Надувная лента ремня - RU2194811C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к надувной ленте ремня, в особенности ремня безопасности.

Употребляемые в дальнейшем термины "лента", "лента ремня" или "ремень безопасности" имеют, по существу, одно и то же значение: речь идет о материалах или полуфабрикатах, применяемых при изготовлении ремней безопасности, лент безопасности и встроенных готовых компонентов систем удерживания пассажиров для автотранспортных средств, самолетов и судов. В равной мере это относится и к терминам "рукав" или "полотно".

Уровень техники
Из патента ФРГ 2008048 известна лента ремня, которая выполнена в форме рукава и содержит вшитую разрывную складку, выполненную таким образом, что в случае столкновения она разрывается тяговым усилием ремня и вызывает открытие связанного с ней вентиля для надувания ремня в форме рукава. За счет этого плоско сложенный до аварийной ситуации рукав ремня, ширина которого соответствует половине окружности надутого ремня, подвергается ударному надуванию. Такой ремень имеет определенные преимущества по сравнению с простым ремнем безопасности, так как он образует противоударную подушку. Однако из-за незначительного увеличения размера ремня в надутом состоянии он не обеспечивает адекватной защиты пассажира. Упомянутое в патенте увеличение объема ремня в форме рукава за счет надувной подушки, расположенной на участке ремня, также не является удачным решением, так как указанная подушка в аварийном случае не обязательно окажется в нужном месте и не сможет выполнить свою функцию защиты.

Из патентного документа Австрии 300591 известен ремень безопасности с одним или несколькими полыми телами, отличающийся тем, что в ненадутом состоянии он может быть сложен со сгибом вокруг своей продольной оси. В документе показано полое тело ремня, которое из-за большого объема полотна накладывается очень жестко и не создает комфортных условий для пассажира.

В патентной заявке ФРГ 3714088 заявлена лента ремня системы безопасности в автомобиле. На ленте ремня укреплен надувной рукав, соединенный с ним промежуточным несущим элементом или клеевым соединением. Сам ремень оснащен проходящими в продольном направлении ремня зонами с различными характеристиками восприятия нагрузки (различными свойствами упругости поперечно к ширине ремня). Эти зоны служат, с одной стороны, для гашения энергии или восприятия нагрузки в нагруженном состоянии. С другой стороны, за счет целенаправленного выбора различных локальных характеристик упругости ленты кромки ленты под нагрузкой отгибаются в сторону от тела защищаемого человека, что снижает известный эффект, когда кромки ремня при резкой нагрузке врезаются в тело пассажира. Описанная конструкция ремня с областями для восприятия рабочих нагрузок и средствами увеличения поверхности контакта ленты ремня (надувным рукавом) является трудоемкой в изготовлении и дорогой из-за наличия многих составных частей.

Из международной заявки PCT/US 95/10695 известна надувная удерживающая система в форме рукава. Система безопасности состоит из ремня для тазовой области и ремня для плечевого пояса. При этом ремень для тазовой области частично состоит из надувного баллона, длина которого сокращается при надувании, так что он выполняет как функцию гашения удара, так и функцию натяжения ремня. Однако в этом случае особенно защищенной является область живота пассажира, а для области плеч и головы не предусмотрено ничего, кроме дополнительного удерживания натянутым ремнем.

В патентной заявке ФРГ 4305291 представлен снабженный воздушными подушками ремень безопасности в форме двух обычных лент ремня, изготовленных из податливого материала низкой жесткости. Между двумя лентами ремня на обеих наружных кромках находятся в сложенном положении соединительные элементы. В исходном состоянии вся конструкция удерживается вместе с помощью, например, разрывных нитей таким образом, что она имеет наименьшую возможную толщину. Ленты ремня и соединительные элементы изготавливаются в непрерывном производственном процессе, однако их соединяют между собой посредством дополнительных операций, ухудшающих экономичность способа изготовления.

Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании ремня или ленты ремня указанного типа, которая обеспечивает оптимальную всестороннюю защиту пассажира в аварийной ситуации, и экономичного способа изготовления ленты ремня.

Решение поставленной задачи достигается созданием двухслойной надувной ленты ремня, которая характеризуется тем, что она выткана в виде ленты ремня в форме рукава с двумя слоями полотна, а именно верхним слоем и нижним слоем полотна, при этом общая разрывная нагрузка нитей основы в средних областях обоих слоев полотна ленты ремня, занимающих примерно ширину обычного ремня безопасности, соответствует нагрузке нитей основы обычного ремня (ремня безопасности). Нити основы в крайних областях, примыкающих к средним областям, и уточные нити ленты ремня существенно тоньше, чем нити основы в средних областях. В примыкающих к средней области крайних областях полотно заложено складками со сгибом вокруг параллельных продольному направлению ленты ремня наружных кромок сгиба таким образом, что полотно располагается между средними областями верхнего и нижнего слоев полотна, а средние области верхнего и нижнего слоев полотна в областях вблизи наружных кромок складок соединены друг с другом с возможностью освобождения.

За счет изготовления ленты ремня в виде тканого полотна в форме рукава, которая изготавливается как бесконечная лента с двумя слоями полотна, причем общая разрывная нагрузка выбранных определенным образом нитей основы соответствует нагрузке нитей основы обычного тканого ремня, устраняется необходимость в дорогостоящих операциях соединения замкнутого профиля материала ремня с замкнутым профилем материала воздушной подушки посредством сшивания, сметки или сварки. Изготовление ленты ремня на лентоткацком станке с поворотным утком или на широком ткацком станке (с тканым швом) позволяет осуществлять производство ленты ремня по изобретению высокоэкономичным непрерывным способом. При этом разрезание ленты на отрезки нужного размера для каждого конкретного случая применения не представляет проблем. Одно из преимуществ тканой ленты ремня в форме рукава состоит в том, что в области кромок складок незаработанные участки нитей основы и уточных нитей составляют величину, равную 2 или больше. При этом при сгибе полотна вдоль границ средних областей образуются более мягкие кромки, создающие мягкие кромки ремня, что повышает комфортность ремня и уменьшает износ одежды пользователя.

Разрывная нагрузка обеих выполняющих тяговую функцию средних областей ленты ремня по изобретению в сумме соответствует разрывной нагрузке обычного ремня безопасности. В областях вблизи боковых кромок эти обе ленты ремня могут быть соединены друг с другом с помощью разрывных нитей, которые в аварийной ситуации разрываются и дают возможность расправиться полотну в форме рукава. Вместо разрывных нитей могут быть выбраны другие способы скрепления слоев полотна, сложенных веерными складками, например, склеивание или приплавление. Такая конфигурация имеет особые преимущества, так как все стороны ремня в данном случае образованы износоустойчивым материалом.

Надувное полотно, которое в нормальном состоянии находится в сложенном положении, в аварийной ситуации расправляется до своего максимального размера рукава под действием ударного надувания, например, с помощью обычного газогенераторного устройства. Этот максимальный размер может приближаться к объему надувной подушки безопасности и обеспечивает оптимальную защиту пассажира. Полотно в форме рукава может быть подобрано для получения желаемого диаметра надутого рукава, являющегося наиболее оптимальным для целей защиты тазовой области, бедер, плеч и головы.

Особые преимущества имеет выполнение ленты ремня в виде единого элемента. Для повышения комфортности ленты ремня и уменьшения износа одежды пассажира боковые кромки первого и/или второго слоя ремня могут быть снабжены кантами из более мягкого материала.

Увеличенная толщина ленты ремня по изобретению по сравнению с обычным ремнем безопасности из-за большего количества материала может вызывать затруднения при продевании его в язычок замка или при заправке в автоматический механизм наматывания. В отношении язычка замка проблема решается расширением проходной щели для ремня на язычке. Однако для того чтобы избежать увеличения размеров автоматического механизма наматывания, лента ремня в соответствии с изобретением переходит в обычный ремень безопасности на участке подхода к механизму в состоянии покоя ремня.

Другие особенности изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Перечень фигур чертежей
Примеры выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает в поперечном разрезе, в очень упрощенном схематичном виде, ленту ремня в соответствии с изобретением в еще не сложенном состоянии,
фиг. 2 изображает в немного увеличенном по сравнению с фиг.1 масштабе ленту ремня в сложенном состоянии после выполнения разрывных швов,
фиг.3 изображает представленную на фиг.2 ленту ремня к началу этапа надувания вскоре после разрыва разрывных швов,
фиг. 4 изображает представленную на фиг.2 и 3 ленту ремня в полностью надутом состоянии с условными разрывами по длине,
фиг.5 изображает другой пример выполнения, сходный с предыдущим, согласно которому в средней области ленты ремня оставлено свободное пространство для шланга подачи газа.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На фиг. 1 представлена в поперечном разрезе, в очень упрощенном схематичном виде, лента 2 ремня в соответствии с изобретением. Лента 2 ремня выполнена в виде трубы или рукава, который соткан из двух слоев полотна, а именно верхнего слоя 42 полотна и нижнего слоя 41 полотна. Воспринимающие общее растягивающее усилие "толстые" нити основы обоих полотен 41, 42 символически обозначены точками 43, 44. Эти нити 43, 44 основы имеют прочность, например, 1100 дтекс и проходят в средних областях слоев 41, 42 полотна на ширине MB, примерно соответствующей ширине обычного ремня безопасности. Разумеется, лента ремня в соответствии с изобретением в действительности содержит в каждом слое полотна намного большее число воспринимающих общее растягивающее усилие нитей 43, 44 основы, например, от 180 до 200. Нити основы в примыкающих к средней области крайних областях RB и уточные нити тоньше нитей основы в средних областях. Практика показала, что оптимальной величиной прочности для нитей основы крайних областей RB и уточных нитей является, например, прочность 550 дтекс. Материал из нитей такой прочности хорошо поддается складыванию складками в промежуточное пространство между средними областями MB слоев 41, 42 полотна (фиг.2). а также пригоден для использования в качестве ткани для воздушных подушек или камер.

Предпочтительно в средних областях MB нити основы и уточные нити не заработаны, при этом величина незаработанных участков нитей равна или превышает 2. В результате получен в высшей степени выгодный способ изготовления ленты ремня в виде трубчатой ткани или рукава с целенаправленным распределением характеристик нитей основы; в то же время устраняется необходимость сшивания воздушной подушки и ремня, как это обычно делается в известных решениях.

На фиг. 2 лента 2 ремня показана в поперечном сечении, при этом крайние области RB заложены веерными складками между средними областями MB. Лента ремня выполнена симметричной относительно оси 10, как это показано на всех чертежах. Однако это не означает, что лента ремня в соответствии с изобретением всегда должна складываться симметрично. В зависимости от желаемой конечной формы трубчатого ремня или рукава в надутом состоянии могут предусматриваться соответствующие несимметричные системы складывания.

Как видно на фиг.2, полотно крайних областей складывают по кромкам 12 сгиба с разворотом примерно на 180^o, начиная от верхнего слоя 42 полотна, доводят примерно до середины ремня (до оси 10 симметрии) и далее снова разворачивают примерно на 180^o. При закладке следующей складки ее наружную кромку 12 сгиба сдвигают ближе к оси 10 симметрии таким образом, чтобы кромки внутренних складок находились в пределах представленных штриховыми линиями разрывных нитей 14, которые соединяют наружные слои. Проходящие внутрь и наружу складки ткани располагаются веерами по обе стороны от оси 10 симметрии вплоть до нижнего слоя 41 полотна. Наружные кромки 12 сгиба нижнего слоя 41 полотна удалены от оси 10 на такое же расстояние, как и кромки сгиба верхнего слоя 42 полотна. На фиг.2 показано, что в области оси 10 между складками ткани образовано внутреннее пространство 5, которое в данном примере выполнения выбрано особенно узким. Однако может иметь любой размер в зависимости от конструктивных требований. Как будет показано далее, например, на фиг. 5, это внутреннее пространство 5 может быть расширено в одну или обе стороны в соответствии с уже указанной возможностью несимметричной закладки складок.

На фиг.3 изображена представленная на фиг.1 и 2 лента ремня вскоре после введения расширяющего газа во внутреннее пространство 5 ленты ремня в форме рукава. Теоретические направления движения ткани при надувании показаны расходящимися стрелками 18. Остатки разорванных разрывных нитей 14 свободно свисают в областях боковых кромок сгиба наружной стороны 16 и на боковых кромках 12.

Фиг. 4 изображает с условными разрывами представленный на фиг.1, 2 и 3 ремень в надутом состоянии.

Другое (не показанное) предпочтительное исполнение ленты ремня в соответствии с изобретением заключается в том, что воспринимающие общее разрывное усилие нити основы включены только в одну среднюю область MB одного слоя полотна. Очевидно, что для этого должно быть обеспечено соответствующее количество несущих нагрузку нитей основы соответствующей прочности. В качестве примера, такое расположение применительно к фиг.2 может выглядеть так, что только средняя область MB нижнего слоя 41 полотна содержит все необходимые воспринимающие растягивающее усилие нити основы. При этом удаленный от тела Р пассажира слой 42 полотна содержит более слабую ткань, которая, например, мягче воспринимает удар головы пассажира и лучше защищает ее.

Фиг. 5 изображает пример выполнения ленты ремня в соответствии с изобретением, в которой образовано более широкое внутреннее пространство 5 с тем, чтобы обеспечить место для шланга 20 подачи газа.

Здесь следует отметить, что разрывные нити 14 могут быть заменены другими средствами соединения, такими как склеивание или приплавление крайних областей слоев полотна в форме рукава или слоев 41, 42 полотна, или же с помощью других способов соединения с возможностью освобождения, например кеттлеванием. В еще одном примере выполнения второй слой 42 полотна ремня заменен особыми нитями 44 основы, которые должны передавать продольное растягивающее усилие ремня 42.

Лента ремня в соответствии с изобретением может применяться для каждого сиденья транспортного средства. Особенно выгодно ее применение в качестве ремня безопасности на задних сиденьях автомобилей, где нет подходящих мест, например, для того, чтобы обычным образом встроить надувную подушку. По этим же причинам лента подходит также в качестве ремня безопасности в автобусах, самолетах и на судах на подводных крыльях, то есть в общих случаях, когда пассажирские сиденья расположены одно за другим. Как уже упоминалось, конкретные примеры выполнения могут соответствовать специальным пожеланиям конструкторов.

На фиг. 1 и 2 на правой стороне показана дополнительная группа 30 из парных более тонких нитей основы, в данном случае на боковой кромке 12 ленты ремня. Целью этого примера выполнения является выполнение кромки ремня более мягкой с тем, чтобы уменьшить износ одежды пассажира.

Лента ремня в соответствии с изобретением имеет то огромное преимущество, что замена на нее обычных ремней безопасности не создает никаких проблем. Если нарастить обычный ремень безопасности лентой ремня в соответствии с изобретением в области автоматического механизма наматывания, то единственное изменение в существующей системе безопасности состоит в том, чтобы немного расширить щель для ленты на язычке замка, чтобы продеть в нее несколько более пухлую ленту ремня. Разумеется, эту щель на язычке замка нужно расширить еще больше, если одновременно увеличивается мощность системы подачи расширяющего газа за счет использования встроенного шланга подачи газа.

Оснащение систем безопасности ремнем безопасности согласно изобретению позволяет защитить пассажира во всех областях, куда достает ремень. Лента ремня по изобретению является единым средством, которое может заменить несколько надувных воздушных подушек известного типа. Таким образом, отпадает необходимость в воздушной подушке для тазовой области, для живота, для защиты груди, ключиц и плечевого пояса, а также в так называемой боковой подушке для головы. Неоспоримое преимущество надувного ремня по сравнению с подушкой состоит в том, что в ситуации столкновения ремень безопасности уже прилегает к телу пассажира, в то время как надувная подушка выстреливает в пассажира с громким хлопком и при отчасти неуправляемом движении при надувании.

Для увеличения срока службы надувной ленты ремня оптимально обеспечить ее покрытие изнутри слоем силикона или полиуретана. Нанесение покрытия на слой полотна в форме рукава может осуществляться также способом пропитки или окраски, когда средство окраски на специальной синтетический основе соединяется с тканью и придает ей непроницаемость.

Как уже было упомянуто выше, надувание ленты ремня по изобретению до ранее невозможного чрезвычайно большого диаметра дает также эффект натяжного устройства. Испытания показали, что в целом использование ленты ремня по изобретению значительно снижает риск специфических травм пассажиров, поскольку силовое воздействие ремня распределяется на весь корпус человека, так что существенно снижаются пики концентрации сил, которые могут вызывать травмы. За счет создания целенаправленно выбранных участков проницаемости для воздуха или газа в рукаве из полотна достигается оптимальная управляемая так называемая область погружения, которая позволяет снизить нагрузку. При броске пассажира вперед его погружение в ремень со специальной ослабленной областью происходит с более мягким контактом. Демпфирование удара имеет лучшее распределение, и тяжесть травм значительно снижается. Другой оптимальный способ состоит в оснащении полотна в форме рукава выпускными отверстиями для газа, выполняющими такую же функцию.

В соответствии с изобретением изготовление описанной выше ленты ремня осуществляется посредством ее выполнения в виде единого элемента. При этом с помощью жаккардового ткацкого станка весь ремень безопасности может быть соткан от одного конца до другого как единое изделие. На широких ткацких станках может выполняться параллельное тканье нескольких лент ремня в соответствии с изобретением. Получаемый при этом "вытканный" шов BWN (показанный на фиг.1 5 справа в качестве альтернативного примера) "прячется" при складывании между средними областями MB ленты 2 ремня и не мешает работе устройства. Выполнение отдельных областей ленты, таких как область наматывания, более тонкие полосы и области защиты, носит индивидуальный характер с учетом конкретных требований изготовителей автомобилей или самолетов. За счет этого, как уже было упомянуто выше, единая система безопасности принимает на себя функции всех обычных надувных подушек фронтального и бокового воздействия. Это в значительной мере снижает затраты на изготовление и за счет более компактной компоновки существенно повышает безопасность в области груди и головы.

Очевидно, что характеристики надувной ленты ремня в виде единого изделия могут быть подобраны на определенные размеры (или вес) пассажиров. Так, могут изготавливаться надувные ремни безопасности для детей или надувные ремни для очень крупных людей. При этом могут быть учтены также положение и распределение проницаемых участков, а также желаемая длина ремней.

Дальнейшее преимущество при осуществлении изобретения заключается в том, что для упрощения последующего заложения в складки в трубчатой форме ленты, рукава или полотна на определенных продольных участках могут предварительно выполняться сгибы в виде линий, параллельных оси рукава. В этом случае заключительный этап изготовления может производиться значительно быстрее, так как лента ремня складывается как бы сама собой. Это дает экономию времени на заключительном этапе придания формы. При этом достаточно уже слабого предварительного залома ткани по линиям сгиба.

Для изготовления ленты, рукава или полотна указанного типа в соответствии с изобретением предлагается проводить трубчатую структуру из полотна по линиям сгибов по горячим гладильным кромкам. Целесообразно это осуществлять непосредственно после изготовления материала ленты, рукава или полотна, то есть в том состоянии, когда материал еще не несет никакого покрытия и относительно легко поддается воздействию.

Еще один оптимальный вариант осуществления состоит в том, что структуру в форме рукава складывают по линиям сгиба и подвергают горячему глажению. Это может выполняться с помощью утюгов известным способом. В процессе обработки обоими упомянутыми способами материал на сгибе слегка сплавляется и поэтому даже после остывания не может расправиться полностью. Создается вспомогательный эффект "складчатости" материала.

При применении для полотна, ленты или рукава тканого материала целесообразно "встроить" в выбранные области вдоль запланированных линий заглаживания специально предназначенные для этого нити основы. При этом должен быть подобран соответствующий материал нитей основы, их прочность, число элементарных волокон и/или композиция. Необходимо также решить вопрос способа переплетения.

В другом предпочтительном примере осуществления изобретения лента, рукав или полотно характеризуется тем, что устройство в форме рукава снабжено изнутри покрытием по меньшей мере на определенных участках. Частичное покрытие служит для регулирования проницаемости ткани. Через лишенные покрытия участки ткани воздушный заполнитель надувного ремня может выходить быстрее, чем через участки с покрытием. Расположение участков без покрытия имеет особое значение: как правило горячий газ заполнителя надувного ремня должен просачиваться и выходить из удаленной от тела пассажира области, чтобы не обжечь пассажира. И при холодном газе заполнителя имеется опасность травматизма из-за высокой скорости газового потока.

Для этого в соответствии с изобретением также предусмотрен оптимальный способ изготовления снабженной покрытием ленты, рукава или полотна, отличающийся тем, что трубчатую структуру в форме рукава помещают в камеру, по существу, трубчатой формы, внутренний контур которой соответствует форме устройства в несложенном или расправленном состоянии, при этом стенка камеры имеет по меньшей мере газопроницаемые участки. Внутрь структуры под давлением P₁ подают статический газ, несущий средство, формирующее покрытие, в то время как давление снаружи камеры составляет величину Р_а, причем P₁>P_a. Этого описания принципа достаточно, чтобы специалист в данной области мог осуществить указанный способ. Данный способ позволяет очень просто осуществлять регулирование локальной проницаемости устройства. Средство, формирующее покрытие, как правило вводимое вместе с растворителем, осаждается только в области внутри структуры на ее внутренней стенке, так как снаружи устройство прилегает к газопроницаемой стенке камеры. В этом месте (этих местах) газ просачивается из камеры, при своем выходе нанося средство, формирующее покрытие (например, соединение полиэтилена), на ткань и как бы окрашивая ее. На непроницаемых участках стенки камеры осаждения средства, формирующего покрытие, на ткань не происходит. В готовом надувном ремне эти лишенные покрытия участки образуют участки проницаемости. Разумеется, данный способ применим только для газопроницаемых полотен.

Выше описан способ нанесения покрытия на структуру в форме рукава. Вполне возможно также осуществить "развертку" структуры в форме рукава и поместить в виде выкройки на плоскую внутреннюю поверхность газопроницаемой стенки также "развернутой" камеры. В этом случае ориентация "внутри" и "снаружи" заменяется на "сверху" и снизу". На развернутую поверхность аналогично внутренней поверхности описанного выше устройства под давлением Р_о подают статический газ, несущий средство, формирующее покрытие, в то время как давление на наружной (то есть нижней) стороне стенки камеры составляет величину Р_u, при этом Р_o>Р_u. Дальнейший процесс нанесения покрытия осуществляется аналогично способу для полотна в форме рукава.

Нанесение покрытия на ленту ремня производят после этапа тканья перед заложением складок. В качестве дополнительной операции перед нанесением покрытия можно вывернуть еще не сложенный рукав на левую сторону. После этого рукав складывают веерными складками. Далее приведена формула, раскрывающая предложенное изобретение.

Реферат

Изобретение относится к области средств защиты человека и касается двухслойной надувной ленты ремня в виде единого элемента, в особенности предназначенной для ремня безопасности, при этом она выткана в виде ленты ремня в форме рукава с двумя слоями полотна, а именно верхним слоем полотна и нижним слоем полотна, общая разрывная нагрузка нитей основы, в случае нагрузки воспринимающих общее растягивающее усилие ремня, в средних областях обоих слоев полотна ленты ремня, занимающих примерно ширину обычного ремня безопасности, соответствует нагрузке нитей основы обычного ремня безопасности, нити основы, по существу, не воспринимающие растягивающее усилие ремня, расположенные в крайних областях, примыкающих к средним областям, и уточные нити ленты ремня существенно тоньше, чем нити основы в средних областях, в примыкающих к средней области крайних областях полотно заложено складками со сгибом вокруг параллельных продольному направлению ленты ремня наружных кромок сгиба таким образом, что полотно располагается между средними областями верхнего и нижнего слоев полотна, и средние области верхнего и нижнего слоев полотна в областях вблизи наружных кромок складок соединены друг с другом с возможностью освобождения. Данный ремень обеспечивает повышенную защиту пассажиров в транспортных средствах. 2 с. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула