CZ28393A3 - Energy converter in a vehicle passenger restraint system - Google Patents

Description

Vynález se týká měniče energie v přidržovacím 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 suvné

J. ústrojí a jež má dva jako válce vytvořené deformační členy, jež jsou svými osami upraveny kolmo k ose trubkovitého tělesa měniče na dvou vzájemně souměrně přotilehlých stranách a na jejich od stěny tělesa měniče odvrácené stěně jsou podepřeny na rampové ploše pístového členu, se kterým zabírá tažné nebo suvní 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. Zvlášt působivé je použití takového měniče energie v kombinaci s utahovačem pásu, který odstraní vůli pásu dříve, než dojde k posucestujícího ve vozidle směrem kupředu. V tom případě předsunutí cestujícího a pro současně probíhající pře· ,ergie k dispozici postačující pohybová dráha.

‘-tav techniky vý měnič energie, který je také označován jako ’íly, je popsán v EP 0422 410 Al, sestává z válce y deformovatelného materiálu, ve kterém je umísež na svém jednom konci s válce vyčnívá a na svém i. 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.

Λ X e

Omezení špiček zatížení, vznikajících v systému pasu které je dosažitelné takovým měničem energie, přispívá pod statně ke snížení nebezpečí poranění, což lze dokázat měře ním zatížení na tak zvaných dvičných pnnách.Bylo však zjiš těno, 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 stoupající.

Pro vyřešení této úlohy navrhuje vynález, aby trubkovité těleso měniče mělo v nedeformovaném stavu okrouhlý tvar průřezu. Toto provedení měniče energie podle vynálezy je zejména určeno pro omezení síly na úrovni uvnitř obij asi 5000 až 12 OOO N. Síly v této oblasti vznikají na pásu; jelikož na zámku jsou síly zaváděny přes dva úsi pásu, totiž hrudní pás a pánvový pás, . je tam úroveň s* dvakrát tak vysoká než například v úseku pásu mezi vra kováním a navíječem pásu. Měnič energie podle vynálezu proto určen zvlášt pro použití mezi zámkem pásu a jeho kotvením 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 neý valivá tělesa známých měničů energie. Zabrání se pak tomu, že stěna tělesa měniče nejdříve elasticky';, povolí a pak 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 čo největší zabrání elastickým deformacím.

Další znaky a výhody vynálezu vyplynou z následujícího popisu jeho několika příkladů provedení v souvislosti s připojenými výkresy, kde znázorňuje obr. 1 schematický částečný podélný řez provním provedením měniče energie,

obr. 2 průřez měničem^energie, znázorněným na^obr.^1, po provedení plastické deformace trubkovitého tělesa měniče, obr. 2a schematický šikmý průmět desky u provedení měniče energie, znázorněného na obr. 1 a 2,

Obr. 3a až 3c tři provedení měniče energie s různým vytvořením trubkovitého tělesa měniče, obr. 4a až 4c diagramy, které pro provedení podle obr. 3a ;až 3c znázorňují průběh síly v závislosti na dráze.·

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 Fl uvnitř trubkovitého tělesa 10 měniče, přičemž je unášeno tažné lanko 12 a tím také zámek pásu, k němu připojený. Po utažení pásu začne předsouvání cestujícího, zajištěného soustavou pásu, přičemž působí tak přes tažné lanko 12 ve směru šipky F2 na obr.l za pístové-členy 14,

16. Válce 18, které připouštějí volný pohyb pístových členů 14, 16 ve směru šipky Fl, jsou deskou 22 udržovány pruž ně v dosednutí na vnitřní stranu stěny trubkovitého tělesa 10 měniče, a dostatnou se nyní s touto stěnou do záběru, když nastane pohyb ve směru šipky F2, nebot 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 tloustka stěny trubkovitého tělesa 10 měniče konstantní, jak je znázorněno na obr. 3a, má síla F>v závislosti na dráze £ 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 £ 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 disposici. Je zvlášt 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 tlouštkou stěny tělesa 10 měniče zůstává síla F potom přibližně konstantní, až se dosáhne koncové narážky tělesa měniče.

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

Je patrno, že síla F vzrůstá zpočátku relativně rychle a pak postupně, aby v oblasti nárazu na konci tělesa 10 měniče pozvolna přešla do maximální hodnoty.

Vhodným vyměřením tlouštky stěny tělesa měniče na jeho délce lze dosáhnout téměř každého žádaného a pro určitý případ použití vhodného průběhu síly F v závislosti na dráze £. 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.

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.

Zastupuje:

Dr. ZDENKA KOREJZOVá

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Měnič energie v přidržovacím systému pro cestující ve vozidle, s trubkovým tělesem (10) měniče a plasticky deformovatsiného materiálu a s deformačním, v něm upraveným zařízením, na které je připojeno tažné nebo suvně ústrojí (12) a jež má dva jako válce vytvořené deformační členy, jež jsou svými osami upraveny kolmo k ose trubkovitého tělesa (10) měniče na dvou souměrně protilehlých stranách a na jejich od stěny tělesa měniče odvrácené straně jsou podepřeny na rampové ploše (20) pístového členu (14), se kterým zabírá tažné nebo suvně ústrojí (12) a jež při posunutí deformačního zařízení v tělesu měniče v určitém směru (F2) vstoupí do záběru se stěnou tělesa (10) měniče a při dalším posunutí tuto stěnu plasticky deformují, vyznačující se t í m, že trubkovité těleso (10) měniče má v nedeformovaném stavu okrouhlý tvar průřezu.
2. 2. Měnič energie podle nároku 1, vyznačuj í c í se t í m, že každý z nároků (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 nároku 2, vyznačuj í c í se t í m, 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 leýí mezi asi 0,5 a 1 mm, s výhodou 0,7 až 0,9 mm.
5. 5. Měnič energie podle jednoho z předcházejících nároků, 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).
6. 6. Měnič energie'podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tlouštka stěny trubkovitého tělesa (10) vzrůstá v určeném směru (F2) tou měrou, jež je určena 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 ,vyznačující se tím, že je dimenzován pro síly (F), vznikající při posouvání deformačního zařízení v trubkovitém tělesu (10) měniče v rozmezí asi 5000 N až asi 12 000 N a vytvořen zejména pro použití mezi zámkem pásu a místem jeho zakotvení na vozidle.