Аварийно-запирающееся втягивающее устройство ремня безопасности транспортного средства - SU931531A1

1

Изобретение относится к устройствам пассивной безопасности транспортных средств, а именно к конструкции аварийнозапирающихся втягивающих устройств ремней безопасности, устанавливаемых, например , в автомобилях.

Известно аварийно-запирающееся втягивающее устройство для ремня безопасности , содержащее П-образный корпус со смонтированным в нем валиком для наматывания при его вращении под действием спиральной пружины ленты ремня безопасности , в указанном корпусе жестко закреплен храповой венец и смонтированы два диска для взаимодействия с блокирующими элементами , выполненными в виде шариков, расположенных в криволинейных вырезах первого диска, закрепленного на лысках валика , а второй диск смонтирован на конце валика с возможностью относительного поворота , при этом между первым и вторым дисками расположен фиксированный относительно второго диска промежуточный сепаратор с парными лапками для удержания и перемещения щариков в первом диске, а во втором диске выполнены два радиальных отверстия с пружинами сжатия для упругого взаимодействия с первым диском 1. Недостатками указанного устройства являются значительные трудности в изготовлении дисков и повыщенная толщина хра5 пового венца ввиду наличия точечных концентрированных удельных давлений, развиваем1ых шариками при блокировке валика. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является аварийно ,. запирающееся втягивающее устройсво ремня безопасности транспортного средтва, содержащее П-образный корпус с размещенным в нем находящимся под действием спиральной пружины валиком для закрепления и наматывания ленты, два диска, взаимодействующих с блокирующими элементами устройства, причем первый диск жестко закреплен на валике, а второй связан с первым с возможностью относительного поворота и снабжен снаружи зубцами, на корпусе коаксиально первому диску закреплен храповой венец для взаимодействия с ним блокирующих элементов, и инерционный датчик с поворотной собачкой для взаимодействия с зубцами второго диска. Блокирующие элементы выполнены в виде роликов , взаимодействующих с Круглыми впадинами храпового венца. Второй диск связан с первым посредством пружины 2.

Недостатком указанного устройства является его низкая эксплуатационная надежность из-за наличия больших удельных нагрузок от блокирующих элементов на впадинах храпового венца и на первом диске, храповой венец вследствие этого получает значительное радиально направленное усилие , что приводит к необходимости увеличения его прочности. Кроме того, для удержания блокирующих элементов в их исходных положениях в вырезах первого диска для исключения воздействия на них центробежнь1х сил при незначительном ускорении вала на холостом ходу необходимо наличие дополнительных фиксирующих элементов, Наличие соединительной пружины между обоими дисками также снижает надежность работы устройства.

Общим недостатком известных устройств является также увеличнный выход ленты из устройства, что ухудщает эффективность действия ремня безопасности.

Цель изобретения - повыщение эксплуатационной надежности путем улучшения взаимодействия блокирующих элементов с дисками и храповым венцом за счет уменьшения удельных нагрузок, устранения колебания величины относительного инерционного воздействия второго диска, а также за счет исключения самопроизвольного срабатывания блокировки при отсутствии аварийногй ситуации.

Указанная цель достигается тем, что блокирующие элементы выполнены в виде пластинок, имеющих форму прямоугольной трапеции с центральным отверстием, связанных между собой цилиндрической пружиной растяжения, имеющей отогнутые концы, заведенные в указанные отверстия, в первом диске выполнены диаметрально расположенные вырезы, образованные каждый укоро-ченной и удлиненной пересекающимися прямыми граными с V-образным углублением в последней для взаимодействия с прямым углом соответствующей пластинки, а на дугообразных наружных участках первого диска, примыкающих к удлиненным граням вырезов, выполнены выступы, второй диск с торца выполнен с цилиндрическими выступами для сопряжения с соответствующими дугообразными поверхностями первого диска с возможностью взаимно ограниченного перемещения их, цилиндрические выступы имеют отогнутые внутрь упоры для контакта одной их стороной с соответствующими боковыми сторонами пластинок, при этом второй диск выполнен с углублениями для размещения упомянутой пружины и снабжен инерционным вкладышем с осью для опирания второго диска на корпус, в зоне задней стенки которого смонтирован

распорный стержень для огибания его лентой на выходе ее из корпуса.

Инерционный датчик содержит держатель со ступенчатым отверстием, в котором установлен стержень, связанный с инерционным телом и головкой, имеющей форму перевернутого усеченного конуса, а упомянутая собачка щарнирно смонтирована на оси, установленной в держателе с возможностью упора своим первым участком в плоскую поверхность указанной головки, при этом собачка выполнена изогнутой из упругого материала.

С целью повыщения прочности деталей устройства храповой венец выполнен с тупоугольными зубьями и его толщина равна

толщине пластинок блокирующих элементов и толщине первого диска.

Отверстия пластинок блокирующих элементов выполнены, ступенчатыми.

Второй диск выполнен из синтетического

материала, например пластмассы.

В пластинах блокирующих элементов на их взаимодействующих с зубьями храпового венца сторонах выполнены V-образные впадины .

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - блокирующий элемент (вариант); на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - блокирующий элемент, аксонометрическая проек0 ция (вариант); на фиг. 6 - пружина растяжения; на фиг. 7 - первый диск, аксонометрическая проекция; на фиг. 8 - второй, диск; на фиг. 9 - то же, с инерционным вкладышем, продольный разрез.

Аварийно запирающееся втягивающее

5 устройство ремня безопасности содержит П-образный корпус 1 с расположенным в нем полым валиком 2 со щелью 3, через которую пропущена концевая петля ленты 4, закрепленная в полости 5 шпилькой 6. Валик 2 пропущен через втулки 7 и 8, установленные в боковых стенках 9 и 10, корпуса 1, и зафиксирован от предельного перемещения упорной шайбой 11. Втулка 7 имеет увеличенный фланец 12, примыкающий к наружной стенке 9. На стенке 10

5 корпуса закреплена обойма 13 со спиральной пружиной 14, один конец которой зажат в щлице 15 валика 2, а второй закреплен в обойме 13 (фиг. 3).

На лыеках 16 валика 2 со стороны фланца 12 закреплен первый диск 17, в котором выполнены два диаметрально расположенных выреза 18 (фиг. 1), образованные каждый укороченной а и удлиненной б пересекающимися прямыми гранями с V-образным углублением в в последней гране. На

5 наружных дугообразных участках г диска 17, примыкающих к удлиненным граням вырезов, выполнены выступы д для увеличения хода пластинок при блокировке устройства .

В каждом углублении в установлен одним своим прямым углом блокирующий элемент в виде пластинок 19, имеющих форму прямоугольной трапеции с центральным ступенчатым отверстием 20. Обе пластинки связаны между собой цилиндрической пружиной 21 растяжения, отогнутые в одну сторону, концы которой заведены в ступенчатые отверстия 20. Наклонная сторона е пластинки 19 вписывается в максимальный габарит диска 17.

На фиг. 5 представлен вариант исполнения пластинки 19, согласно которому ее верхняя сторона имеет V-образную впадину ж.

Коаксиально диску 17 на стенке 9 корпуса 1 жестко закреплен храповой венед 22 (фиг. 1), выполненный в виде кольца с внутренними тупоугольными зубьями 23, ось симметрии каждого из которых не совпадает с центром венца.

Второй диск 24, выполненный из синтетического материала, например пластмассы , имеет наружные зубцы 25 и снабжен с торца цилиндрическими выступами 26 для сопряжения с дугами г первого диска 17 с возможностью ограниченного относительного их перемещения в пределах ходовой лосадки.

При этом цилиндрические выступы 26 «меют отогнутые внутрь упоры з для контакта с соответствующими сторонами пластин 19. Соответствующая торцовая поверхность второго диска 24 сопряжена с пластинками 19 и первым диском 17 и имеет отверстие и продолговатой формы с углублениями к для размещения пружины 21, связывающей обе пластинки.

В противоположной торцовой поверхности второго диска 24 выполнена полость л, в которой размещен инерционный вкладыш 27, с осью 28 для опирания второго диска на корпус. Ось 28 расположена в центральном отверстии м вкладыща и установлена в опорное гнездо 29 кожуха 30 (фиг. 2).

В зоне задней стенки корпуса смонтирован упрочненный распорный стержень 31 для огибания его лентой на выходе ее из кожуха устройства, при этом стержень 31 способен воспринимать значительные нагрузки со стороны ленты. Отверстие 32 в корпусе 1 предназначено для крепления устройства в кузове автомобиля.

Шайба 33 между стенкой 9 и венйом 22 является жесткой прокладкой для компенсации толщины фланца 12 втулки 7.

На стенке 9 корпуса 1 закреплен инерционный датчик 34 (фиг. 1), состоящий из держателя 35, в ступенчатом вертикальном отверстии 36 которого установлен стержень 37, связанный с инерционным телом головкой 39 в виде маятника 38, имеющей форму перевернутого усеченного конуса. На оси 40, смонтированной в держателе, поворотно установлена собачка 41, опирающаяся на плоскую поверхность головки 39 стержня 37.

Верщины зубьев 23 храпового венца 22, зубцов 25 на втором диске 24 и острия собачки в момент блокировки устройства от 5 действия инерционного датчика располагаются друг против друга на прямых линиях, пересекающихся на центральной оси валика 2.

Уctpoйcтвo работает следующим образом Когда автомобнль находится в равномерном движении или стоит на месте и лента вытягивается из устройства с небольщим ускорением, валик 2 с дисками 17 и 24 вращается как одно целое с пластинками 19, находящимися в своих исходных положениях под действием пружины 21. Пружина 21 имеет характеристику, при которой центробежные силы при нормальной скорости вращения валика 2 не могут вытолкнуть пластинки 19 из углубления в грани б диска 17. При этом под нормальной скоростью вращения валика подразумевается скорость, которая может возникнуть при обычном втягивании или вытйгивании .

Маятник 38 находится в вертикальном 5 положении и собачка 41 выведена из зацепления с зубцами диска 24.

При резком вытягиванни ленты 4, когда ее ускорение превыщает заданную величину , которая зависит от характеристики пружины 21 и величииы инерционной массы вкладыща 27, диск 24 отстает от скорости вращения диска 17 и, поворачиваясь на дугах г окружностей диска 17, оказывает своими упорами 3 давление на стороны н пластинок 19. Пластинки выворачиваются из углубления в диска 17 и скользят по отрезкам б вырезов 18 в обратном вращению диска 17 направлении до тех пор, пока их наружные стороны о (или соответственно углубление ж на фиг. 5). не упрутся в противостоящие пластинкам стороны зубьев 0 23 храпового венца 22.

Б результате заклинивания пластинок 19 диск 17 с валиком 2 стопорятся, что и приводит к блокированию ленты в устройстве .. ,

В устройстве значительно снижены удёль5 ные нагрузки от усилия, возникающего на участвующих в блокировании валика элементах (первый диск 17, пластинки 19 и храповой венец 22) за счет увеличенных участков соприкосновения. P После снятия нагрузки с ленты спиральная пружина 14 вращает валик в обратном направлении. При этом пластинки 19 уводятся пружиной 21 из положения замыкания , так как диск 17 при обратном вращении своими отрезками а вырезов 18 захватывает упоры з диска 24 и они нажимают на стороны н пластинок 19. Возврату пластинок 19 в свое исходное положение способствуют также и их наклонные стороны е.

При воздействии на устройство ииерционных сил или уклона, когда автомобиль находится в аварийной ситуации (столкновение с препятствием или опрокидывание) маятник 38 датчика 34 отклоняется от своего вертикального положения и плоская поверхность головки 39 стержня 37 поднимает собачку 41,острие которой входит в зацепление с одним из зубцов 25 диска 24, последний останавливается, а диск 17 продолжает вращение до тех пор, пока он своими углублениями в и гранью б не втолкнет пластинки в упор с зубьями 23 храпового венца 22, и валик 2 с лентой 4 блокируются.

При наличии некоторых неточностей между деталями стопорного механизма собачка 41, выполненная изогнутой и упругой , может несколько деформироваться, ком пенсируя эти неточности, а после каждого срабатывания ввиду своей упругости принимает свое нормальное состояние. Углубления д на диске 17 увеличивают надежность заклинивания пластинок 19, не позволяя им вывернуться при нагрузке.

Так как диск 24 поворотно установлен не на валике 2, а на диске 17, то сила трення на большом диаметре, т. е. на дугах г окружностей, совместно с усилием пружины 21 надежно удерживает оба диска в исходном положении при их неускоренном вращении, ввиду чего пружина 21 не требует дополнительной регулировки.

Распорный стержень 31 при большей нагрузке на ленты выполняет не только функцию направляющей, но и благодаря наличию большой силе трення уменьшает сжатие витков ленты вокруг валика, чем достигается уменьшение выхода ленты из устройства и, следовательно, перемещение пользователя в аварийной ситуации.

Формула изобретения

1. Аварийно-запирающееся втягивающее устройство ремня безопасности транспортного средства, содержащее П-образный корпус с размещенным в нем находящимся под действием спиральной пружины валиком для закрепления и наматывания ленты, два диска, взаимодействующих с блокирующими элементами устройства, причем первый диск жестко закреплен на валике, а второй связан с первым с возможностью относительного поворота и снабжен зубцами, на корпусе коаксиально первому диску закреплен храповой венец для взаимодействия с ним блокирующих элементов, и инерционный дат чик с поворотной собачкой для взаимодействия с зубцами второго диска, отличающееся тем, что, с целью повышения его эксплуатационной надежности путем улучшения взаимодействия блокирующих элементов с дисками и храповым венцом за счет уменьшения удельных нагрузок, устранения

колебания величины относительного инерционного воздействия второго диска, а также за счет исключения самопроизвольного срабатывания блокировки при отсутствии авариной ситуации, блокирующие элементы выполнены в виде пластинок, имеющих форму прямоугольной трапеции с центральным отверстнем , связанных между собой цилиндрнческой пружиной растяжения, имеющей отогнутые концы, заведенные в указанные

и отверстия, в первом диске выполнены диаметрально расположенные вырезы, образованные каждый укороченной и удлиненной пересекающимися прямыми граными с V-образным углублением в последней для взаимодействия с прямым углом соответствующей пластинки, а на дугообразных наружных участках первого диска, примыкающих к удлиненным граням вырезов, выполнены выступы, второй диск с торца выполнен с цилиндрическими выступами для сопряження с соответствующими дугообразными поверхностями первого диска с возможностью взаимно ограниченного перемещения их, цилиндрические выступы имеют отогнутые внутрь упоры для контакта одной их стороной с соответствующнми боковыми сторонами пластинок, при этом второй диск выполнен с углублениями для размещения упомянутой пружины и снабжен инерционным вкладыщем с осью для опирания второго диска на корпус, в зоне задней стенки, которого смонтирован распорный

0 стержень для огибания его лентой на выходе ее нз корпуса.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что инерционный датчик содержит держатель со ступенчатым отверстием, в котором установлен стержень, связанный с инерционным телом и головкой, имеющей форму перевернутого усеченного конуса, а упомянутая собачка щарнирно смонтирована на оси, установленной в держателе с воз , можностью упора своим средним участком в плоскую поверхность указаиной головки, при этом собачка выполнена изогнутой из упругого материала.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее5 ся тем, что. с целью повышения прочности

деталей устройства, храповой венец выполнен с тупоугольными зубьями и его толщина равна толщине пластинок блокирующих элементов и толщине первого диска.

4.Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что отверстия пластинок блокирую . щих элементов выполнены ступенчатыми.

5.Устройство по пп. 1-4, отличающееся тем, что второй диск выполнен из синтетического материала, например пластмас5 сы.

6.Устройство по Пп. 1-5, отличающееся тем, что в пластинках блокирующих элементов на их взаимодействующих с эубьями храпового венца сторонах выполнены V-образные впадины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3442467, кл. 242107 .4 опублик. 1969.

2. Заявка ФРГ № 2554372, кл. А 62 В 35/02, 1976 (прототип).

17

16

фиг Л / // 5 ff

/

20

-н

дзаг.5

S-ff

.

Фиг. 5