PL224330B1 - Pętlowy absorber energii - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pętlowy absorber energii kinetycznej, którego zadaniem jest ograniczenie wartości maksymalnych opóźnień działających na ciało dziecka przewożonego w pojeździe samochodowym w foteliku bezpieczeństwa, w czasie wypadku drogowego.

Znane jest z opisu patentowego US 5685603 A urządzenie pochłaniające energię kinetyczną dziecka i fotelika, w którym fotelik przesuwający się po prowadnicy podlega działaniu elementu pochłaniającego energię. Rozpraszanie energii odbywa się na skutek ściskania, ścinania, lub kruszenia elementu podatnego, rozwijaniu taśmy, wzajemnego tarcia elementów ruchomych lub poprzez zastosowanie amortyzatora.

Znany jest z opisu patentowego US 6513870 B1 fotelik bezpieczeństwa składający się z korpusu, oparcia, oraz siedziska połączonego sztywno z korpusem. Dolny koniec oparcia połączonego obrotowo z korpusem dociągany jest do siedziska za pomocą sprężyny. W trakcie zderzenia dolna część oparcia może przesuwać się w kierunku przodu pojazdu.

Znany jest z opisu patentowego WO 2007/115303 A1 fotelik bezpieczeństwa wyposażony w sprężynowy mechanizm napinający zintegrowane pasy bezpieczeństwa.

Pętlowy absorber energii według wynalazku stosowany do ograniczenia wartości maksymalnych opóźnień działających na ciało dziecka posadowionego w foteliku bezpieczeństwa w pojeździe podczas zderzenia czołowego lub bocznego charakteryzuje się tym, że składa się z pętli z drutu umieszczonej na okrągłym pręcie lub tulei. Absorber jest mocowany do siedziska fotelika bezpieczeństwa i podstawy fotelika bezpieczeństwa przez połączenie tulei/pręta z jednym z przemieszczających się względem siebie elementów fotelika bezpieczeństwa, to jest z siedziskiem lub podstawą oraz przez połączenie uchwytów absorbera z podstawą lub siedziskiem. Pętla absorbera może swobodnie obracać się na umieszczonym w niej pręcie/tulei, przy czym końce drutu, z którego wykonana jest pętla stanowią uchwyty absorbera.

Pętlowy absorber energii będący przedmiotem wynalazku będzie miał zastosowanie w fotelikach bezpieczeństwa przytrzymujących dzieci przewożone w pojazdach samochodowych. Może być również stosowany wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba kontrolowanego rozpraszania energii kinetycznej. Cechą, która wyróżnia pętlowy absorber energii od innych rozwiązań wykorzystywanych dla rozpraszania energii kinetycznej, jest bardzo szybkie narastanie siły oporu absorbera po jego uruchomieniu a następnie utrzymywanie stałej wartości tej siły przez cały czas działania absorbera. Dodatkowymi zaletami rozwiązania jest jego prostota, zwartość, odporność na wpływ warunków atmosferycznych i eksploatacyjnych, łatwość doboru wartości parametrów decydujących o wartości generowanej siły oporu oraz niski koszt wytwarzania.

Głównym celem zastosowania pętlowego absorbera energii w konstrukcji fotelika bezpieczeństwa dla dziecka jest kontrolowanie maksymalnej wartości opóźnienia działającego na ciało dziecka podczas wypadku drogowego.

Siedzisko fotelika bezpieczeństwa, w którego konstrukcji wykorzystano pętlowy absorber energii ma możliwość kontrolowanego przemieszczania się względem podstawy fotelika w kierunku równoległym lub prostopadłym do osi wzdłużnej pojazdu.

Zastosowanie absorbera w konstrukcji fotelika bezpieczeństwa pozwala na kontrolowanie wartości opóźnień działających na dziecko w czasie wypadku drogowego, będących przyczyną poważnych obrażeń ciała dziecka. Jest to szczególnie istotne w odniesieniu do małych dzieci, które są znacznie mniej odporne na działanie obciążeń dynamicznych w porównaniu z osobami dorosłymi (duża głowa, podatność na urazy ze względu na słabo zrośnięte spojenia kości czaszki (ciemiączka), mała wytrzymałość układu kostnego).

Konstrukcje aktualnie oferowanych na rynku urządzeń przytrzymujących dla dzieci przebywających w pojazdach nie wykorzystują tego typu absorberów dla zmniejszenia wartości opóźnień działających na ciało dziecka. Dla złagodzenia procesu wyhamowywania ciała dziecka wykorzystywane są przede wszystkim pasy bezpieczeństwa. W nielicznych najnowszych konstrukcjach fotelików bezpieczeństwa zastosowano tłumiki hydrauliczne, pneumatyczne i rozciągane sprężyny.

W pętlowym absorberze energii będącym przedmiotem wynalazku absorbowanie i rozpraszanie energii następuje przez „prostowanie” w warunkach osiągnięcia odkształceń plastycznych, drutu, z którego wykonana jest pętla absorbera. W czasie działania absorbera, naprężenia w materiale pętli mają prawie stałą wartość i są znacząco niższe od granicznych naprężeń zrywających drut, z którego wykonana jest pętla. Konstrukcja absorbera pozwala na uzyskanie szybkiego wzrostu wartości siły

PL 224 330 B1 oporu, jaką generuje absorber w chwili jego uruchomienia i utrzymanie stałej wartości tej siły aż do całkowitego wyczerpania możliwego zakresu przesunięcia (wynikającego z odległości uchwytów mocujących drut pętli). Zastosowanie pętlowego absorbera energii w mechanizmie przesuwu fotelika bezpieczeństwa pozwala na zmniejszenie obciążeń dynamicznych działających na ciało dziecka przewożonego w pojeździe podczas wypadku drogowego, w czasie którego ma miejsce uderzenie w przód lub bok pojazdu. W wyniku uderzenia między elementami fotelika bezpieczeństwa działają siły bezwładności, które uruchamiają przesuw siedziska fotelika względem podstawy fotelika, w kierunku równoległym lub prostopadłym do osi wzdłużnej pojazdu. Przemieszczające się względem siebie elementy fotelika bezpieczeństwa połączone są pętlowym absorberem energii. Przesuwanie się siedziska fotelika powoduje przemieszczanie się pętli absorbera względem uchwytów mocujących drut pętli, co pozwala kontrolować wartość siły występującej między przemieszczającym się siedziskiem fotelika bezpieczeństwa i podstawą fotelika, a przez to kontrolować wartość siły oddziaływania integralnych pasów bezpieczeństwa i innych elementów fotelika bezpieczeństwa na ciało dziecka w czasie fazy przesuwu siedziska fotelika.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na schematycznym rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia ogólny widok i położenie elementów pętlowego absorbera energii w stanie początkowym przed uruchomieniem absorbera, Fig. 2 - ogólny widok i położenie elementów pętlowego absorbera energii w fazie końcowej działania absorbera, Fig. 3 - ogólny widok i położenie elementów fotelika bezpieczeństwa oraz zamontowanych w nim dwóch pętlowych absorberów energii w stanie początkowym, przed uruchomieniem absorberów, w czasie zderzenia czołowego pojazdu z zamocowanym fotelikiem bezpieczeństwa, Fig. 4 - ogólny widok i położenie elementów fotelika bezpieczeństwa oraz zamontowanych w nim dwóch pętlowych absorberów energii w fazie końcowej działania absorberów, podczas zderzenia czołowego pojazdu z zamocowanym fotelikiem bezpieczeństwa, Fig. 5 - ogólny widok i położenie elementów fotelika bezpieczeństwa oraz zamontowanych w nim dwóch pętlowych absorberów energii w stanie początkowym, przed uruchomieniem absorberów w czasie uderzenia w bok pojazdu z zamocowanym fotelikiem bezpieczeństwa, Fig. 6 - ogólny widok i położenie elementów fotelika bezpieczeństwa oraz zamontowanych w nim dwóch pętlowych absorberów energii w fazie końcowej działania absorberów, podczas uderzenia w bok pojazdu z zamocowanym fotelikiem bezpieczeństwa.

Pętlowy absorber energii zbudowany jest z dwóch elementów wykonanych z materiałów o odpowiednich własnościach mechanicznych: pętli 2 wykonanej z drutu 3 o odpowiednich właściwościach mechanicznych z uchwytami 4 i 5 oraz tulei lub okrągłego pręta 1. Niewielki luz między tuleją/prętem 1 a pętlą 2 zapewnia możliwość swobodnego obrotu tych elementów względem siebie. Uchwyty 4 i 5 drutu 3, z którego wykonana jest pętla 2 absorbera stanowią uchwyty absorbera 4 i 5. Pętlowy absorber energii zaczyna działać, kiedy chcemy przemieścić tuleję/pręt 1 względem uchwytów 4, 5. Pętlowy absorber generuje siłę oporu, kiedy pręt/tuleja 1 wraz z pętlą 2 zaczyna przemieszczać się w kierunku równoległym do prostej wyznaczonej przez punkty mocowania/uchwyty 4, 5 drutu 3, niezależnie od zwrotu przemieszczenia. Ruchome siedzisko fotelika 7 związane jest z tuleją/prętem 1 lub uchwytami absorbera 4 i 5. Podczas wypadku drogowego siły bezwładności wynikające z opóźnień ciała dziecka i elementów fotelika bezpieczeństwa uruchamiają przesuw siedziska fotelika 7. Przemieszczające się, względem podstawy fotelika 6 (z którą związana jest tuleja/pręt 1 lub uchwyty 4 i 5) siedzisko fotelika bezpieczeństwa 7 powoduje prostowanie/rozwijanie drutu absorbera 3, co pozwala kontrolować siłę między przemieszczającym się siedziskiem fotelika 7 a podstawą fotelika 6, a przez to siłę oddziaływania integralnych pasów bezpieczeństwa i innych elementów fotelika bezpieczeństwa na ciało dziecka.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Pętlowy absorber energii stosowany do ograniczenia wartości maksymalnych opóźnień działających na ciało dziecka posadowionego w foteliku bezpieczeństwa w pojeździe podczas zderzenia czołowego lub bocznego, znamienny tym, że składa się z pętli (2) z drutu (3) umieszczonej na okrągłym pręcie lub tulei (1), jest mocowany do siedziska fotelika bezpieczeństwa (6) i podstawy fotelika bezpieczeństwa (7) przez połączenie tulei/pręta (1) z jednym z przemieszczających się względem siebie elementów fotelika bezpieczeństwa, to jest z siedziskiem (7) lub podstawą (6) oraz przez połączenie uchwytów absorbera (4) i (5) z podstawą (6) lub siedziskiem (7).

PL 224 330 B1

2. Pętlowy absorber energii według zastrz. 1, znamienny tym, że pętla absorbera (2) może swobodnie obracać się na umieszczonym w niej pręcie/tulei (1), przy czym końce drutu (3), z którego wykonana jest pętla stanowią uchwyty absorbera (4), (5).