CZ28293A3 - Energy converter in a vehicle passenger restraint system - Google Patents

Description

Vynález se týká měniče energie v přidržovacím systému pro cestující ve vozidle, s trubkovitým tělesem měniče z plasticky deformovatelného materiálu a s deformačním, v něm umístěným zařízením, ka kterému je připojeno tažné nebo suvné ústrojí a jež má nejméně jeden deformační člen, který při posunutí deformačního zařízení v tělesu měniče v určitém směru přijde do záběru se stěnou tělesa měniče a při dalším posunutí stěnu plasticky deformuje.

Dosavadní stav techniky

Úkolem takového měniče je, aby odbourával špičky zatížení v systému bezpečnostních pásů při posunutí oeoby, sedící ve vozidle, směrem kupředu při nárazu vozidla. Zvlášt účinné je použití takového měniče energie u utahovače pásu, .<který--odstrani vůli pásu-dříve, než- začne·--pohyb cestujícího ‘ « kupředu. Pro posunutí cestujícího kupředu a pro současně nastávající přeměnu energie je pak k dispozici dostačující pohybová dráha.

Takový měnič energie, který je také označován jako omezovač síly, je popsán v EP 0 422 410 Al. Sestává z válce z plasticky deformovatelného materiálu, ve kterém je umístěn a tyč, která na jednom svémi.konci z válce vyčnívá a na svém druhém konci ohraničuje volný prostor, ve kterém je umístěno několik valivých těles. Vnější průměr prstencového uspořádání, tvořeného valivými tělesy, je větší než vnitřní průměr vývrtu válce. Při vysokém tahovém zatížení mezi válcem a tyčí vniknou valivá tělesa do materiálu válce, přičemž za vytvoření podélných drážek se provádí tvářecí práce, kterou se transformuje velké množství energie a špičky zatížení v pásovém systému se odbourají.

Toto , za pomoci uvedeného měniče energie dosažitelné omezení špiček zatížení v pásovém systému značně přispívá ke snížení nebezpečí úrazu, což lze dokázat měřením zatížení na tak zvaných cvičných pannách. Bylo však zjištěno, že se špičky zatížení v pásovém systému takovým měničem energie sice omezí, ale nemohou být odstraněny.

Podstata vynálezu

Vynález vychází z úlohy .zlepšit měnič energie shora uvedeného druhu v tom směru, aby špičky zatížení v pásovém systému byly dále sníženy až k téměř úplnému odstranění, takže v pásovém systému se dosáhne zatížení téměř konstantního nebo plynule v žádané míře vzrůstajícího.

Pro vyřešení této úlohy je podle vynálezu navrženo, aby deformační zařízení obsahovalo desku, která je výkyvná mezi klidovou polohou, nakloněnou vůči ose tělesa měniče, a vzpřímenou pracovní polohou, ve které uvádí deformační členy, vytvořené na jejím radiálně vnějším' konci’/'do záběru s vnitřní stranou tělesa měniče. Toto vytvoření podle vynálezu se vyznačuje konstrukční jednoduchostí a známými výrobními náklady. Dále je toto vytvoření dimensováno zejména pto omezení síly na úroveň uvnitř intervalu 5000 až 12 OOO N. Síly v tomto rozsahu vznikají na zámku pásu'/ jelikož se na zámku pásu síly zavádějí přes dva úseky bezpečnostního pásu, takže přes ramenní pás a pánevní pás, je tam úroveň síly dvakrát tak vysoká než například v úsek- bezpečnostního pásu mezi vratným kováním a navíječem pásu. Měnič energie podle vynálezu je proto určen zejména pro užití v oblasti mezi zámkem pásu a jeho zakotvením na vozidle.

Vynález je založen na poznatku, že pro vyloučení špiček zatížení v pásovém systému musí být zaručeno, aby transformace energie se děla plastickou deformací materiálu tělesa měniče plynule á bez nárazů. Aby se toho dosáhlo, je příznivé, když deformační členy vnikají do materiálu tělesa měniče znatelně hlouběji než valivá tělesa známých měničů energie. Zabrání se pak tomu, aby stěna tělesa měniče nejdříve elasticky povolila a pak byla přibližně mnohoúhelníkovitě deformována dříve, než deformační členy vniknou do materiálu stěny tělesa měniče. Bylo zjištěno, ze se do velké míry zabrání náhlým kolísáním průběhu síly, závislého na dráze, když nastane převážně plastická deformace stěny trubkovitého tělesa měniče a do velké míry se zabrání elastickým deformacím. . .

Další znaky a výhody vynálezu vyplynou z následujícího popisu několika příkladů jako provedení ve spojitosti s výkresy, kde znázorňují:

obr. 1 schematický částečný podélný řez měničem energie podle jednoho provedení vynálezu, obr. 2 průřez měničem energie, znázorněným na obr. 1,po provedení plastické deformace trubkovitého tělesa měniče, obr. 3 schematický částečný délkový průřez měničem energie, znázorněným na obr. 1 a 2, po provedení plastické deformace trubkovitého tělesa měniče, obr. 4 šikmý průmět deformačního zařízení, vytvořeného jako deska, u provedení podle obr . 1 až 3, obr. 4a obměnu provedení podle obr.l až 4, u kterého je použito tělesa měniče, které je v průřezu obdélníkové, obr. 5a až 5c tři provedení měniče energie s různým vytvořením trubkovitého tělesa měniče, a obr.' 6a až 6c diagramy, které pro provedení podle obr. 5a až 5c znázorňují průběh síly v závislosti na dráze.

V trubkovitém tělesu 10 měniče v okrouhlém průřezu je na tažném lanku 12 umístěno deformační zařízení, která zahrnuje dva pístové členy 14., 16., upevněné za sebou ve. vzájemném odstupu, desku 30 a klíkovitý vodicí díl 34. Místové členy 14., 16 jsou posunovatelné v trubkovitém tělesu 10 měniče. Deska 30 obsahuje středové vybrání 32 pro průchod tažného lanka 12., avšak také pro umístění víkovitého středícího nástavku 16a na protilehlé čelní ploše pístového členu .16. Klínovitým vodicím dílem ' 34 z pružného materiálu je deska 30 udržována v klidové poloze, nakloněné vůči ose trubkovitého tělesa 10 měniče pod úhlem alfa o velikosti asi 30°, přičemž ja na svých obou současně navzájem protilehlých koncích ve styku s vnitřní stranou stěny tělesa 10 měniče. Jak je patrno na obr. 2 a 4, má deska 30 na těchto navzájem souměrně protilehlých koncích po dvou sousedních výstupcích 30a, které na straně přivrácené k pístovému členu „14 jsou opatřeny skosením ,36. Výstupky 30 tvoří deformační členy, přičemž skosení 36 zaručují jemné vniknutí do materiálu stěny tělesa 10 měniče bez tvoření štěpin nebo bez řezacího účinku.

V systému bezpečnostních pásů se trubkovité těleso 10 měniče zakotví například na vozidle a na tažné lanko 12. se připojí zámek pásu. Zařízení pístu a válce, znázorněné na obr. 1, může zároveň tvořit lineární pohon utahovače pásu, zabírajícího se zámkem pásu. U takového provedení působí na pístový člen 16 ve válci tvořeném trubkovitým tělesem 10 měniče tlak plynů, vytvářených pyrotechnickým plynovým generátorem, takže se pístové členy 14., 16 na obr. 1 posunutí ve směru šipky Fl uvnitř trubkovitého tělesa 10 měniče, přičemž je unášeno tažné lanko 12 a následkem toho také zámek pásu, k němu připojený. Při pohybu pístových členů 14, 16 ve směru šipky Fl na obr.l zůstává deska 30 ve své nakloněné klidové poloze. Po utažení pásu započne sunutí cestujícího, zajištěného pásovou soustavou, dopředu, přičemž přes tažné lanko 12 působí tak ve směru šipky F2 v obr. 1 na pístové členy 14, 16. Přitom se narovná deska 22' která je svými výstupky 30 pružně držena v přilehnutí na vnitřní stra nu tělesa 10 měniče, a vnikne těmito výstupky 30a do materie lu stěny tělesa 10 měniče. Obr. 2 a 3 znázorňují stav po deformaci tělesa 10 měniče.

Obr. 2 a 3 znázorňují stav měniče energie po deformaci trubkovitého tělesa 10 měniče, které má okrouhlý průřez.

Zvlášc ploché konstrukce lze dosáhnout s provedením, znázorněným na obr. 4a. Ram má těleso 10a měniče v nedeformovaném stavu pravoúhelníkový tvar průřezu a po provedení de formace přibližně oválný tvar.

• Když tloustka stěny trubkového tělesa 10 měniče je konstantní, jak je to znázorněno na obr. 5a, dojde k průběhu síly F, znázorněnému v diagramu na obr. 6a, v závislosti na úseku £ dráhy. Síla F je ona síla, která musí být vynaložena při posunutí pístových členů 14, 16 s deskou 22 v trubkovitém tělesu 10 měniče, a úsek £ dráhy je roven posunutí těchto pístových členů 14./ 16 s deskou 30 uvnitř tělesa 10 měniče. Jak je patrno z obr. 6a, vzrůstá síla F od ?· nuly plynule až k maximální hodnotě, která se dosáhne již po zlomku celkového úseku dráhy, který je k dispozici. Je zvlášt pozoruhodné, že průběh síly F je nápadně prostý výběžků a zálomů. Tím se měnič energie podle vynálezu velmi značně liší od stavu techniky, kde má mnoho deformačních členů, které jen nepatrně vnikají do materiálu tělesa 10 měničeo.U provedení, znázorněného na obr. 5a, kde má stěna tělesa měniče 10 kontantní tlouštku, zůstává síla F pak téměř konstantní, až se dosáhne koncového nárazu tělesa 10 měniče.

U provedení, znázorněného na obr. 5b, je tlouštka stěny tělesa 10 měniče konstantní asi na polovině jeho délky a pak na úseku 10a plynule vzrůstá až na hodnotu asi dvojnásobnou, aby potom zůstala konstantní v úseku 10c. Obr. 6b znázorňuje příslušný průběh síly Fv závislosti na dráze £. Na rozdíl od obr. 6a vzrůstá síla F po průběhu asi poloviny délky £ a nabude těsně před koncem tělesa měniče svou maximální hodnotu.

U provedení podle obr. 6c vzrůstá tlouštka stěny tělesa 10 měniče plynule od začátku až ke konci. Obr. 6c znázorňuje příslušný průběh síly F v závislosti na dráze s_.

Je patrno, že síla F vzrůstá zpočátku relativně strmě a potom progresivně, aby pozvolna přešla do maximální hodr noty v oblasti nárazu na konci tělesa 10 měniče.

Vhodným.vyměřením tloušňky·stěny tělesa' 10 měniče na jeho délce lze v závislosti na dráze dosáhnout téměř kaž-, dého žádaného a pro určitý případ použití vhodného průběhu síly F v závislosti na dráze s,. U všech provedení se ukazuje, že průběh síly je úplně prostý větších špiček nebo zalomení, čímž se nebezpečí zranění sníží úplně rozhodujícím způsobem.

Claims (9)

1. Měnič energie v přidržovacím systému pro cestující ve vozidle, s trubkovitým tělesem (10) měniče z plasticky deformovatelného. materiálu a s deformačním, v němž umístěným zařízením, ka kterému je připojeno tažné nebo suvné ústrojí (12) a jež má nejméně jeden deformační člen (30a).

který při posunutí deformačního zařízení v tělesu (10) měniče v určitém směru (F2) vstoupí do záběru se stěnou tělesa (10) měniče a při dalším posouvání tuto stěnu plasticky deformuje, vyznačující se tím, že defor-r mační zařízení sestává z desky(30), která je výkyvná mezi klidovou polohou, nakloněnou vůči ose tělesa (10) měniče a vzpřímenou pracovní polohou, ve které uvádí deformační členy (30a), vytvořené na jejím radiálně vnějším konci, do záběru s vnitřnív.stranou tělesa (10) měniče.

2. Měnič energie podle nároku 1, vyznačující se tím, že deformační členy (30a) jsou na každé straně desky (30) tvořeny dvěma sousedícími a na jejich koncích zaoblenými radiálními výstupky.

i

3. Měnič energie podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že deformační členy (30a) jsou na jejich hranách, kterými zabírají do stěny tělesa (10) měniče, opatřeny úkosem (36).

4. Měnič energie podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že deska (30) je vodicím dílcem (34), elasticky deformovatelným,držena v klidové poloze ve které je její rovina postavena šikmo k ose tělesa (10) měniče a její deformační členy (30a) jsou ve styku se stěnou tělesa (10) měniče.

5. Měnič energie podle nároku 4, vyznačuj í c í s e t t í tn, že deska (30) je v klidové poloze, šikmé vůči ose tělesa (10). měniče, umístěna mezi dvěma pístovými členy (14, IS), upevněnými ve vzájmeném odstupu na tažném nebo suvném ústrojí.

6. Měnič energie podle nároku 5, vyznačující se tím, že deska (30) je opatřena středovým vybráním (32), do kterého zabírá středící výstupek (16a) na sousední čelní ploše jednoho ze dvou pístových členů (16) i

7. Měnič energie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tí m , že trubkovité těleso (10) měniče energie je tvořeno válcem pyrotechnického, z pístu a válce sestávajícího lineárního pohonu u.tahovače pásu a na pístu tohoto lineárního pohonu je upraveno deformační zařízení, přičemž směr (F2) pohybu pístu (16) při uvedení lineárního pohonu v činnost je opačný k určenému směru (Fl).

3. Měnič energie podle kteréhokoliv z předcházejících -.nároků·, vyznačující se tím, že tlouštka stěny trubkovitého tělesa (10) měniče se v určeném směru (Fl) zvětšuje měrou, která je určena předem definovaným průběhem sil (F) zaváděných přes tažné nebo suvně ústrojí (12) v závislosti na dráze (s) pohybu deformačního zařízení uvnitř tělesa (10) měniče.

9. Měnič energie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se t. ím, že trubkovité těleso (10) měniče má obdélníkový tvar průřezu.

10. Měnič energie podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je dimenzován

Μ .-9pro síly (F) v rozsahu asi 5000 N' až asi 12 OOO N vznikající při posouvání deformačního zařízení v trubkovitém tělesu (10) měniče a je upraven zejména pro použití mezi zámkem pásu a místem jeho zakotvení na vozidle.