РЕМЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к системам ремней безопасности для сидений транспортного средства. В частности, полезная модель относится к системе ограничения нагрузки на нижнюю часть грудной клетки пассажира транспортного средства, использующего трехточечный ремень безопасности, во время столкновения.
Уровень техники
В автомобилях применяют различные системы устройств пассивной безопасности, которые позволяют обеспечить безопасность пассажиров. Например, из уровня техники известны различные типы ремней безопасности или систем пассивной безопасности, позволяющие удержать пассажира в сиденье, а также обеспечить управляемое замедление движения различных частей тела для ограничения нагрузок на пассажира при резком торможении транспортного средства, например, в случае столкновения. В настоящее время в легковых, грузовых и других транспортных средствах широко используют различные ремни безопасности и системы пассивной безопасности.
Известные системы ремней безопасности, которые обычно применяют в серийных транспортных средствах, представляют собой трехточечные системы фиксации с поясным ремнем безопасности и плечевым ремнем безопасности, который проходит через одно плечо пассажира и соединяется с поясным ремнем. Поясные ремни крепятся одним концом к сиденью или корпусу транспортного средства в точке рядом с сиденьем. Плечевые ремни крепятся одним концом к сиденью или транспортному средству, а другим концом - к поясному ремню или пряжке поясного ремня.
Основной проблемой, с которой сталкиваются конструкторы известных систем ремней безопасности, является обеспечение ограничителя нагрузки. Ограничение нагрузки, действующей на пассажира, может представлять собой предпочтительный способ снижения травматизма. С этой целью используются системы ограничения нагрузки на верхнюю часть плечевого ремня и, соответственно, на верхнюю часть грудной клетки пассажира транспортного средства, которые встраиваются в натяжитель ремня безопасности или в конструкцию, к которой крепится натяжитель. В соответствии с известными способами натяжитель, встроенный в ограничитель нагрузки плечевого ремня безопасности, обычно устанавливают сверху за плечом пассажира. Такие системы обеспечивают снижение нагрузки на верхнюю часть грудной клетки пассажира в случае столкновения.
Однако при столкновении такие системы не очень эффективны с точки зрения ограничения нагрузки, действующей на нижнюю часть ремня безопасности или, что гораздо важнее, на нижнюю часть грудной клетки пассажира, где обычно нижняя часть плечевого ремня соединяется с язычком защелки и/или поясным ремнем безопасности. Это вызвано тем, что при столкновении трение между плечевым ремнем безопасности и верхней частью торса значительно снижает эффективность ограничения нагрузки на нижнюю часть торса. Также может возникнуть ситуация, в которой нагрузки на плечевой ремень и нижнюю часть грудной клетки приводят к деформации грудной клетки.
Альтернативой известной конфигурации является ограничение нагрузок на крепление или пряжку поясного ремня безопасности. Хотя данная конфигурация обеспечивает снижение нагрузок на нижнюю часть торса, она также меньше ограничивает движение таза пассажира, в результате чего увеличивается вероятность возрастания нагрузок на нижнюю часть торса.
Как и в других областях автомобилестроения, существует множество вариантов улучшения, касающихся эксплуатации и работы систем ремней безопасности.
В качестве ближайшего аналога полезной модели может быть выбрана конструкция трехточечного ремня безопасности, описанная в публикации патентной заявки US 4310179 (A) от 12.01.1982.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является уменьшение силы, создаваемой плечевым ремнем и действующей на нижнюю часть грудной клетки пассажира, а также лучшая фиксация грудной клетки пассажира с помощью поясного ремня, что позволяет исключить увеличенное смещение корпуса пассажира и снизить нагрузку на него, а значит, снизить травматичность ремня безопасности.
Для достижения указанного эффекта предложена конструкция ремня безопасности для транспортного средства, которая содержит защелку с деформируемым элементом, плечевой ремень, прикрепленный к защелке таким образом, чтобы контактировать с деформируемым элементом, поясной ремень, прикрепленный к защелке, а также фиксатор язычка защелки, в котором защелка может быть закреплена с возможностью высвобождения.
Фиксатор может быть прикреплен к полу транспортного средства или к сиденью транспортного средства.
Защелка может включать в себя язычок защелки, к которому в точке крепления может быть прикреплен плечевой ремень. При этом деформируемый элемент может быть расположен в точке крепления.
Деформируемый элемент может представлять собой деформируемую шпильку, установленную на язычке защелки, и может быть выполнен из материала, имеющего меньшую прочность по сравнению с прилегающим материалом.
Деформируемый элемент также может представлять собой вставку, установленную на язычке защелки.
В другом варианте осуществления защелка может включать в себя подвижный элемент и неподвижный элемент, где подвижный элемент установлен с возможностью перемещения относительно неподвижного элемента, а деформируемый элемент прикреплен к каждому из этих элементов.
Плечевой ремень может быть функционально соединен с подвижным элементом, а плечевой ремень и поясной ремень могут представлять собой части одного цельного ремня, который охватывает петлей подвижный элемент.
Также может быть предусмотрен фиксирующий механизм для захвата и фиксации, по крайней мере, части плечевого ремня.
Вышеуказанные и другие преимущества, а также отличительные признаки полезной модели явно указаны в следующем подробном описании предпочтительных вариантов осуществления, которое может быть рассмотрено как отдельно, так и со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания предлагаемой конструкции она будет рассмотрена на примерах со ссылкой на варианты осуществления, проиллюстрированные на сопроводительных чертежах и описанные ниже.
На Фиг. 1 представлен схематичный вид сбоку пассажира, сидящего в сиденье транспортного средства, и основных сил, действующих на пассажира во время столкновения.
На Фиг. 2 представлен схематичный вид спереди пассажира, сидящего в сиденье транспортного средства и использующего ремень безопасности согласно полезной модели.
На Фиг. 3 представлен первый вариант язычка защелки с деформируемой шпилькой согласно полезной модели.
На Фиг. 4 представлен второй вариант язычка защелки с участком из деформируемого материала согласно полезной модели.
На Фиг. 5 представлен третий вариант язычка защелки с деформируемой вставкой согласно полезной модели.
На Фиг. 6 изображена система ремня безопасности до столкновения, в которую встроен энергопоглощающий элемент.
На Фиг. 7 изображена система ремня безопасности с Фиг.6 после столкновения, в которую встроен энергопоглощающий элемент.
Осуществление полезной модели
На сопроводительных чертежах одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые компоненты. В представленном описании рассмотрены различные эксплуатационные параметры и компоненты для различных вариантов осуществления полезной модели. Данные конкретные параметры и компоненты представлены в качестве примера и не должны рассматриваться как ограничение.
Во время столкновения на сидящего пассажира транспортного средства действует несколько сил. Основные силы, действующие на сидящего пассажира во время столкновения, представлены на Фиг. 1, где изображен схематический вид пассажира сбоку. Пассажир «О» сидит в сиденье 10 транспортного средства и использует плечевой ремень безопасности 12. При обычном лобовом столкновении из-за резкого замедления или остановки транспортного средства пассажир «О» продолжает движение вперед по инерции, как показано с помощью трех направленных вперед стрелок «FM».
При этом если во время столкновения пассажир «O» пристегнут заводским трехточечным ремнем безопасности, на него действует несколько нагрузок, включая нагрузку «SBL» от плечевого ремня, нагрузку «LBL» от поясного ремня, силу «SRL» реакции сиденья, а также нагрузку «FPL» от пола. Нагрузка SBL также может быть разделена на верхнюю «U-SBL», среднюю «M-SBL» и нижнюю «L-SBL». Известные ограничители, встраиваемые в натяжитель плечевого ремня безопасности, обеспечивают некоторое ослабление этих нагрузок, но, в основном, это применяется к нагрузке U-SBL. Известно, что это происходит из-за того, что трение между грудной клеткой пассажира и плечевым ремнем уменьшает эффективность данных ограничителей нагрузки в нижней части грудной клетки пассажира. Исследования показывают, что в действительности силы, действующие на плечевой ремень и нижнюю часть грудной клетки, могут привести к деформации грудной клетки.
В общем случае полезная модель раскрывает устройство ограничения нагрузки на нижнюю часть грудной клетки пассажира транспортного средства, который использует трехточечный ремень безопасности, при столкновении. Полезная модель решает проблему известных систем трехточечных ремней безопасности, в которых трение между ремнем и грудной клеткой пассажира снижает эффективность ограничения нагрузки в нижней части грудной клетки, за счет того, что нижняя часть плечевого ремня соединяется с язычком защелки и/или поясным ремнем.
Проблема известных систем ограничения нагрузки за счет улучшения ограничения нагрузки в нижней части грудной клетки согласно полезной модели может быть решена путем размещения ограничителя нагрузки со стороны плечевого ремня в месте соединения плечевого и поясного ремней. В частности, полезная модель позволяет снизить силу, создаваемую плечевым ремнем и действующую на нижнюю часть грудной клетки пассажира, а также лучшую фиксацию грудной клетки пассажира с помощью поясного ремня, что позволяет исключить повышенное смещение таза пассажира и снизить нагрузку на него.
Полезная модель представлена в двух вариантах осуществления. Первый вариант представляет собой систему «двойного натяжителя», описанную со ссылкой на Фиг. 2-5. Второй вариант представляет собой систему «одиночного натяжителя», описанную со ссылкой на Фиг. 6-7.
На Фиг. 2 изображен пассажир «О» спереди, сидящий в сиденье 10. Пассажир «О» использует трехточечный ремень безопасности, который включает в себя ленту плечевого ремня 12, ленту поясного ремня 16, пряжку 18, прикрепленную к полу транспортного средства или к сиденью с помощью замка 20 ремня безопасности. Лента плечевого ремня 12 прикреплена одним концом к первому натяжителю 22, который зафиксирован на ближайшей внутренней поверхности транспортного средства или на сиденье 10 транспортного средства. Другой конец ленты плечевого ремня 12 прикреплен к блоку 24 язычка защелки.
Лента поясного ремня 16 прикреплена одним концом ко второму натяжителю 26, который зафиксирован на полу транспортного средства или на сиденье, как известно из уровня техники. Другой конец ленты поясного ремня 16 прикреплен к язычку 24 защелки.
Расположения и конфигурации пряжки 18, замка 20, первого натяжителя 22 и второго натяжителя 26 представлены на Фиг. 2-5 лишь в иллюстративных целях и не являются ограничением полезной модели. Изменение расположения и конфигурации этих компонентов может быть выполнено без отступления от сущности полезной модели.
В соответствии с вариантами осуществления, приведенными на Фиг. 2-5 и описанными ниже, блок 24 язычка защелки включает в себя язычок защелки 28, к которому прикреплен один конец ленты плечевого ремня 12 и один конец ленты поясного ремня 16. Ниже приведено три варианта язычка защелки 28. Общей характеристикой этих вариантов является наличие деформируемого компонента, который обеспечивает возможность ограничения нагрузки на язычок защелки 24, что позволяет обеспечить указанные выше преимущества для сидящего пассажира.
Первый вариант язычка защелки согласно полезной модели представлен на Фиг. 3. В данном случае язычок защелки 28 включает в себя корпус 30 с лапкой 32, в которой сформировано отверстие 34 защелки. Отверстие 34 защелки предназначено для вставки фиксирующего механизма пряжки 18, как известно из уровня техники.
Дугообразная петля или направляющая 36 ленты ремня безопасности выполнена в корпусе 30 язычка защелки 28. Плечевой ремень 12 и поясной ремень 16 прикреплены к дугообразной петле 36.
Плечевой ремень 12 прикреплен или проходит поверх деформируемой шпильки 38, которая деформируется в том случае, если к ней приложена определенная сила, создаваемая пассажиром транспортного средства при столкновении. Деформируемая шпилька 38 установлена в вырезанной области 40 в стенке дугообразной петли 36.
Деформируемая шпилька 38 может быть выполнена из относительно деформируемого материала. Предпочтительно этим материалом является алюминий, медь или свинец, но следует понимать, что для этой цели может быть использован другой материал. Под «относительно деформируемым материалом» понимается материал деформируемой шпильки 38, который деформируется быстрее, чем соседний материал корпуса 30.
Второй вариант язычка защелки согласно полезной модели представлен на Фиг.4. Изображены язычок защелки 28′ и корпус 30′ с лапкой 32′, в которой сформировано отверстие 34′ защелки. Дугообразная петля или направляющая 36′ ремня безопасности расположена в корпусе 30′. Плечевой ремень 12 и поясной ремень 16 прикреплены к дугообразной петле 36′.
Плечевой ремень 12 прикреплен или проходит поверх деформируемого участка 42 корпуса 30′. Деформируемый участок 42 деформируется в том случае, если к нему прикладывается определенная сила, создаваемая пассажиром транспортного средства при столкновении. Деформируемый участок 42 обычно выполнен в корпусе 30′ и выполнен из относительно деформируемого материала, который в предпочтительном варианте представляет собой алюминий, медь или свинец. Как и в случае с деформируемой шпилькой 38, под «относительно деформируемым материалом» понимается материал деформируемого участка 42, который деформируется быстрее, чем прилегающий материал корпуса 30′.
Третий вариант язычка защелки согласно полезной модели представлен на Фиг. 5. На ней изображены язычок защелки 28′′ и корпус 30′′ с лапкой 32′′, в которой сформировано отверстие 34′′ защелки. Дугообразная петля или направляющая 36′′ ремня безопасности расположена в корпусе 30′′. Плечевой ремень 12 и поясной ремень 16 прикреплены к дугообразной петле 36′′.
Плечевой ремень 12 прикреплен или проходит поверх деформируемой вставки 44 корпуса 30′′. Деформируемая вставка 44 деформируется, если к ней прикладывается определенная сила, создаваемая пассажиром транспортного средства во время столкновения. Деформируемая вставка 44 обычно расположена в вырезанной области 46, сформированной в стенке дугообразной петли 36′′, и выполнена из относительно деформируемого материала, который в предпочтительном варианте представляет собой алюминий, медь или свинец. Как и в случае с деформируемой шпилькой 38 и деформируемым участком 42 под «относительно деформируемым материалом» понимается материал деформируемой вставки 44, который деформируется быстрее, чем прилегающий материал корпуса 30′′.
В отличие от первого варианта осуществления полезной модели, представленного на Фиг. 2-5 и описанного со ссылкой на данные фигуры, на Фиг. 6 и 7 изображен второй вариант осуществления, который представляет систему «одиночного натяжителя».
На Фиг.6 изображена система одиночного натяжителя, содержащая энергопоглощающий элемент, в состоянии до столкновения. В частности, показан фиксирующий механизм 50. Представлена комбинированная лента 52 плечевого и поясного ремней, которая включает в себя участок 54 плечевого ремня и участок 56 поясного ремня. Для соединения с пряжкой предусмотрен стандартный блокировочный ремень 58. Блокировочный ремень 58 прикреплен к фиксирующему механизму с помощью крепежного устройства, например, крепежной шпильки 60.
Фиксирующий механизм включает в себя первую неподвижную шпильку 62, фиксирующий кулачок 64, стопор 65 кулачка и вторую неподвижную шпильку 66. Рядом с третьей неподвижной шпилькой 66 предусмотрена подвижная шпилька 68. Комбинированная лента 52 плечевого и поясного ремней огибает первую неподвижную шпильку 62, фиксирующий кулачок 64 и подвижную шпильку 68. Комбинированная лента 52 плечевого и поясного ремней проходит вдоль второй неподвижной шпильки 66.
Соединение подвижной шпильки 68 и второй неподвижной шпильки 66 представляет собой деформируемый элемент 70. Деформируемый элемент 70 может состоять из любых деформируемых материалов, например, из пластичного металла.
Фиксирующий кулачок 64 является необязательным элементом, который можно заменить третьей неподвижной шпилькой. В случае его замены на третью неподвижную шпильку (не показана), противодействующих сил, создаваемых комбинированной лентой 52 плечевого и поясного ремней, будет достаточно для инициирования деформации. Однако при использовании фиксирующего кулачка 64 он фиксирует ленту 52 плечевого и поясного ремней на месте во время столкновения, до того, как произойдет деформация деформируемого элемента 70.
Как показано на Фиг. 6, в положении до деформации подвижная шпилька 68 находится на некотором расстоянии от второй неподвижной шпильки 66. Однако при столкновении фиксирующий кулачок 64 начинает поворачиваться вокруг своей поворотной точки в направлении стрелки, изображенной на Фиг. 7. В подобной ситуации часть ленты 52 захватывается и фиксируется между фиксирующим кулачком 64 и стопором 65 кулачка. После этого деформируемый элемент 70 поддается воздействию силы, приложенной к участку 54 плечевого ремня комбинированной ленты 52 плечевого и поясного ремней в результате движения пассажира. Однако данная нагрузка ограничивается из-за деформации деформируемого элемента 70, как показано на Фиг. 7. В данном случае нагрузка на нижнюю часть грудной клетки пассажира соответственно будет уменьшена.
Представленная полезная модель решает проблему, связанную с системами ремней безопасности с ограничением нагрузки, путем исключения или значительного снижения силы, действующей на нижнюю область грудной клетки пассажира в случае столкновения. Однако специалистам в данной области техники сопроводительных на основании чертежей, описания и формулы полезной модели должно быть понятно, что в предложенную конструкцию могут быть внесены различные изменения, вариации и модификации без отступления от сущности и объема полезной модели, определенного следующей формулой полезной модели.