CZ279205B6 - Měnič energie v přidržovacím systému pro cestující ve vozidlech - Google Patents

Abstract

U měniče se dosáhne plynulého průběhu síly v závislosti na dráze tím, že se provede jen plastická deformace trubkovitého tělesa (10) měniče, které v nedeformovaném stavá má v průřezu okrouhlý tvar. Jako deformační členy jsou upraveny dva souměrně proti sobě ležící válce (18), z nichž každý dosedá na jednu rampovou plochu pístového členu (14).ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká měniče energie v přidržovacim systému pro cestující ve vozidle, a trubkovitým tělesem měniče z plasticky deformovatelného materiálu a deformováním, v něm upraveným zařízením, na které je připojeno tažné nebo suvně ústrojí a jež má jako dva válce vytvořené deformační členy, jež jsou svými osami upraveny kolmo k ose trubkovitého tělesa měniče na dvou vzájemně souměrně protilehlých stranách a na jejich od stěny tělesa měniče odvrácené stěně jsou podepřeny na rampové plose pístového členu, se kterým zabírá tažné nebo suvně ústrojí, a jež při posunutí deformačního zařízení v tělesu měniče v určitém směru vstoupí do záběru se stěnou tělesa měniče a při dalším posunutí stěnu plasticky deformují.

Takový měnič energie má za úkol odbourávat špičky zatížení v systému bezpečnostních pásů při dopředném přemístění cestujícího ve vozidle při nárazu vozidla. Zvlášť působivé je použití takového měniče energie v kombinaci s utahovačem pásu, který odstraní vůli pásu dříve, než dojde k posunuti cestujícího ve vozidle směrem kupředu. V tom případě je pro předsunutí cestujícího a pro současně probíhající přeměnu energie k dispozici postačující pohybová dráha.

Dosavadní stav techniky

Takový měnič energie, který je také označován jako omezovač síly, je popsán v EP 0422 410 AI, sestává z válce z plasticky deformovatelného materiálu, ve kterém je umístěna tyč, jež na svém jednom konci s válce vyčnívá a na svém druhém konci vymezuje volný prostor, do kterého je umístěno několik valivých těles. Vnější průměr prstencového uspořádání, tvořeného valivými tělesy, je větší než vnitřní průměr vývrtu válce. Při vysoké tažné zátěži mezi válcem a tyčí vnikají tělesa do materiálu stěny válce, přičemž se za Vytváření podélných žlábků koná deformační práce, kterou se přeměňuje velké množství energie a odbourávají se špičky zatížení v systému pásů.

Omezení špiček zatížení, vznikajících v systému pásů, které je dosažitelné takovým měničem energie, přispívá podstatně ke snížení nebezpečí poranění, což lze dokázat měřením zatížení na tak zvaných cvičných pannách. Bylo vsak zjištěno, že špičky zatížení v systému pásů mohou být takovým měničem energie sice omezeny, nikoliv však odstraněny.

Podstata vynálezu

Vynález vychází z úlohy zdokonalit měnič energie shora uvedeného druhu v tom směru, aby špičky zatížení v soustavě pásů byly ještě více omezeny a téměř odstraněny, takže v soustavě pásů vznikne zatížení téměř konstantní nebo plynule žádanou měrou stoupaj ící.

-1CZ 279205 B6

Pro vyřešení této úlohy navrhuje vynález, aby trubkovité těleso měniče mělo v nedeformovaném stavu okrouhlý tvar průřezu. Toto provedení měniče energie podle vynálezu je zejména určeno pro omezení síly na úrovni uvnitř oblasti asi 5 000 až 12 000 N. Síly v této oblasti vznikají na zámku pásu, protože na zámku jsou síly zaváděny přes dva úseky pásu, totiž hrudní pás a pánvový pás, je tam úroveň síly dvakrát tak vysoká jako například v úseku pásu mezi vratným kováním a naviječem pásu. Měnič energie podle vynálezu je proto určen zvlášť pro použití mezi zámkem pásu a jeho zakotvením na vozidle.

Vynález spočívá na poznatku, že pro zamezení špičkám zatížení v soustavě pásů musí být zaručeno, že přeměna energie nastává plynule a bez trhání plastickou deformací materiálu tělesa měniče. Aby se toho dosáhlo, je příznivé, když deformační členy vniknou do materiálu tělesa měniče značně hlouběji než valivá tělesa známých měničů energie. Zabrání se potom tomu, že stěna tělesa měniče nejdříve elasticky povolí a potom se přibližně mnohoúhelníkovitě zdeformuje dříve, než deformační členy vniknou do materiálu stěny měniče. Bylo zjištěno, že se do velké míry zabrání náhlým kolísáním průběhu síly, závislého na dráze, když nastane převážně plastická deformace stěny trubkovitého tělesa měniče, a když se v míře do největší zabrání elastickým deformacím.

Přehled obrázků na výkrese

Další znaky a výhody vynálezu vyplynou z následujícího popisu jeho několika příkladů provedení v souvislosti s připojenými výkresy, kde na obr. 1 je schematický částečný podélný řez prvním provedením měniče energie, na obr. 2 je průřez měničem energie, znázorněným na obr. 1, po provedení plastické deformace trubkovitého tělesa měniče, na obr. 2a je schematický šikmý průmět desky u provedení měniče energie, znázorněného na obr. 1 a 2, na obr. 3a až 3c jsou tři provedení měniče energie s různým vytvořením trubkovitého tělesa a na obr. 4a až 4c jsou diagramy, které pro provedení podle obr. 3a až 3c znázorňují průběh síly v závislosti na dráze.

Příklady provedení vynálezu

V trubkovitém tělesu 10 měniče o okrouhlém průřezu je na tažném lanku 12 upraveno deformační zařízení, které zahrnuje dva pístové členy 14, 16 upevněné za sebou na tažném lanku 12, a dva válce 18, jež přiléhají na dvě souměrně navzájem protilehlé rampové plochy 20 pístového členu 14 a na desku 22 z pružného materiálu dosedají v klidové poloze na dno rampových ploch 20, přičemž na svých osových čelních koncích jsou ve styku s vnitřní stranou stěny trubkovitého tělesa 10 měniče. Pístové členy 14, 16 jsou posuvné v trubkovitém tělesu 10 měniče.

V systému bezpečnostních pásů se trubkovité těleso 10 měniče zakotví například na vozidle, a na tažné lanko 12 se připojí zámek pásů. Zařízení s pístem a válcem, znázorněné na obr. 1, může zároveň tvořit lineární pohon utahovače pásu, zabírajícího na zámku pásu. U takového provedení je pístový člen 16 pod vlivem tlaku plynů, vytvářených pyrotechnickým plynovým generátorem, takže pístové členy .14, 16 podle obr. 1 jsou posouvány ve směru šipky F1 uvnitř trubkovitého tělesa 10 měniče, přičemž je unášeno

-2CZ 279205 B6 tažné lanko 12 , a tím také zámek pásu, k němu připojený. Po utažení pásu začne předsouvání cestujícího, zajištěného soustavou pásů, přičemž působí tak přes tažné lanko 12 ve směru šipky F2 na obr. 1 za pístové členy 14 , 16. Válce 18., které připouštějí volný pohyb pístových členů 14, 16 ve směru šipky F1, jsou deskou 22 udržovány pružně v dosednutí na vnitřní stranu stěny trubkovitého tělesa 10 měniče, a dostanou se nyní s touto stěnou do záběru, když nastane pohyb ve směru šipky F2, protože jsou tlačeny rampovými plochami 20 radiálně směrem ven. Vnikají nyní plynule stále více do materiálu stěny trubkovitého tělesa 10 měniče, což vede k plastické deformaci této stěny. Tento stav plastické deformace je znázorněn na obr. 2.

Je-li tloušťka stěny trubkovitého tělesa 10 měniče konstantní, jak je znázorněno na obr. 3a, má síla F v závislosti na dráze s průběh znázorněný na obr. 4a. Síla F je síla, která musí být vynaložena při posouvání pístových členů 14., 16 s válci 18 v trubkovitém tělesu 10 měniče, a dráha s je míra posunutí těchto pístových členů s válci 18 uvnitř tělesa měniče. Jak je patrno z obr. 4a, vzrůstá síla F od nuly plynule k maximální hodnotě, které se dosáhne již po zlomku celého dráhového úseku, který je k dispozici. Je zvlášť pozoruhodné, že průběh síly F je výrazně oproštěn od hrotů a poklesů. Tím se měnič energie podle vynálezu výrazně odlišuje od stavu techniky s velkým množstvím deformačních členů, například koulí, které jen nepatrně vnikají do materiálu tělesa měniče. U provedení znázorněného na obr. 3a s konstantní tloušťkou stěny tělesa 10 měniče zůstává síla F potom přibližně konstantní, až se dosáhne koncové narážky tělesa měniče.

U provedení, znázorněného na obr. 3a, je tloušťka stěny tělesa 10 měniče přibližně konstantní asi v polovině jeho délky a potom na úseku 10a vzrůstá plynule na hodnotu přibližně dvojnásobnou, aby potom v úseku 10 zůstala konstantní. Obr. 4a znázorňuje příslušný průběh síly F v závislosti na dráze s. Na rozdíl od obr. 4a vzrůstá síla F po proběhnutí asi poloviny úseku s dráhy a dosáhne nejvyšší hodnoty těsně před koncem tělesa měniče.

U provedení podle obr. 3c vzrůstá síla stěny tělesa 10 měniče plynule od jeho začátku k jeho konci. Obr. 4c znázorňuje příslušný průběh síly F v závislosti na dráze s. Je patrno, že síla F vzrůstá zpočátku relativně rychle a potom postupně, aby v oblasti nárazu na konci tělesa 10 měniče pozvolna přešla do maximální hodnoty.

Vhodným vyměřením tloušťky stěny tělesa měniče na jeho délce lze dosáhnout téměř žádaného a pro určitý případ použití vhodného průběhu síly F v závislosti na dráze s. U všech provedení se ukazuje, že průběh síly je prost větších špiček nebo poklesů, čímž se zcela zásadně sníží nebezpečí zranění.

Obr. 2a znázorňuje desku 22 a válec 18, jež jsou oba umístěny na rampové ploše 20.· Drážka, vytvarovaná do pístového členu 14 tvoří rampovou plochu 20.· Bočními stěnami drážky je každý válec 18 držen v příznivé, středové klidové poloze pro začátek deformující práce. Pro zamezení špiček zatížení je totiž důležité, aby válce 18 byly stejnoměrně a plynule uváděny do záběru s vnitřní stranou trubkovitého tělesa měniče.

-3CZ 279205 B6

Další optimalizace se dosáhne tím, že se válce 18 na osových čelních koncích opatří zaobleným přechodem k plášti válce. Poloměr zaoblení činí podle materiálu a velikosti tělesa 10 měniče asi 0,7 až 0,9 mm, s výhodou 0,8 mm. Tímto zaoblením se dosáhne toho, že válce 18 nejdříve svými konci zaberou s vnitřní stranou tělesa 10 měniče zlehka, místo aby do materiálu tělesa 10 měniče vnikly na způsob řezání nebo odběru třísek.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Měnič energie v přidržovacím systému pro cestující ve vozidle, s trubkovým tělesem měniče a plasticky deformovatelného materiálu a s deformačním, v něm upraveným zařízením, na které je připojeno tažné nebo suvné ústrojí a jež má dva jako válce vytvořené deformační členy, jež jsou svými osami upraveny kolmo k ose trubkovitého tělesa měniče na dvou souměrně protilehlých stranách a na jejich od stěny tělesa měniče odvrácené straně jsou podepřeny na rampové ploše pístového členu, se kterým zabírá tažné nebo suvné ústrojí a jež při posunutí deformačního zařízení v tělesu měniče v určitém směru vstoupí do záběru se stěnou tělesa měniče a při dalším posunutí tuto stěnu plasticky deformují, vyznačující se tím, že trubkovité těleso (10) měniče má v nedeformovaném stavu okrouhlý tvar průřezu.
2. 2. Měnič energie podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z válců (18) je držen na desce (22) z pružného materiálu v klidové poloze na dnu rampové plochy (20) a na jeho osových koncích je držen ve styku se stěnou tělesa (10) měniče.
3. 3. Měnič energie podle nároků 2, vyznačující se tím, že drážka vytvarovaná v pístovém členu (14) tvoří rampovou plochu (20), přičemž boční plochy drážky zabírají s osovými čelními plochami válců (18) a ustředují je ve směru kolmém k ose trubkovitého tělesa (10) měniče.
4. 4. Měnič energie podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že válce (18) mají na jejich osových koncích zaoblený přechod od jejich plášťové plochy k jejich čelní ploše a poloměr zaobleného přechodu leží mezi 0,5 a 1 mm, s výhodou 0,7 až 0,9 mm.
5. 5. Měnič energie podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že trubkovité těleso (10) měniče je tvořeno válcem pyrotechnického, píst a válec obsahujícího lineárního pohonu utahovače pásu a deformační zařízení je upraveno na pístu tohoto lineárního pohonu, přičemž směr (Fl) pohybu pístu (14) při uvedení lineárního pohonu v činnost je opačný než určený směr (F2).

   -4CZ 279205 B6
6. 6. Měnič energie podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že tlouštka stěny trubkovitého tělesa (10) vzrůstá v určeném směru (F2) předem určeným průběhem sil (F) zaváděných tažným nebo suvným ústrojím (12) v závislosti na pohybové dráze (s) deformačního zařízení uvnitř tělesa (10) měniče.
7. 7. Měnič energie podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je pro síly (F), vznikající při posouvání deformačního zařízení v trubkovitém tělesu (10) měniče v rozmezí 5 000 N až 12 000 N a upraven mezi zámkem pásu a místem pro zakotvení na vozidle.

   2 výkresy