с помощью тел качения, которые радиально опираются внутри на поршень и воздействуют на внутреннюю сторону стенки второго трубчатого соединительного элемента, а также при нагрузке проникают в нее при пластической деформации материала. Таким образом, разъединяющее устройство совместно с ограничителем силы образует компактный гибкий узел, размещение которого в автомобиле не вызывает никаких трудностей. Все детали этого конструктивного узла могут быть изготовлены с небольшими затратами в серийном производстве, так как ни к материалам, ни к производственным допускам не следует предъявлять особо высокие требования.

В соответствии с предпочтительным усовершенствованным вариантом изобретения механизма тугого натяжения ремней безопасности имеет расположенную на одной стороне свободно проходящей ленты ремня безопасности на незначительном расстоянии от нее опорную деталь, а на другой стороне ленты ремня безопасности на незначительном расстоянии от нее расположена рабочая часть. При приведении в действие механизма тягового натяжения ремней безопасности рабочая часть перемещается к ленте ремня безопасности, последняя относительно опорной детали и, наконец, рабочая часть при образовании параллельной прохождения ремня безопасности петель перемещается мимо опорной детали. Рабочая деталь закреплена между первыми концами двух параллельных плеч рычага, который в состоянии покоя механизма тугого натяжения ремней безопасности опирается с помощью удерживаемых поперек ленты ремня безопасности плеч на своих кромках на опорную деталь. Первый участок тягового органа присоединен к вторым концам плеч рычага. Для такого натяжения ремней безопасности требуется небольшое монтажное пространство для установки в автомобиле, и этот механизм мягко воздействует на ленту ремня безопасности, чтобы не повредить последнюю.

На фиг. 1 скематично изображен на механизм тугого натяжения, включенный в систему ремней безопасности, вид сбоку, разрез; на фиг. 2 то же, вид в перспективе; на фиг. 3 механизм тугого натяжения ремней безопасности в состоянии покоя, разрез; на фиг. 4 то же, в состоянии вскоре после приведения в действие механизма тугого напряжения ремней безопасности; на фиг. 5 механизм тугого натяжения ремней безопасности в процессе образования петли ленты ремня безопасности; на фиг. 6 и 7 и 8 продольные разрезы предусмотренного в этой системе конструктивного узла разъединения - ограничителя силы в состоянии покоя, после осуществленного натяжения ремня безопасности и происходящее при ограничении силы преобразование энергии.

В традиционной системе ремней безопасности на стойке автомобиля вблизи днища закреплен механизм 10 втягивания ремней безопасности. Выше механизма втягивания ремней безопасности, примерно на уровне головы пассажиров на стойке автомобиля закреплена направляющая арматура 12. Между механизмом 10 втягивания ремня безопасности и направляющей арматурой 12 прямолинейно простирается участок 14 ремня безопасности. На этом участке ремня безопасности расположен обозначенный позицией 16 механизм тугого натяжения ремня безопасности.

Механизм 16 тугого натяжения ремня безопасности включает в себя U-образную арматуру 18, которая одновременно закреплена на стойке автомобиля. Обе боковые стенки 19 а, 18b арматуры 18 соединены друг с другом с помощью детали 20. Эта опорная деталь, как видно из фиг. 1, образована из неподвижной цапфы, которая на одном своем конце имеет фланец 20, а для прилегания к наружной стороне боковой стенки 18b арматуры 18 и на противоположном, обозначенном 20b, конце прочно приклепана к боковой стенке 18а. Опорная деталь 20 с помощью выступа 20с, который входит в соответствующее углубление боковой стенки 18b арматуры 18, закреплена на ней без возможности поворота.

На арматуре 18 закреплен рычаг 22 в показанном на фиг. 1, 2 и 3 положении покоя. Рычаг 22 состоит из двух расположенных на определенном расстоянии друг от друга параллельных плеч 24,26, которые на первых концах соединены друг с другом с помощью неподвижного валика 28, на котором установлен ролик 30 с возможностью свободного вращения. Этот ролик образует рабочую часть, с помощью которой механизм тугого натяжения воздействует на ленту ремня безопасности. Между другими концами плеч 24,26 установлен с возможностью поворота Т-образный тяговый анкер 32. На тяговом анкере 32 закреплен первый участок 34 тягового траса. Рычаг 22 в показанном на фиг. 1-3 положении покоя удерживается с помощью стопорных штифтов 37, 39, которые через расположенные на одной линии друг с другом отверстия вставлены в боковые стенки 18а, 18о арматуры 18 с одной стороны и в плечи 24, 26 рычага 22 с другой стороны. В этом положении покоя плечи 24, 26 рычага 22 расположены поперек направления прохождения участка 14 ленты ремня безопасности. Рычаг 22 опирается кромками плеч 24, 26 на опорную деталь 20. Эта опорная деталь находится на одной из сторон на незначительном расстоянии от участка 14 ленты ремня безопасности, а ролик 30 находится на незначительном удалении на противоположной стороне участка 14 ленты ремня безопасности. Таким образом, лента ремня безопасности беспрепятственно проходит между опорной деталью 20 и роликом 30, а также между плечами 24,26 рычага 22.

Участок 34 тягового троса проходит к конструктивному узлу 36 разъединитель/ограничитель силы, который детально описывается ниже со ссылкой на фиг. 6, 7 и 8. Оттуда второй участок 38 тягового троса проходит к части автомобиля, которая при столкновении автомобиля претерпевает относительное смещение относительно кузова автомобиля, речь, в частности, идет о двигателе и коробки передач, размещенных в одном картере.

При приведении в действие механизма тугого натяжения ремня безопасности с помощью участка 34 тягового троса и тягового анкера 32 на рычаг 22 воздействует тяговое усилие, вследствие чего вначале срезают стопорные штифты 37, 39. После этого опирающийся на опорную деталь 20 рычаг 22 вначале поворачивается, причем ролик 30 перемещается в направлении арматуры 12 до тех пор, пока не соприкоснется с участком 14 ленты ремня безопасности. При дальнейшем повороте рычага 22 он скользит по поверхности опорной детали 20, причем с помощью ролика 30 ленты ремня безопасности вначале к поверхности опорной детали 20 и затем постепенно отклоняется вокруг этой детали. В то же время рычаг 22 скользит по поверхности опорной детали, как показано на фиг.4, причем смежные с тяговым анкером 32 концы плеч 24, 26 наталкиваются на стенку днища арматуры 18 и направляются ею. Теперь рычаг 22 протягивается между опорной деталью 20 и днищем арматуры 18, причем в участке 14 ленты ремня безопасности образуется петля. Это состояние показано на фиг.5. Петля ремня безопасности в результате дальнейшего движения вниз рычага 22 вместе с тяговым анкером 32 увеличивается до тех пор, пока не прекратится оказываемое с помощью тягового троса 34 тяговое усилие.

Еще до того, как произойдет приведение в действие механизма тугого натяжения ремня безопасности, механизм 10 втягивания ремня безопасности стопорится с помощью чувствительного поведения автомобиля и ремня безопасности механизма блокировки. Вследствие этого при образовании петли направляемый от направляющей арматуры к пассажирам участок ленты ремня безопасности укорачивается.

Ниже более подробно описывается представленный на фиг. 6, 7 и 8 конструктивный блок 36, являющийся механизмом разъединения и ограничения силы.

Конструктивный блок 36 состоит из направляющей трубы 50, которая на своем нижнем конце имеет фланец 50а для опирания на кузов автомобиля, из установленной в направляющей трубе 50 с возможностью телескопического смещения трубы 52 преобразователя и двух соединительных элементов 54,56, первый из которых, соединительный элемент 56 с стороны механизма тугого напряжения ремня безопасности, соединен с участком 34 тягового троса, а соединительный элемент 54 со стороны привода с участком 38 тягового троса. В оснащенный фланцем 50а конец направляющей трубы вставлена втулка 50b, которая служит в качестве ограничителя перемещения трубы 52 преобразователя внутри направляющей трубы 50. Соединительный элемент 56 образует непрессованный на конце участка 34 тягового троса поршень, который в отличие от изображения на чертеже может быть выполнен также цельным. Соединительный элемент 54 закреплен на днище трубы 52 преобразователя и имеет конусообразную замедляющую поверхность 54, а для опирания запорных шариков 58. Запорные шарики 58 выдаются сквозь оконные отверстия 52, а в стенку трубы 52 преобразователя и оказывают в соприкосновении с внутренней стороной направляющей трубы 50. С помощью кольца 60 из эластичного резинового материала запорные шарики 58 предварительно нагружаются с внутренней стороной направляющей трубы 50. Наклон замедляющий поверхности 54а выбран таким образом, что может осуществляться беспрепятственное перемещение трубы 52 преобразователя в направлении к служащей в качестве упора втулке 50b, однако запорные шарики 58 действуют эффективно в противоположном направлении, так как они прижимаются замедляющими поверхностями 54а к стенке направляющей трубы 50, последняя под воздействием большой нагрузки деформируется и таким образом труба 52 преобразователя блокируется на направляющей трубе 50. Это состояние показано на фиг.7.

Труба 52 преобразователя имеет первый участок 52b, наружный диаметр которого приведен в соответствие с внутренним диаметром направляющей трубы 50, и второй участок 52 с уменьшенного диаметра, который образует совместно с внутренней стороной направляющей трубы 50 кольцевой зазор. Между обоими участками 52b, 52с на внутренней стороне трубы 52 преобразователя образован уступ. На фиг. 7 и 6 соединительный элемент 56 находится между этим уступом и соединительным элементом 54. Соединительный элемент 54 оснащен сформованным, имеющим форму чаши продолжением, которое образовано с помощью боковин 54d. Наружная кромка этих боковин 54d служит для соединительного элемента 56 в качестве упора для установления показанного на фиг. 6 его исходного положения. В этом положении напрессованная на участок 34 тягового троса часть соединительного элемента 56 выступает во внутреннее пространство образованной боковинами чаши 54d. На обращенной от соединительного элемента 54 стороне соединительный элемент 56 оснащен двумя диаметрально противоположными углублениями, в которых соответственно установлен валик 62 или 64. Наружный периметр валиков 62, 64 выступает за пределы внутреннего диаметра участка 52c трубы 52 преобразователя.

Если исходя из показанного на фиг. 6 исходного положения на участок 38 тягового троса оказывается воздействие тягового усилия в направлении стрелки 11, то труба 52 преобразователя перемещается в направляющей трубе 50 в направлении к действующей в качестве упора втулке 50b. При этом перемещении уступ между участками 52b, 52c трубы 52 преобразователя наталкивается на валики 62, 64, так что с помощью этих валиков увлекается соединительный элемент 56. В этом случае с помощью участка 34 тягового троса приводится в действие показанный на фиг. 1 и 2 механизм тугого натяжения ремня безопасности. При более сильном столкновении автомобиля труба 52 преобразователя перемещается до тех пор, пока она не натолкнется на втулку 50b. При особенно тяжелом столкновении автомобиля участок 38 тягового троса может оторваться от соединительного элемента 54. В этом случае труба 52 преобразователя фиксируется с помощью запорных шариков 58 в смещенном положении относительно направляющей трубы 50. После выполненного натяжения ремня безопасности наступает показанное на фиг. 7 состояние. В этом состоянии вследствие предварительного смещения пассажиров появляется тяговое усилие в участке 34 тягового троса в направлении стрелки F2. Под воздействием этого тягового усилия F2 вначале отжимаются запорные шарики 58 и входят в зацепление со стенкой направляющей трубы 50. Если усилие F2 достигает определенной пороговой величины, с которой желательно ограничение силы, валики 62, 64 преодолевают уступ между участками 52b, 52c трубы 52 преобразователя и проникают в стенку участка 52c. В этом случае материал участка 52c пластично деформируется, причем наступает желательное преобразование энергии. Теперь образующий поршень соединительный элемент 56 перемещается внутри трубы 52 преобразователя в направлении стрелки F2. как показано на фиг. 8. Свободный конец трубы 52 преобразователя закрыт перемещающимся радиально внутрь буртиком, который образует упор для соединительного элемента 56.

Как видно из чертежа, участок 52с трубы 52 преобразователя имеет прогрессивно увеличивающиеся к свободному концу поперечное сечение стенки, чтобы добиться соответственно возрастающего уровня ограничения силы.

В показанном на фиг. 6 исходном положении труба преобразователя 52 с помощью срезающегося элемента 70 может быть установлена на направляющей трубе 50.

Таким образом, описанный конструктивный узел 36, состоящий из механизма разъединения и ограничения силы способствует надежному отсоединению механизма тугого натяжения ремня безопасности от участка 38 тягового троса или соединенной с ними части автомобиля, так что надежно отводится слишком высокие усилия от системы пристегивания ремней безопасности. Для желаемого ограничения усилия и преобразования энергии в распоряжении всегда имеется вся длина участка 52с трубы 52 преобразователя, так как эффект преобразования наступает лишь после завершенного натяжения ремня безопасности. Конструктивный узел 36 компактен, состоит только из небольшого количества конструктивных деталей и не предъявляет высоких требований к производственным допускам. Этот конструктивный узел может быть также легко интегрирован в существующие системы ремней безопасности.