NO155871B - Laas for sikkerhetsbelter eller lignende. - Google Patents

Description

Nærværende oppfinnelse vedrører en ny type lås for bilbelter og lignende, og låsen er spesielt konstruert for å motstå de meget høye G-krefter som låssystemet utsettes for i samband med bl.a. kollisjoner, og hvorved sikkerhetsbeltesystemet eventuelt kan være forsynt med en innretning som meget hurtig reagerer på en kollisjon og deretter bevirker en like-ledes hurtig forstramming av sikkerhetsbeltet.

For å redusere personskadene ved bilkollisjoner har senere tids forskning vist at det er meget viktig at personen(e)

blir sittende mest mulig ubevegelig fastlenket til bilsetet under kollisjonen. Dette vitenskapelig underbygde faktum bygger bl.a. på den erkjennelse at bare en person som sitter helt fastlenket til bilsetet vil kunne dra full nytte av den i bilen innebygde såkalte deformas jonssone, som i sin tur er avgjørende for bilens bremsestrekning. Det opptrer ved kollisjon, som kjent, meget høye G-krefter, hvis absolutte verdi avtar med økende bremsestrekning. Ved slakk i bil-beltesystemet eller ved tøyning av det samme vil bremsestrek-ningen reduseres og G-kraften følgelig øke.

Av det ovenforstående er det åpenbart at det ved kollisjoner bør tilstrebes at personen(e) i mest mulig grad følger bilens deformasjonssyklus, og for å oppnå dette formål må personen være mest mulig ubevegelig fastgjort til bilsetet under hele kollisjonssyklusen.

For å avstedkomme dette er det i dag utviklet bl.a. pyrotekniske innretninger, som i kollisjonens første fase bevirker en tilstramming av sikkerhetsbeltet. Ved denne teknikk er det i bilens fremre parti anordnet G-sensitive enheter (sen-sorer) , som er kalibrert til å reagere ved en bestemt G-verdi, og hvorved det utløses et signal, som via f.eks. en detoner-ende lunte eller på elektrisk veg overføres til en pyrotek-nisk ladning, som utløses, og som er koplet til belterullens aksel, som umiddelbart aktiveres og strammer inn sikkerhetsbeltet. Alt dette skjer under kollisjonens startfase og før kritiske G-verdier oppstår. På denne måten vil personen(e) holdes fastgjort til bilsetet1 og således befinne seg i den mest gunstige posisjon for å møte den kommende kollisjon.

Når det gjelder beltesystemets tøybarhet, så sier det seg selv at denne bør være så liten som mulig, og beltesystemet bør idealt sett være stumt. Ved utløsning av den pyrotekniske ladningen vil det i utløsningsøyeblikket opptre G-krefter på mellom 2000 og 3000, og disse krefter vil meget hurtig over-føres til beltesystemet og dermed også selve låsen. Denne momentane innstramming, som.altså medfører meget høye G-krefter, er meget kritisk for låsen, da mekanismen i låsen vil "flyte". Innstrammingen'av beltesystemet skjer hovedsake-lig i låsens lengderetning,; og alle låsens deler vil som en reaksjon presses i retning nedover.

Kovensjonelle låser er ikke konstruert for å møte de ovenfor nevnte forhold, som bl.a. innebærer at låsen utsettes for eksepsjonelt høye G-krefter, og som således medfører at låsen mer eller mindre settes ut av funksjon, f.eks. ved at mekanismen ufrivillig åpnes. Som et eksempel på en lås som reagerer på den forannevnte måte kan nevnes den lås som er beskrevet i søkerens eget ;norske patent nr. 149985, men så har da heller ikke denne lås tilkommet for å mostå meget høye G-verdier. Den i nevnte patent beskrevne lås har nemlig tilkommet i første rekke for å hindre at krefter under 1 kp vil kunne åpne låsen, og for å være motstandsdyktig overfor krefter som søker å knuse låsen. Låsen ifølge norsk patent nr. 149985 er av den type som anvender såkalt låsetunge som er festet til sikkerhetsbeltet, og som videre består av låseklaff for fastlåsing;av låsetungen, låsefjær som ligger an mot og trykker på låseklaffen, trykk-knapp for utløsing av låsetungen og utstøteranordning for utstøting av låsetungen. For å sikre låsing inneholder låsen ytterligere en sperreklaff, som står i inngrep med låsefjærens ene ende, og som i sperret posisjon griper inn under låseklaffen, som derved presses sammen méd låsetungen.

Et forhold som også bør nevnes er at utviklingen går i retning av lettere biler. Dette resulterer bl.a. i at de nevnte bremsestrekninger eller retardasjonsstrekninger vil bli kor-tere enn tidligere, hvilket i sin tur medfører høyere belastning på bl.a. beltelåsen i selve oppfangingsfasen som følger etter den hurtige oppstrammingsfasen.

Formålet med nærværende oppfinnelse har vært å fremskaffe en sikkerhetsbeltelås som vil motstå de meget høye G-verdier som bl.a. oppstår ved kollisjonens innledende fase, hvorved forstrammingen av beltesystemet finner sted og/eller ved bruk av et beltesystem som ikke i nevneverdig grad er tøy-bart, d.v.s. et nærmest såkalt stumt beltesystem. Det er,

som det lett vil forstås, helt avgjørende at det nevnte formål oppnås, da låsen må være intakt og funksjonsdyktig for å møte og motstå de etterfølgende krefter, som overføres til låsen når personen fanges opp og holdes fast av beltesystemet, og som altså ledsager hele kolisjonssyklusen.

Det nevnte formål er oppnådd med en lås ifølge nærværende oppfinnelse, og hvis type samt karakteristiske trekk vil fremgå av de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal nærmere forklares ved hjelp av bl.a. teg-ninger som viser én utførelsesform av oppfinnelsen, og hvor: Fig. 1 viser de forskjellige komponenter som låsen er bygget

opp av,

Fig. 2 viser et vertikalsnitt av låsen i åpen stilling,

Fig. 3 viser et vertikalsnitt av låsen i låst stilling, og Fig. 4 viser samme vertikalsnitt som Fig. 3, men hvor noen

kraftkomponenter som opptrer ved kollisjon er antydet.

I fig. 1 vises utstøteren 1 med utstøterkammen la, utstøter-ørene lb og utstøterbenene lc; låseklaffen 2 med støtteøre 2a, hengselarmer 2b og naglen,2c; sperreklaffen 3 med benene 3a, opplagringstappen 3b, tverrbom 3c og ører 3d for festing av fjærer; låsefjærer/utstøtterfjærer 4; låskassen 5 med bak-delen 5a, festehull 5b for fastgjøring til bil, styrehull 5c og utsparinger 5d for opplagring av sperreklaff, en utsparing 5e for opptak av sperreklaffens 2 støtteøre 2a og et mellomrom 5f mellom de to parallelle platene; trykk-knapp 6 med løftekammer med sideplate 6a og ørekammer 6b; låsetungen 7 med tungenesen 7a; trykk-knappfjærer 8; og innerrammen 9 med tårn 9a med kammer for å holde oppe samt styre sperreklaffen og styrekantene 9b for styring av innstikkertungen 7.

Fig. 2 viser låsen i åpen posisjon. Utstøteren 1, som ligger og glir i låskassen 5, og da i det mellomrom 5f som skapes mellom låskassens 5 bunndel og 'overdel, ligger i fremre posisjon og med låsefjærene/utstiøtterfjærene 4 svakt spent. De nevnte fjærene 4 er med sin ene ende festet til utstøtterøre-ne lb og med sin andre ende festet til sperreklaffens 3 ører 3d. Sperreklaffen 3 er ved hjelp av opplagringstappene 3b svingbart lagret i låskassens 5 utsparinger 5d. Låseklaffens støtteøre 2a hviler på utstøterens 1 bakre del, og låseklaffen 2 befinner seg således i åpen posisjon. Sperreklaffen 3 presser med sine ben 3a mot låseklaffen 2. Låseklaffens 2 hengslerarmer 2b styres rundt låsekassens 5 bakdel 5a, og ligger an mot sperreklaf f en 3,' slik at sperreklaf f ens 2 nagle 2c ikke kan gå ut av låskassens 5 styrehull 5c. Når trykk-knappen 6 er trykket inn/ned, vil trykk-knappens løftekammer med sideplate 6a løfte låseklaffen 2 maksimalt.

Når låsetungenesen 7a til låsetungen 7 trykkes helt inn i låsen vil utstøterørene lb trykkes innover til bakre posisjon og låsefjærene/utstøterfjærene 4 vil være maksimalt spent,

se stiplet linje 4a. Til tross for maksimal spenning av fjærene 4 vil den nedadvirkendé kraft på sperreklaffen 3 ikke bli ugunstig høy, og dette skyldes avstanden mellom kraft-centerlinjen 4a og sperreklaffens 3 opplagringstapper 3b.

Med andre ord så vil momentarmen reduseres desto lenger bak

utstøterørene befinner seg.

Fig. 3 viser låsen i låst posisjon. Spenningen på fjærene 4

er nå høyere og selve låsekraften er høy på grunn av at sperreklaffen 3 befinner seg nede i låse-/sperre-posisjon, og har derved nesten maksimal momentarm mot fjærkraften.

Låseklaffen 2 ligger nå i låseposisjon og naglen 2c ligger

på plass og rager gjennom låsekassens 5 låsehull 5c, og låsetungens neseparti 7a presses mot naglen 2c av utstøterens ben lc. Normalt vil ikke naglen 2c være i kontakt med låskassen 5, og dette forhold minsker således friksjon ved bruk. Ved belastning derimot vil naglen 2c ligge an mot låskassen hvor hengslearmene 2b vil fjære. Det oppstår på denne måten rene skjærkrafter på naglen 2c, hvorved det oppnås maskimal utnyttelse av materialenes strekkfasthet.

Ved åpning av låsen vil først trykk-knappens 6 øvre kammer 6b presse sperreklaffens 3 tverrbom 3c ned og "kjøre over" denne. Når nevnte tverrbom er presset tilstrekkelig langt ned vil trykk-knappens 6 løftekammer med sideplater 6a løfte låseklaffen 2 opp, og sperreklaffen 3 kan på grunn av at den nå svinger ut presses opp. Etter hvert som fjærene 4 strammes vil kraften bare øke marginal 6 på grunn av at momentarmen blir redusert. Når låseklaffen 2 er nesten helt oppe støter ut-støteren 1 låsetungen 7 ut av låsen. Utstøterkammen la løfter låseklaffens 2 støtteøre 2a og holder derved låseklaffen oppe.

Fig. 4 viser i likhet med Fig. 3 låsen i låst posisjon og skal illustrere de krefter som vil virke på låsen ved høye G-belastninger. I viser en typisk sektor for G-krafter ved bruk av forstramming av sikkerhetsbelte. Kraftresultanten Ia er relativt typisk. Sperreklaffen 3 vil ha sitt tyngde-punkt under opplagringstappene 3b, og sperreklaffen vil således låses proporsjonalt med G-belastningen. Trykk-knappen 6 vil bevege seg ned ved G-belastningv Det som herved holder imot er de to trykk-knappfjærene 8 samt anlegget mot sperreklaf f ens tverrbom 3c. Vinkelen på trykk-knappens 6 øvre kammer 6b er tilpasset og avstemt mot trykk-knappens 6 vekt, videre trykk-knappf jærens,' 8 spennkraft og sperreklaf f ens 3 vekt, slik at det oppnås 'en statisk balanse ved G-belastning. Låsen vil således ikke åpne selv om G-belastningen blir meget høy.

På Fig. 4 betyr: N = trykk-knappens åpningsmoment

G-^ og'G2 = sperreklaf fens låsemoment langs / kraftresultant Ia.

Claims (4)

1. Lås for bilbeltelåser eller lignende, og som spesielt er beregr.at på å kunne motstå de høye G-krefter som låsesy-stemet utsettes for ved kollisjon, hvilken lås i alt vesentlig består av låseklaff (2) med bl.a. nagle (2c) for fastlåsing av en låsetunge (7), som er festet til bilbeltet i en låse-kasse (5), som oppviser to sidevegger med utsparinger (5d) for dreibar opplagring av en sperreklaff (3) som sperrer låseklaffen (2); en utstøter (1) som oppviser to utstøterben (lc) og en mellom disse liggende og oppad skrånende utstøterkam (la)/ og som har til oppgave å utstøte låsetungen (7); en trykk-knapp (6) som inneholder løfteorganer (6a, 6b); en innerramme (9) som omfatter holder- og styreirganer (9a) for sperreklaffen (3) samt en låsekåpe (ID), karakterisert ved at låseklaffen (2) er utformet med et støtteøre (2a) og to hengselarmer (2b), som skal ligge an mot og være drei-bare omkring den bakre del til låsekassen (5), som er utformet med to parallelle plater, slik at det skapes et mellomrom (5f), hvilke parallele plater oppviser tre gjennomgående utsparinger, nemlig et festehull (5b) for fastgjøring av låsen til bil, en utsparing (5e) for opptak av låseklaffens (2) støtteøre (2b) og et låsehull (5c) for styring og opptak av låseklaffens nagle (2c); at sperreklaffen (3) er utformet som to vinkelben, hvorved det ene vinkelbenet utgjøres av en tverrbom (3c) og det andre vinkelbenet (3a) er utformet for anlegg mot låseklaffen (2) og utstyrt med festepunkter (3d) for festing av fjærer (4), som er forbundet med festepunkter (lb) på utstøteren (1), som er glidbar bevegelig anordnet til låsekassens (5) mellomrom (5f); og at mellomrommet (5f) i låsekassens (5) fremre ende er tilpasset for innføring av låsetungen.

2. Lås ifølge krav 1, karakterisert ved at sperreklaffen (3) på hver side og der hvor vinkelbenene løper sammenn oppviser tapper (3b) for opplagring; at vinkelbenet (3a) oppviser to ben samt to ører (3d) for festing av fjærene (4), og at festepunktene for nevnte fjærer til ut-støteren (1) utgjøres av utstøterørene (lb) .

3. Lås ifølge krav 1 og , 2, karakterisert ved at det vinkelben av sperreklaffen (3) som inneholder tverbommen (3c) er slik utformet at denne del er så lett som mulig, mens det andre vinkelbenet til sperreklaffen (3) er slik utformet at denne del er'relativt tung.

4. Lås ifølge krav 1-3, karakterisert ved at låskassen (5) er utformet i ett stykkke.