БЛОК БЕЗОПАСНОСТИ ПАССАЖИРОВ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области обеспечения безопасности пассажиров транспортных средств в случае дорожно-транспортных происшествий.
Известны блоки пассивной безопасности пассажиров, включающие средства для защиты пользователей транспортного средства, при ДТП, выполненные либо в виде устройств для фиксации пользователей с помощью охватывающих их в зоне плеч и бедер поворотных дуг и упоров /см., например, патент РФ на изобретение №2236273, кл. A63G 7/00, 21/00, 2002 [I] /, либо в виде размещенных снаружи и внутри транспортного средства прочных надувных оболочек, образующих защитную капсулу в форме замкнутого каркаса, соединенных с автономными источниками газа и системой управления, и снабженных предохранительными клапанами, амортизирующими полотнищами из гофрированной пружинной ленты см.например, патент РФ на изобретение №2299820, кл. B60R 21/16, 2005 [2]; патент РФ на изобретение №2301160, кл. B60R 21/ /16, 2006 [3]; либо в виде надуваемых с помощью газогенератора по сигналу датчиков воздушных мешков, сложенных в исходном состоянии и закрытых прикрывающими элементами, освобождающими отверстия для разворачивания мешков с охватом ими определенных частей тела пользователя в рабочем состоянии по сигналу вышеуказанных датчиков /см. патент РФ на изобретение №2178365, кл. B60R 21/20, 1997 [4]/.
Недостатками всех известных блоков является предельно усложнение конструкции, раздувание габаритов салона, низкая технологичность, снижение эстетических характеристик и комфортности салона.
Кроме того, известны блоки пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащие размещаемые в наиболее травмоопасных при ДТП зонах салона надуваемые подушки безопасности /пневмоподушки/ в частности: фронтальные, боковые, шторки/, сообщаемые с источником сжатого газа, связанным с датчиком столкновения через пиротехническое устройство с газообразующим составом и воспламеняющимся электрозапалом, и выполненные из синтетической ткани с возможностью выскакивания при взрыве из раскрываемого полиуретанового чехла /см. Иванов A.M. Основы конструкций современного автомобиля. Учебник для втузов. Из-во "За рулем", 2012, стр. 304 [5]; патент США №3733088, кл. 280-150, опубл. 1976 [6]; патент США №3861710, кл. 280-150, опубл. 1978 [7]; а.с. СССР №948717, кл. B60R 21/08, 1980 [8]/.
Недостатками известных блоков является предельная сложность конструкции, раздувание габаритов, возможность только однократного применения, значительная вероятность получения серьезных травм при взрывном раскрывании подушки безопасности, возможность демонтажа пиротехнического устройства злоумышленниками, сравнительно низкая эффективность гашения, огромное число отзываемых машин из-за дефектов подушек безопасности, их самопроизвольного срабатывания с травмированием людей и провокацией аварий.
Наиболее близким устройством того же. назначения к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков является блок безопасности пассажиров транспортного средства, типа фронтальной надувной подушки, встроенный в спинку кресла, и представляющий собой выполненную с тыльной стороны спинки кресла напротив сидящего сзади пассажира полость функционального назначения со свободно размещенной в ней с наружнего открытого края надувной подушки /пневмоподушки/, релейно выходящей из полости навстречу пассажиру в момент совершения ДТП под действием на транспортное средство заданной по величине ударной перегрузки, для чего надувная подушка соединена с источником сжатого газа, связанным с датчиком столкновений через пиротехническое устройство / см. патент РФ на полезную модель №76299, кл. B60N 2/58, 2007 [9]/, и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа является раздувание габаритов, предельная сложность конструкции за счет использования пиротехнических устройств, специальных датчиков, возможность только однократного применения, низкая безопасность устройства из-за непредсказуемости поведения пиротехнических устройств, источников сжатого газа и возможности получения травм при взрывном срабатывании пневмоподушки, необходимости некоторого времени для ее надувания, возможность демонтажа пиротехнических устройств злоумышленниками.
Сущность полезной модели заключается в создании сравнительно простого и компактного блока безопасности, исключающего необходимость применения размещаемых в салоне пиротехнических элементов, источников сжатого газа, непредсказуемых при эксплуатации и обеспечивающего при этом высокую эффективность повышения безопасности при ДТП за счет активного динамического гашения удара и диссипации его энергии, исключения опасности получения травм от надувающихся при взрыве подушек безопасности при использовании в устройстве высокоэффективных магнитных и упругих ферромагнитных элементов.
Технический результат - упрощение конструкции устройства, увеличение его компактности, повышение эффективности обеспечения безопасности пассажиров при ДТП за счет принципиального исключения пиротехнических процессов надувания пневмоподушек.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном блоке безопасности пассажиров транспортного средства типа фронтальной надувной подушки, встроенной в спинку кресла, включающем выполненную с тыльной стороны спинки кресла напротив сидящего сзади пассажира полость функционального назначения и прилегающую снаружи к тыльной стороне спинки упругую защитную поверхность, релейно перемещаемую навстречу пассажиру с прижатием последнего к креслу и его силовой фиксацией в момент совершения ДТП при действии заданной по величине инерционной ударной перегрузки, особенность заключается в том, что в полости, выполненной немагнитной и замкнутой, свободно с прилеганием изнутри к тыльной стороне спинки размещена аксиально намагниченная ферромагнитная пластина, а упругая защитная поверхность представляет собой гофрированный сильфон из эластичной магнитомягкой резины, изготовленной на основе каучука с ферритовым наполнителем, исходно заневоленный в напряженно сжатом состоянии силами магнитного взаимодействия сильфона с намагниченной пластиной и имеющий возможность автоматического освобождения из заневоленного состояния и релейного расширения при инерционном смещении намагниченной пластины вперед в пределах полости под действием заданной по величине ударной перегрузки в момент совершения ДТП.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично изображены: на фиг. 1 - встроенный в кресло блок безопасности в исходном состоянии до срабатывания при ДТП на виде сбоку с продольным разрезом спинки кресла; на фиг. 2 - тот же блок безопасности после срабатывания при ДТП.
Блок безопасности пассажиров транспортного средства типа фронтальной надувной подушки, встроенный в спинку 1 кресла, установленного сиденьем 2 на основании 3, включающий выполненную с тыльной стороны спинки 1 кресла напротив сидящего сзади пассажира замкнутую полость 4 функционального назначения. При этом спинка 1 кресла выполнена из немагнитного материала, полость 4 выполнена открытой со стороны заднего пассажира и закрываемой по всей высоте плотно также немагнитной крышкой 5 с винтами и расположением крышки 5 заподлицо с плоскостью тыльной стороны спинки 1. Форма полости 4 принципиального значения не имеет /в устройстве она выполнена по форме спинки 1 прямоугольной/, однако ее глубина должна быть достаточной для осуществления необходимой регулировки /см. далее/, а высота в продольном сечении спинки I должна примерно соответствовать длине верхней части туловища среднего по высоте человека. На внешней поверхности крышки 5 перед пассажиром закреплена упругая защитная поверхность 6, в исходном состоянии плотно прижатая к плоскости крышки 5, и автоматически релейно перемещаемая навстречу пассажиру с прижатием последнего к креслу и его силовой фиксацией в момент совершения ДТП при действии заданной по величине инерционной ударной нагрузки. В известных устройствах [5]-[9] защитная поверхность 6 представляет собой пневмоподушку, надуваемую от специального источника сжатого воздуха с помощью взрывного пиротехнического устройства по сигналу датчика столкновения, срабатывающего в момент совершения ДТП при заданной величине инерционной ударной перегрузки. В предлагаемом же устройстве весь приводной механизм исходного компактного размещения защитной поверхности 6, ее последующего релейного перемещения и дальнейшей фиксации осуществлен с помощью сил магнитного взаимодействия элементов привода, автоматически включаемых под действием инерционных сил, возникающих вследствие того же удара в результате ДТП, то есть приводной механизм защиты практически автономен. Для этого в замкнутую полость 4 свободно по скользящей посадке с прилеганием изнутри к тыльной стороне спинки 1 введена аксиально /по толщине/ намагниченная ферромагнитная пластина 7, а упругая защитная поверхность 6 представляет собой гофрированный сильфон из эластичной магнитомягкой резины, изготовленной на основе каучука с ферритовым наполнителем /см., например, А.Г. Алексеев, А.Г. Корнеев "Эластичные магнитные материалы", М., "Химия", 1976, стр. 115-148 [10]/, причем, процесс изготовления таких элементов налажен серийно. В исходном состоянии /см. фиг. 1/ устройства под действием сил магнитного притяжения сильфона 6 к постоянному магниту-пластине 7 сильной 6 заневолен в напряженно сжатом состоянии, при котором его гофры плотно прижаты друг к другу и он незначительно выступает вбок от наружней поверхности спинки 1 /сильфон 6 не герметичен, на верхней его торцевой поверхности выполнены отверстия 8,обеспечивающие возможность циркуляции воздуха, и, соответственно, полно го сжатия сильфона 6 и его растяжения под действием сил его продольной /осевой/ упругости при исчезновении сия магнитного взаимодействия с постоянным магнитом 7. Исходные параметры постоянного магнита 7 /коэрцитивная сила, остаточная намагниченность, эффективная магнитная масса/ и сильфона 6 подобраны таким образом, чтобы постоянный магнит 7 полностью сжимал исходно сильфон 6 через немагнитную крышку 5, образуя замкнутую магнитную цепь, где сильфон 6 является сердечником, замыкающим магнитное поле магнита 7.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии устройства при нормальных эксплуатационных режимах транспортного средства расположение элементов устройства соответствует показанным на фиг. 1, инерционные перегрузки при ускорениях и торможениях малы, и пластина /постоянный магнит/ 7 остается прижатой через немагнитную крышку 5 к сжатому сильфону 6 с прижатыми друг к другу гофрами /см. выше/. В момент совершения ДТП при мощном лобовом столкновении и достижении ударной инерционной перегрузкой вышеуказанного значения за счет собственных сил инерции пластина 7 смещается вперед и прижимается к передней стенке полости 4. /см. фиг. 2/. Глубина полости 4 выбирается достаточной для того, чтобы при таком удалении пластины 7 от ферромагнитного сильфона 6 силы их магнитного притяжения практически полностью исчезли. При этом под действием сил упругости сжатого сильфона 6 последний релейно и автоматически растягивается. При ударном силовом взаимодействии растягивающегося сильфона 6 и смещающегося ему навстречу по инерции вперед сидящего сзади в кресле пассажира с одной стороны осуществляется динамическое гашение кинетической энергии перемещаемого пассажира, а также ее диссипация и частичное преобразование в потенциальную энергию упругих сил сильфона 6 и энергии изменения магнитного поля взаимодействующих элементов, а с другой стороны - отбрасывание пассажира назад в кресло и его силовая фиксация с прижатием к спинке 1 кресла. Одновременное наличие ремней безопасности позволяет резко увеличить эффективность предлагаемого устройства за счет включения ремней в действие на начальной стадии удара. В этом случае до ударного контакта с распрямляющимся сильфоном 6 пассажир уходит по инерции вперед не свободно, а с "натягом". При этом контакт с сильфоном 6 в противофазном режиме позволяет исключить возможность получения серьезным травм со стороны ремней безопасности при дальнейшем движении пристегнутого пассажира вперед.
По мнению заявителей, предлагаемое устройство характеризуется предельной простотой, компактностью, высокой эффективностью обеспечения безопасности, комфортностью. При этом отпадает необходимость использования предельно опасных при эксплуатации пиротехнических устройств и подушек безопасности, заменяя их элементами со специальными упругими и магнитными свойствами. В этом случае появляется возможность использования для повышения безопасности современные принципиально новые элементы и технологии, обладающие многократного более высокими степенями поглощения и диссипации энергии удара. Кроме того, исключается затраты времени на надувание пневмоподушек при ДТП, что также повышает степень безопасности при ДТП.