СИДЕНЬЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К БЕЗОПАСНОСТИ ПАССАЖИРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
SEAT OF THE VEHICLE AND THE METHOD FOR ENSURING THE SAFETY REQUIREMENTS OF THE PASSENGER OF THE VEHICLE

Изобретение относится к способам обеспечения пассивной безопасности пассажиров транспортных средств.
Известна система безопасности пользователя сиденьем транспортного средства (патент РФ №2343257, опубл. 10.01.2009) включающая механизм управления ограниченным перемещением сиденья в направлении действия сил инерции по направляющим салазкам с фиксацией в начальном и конечном положениях.
Недостатком данного технического решения является повышенная сложность конструкции, обеспечивающая требуемый уровень безопасности пользователя сиденья.
Известно сиденье транспортного средства и способ обеспечения безопасности пользователя сиденья транспортного средства (патент РФ №2745892, опубл. 02.04.2021) в котором сиденье транспортного средства содержит подушку сиденья, спинку сиденья и основание сиденья, состоящего из кронштейнов, поперечин, накладок и усилителей, при этом кронштейн основания разделен на две части выемкой, заканчивающейся Z-образным вырезом, не доходящим до верхнего края кронштейна основания определенное расстояние, образуя при этом перемычку, способную разрушаться при воздействии определенной изгибающей нагрузки на кронштейн.
Недостатком данного технического решения является сложность выполнения фигурного Z-образного выреза на кронштейне, разделяющего кронштейн на две части.
Проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является проблема создания технического решения, обеспечивающего требуемый уровень безопасности пользователя сиденья и при этом позволяющего упростить конструкцию сидения транспортного средства и упростить изготовление выреза на кронштейне основания.
Данная проблема решается за счёт того, что в конструкции сиденья применяется кронштейн основания сиденья транспортного средства, имеющий вырез со стороны вырез со стороны переднего по ходу движения торца кронштейна, ослабляющий конструкцию кронштейна, при этом требуемый уровень безопасности для пассажиров достигается комплексом мер в соответствии с предлагаемым способом.
Технические результаты состоят в упрощении конструкции сиденья транспортного средства, упрощении изготовления выреза на кронштейне при обеспечении требуемого уровня безопасности пользователя сиденья и в создании способа, позволяющего проектировать и изготавливать сиденья, обеспечивающие. требуемый уровень безопасности для пассажиров изменением, по крайней мере, одного параметра из комплекса мер в соответствии с предлагаемым способом.
Далее в описании представлен один из возможных, но не единственный, вариант реализации заявляемого технического решения.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано сиденье транспортного средства, общий вид.
На фиг. 2 показан каркас сиденья транспортного средства без поперечин основания.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами.
1 - спинка;
2 - отверстия;
3 - полка кронштейна;
4 - кронштейн;
5 - вырез;
6 - перемычка;
7 - торец кронштейна;
8 - подушка;
9 - каркас спинки;
10 - полка кронштейна;
11 - линия изгиба;
12 - перемычка;
13 - торец кронштейна;
14 - вырез;
15 - кронштейн.
На фиг. 1 показано сиденье транспортного средства, общий вид.
Сиденье транспортного средства состоит из спинки 1 сиденья, подушки 8 сиденья и основания сиденья частью которого является кронштейн 4. При этом кронштейн 4 имеет полку кронштейна 3 посредством которой сиденье взаимодействует с ответной поверхностью, например, тумбы сиденья, либо корпуса автомобиля, либо иными деталями, установленными на корпус автомобиля. Спинка 1 сиденья присоединена к основанию, например, крепежными элементами через отверстия 2, сваркой, др. В кронштейне 4 со стороны переднего по ходу движения автомобиля торца кронштейна 7 на некоторую глубину выполнен паз 5, при этом имеется перемычка, соединяющая стороны паза и таким образом не позволяющая кронштейну 4 деформироваться до момента достижения определенной нагрузки на кронштейн 4.
На фиг.2 показан каркас сиденья транспортного средства без поперечин основания.
Каркас сиденья транспортного средства состоит из каркаса основания и присоединенного к нему каркаса спинки 9. Каркас основания состоит из кронштейнов 4, 15, соединены между собой поперечинами (на чертеже не показаны). Кронштейны 4 и 15 представляют собой пространственно гнутые изделия, в которых имеется по крайней мере одна преимущественно горизонтальная и одна преимущественно вертикальные полки. Нужно отметить, что кронштейны 4 и 15 могут иметь некоторое отклонение полок от горизонтали и вертикали, что не влияет на достижение заявляемого технического результата. Кронштейны 4 и 15 имеют полки кронштейна 3 и 10, которыми сиденье взаимодействует с ответной поверхностью, например, тумбы сиденья, либо корпуса автомобиля, либо иными деталями, установленными на корпус автомобиля.
Кронштейны 4 и 15 со стороны передних по ходу движения автомобиля торцов кронштейнов 7 и 13 имеют вырезы 5 и 14, выполненные на некоторую глубину, ослабляющие кронштейны 4, 15, и создающие концентратор напряжения, в районе которого при определенном воздействии на спинку 1 сиденья формируется линия перегиба 11. Для предотвращения не контролируемой деформации кронштейнов 4 и 15 в передней части кронштейнов 4, 15 имеются перемычки 6 и 12 соответственно, соединяющие стороны вырезов 5 и 14.
Возможен вариант изготовления сиденья по заявляемому техническому решению, при котором отсутствуют перемычки 6 и 12, но тогда увеличена толщина металла кронштейнов 4 и 15 таким образом, что их деформация и изгиб по линии изгиба 11 происходит при достижении расчетной нагрузки на конструкции спинки. Аналогичного эффекта можно добиться не за счет увеличения толщины кронштейнов 4 и 15, а за счет применения стали другой марки, имеющей повышенные показатели изгибающей устойчивости.
Пазы 14 и 5 могут быть выполнены в виде простых геометрических фигур, например, прямоугольник, трапеция, либо иметь и криволинейные стороны, но при этом выполнены с учетом расчетной ширины паза Т и глубины паза S, а также не иметь глубоких узких вырезов, например, Z-образных вырезов. Пазы 3 и 10 располагаются на полках, расположенных преимущественно вертикально, но могут захватывать также полку, расположенную преимущественно горизонтально.
Устройство работает так: при ударе транспортного средства о препятствие за счет воздействия сил инерции пассажир, располагающийся сзади, ударяется о заднюю часть спинки 1, вызывая таким образом изгибающую нагрузку на кронштейны 4 и 15. При достижении изгибающей нагрузкой расчетной величины происходит деформация кронштейнов 4 и 15 таким образом, что верхние края пазов 5 и 14 поворачиваются относительно линии изгиба 11 до упора либо в горизонтальные полки 3, 10, либо в сопрягаемую поверхность, что приводит к частичному поглощению энергии удара и уменьшает негативное воздействие этой энергии на пассажира.
Исполнение кронштейнов 4 и 15 с вырезами, например, в виде простых геометрических фигур, таких как прямоугольник, трапеция, но при этом не без глубоких узких фигурных вырезов, например, Z-образных вырезов, позволяет достичь технический результат, заключающийся в упрощении конструкции сиденья транспортного средства и упрощении изготовления выреза на кронштейне при обеспечении требуемого уровня безопасности пользователя сиденья, наличие перемычки дает дополнительную возможность регулирования уровня предельной нагрузки на спинку сиденья, при которой не происходит деформации кронштейнов 4 и 15.
Известны требования к сиденьям транспортного средства, гласящие, что конструкция сиденья должна обеспечивать поворот задней спинки сиденья на определенный угол при ударе о спинку сиденья сзади. Это требование при ударе транспортного средства о преграду уменьшает риск травмирования пассажира, сидящего сзади, о переднее кресло автомобиля.
Способ обеспечения требований безопасности пассажира транспортного средства, характеризующийся выполнением основания сиденья таким образом, что на боковой поверхности кронштейнов 4 и 15 имеются вырезы 5 и 14 выполненные на некоторую глубину, ослабляющие кронштейны 4, 15, и создающие концентратор напряжения, в районе которого при определенном воздействии на спинку 1 сиденья формируется линия перегиба 11, в которой происходит деформация кронштейнов 4 и 5 и частичное гашение ударной энергии, заключающийся в том, что для соблюдения требований, обеспечивающих безопасность пассажира транспортного средства при ударе транспортного средства о препятствие, предлагается использовать комплекс мер, обеспечивающих частичное поглощение ударной энергии, передающейся на пассажира транспортного средства при ударе о препятствие, а именно:
1. изменение ширины паза Т для увеличения или уменьшения расчетного отклонения спинки 1.
2. изменение глубины паза S для увеличения или уменьшения расчетного усилия на спинку 1.
3. изменение толщины металла, из которого изготовлен кронштейны 4 и 15, при неизменных размерах вырезов 5 и 14 для увеличения или уменьшения расчетной ударной нагрузки, которое сиденье выдерживает без деформации.
4. изменение марки металла, из которого изготовлены кронштейны 4 и 15 для регулирования величины расчетной ударной нагрузки, которую сиденье выдерживает без деформации.
5. изменение вида материала, из которого изготовлены кронштейны 4 и 15.
6. изменение места крепления перемычек 6 и 12 относительно торцов 7 и 13.
7. изменение вида сечения перемычек 6 и 12, например, выполняя перемычки круглого, прямоугольного, квадратного, шестигранного и др. вида сечения.
Такие меры могут применяться, например, при изменении нормативных требований, обеспечивающих безопасность пассажира, либо при изменении конструкции спинки и подушки, либо при изменении конструкций, на которые устанавливается сиденье.
Изменение ширины паза Т применяется для увеличения или уменьшения расчетного отклонения спинки 1, т.к. это максимальное расстояние, на которое может переместиться верхний край выемки 5 и 14. до упора в нижний край выемки при деформации кронштейнов 4 и 15, что приводит к повороту спинки сиденья вместе с пассажиром' удерживаемым ремнем безопасности, по крайней мере одна точка крепления которого связана со спинкой 1, на некоторый угол и частичному гашению энергии удара, воздействующего на пассажира кресла.
Изменение глубины паза S применяется для увеличения или уменьшения расчетного усилия, при котором начинается деформация кронштейнов 4, 15.
Изменение толщины металла, из которого изготовлены кронштейны 4 и 15, при неизменных размерах вырезов 5 и 14 приводит к увеличению сечения, учитываемого при проведении прочностных расчетов, что в свою очередь приводит к увеличению или уменьшению расчетной ударной нагрузки, которое сиденье выдерживает без деформации.
Известно, что предел текучести - это механическая характеристика материала, характеризующая напряжение, при котором деформации продолжают расти без увеличения нагрузки. Воздействие напряжения большего, чем предел текучести материала приводит к разрушению материала.
Известно, что предел текучести для разных марок стали разный, например:
Ст 20 - 245 Мпа;
Ст 30 - 295 Мпа;
Ст 45 - 355 Мпа;
Ст 09Г2С - 345 Мпа;
Ст 3 - 235 Мпа.
При этом, предел текучести алюминиевых сплавов составляет:
АД - 105-150 Мпа;
АМЦ - 125-185 МПа.
Таким образом, кронштейны 4 и 15, сделанные из разных марок стали будут иметь различный предел текучести при одинаковой конфигурации конструкции.
То же относится и к разным материалам - кронштейн одинаковой конфигурации, сделанный из разных металлов, или, например, из стали и алюминия или из разных материалов, например, из металла и пластика, будут иметь различные пределы текучести в зоне перегиба 11.
Значит, меняя только марку стали, и меняя материал, из которого сделаны кронштейны 4 и 15, заменив, например, сталь на пластик, можно регулировать напряжение, при котором происходит деформация кронштейна, а значит регулировать и размер поглощаемой энергии.
Изменением места крепления перемычек 6 и 12 относительно торцов 7 и 13 меняют расстояние от перемычки до точки перегиба для конкретного кронштейна (точка на пересечении линии перегиба 11 с боковой полкой кронштейна) что влияет на результаты прочностных расчетов.
Изменением вида сечения перемычек 6 и 12, регулируют усилие, при котором деформируются перемычки, что также влияет на результаты прочностных расчетов.
Выполняя кронштейны основания сиденья с выемкой края которой соединены перемычкой, меняя вид, форму и размеры S и Т выемки, меняя марку стали из которой сделан кронштейн основания, меняя материал, из которого сделан кронштейн основания, вид сечения перемычки и место крепления перемычки, все это позволяет изменять конструкцию сиденья при изменении допустимой нагрузки на спинку сиденья, позволяя достичь таким образом технического результата, состоящего в упрощении конструкции сиденья транспортного средства и упрощении изготовления выреза на кронштейне при обеспечении требуемого уровня безопасности пользователя сиденья, а также в создании способа, позволяющего проектировать и изготавливать сиденья, обеспечивающие требуемый уровень безопасности для пассажиров изменением, по крайней мере, одного параметра из комплекса мер в соответствии с предлагаемым способом.