БЛОКИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВЕРНОЙ РУЧКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE DOOR HANDLE LOCKING DEVICE

Изобретение относится к блокировочному устройству для дверной ручки транспортного средства, в частности, предотвращающему произвольное открытие двери при боковом столкновении.
При боковом ударе транспортного средства дверной замок может приводиться в действие за счет инерции деталей ручки. Наибольшую опасность в данном случае представляет открытие двери, в том смысле, что находящиеся внутри люди становятся незащищенными снаружи, при этом незакрепленные предметы могут быть выброшены наружу из транспортного средства.
Известно использование предотвращающих перемещение устройств, которые приводятся в действие при значительных ускорениях, зачастую порядка нескольких десятков g, блокируя ручку для предотвращения открытия двери транспортного средства. Наиболее часто в подобных устройствах используется инерционная масса, которая перемещается по инерции таким образом, что она входит в положение блокировки. В указанном положении средства блокировки сцепляются с замком или механическими деталями ручки таким образом, чтобы не допустить открытие двери.
Известные устройства, предотвращающие перемещение, можно разделить на две основные категории: временной блокировки и постоянной блокировки. Устройства временного блокирования используют возвратные средства, такие как пружина, для возврата инерционной массы в незаблокированное положение, после того, как ускорение уменьшится ниже определенной величины. Устройства постоянного блокирования не имеют средств возврата инерционной массы в незаблокированное положение и часто содержат дополнительные средства для поддержания блокирующих средств сцепленными с замком или механическими деталями ручки даже после прекращения действия ускорения в результате аварии.
Устройства временной блокировки позволяют спасателю или любому человеку, пытающемуся открыть дверную ручку, открыть дверь снаружи после того, как транспортное средство станет неподвижным, для извлечения находящихся внутри транспортного средства людей. Проблема устройств временной блокировки заключается в том, что вибрации и инерционные колебания вследствие отскока транспортного средства или вторичных ударов могут расцеплять средства блокировки предотвращающих перемещение устройств от механизма ручки.
Устройства постоянной блокировки удерживают дверь в закрытом положении при аварии более эффективно, однако замки или ручки остаются заблокированными в запертом положении даже после того как двери можно безопасно открыть.
В инерционных системах с демпфированием используется конструкция временной блокировки, в которых демпфер выборочно задерживает возврат в разблокированное положение предотвращающего перемещение устройства. Устройства, предотвращающие перемещение, использующие инерционные системы с демпфированием, объединяют в себе преимущества как устройств временной блокировки, так и устройств постоянной блокировки. При аварии устройство, предотвращающее перемещение, удерживается в положении блокировки в течение временного интервала, представляющего опасность, а затем возвращается в разблокированное положение, позволяющее без труда эвакуировать людей из транспортного средства.
Инерционные системы должны отвечать определенным требованиям и нормативам, которые могут различаться в разных странах. Рассматриваемые детали дверных ручек, в частности подвижная часть ручки и ее вес, также могут отличаться друга от друга в зависимости от модели транспортного средства. В результате приходится разрабатывать и использовать различные модели инерционных систем, адаптированных для определенной модели дверной ручки.
Подобное многообразие приводит к дополнительным расходам вследствие того, что инерционные системы нельзя выпускать в больших объемах, позволяющих снизить цену на индивидуальные инерционные системы. Это также усложняет логистику, поскольку различные инерционные системы приходится доставлять на разные предприятия, где выпускаются транспортные средства определенной модели.
Задачей изобретения является по меньшей мере частичное устранение вышеуказанных недостатков.
Указанная задача решается в инерционной системе для дверной ручки транспортного средства, содержащей:
инерционную массу, способную перемещаться под действием сил инерции из исходного положения, в котором дверь может быть открыта, в положение блокировки, в котором открытие двери заблокировано;
средства блокировки, выполненные с возможностью предотвращения открытия двери, когда инерционная масса находится в положении блокировки;
упругое средство, находящееся в минимально напряженном состоянии, когда инерционная масса находится в исходном положении, и выполненное с возможностью приложения силы или момента к инерционной массе для перевода ее из положения блокировки назад в исходное положение.
Согласно изобретению система дополнительно содержит элемент предварительного нагружения, взаимодействующий с упругими средствами и имеющий по меньшей мере два возможных предварительно нагруженных состояния, позволяющих упругим средствам иметь разные минимальные растягивающие напряжения.
Изменяя напряжение упругого средства посредством элемента предварительного нагружения, инерционную систему можно приспособить для дверных ручек разной конструкции, в частности для разных компоновок используемой в них инерционной массы.
Инерционная система также может обладать по отдельности или в совокупности одной или несколькими следующими особенностями.
Элемент предварительного нагружения содержит по меньшей мере один выступ и/или выемку для размещения части упругого средства.
Элемент предварительного нагружения соединен с крышкой муфты свободного хода, выполненной с возможностью вращения относительно цилиндрического корпуса, содержащего средства блокировки.
Упругое средство содержит витую пружину, один свободный конец которой прикреплен к цилиндрическому корпусу, содержащему средства блокировки, а второй свободный конец прикреплен к элементу предварительного нагружения, причем напряженное состояние витой пружины задано относительным положением ее двух свободных концов.
Инерционная масса содержит второй упор, при этом часть элемента предварительного нагружения, в частности его радиальный выступ, и указанный второй упор выполнены так, что их упор друг в друга определяет исходное положение и обеспечивает возможность поворота цилиндрического корпуса, несущего средства блокировки, и инерционной массы в направлении положения блокировки.
Кроме этого, система дополнительно содержит вращательный демпфер, выполненный с возможностью приложения усилия или крутящего момента, противодействующих усилию или крутящему моменту, создаваемых упругим средством при возврате инерционной массы в исходное положение, причем указанный демпфер с одной стороны соединен с цилиндрическим корпусом, а с другой стороны - с крышкой муфты свободного хода.
В инерционной массе выполнено гнездо для дополнительного груза.
Изобретение также относится к дверной ручке, содержащей описанную инерционную систему.
Кроме того, изобретение относится к способу сборки дверной ручки, содержащей описанную инерционную систему. Этот способ включает в себя этапы, на которых:
- располагают элемент предварительного нагружения в соответствии с выбранным уровнем предварительной нагрузки,
- устанавливают элемент предварительного нагружения в дверную ручку таким образом, чтобы упругое средство было предварительно нагружено в соответствии с определенным уровнем предварительной нагрузки.
В частности, предварительная сборка инерционной системы может осуществляться на предприятии, отличном от предприятия, где происходит переключение элемента предварительной нагрузки в выбранное предварительно нагруженное состояние и его установка.
Дополнительные особенности и преимущества изобретения станут более понятны из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показана дверная ручка в разобранном виде, содержащая инерционную систему в соответствии с изобретением;
на фиг. 2а и 2b - инерционная система согласно первому варианту ее выполнения, виды сверху и снизу;
на фиг. 3 - инерционная система, показанная на фиг. 2а, 2b, в разобранном виде,
на фиг. 4 - упрощенный второй вариант выполнения инерционной системы в соответствии с изобретением,
на фиг. 5 - крышка муфты свободного хода по одному из вариантов выполнения инерционной системы в соответствии с изобретением.
На всех фигурах одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг. 1 показаны различные элементы дверной ручки 1 транспортного средства, содержащей инерционную систему 3 в соответствии с изобретением.
Ручка 1 содержит рычаг 5, подвижно установленный в кронштейне 7. Для открытия ручки 1 человек приводит в действие рычаг 5, расположенный с наружной стороны двери транспортного средства, например, путем его поворота вокруг шарнира на S-образном колене 51 рычага. На противоположных концах рычага находятся S-образное колено 51 и стержень 53.
Ручка 1 содержит механизм 9, который в данном случае содержит основной рычаг 11, пружину 13, в частности витую, и инерционную систему 3.
Механизм 9 ручки встроен в кронштейн 7. Когда человек приводит в действие рычаг 5, стержень 53 рычага приводит в действие основной рычаг 11, который, в свою очередь, приводит в действие запорный механизм двери транспортного средства.
На фигурах 2а, 2b и 3 более детально показан один из вариантов выполнения инерционной системы 3. На фиг. 2а показана инерционная система 3 в собранном состоянии, вид сверху, а на фиг. 2b - инерционная система 3 в собранном состоянии, вид снизу. На фиг. 3 инерционная система показана в разобранном состоянии.
Инерционная система 3 содержит ось 15, вокруг которой осуществляется вращательное движение, и упругое средство 17, в данном случае в виде витой пружины.
Инерционная система 3 содержит цилиндрический корпус 19, установленный на оси 15 с возможностью вращения вокруг оси R вращения, и инерционную массу 21, шарнирно связанную с цилиндрическим корпусом 19 концами двух консолей 23 и выполненную с возможностью вращения вокруг оси R вращения. Для блокировки ручки 1 в положении блокировки инерционная система 3 содержит средство 25 блокировки, взаимодействующее с основным рычагом 11 и соответствующими элементами запорного механизма. В данном случае средство 25 блокировки выполнено в виде упора, радиально выступающего из цилиндрического корпуса 19.
Например, при повороте цилиндрического корпуса 19 упор 25 может вводиться в один из элементов запорного механизма, такой как прорезь, для блокировки бокового перемещения тяги запорного механизма. В качестве альтернативы упор 25 может входить в зацепление с шестерней, блокируя ее вращение. Когда масса 21 находится в положении блокировки, упор 25 блокирует перемещение основного рычага 11 за счет блокировки его поворота.
Это позволяет определять два положения инерционной массы 21: исходное положение, когда дверь может быть открыта, в которое масса 21 возвращается в случае отсутствия на нее воздействия; и положение блокировки, когда открытие двери блокируется, в котором на массу 21 действуют возникающие при аварии инерционные силы.
Инерционная система также содержит демпфер 27, встроенный в корпус 19 и поэтому не видимый на фиг. 2а и 2b, но видимый на фиг. 3. Демпфер 27 выполнен с возможностью задержки возврата шарнирно установленной массы 21 в исходное положение за счет приложения усилия или крутящего момента, противодействующего упругому средству 17 и элементу 29 предварительного нагружения, взаимодействующему с упругим средством 17 для регулировки создаваемой упругим средством 17 нагрузки независимо от положения шарнирно закрепленной массы 21.
Демпфер 27 может быть фрикционным, основанным на трении двух деталей для создания крутящего момента или усилия, либо жидкостным, основанным на циркуляции текучей среды для создания крутящего момента или усилия.
Как показано из фиг. 3, демпфер 27 содержит фрикционную трубку 41, которая после ее установки в цилиндрический корпус 19 фрикционно взаимодействует с его внутренней стенкой. Фрикционная трубка 41 является неподвижной частью демпфера, а цилиндрический корпус 19 - подвижной частью. Материал контактирующих поверхностей может выбираться в зависимости от требуемого коэффициента трения и характера его изменения.
Элемент 29 предварительного нагружения (более наглядно изображенный на фиг. 3) содержит крышку 35 муфты свободного хода, ротор 43 муфты свободного хода и ролики 45 муфты свободного хода. Ротор 43 муфты свободного хода имеет такую форму, чтобы в допустимом направлении вращения (в направлении положения блокировки) ролики 45 могли катиться относительно внутренней стенки крышки 35 с минимальной силой трения, а в другом направлении вращения выталкивались радиально наружу относительно внутренней стенки так, чтобы они фрикционно сцеплялись с ней, препятствуя вращению (известный механизм блокировки муфты свободного хода).
В данном случае ротор 43 муфты свободного хода закреплен на фрикционной трубке 41 посредством осевого стержня на торце трубки 41, который вставлен в отверстие соответствующей формы в роторе 43.
Допустимо использовать другие однонаправленные блокирующие механизмы, например, такие как шестерня или кулачок с храповиком.
Упругое средство 17 накапливают потенциальную энергию упругости, подвергаясь напряжению, когда инерционная масса 21 инерционными силами перемещается в положение блокировки, например, когда транспортное средство испытывает боковое ускорение в результате бокового удара. Что касается витой пружины, то напряжение в ней ограничено относительным положением двух ее свободных концов как во время вращения (торсионная витая пружина), так и при сжатии-растяжении (линейная витая пружина).
Если витая пружина 17 расположена вокруг цилиндрического корпуса 19 вращательной инерционной системы 3, как это было рассмотрено выше, потенциальная энергия упругости накапливается за счет скручивания витой пружины 17, начиная с состояния минимального напряжения, когда инерционная система 3 находится в исходном положении. В частности, витая пружина 17 рассеивает накопленную потенциальную энергию упругости за счет создания усилия или крутящего момента, которые возвращают инерционную массу 21 в исходное положение.
Шарнирно установленная инерционная масса 21 и цилиндрический корпус 19 содержат два упора 31 и 33, расположенные на массе 21 и на цилиндрическом корпусе 19 соответственно. В исходном положении инерционной массы 21 два упора 31 и 33 опираются друг на друга. Если шарнирно установленная инерционная масса 21 перемещается из исходного положения в направлении положения блокировки, упор 31 на массе 21 толкает упор 33 на цилиндрическом корпусе 19, переводя тем самым цилиндрический корпус 19 и средство 25 блокировки в положение блокировки. В другом направлении перемещения упоры 31 и 33 расцепляются и движение шарнирно установленной массы 21 происходит независимо от движения цилиндрического корпуса 19.
Два упора 31 и 33 позволяют осуществлять выборочное зацепление в направлении положения блокировки при вращении цилиндрического корпуса 19 и шарнирно установленной массы 21.
Это, в частности, приводит к тому, что инерционные силы или крутящий момент, действующие на возврат инерционной массы 21 в исходное положение, опосредованно не вызывают возврата цилиндрического корпуса 19 в исходное положение. На цилиндрический корпус 19 воздействуют лишь усилия или крутящий момент, создаваемые упругим средством 17 и демпфером 27, которые со временем возвращают его в исходное положение.
В итоге возникающие в результате вторичной отдачи (от деревьев или от тротуара или при перевороте) усилия или крутящий момент, которые в иных случаях могут возвращать демпфированную инерционную систему 3 в исходное положение до момента завершения аварии, воздействуют лишь на инерционную массу 21, а не на цилиндрический корпус 19, несущий блокирующее устройство 25.
Крышка 35 муфты свободного хода, входящая в состав блока 29 предварительного нагружения, содержит, в частности, радиальный выступ 37.
Радиальный выступ 37 взаимодействует с соответствующим вторым упором 39 шарнирно закрепленной массы 21. Радиальный выступ 37 и второй упор 39 при опоре друг на друга определяют исходное положение шарнирно закрепленной инерционной массы 21 относительно крышки 35 муфты свободного хода, а следовательно, и относительно кронштейна 7, с которым крышка муфты свободного хода прочно скреплена в установочном положении.
Один свободный конец 171 витой пружины 17 закреплен на цилиндрическом корпусе 19 посредством сцепления с упором 33, а второй свободный конец 173 этой пружины закреплен на крышке 35 муфты свободного хода за счет зацепления за радиальный выступ 37. В качестве альтернативы элемент 29 предварительного нагружения, в частности крышка 35 муфты свободного хода, вместо или кроме выступа 37 может содержать прорези или, в целом, выемки, в которые помещается, например, часть свободного конца 173 упругого средства.
Угловое положение крышки 35 муфты свободного хода относительно цилиндрического корпуса 19 определяет напряженное состояние витой пружины 17. В частности, витая пружина 17 создает усилие или крутящий момент, которые стремятся привести цилиндрический корпус 19 в исходное положение, в котором напряжение витой пружины соответствует состоянию предварительного нагружения.
Наличие двух упоров 31 и 39 на шарнирно установленной массе 21 не допускает поворот на угол свыше 360° (полный оборот), а также поворот в одном из направлений из исходного положении, тем самым определяя максимальный угол поворота от исходного положения до положения блокировки, в котором упоры 31 и 39 на шарнирно установленной массе 21 ударяются об упор 33 на цилиндрическом корпусе 19 и радиальный выступ 37.
При отсутствии шарнирно установленной массы 21 цилиндрический корпус 19 может свободно вращаться, в частности, на целое число полных оборотов. Таким образом, исходное положение, обусловленное наличием упоров 31, 33, 39 и радиального выступа 37, при использовании шарнирно закрепленной массы 21 определяет по модулю целое число оборотов.
Данное число оборотов соответствует минимальному напряжению упругого средства 17, достигаемому в случае, когда инерционная масса 21, цилиндрический корпус 19 и элемент 29 предварительного нагружения находятся в исходном положении относительно друг друга. Увеличение числа оборотов приводит к увеличению минимального напряжения, а уменьшение числа оборотов приводит к уменьшению минимального напряжения.
Как указано выше, перемещение массы 21 в направлении положения блокировки заставляет упругое средство 17 накапливать потенциальную энергию упругости в виде напряжения. Упругое средство 17 находится в состоянии минимального напряжения, когда инерционная масса 21 находится в исходном положении. Упругое средство 17 возвращают массу 21 назад в исходное положение, возвращаясь в состояние минимального напряжения.
Более высокое напряжение в исходном положении подразумевает, что упругое средство 17 прикладывают к цилиндрическому корпусу 19 более высокий крутящий момент или усилие во время движения. Такой более высокий крутящий момент или усилие, в частности, быстрей возвращает инерционную массу 21 в исходное положение.
Элемент 29 предварительного нагружения в состоянии минимального напряжения может переключаться между разными величинами предварительной нагрузки, соответствующими в данном случае целому количеству оборотов. В разных значениях предварительной нагрузки нагрузка, создаваемая упругим средством 17, различается при одном и том же положении инерционной массы 21. В частности, изменяется минимальное напряжение в исходном положении.
Подобная регулировка времени, необходимого инерционной массе 21 для возврата в исходное положение и, следовательно, расцепления кинематики кронштейна и запорного механизма, позволяет регулировать продолжительность запертого состояния, в которое инерционная система 3 переходит в случае аварии.
Дополнительная регулировка параметров инерционной системы обеспечивается за счет наличия гнезд 40, высверленных или выфрезированных в инерционной массе 21. В частности, в гнезда 40 может быть вставлен штифт (не показан) определенного веса для регулировки веса инерционной массы 21. Как вариант, в указанные гнезда 40 может быть введен отверждаемый материал, изначально жидкий или мягкий.
На фиг. 4 представлен вариант выполнения недемпфированной реверсируемой инерционной системы, содержащей элемент 29 предварительного нагружения в соответствии с изобретением. Эта инерционная система 3 содержит цилиндрический корпус 19 со средством 25 блокировки, а также соединенные между собой инерционную массу 21 и консоль 23, которые могут быть выполнены за одно целое.
Элемент 29 предварительного нагружения содержит крышку 35 муфты свободного хода, выполненную с возможностью вращения относительно цилиндрического корпуса 19 и в установочном положении прикрепленную к кронштейну. Крышка 35 муфты свободного хода содержит радиальный выступ 37, а масса 21 содержит второй упор 39. В исходном положении радиальный выступ 37 и второй упор 39 опираются друг на друга, ограничивая доступную область углов поворота, которая меньше полного оборота (360°).
В данном случае упругое средство представляют собой витую пружину 17, расположенную вокруг цилиндрического корпуса 19. Один свободный конец 171 витой пружины 17 закреплен на цилиндрическом корпусе 19 за счет зацепления за консоль 23, а второй свободный конец 173 этой пружины закреплен на крышке 35 муфты свободного хода за счет зацепления за радиальный выступ 37.
В данном варианте выполнения предварительная нагрузка упругого средства 17 осуществляется после установки крышки 35 муфты свободного хода. Удерживая инерционную массу 21 и крышку 35 муфты свободного хода в относительном положении, когда радиальный выступ 37 и второй упор 39 не взаимодействуют между собой и не препятствуют вращению после достижения исходного положения, крышку 35 муфты свободного хода поворачивают на целое число оборотов относительно цилиндрического корпуса 19. После окончательного монтажа крышка 35 муфты свободного хода крепится к кронштейну 7 и переводится в положение, когда радиальный выступ 37 и второй упор 39 взаимодействуют, препятствуя вращению при достижении исходного положения.
Количество оборотов определяет состояние минимального напряжения упругого средства 17, в котором радиальный выступ 37 и второй упор 39 препятствуют вращению цилиндрического корпуса 19 больше определенного угла, меньшего 360°, предотвращая тем самым полное отсутствие напряжения.
Этот вариант выполнения инерционной системы, в частности, проще и потенциально дешевле варианта, описанного со ссылками на фиг. 2а, 2b и 3, но в нем не используется демпфер, а массу 21 нельзя отцепить от цилиндрического корпуса 19.
На фиг. 5 показана другая конструкция крышки 35 муфты свободного хода по фиг. 1, 2а, 2b и 3. В этом случае крышка 35 содержит несколько радиальных выступов 37, равномерно распределенных по дуге окружности, центр которой лежит на оси R вращения, вокруг которой вращается масса 21. Свободный конец упругого средства 17, в частности, выборочно крепится к одному из выступов 37 для создания определенного напряженного состояния упругого средства 17 при одном и том же положении инерционной массы 21.
В представленном варианте имеются три выступа 37, равномерно расположенные по дуге примерно через 60°. В направлении намотки витой пружины 17 три выступа соответствуют состояниям слабого, среднего и сильного напряжения соответственно.
Наличие элемента 29 предварительного нагружения, в частности, позволяет после изготовления и по меньшей мере частичной сборки инерционной системы 3 более точно настроить время, за которое инерционная масса 21 вернется в исходное положение.
Таким образом, отдельно взятый экземпляр инерционной системы 3 можно настроить для разных моделей ручек 1, имеющих разный вес, форму и рычаги 5.
Кроме этого, в варианте выполнения, соответствующем фиг. 1, 2а, 2b и 3, инерционная система представляет собой компактное устройство. В частности, сборку и регулировку инерционной системы 3 можно осуществлять на предприятиях, отличных от предприятий, где происходит окончательная установка инерционной системы 3 в кронштейн. Например, собранную и отрегулированную инерционную систему 3 можно перевозить с одного предприятия на другое, поскольку это устройство является компактным и удобным в использовании, например, при выставлении предварительной нагрузки.
Сборка дверной ручки 1 транспортного средства, содержащей описанную инерционную систему 3, включает в себя дополнительный этап установки выступа 37 элемента предварительного нагружения таким образом, чтобы обеспечить требуемое напряженное состояние упругого средства 17, позволяющее этому упругому средству возвращать средство 25 блокировки в исходное положение за определенный период времени.
Предпочтительно этап установки выступа 37 элемента предварительного нагружения осуществляют до шарнирного соединения инерционной массы 21 с корпусом согласно варианту, соответствующему фиг. 2а, 2b и 3, и, в целом, непосредственно перед установкой инерционной системы 3 в кронштейн 7 двери. В частности, одна и та же модель инерционной системы 3 может быть предварительно собрана, а затем поставлена разным производителям кронштейнов 7, которые самостоятельно осуществляют установку инерционных систем 3 с учетом требуемых параметров инерционных систем и заключительную сборку.