RU2177813C2

RU2177813C2 - Apparatus for backward drawing-in of safety belt strap

Info

Publication number: RU2177813C2
Application number: RU99104468A
Authority: RU
Inventors: Леонид Оскарович Тедер; Айду Вайнович Отс; Вииво Рейнович Сиимпоэг; Михкель Антсович Райдару
Original assignee: Ао "Норма"
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2002-01-10

Abstract

FIELD: passenger and driver safety equipment used in cars. SUBSTANCE: apparatus has inertia coil with U-shaped casing, shaft mounted inside casing and equipped with spool for winding and unwinding of safety belt strap, spiral spring for rotating shaft in safety belt strap winding direction, coupling adapted for induced backward rotation of shaft and containing drum fixed on shaft and separator fixed on housing. Flexible tie-rod formed as cable is laid in looped state inside separator in spaced relation about drum. One portion of cable is positioned outside and passed through separator brake cams and other opposite end is passed through guiding channel into pyrotechnic device. In case of emergency starting of pyrotechnic device, reverse rotation of shaft and stretching of cable are provided by coupling. Apparatus is further provided with inertia sensitive ratchet mechanism for blocking shaft at accelerated advancement of safety belt strap. Ratchet mechanism has toothed ratchet gear fixed to housing and mounted on shaft end, locking member engageable with ratchet gear teeth and adapted for blocking shaft under load, as well as inertia disk, vehicle state sensor and sensor spring, which are cooperating with locking member for holding it in neutral position, when shaft angular acceleration does not exceed predetermined values. Coupling separator is formed as annular box with alternatively arranged sides surrounding cable loops. Brake cams are arranged on peripheral cylindrical surface of annular box. One of brake cams is offset with respect to others in direction parallel to spool shaft axis. EFFECT: simplified construction and enhanced reliability in operation. 8 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам пассивной безопасности транспортных средств, применяемых преимущественно для защиты пассажиров и водителей в автомобилях. The invention relates to devices for the passive safety of vehicles used primarily to protect passengers and drivers in automobiles.

Обычные, встраиваемые в автомобиле, инерционные ремни безопасности, содержащие инерционную катушку с лямкой, замыкающее приспособление и детали крепления, имеют некоторые недостатки, не позволяющие в полной мере использовать защитный эффект ремня. Это связано с тем, что в эксплуатационных условиях имеет место некоторая слабина лямки, которая обычно достигает величины 100-150 мм, которая в начальной фазе фронтального столкновения автомобиля с препятствием дает возможность телу пользователя безудержно пролететь некоторое расстояние вперед, несмотря на то, что автомобиль за счет смятия его переда уже находится в процессе торможения. Поэтому происходит удар тела пользователя в систему лямок на прежней, т. е. исходной, скорости. Таким образом, не используется тормозной путь автомобиля, в результате чего пользователь получает более сильные повреждения. Этот отрицательный эффект усугубляется еще и за счет того, что в начальной стадии удара витки лямки на шпуле катушки, сжимаясь, несколько проскальзывают относительно друг друга (так называемый "эффект шпули"), лямка не сразу воспринимает полную нагрузку и не удерживает пользователя от удара в рулевое колесо или детали панели в кузове автомобиля. Для устранения указанных недостатков применяются устройства упреждающего натяжения лямки ремня, срабатывающие в самом начале ударного замедления автомобиля и устраняющие слабину лямки и "эффект шпули". Изобретение касается дополнительного устройства, которое принудительно с большой скоростью, примерно за 10-15 мс времени от начала столкновения вращает вал со шпулей в направлении наматывания лямки. При этом вал делает 1-2 оборота в обратную сторону, чем достигается натяг и укорачивание лямки на 100-180 мм. После окончания натяга, сенсорно-храповой механизм немедленно блокирует вращение вала и ремень безопасности эффективно и при меньшей нагрузке удерживает тело пользователя. Известные устройства для обратного втягивания лямки ремня безопасности имеют недостатки, заключающиеся в том, что на замыкание храпового механизма после процесса втягивания тратится значительное время, что приводит к некоторому возврату длины лямки без ее участия в нагрузке. Кроме того, при пиротехническом приводе вращения вала, возникающие инерционные силы могут разрушить детали датчика катушки и замыкание вала нарушится из-за огромного углового ускорения. Conventional inertial seat belts that are built into the vehicle, containing an inertial coil with a strap, a locking device and fastening parts, have some disadvantages that do not allow the full use of the protective effect of the belt. This is due to the fact that under operating conditions there is some slack in the strap, which usually reaches a value of 100-150 mm, which in the initial phase of the frontal collision of a car with an obstacle allows the user's body to run uncontrollably some distance forward, despite the fact that the car is behind due to collapse, its front is already in the process of braking. Therefore, the user's body is hit in the strap system at the previous, i.e., original, speed. Thus, the braking distance of the car is not used, as a result of which the user receives more severe damage. This negative effect is exacerbated by the fact that in the initial stage of the impact, the turns of the webbing on the spool of the coil, contracting, somewhat slip relative to each other (the so-called "spool effect"), the webbing does not immediately absorb the full load and does not deter the user from steering wheel or panel parts in a car body. To eliminate these drawbacks, belt pre-tensioning devices are used that are triggered at the very beginning of the shock deceleration of the car and eliminate the slack of the strap and the "spool effect". The invention relates to an additional device, which is forced with high speed, approximately 10-15 ms time from the start of the collision, rotates the shaft with the spool in the direction of winding the strap. At the same time, the shaft makes 1-2 turns in the opposite direction, thereby achieving a tightness and shortening of the strap by 100-180 mm. After the tightness, the ratchet mechanism immediately blocks the rotation of the shaft and the seat belt effectively and with less load holds the user's body. Known devices for the reverse retraction of the seat belt strap have the disadvantages that considerable time is spent on closing the ratchet mechanism after the retraction process, which leads to some return of the length of the strap without its participation in the load. In addition, with the pyrotechnic drive of rotation of the shaft, the inertial forces that occur can destroy the parts of the coil sensor and the shaft short circuit will be broken due to the huge angular acceleration.

Известно устройство обратного втягивания лямки по патенту Великобритании 2125682 А, 1985, содержащее инерционную катушку, в П-образном корпусе которой смонтирован с возможностью вращения вал со шпулей для наматывания или сматывания лямки ремня безопасности, спиральную пружину для вращения вала в сторону наматывания лямки, муфту принудительного обратного вращения вала, содержащую закрепленный на валу барабан и закрепленный на корпусе сепаратор с петлеобразно уложенной внутри него с зазором вокруг барабана гибкой тягой в виде троса, один участок которой выведен наружу и продет через тормозные кулачки сепаратора, а противоположный участок выведен через направляющий канал в пиротехническое устройство, при аварийном срабатывании которого посредством муфты осуществляют обратное вращение вала и натяжение гибкой тяги, а также инерционно-сенсорный храповой механизм для блокирования вала при ускоренном вытягивании лямки ремня, содержащий закрепленный на корпусе храповой венец с зубьями и смонтированный на конце вала, взаимодействующий с зубьями храпового венца, запорный элемент для блокирования вала при нагрузке, а также инерционный диск и датчик состояния транспортного средства и сенсорную пружину, взаимодействующие с запорным элементом для удержания его в нейтральном положении при угловых ускорениях вала, не превышающих заданной величины. Указанное устройство имеет недостатки, заключающиеся, например, в том, что открытые с одной стороны петли уложенного в сепараторе троса стремятся вытесниться из сепаратора. Кроме того, треугольно располагаемые тормозные кулачки выполнены таким образом, что трос между ними находится в плоскости, параллельной плоскостям петель гибкой тяги, что приводит к снижению эффективности обхвата тросом барабана муфты. Кроме того, в известных устройствах сенсорная часть инерционного храпового механизма не выдерживает инерционных нагрузок из-за получаемого высокого уровня ускорения при срабатывании пиротехнического устройства и выходит из строя. В заявляемом устройстве все указанные недостатки устраняются. Known device for retracting the strap according to the patent of Great Britain 2125682 A, 1985, comprising an inertial coil, in a U-shaped case of which a shaft with a spool for winding or winding the seat belt strap is mounted for rotation, a coil spring for rotating the shaft in the direction of winding the strap, forced clutch reverse rotation of the shaft, comprising a drum fixed to the shaft and a separator fixed to the housing with a loop-shaped flexible rod in the form of a cable laid around it with a gap around the drum, one the drain is brought out and threaded through the brake cams of the separator, and the opposite section is led out through the guide channel into the pyrotechnic device, in the event of an emergency operation of which the shaft rotates back and the flexible traction is tensioned, as well as an inertial-touch ratchet mechanism to block the shaft during accelerated pulling belt straps containing a ratchet ring with teeth fixed to the housing and mounted on the shaft end, interacting with the teeth of the ratchet ring, locking element nt for blocking the shaft under load, and inertia disc and a sensor of the vehicle state sensor spring and interacting with a locking element for holding it in the neutral position of the shaft when the angular acceleration not exceeding the predetermined value. The specified device has disadvantages, for example, in that the loops of the cable laid in the separator open on one side tend to be forced out of the separator. In addition, the triangularly arranged brake cams are designed in such a way that the cable between them is in a plane parallel to the planes of the flexible link loops, which leads to a decrease in the efficiency of the cable grip of the coupling drum. In addition, in the known devices, the sensory part of the inertial ratchet mechanism cannot withstand inertial loads due to the obtained high level of acceleration when the pyrotechnic device is triggered and fails. In the inventive device, all these disadvantages are eliminated.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование конструкции и повышение надежности устройства. Достигаемый технический результат - повышение эффективности ремня безопасности на 40-50%. The task of the invention is to improve the design and increase the reliability of the device. Achievable technical result - increasing the effectiveness of the seat belt by 40-50%.

Это обеспечивается тем, что устройство для обратного втягивания лямки ремня безопасности содержит инерционную катушку, в П-образном корпусе которой смонтирован с возможностью вращения вал со шпулей для наматывания или сматывания лямки ремня безопасности, спиральную пружину для вращения вала в сторону наматывания лямки, муфту принудительного обратного вращения вала, содержащую закрепленный на валу барабан и закрепленный на корпусе сепаратор с петлеобразно уложенной внутри него с зазором вокруг барабана гибкой тягой в виде троса, один участок которой выведен наружу и продет через тормозные кулачки сепаратора, а противоположный участок выведен через направляющий канал в пиротехническое устройство, при аварийном срабатывании которого посредством муфты осуществляют обратное вращение вала и натяжение гибкой тяги, а также инерционно-сенсорный храповой механизм для блокирования вала при ускоренном вытягивании лямки ремня, содержащий закрепленный на корпусе храповой венец с зубьями и смонтированный на конце вала, взаимодействующий с зубьями храпового венца, запорный элемент для блокирования вала при нагрузке, а также инерционный диск и датчик состояния транспортного средства и сенсорную пружину, взаимодействующие с запорным элементом для удержания его в нейтральном положении при угловых ускорениях вала, не превышающих заданной величины, при этом сепаратор муфты выполнен в виде кольцевой коробки с переменно перемежающимися бортами, окружающими петли троса, а тормозные кулачки расположены на периферийной цилиндрической поверхности кольцевой коробки и один из них смещен относительно двух других в направлении, параллельном оси вала катушки. Запорный элемент может быть выполнен в виде плоской шайбы с несколькими зубьями на периферии и с центральным фигурным вырезом, внутри которого размещена концевая часть вала с возможностью своего размещения в одном из двух разных положений, из которых первое - нейтральное, а второе - блокировочное. Сенсорная пружина присоединена непосредственно к концевой части вала, для чего на конце последнего выполнено отверстие, в котором зафиксирован шплинт, а на плоской шайбе закреплен штифт с головкой, при этом сенсорная пружина выполнена в виде пружины растяжения, надетой одним своим концом за головку штифта, а другим концом надетой в отверстие головки шплинта. Инерционный диск, выполненный с равномернорасположенными зубьями на его периферийной поверхности и центральным опорным отверстием в виде цапфы, смонтирован с возможностью вращения на оси, выполненной соосно, но раздельно, с валом в центре крышки сенсорно-храпового механизма. This is ensured by the fact that the device for retracting the seat belt strap comprises an inertial coil, in the U-shaped case of which a shaft with a spool for winding or reeling the seat belt strap is mounted, a coil spring for rotating the shaft towards the belt winding, a forced reverse clutch rotation of the shaft, comprising a drum fixed to the shaft and a separator fixed to the housing with a loop-shaped flexible traction in the form of a cable laid around it with a gap around the drum, one a section of which is pulled out and threaded through the brake cams of the separator, and the opposite section is pulled out through the guide channel into a pyrotechnic device, in the event of an emergency operation of which the shaft rotates back and pulls the flexible rod, as well as an inertial-touch ratchet mechanism to block the shaft during accelerated pulling belt straps containing a ratchet ring with teeth fixed to the housing and mounted on the shaft end, interacting with the teeth of the ratchet ring, locking an element for blocking the shaft under load, as well as an inertial disk and a vehicle status sensor and a sensor spring, interacting with the locking element to keep it in a neutral position with angular accelerations of the shaft not exceeding a specified value, while the clutch separator is made in the form of an annular box with alternately alternating sides surrounding the loop of the cable, and the brake cams are located on the peripheral cylindrical surface of the annular box and one of them is shifted relative to the other two in a board parallel to the axis of the coil shaft. The locking element can be made in the form of a flat washer with several teeth on the periphery and with a central figured cutout, inside which the end part of the shaft is placed with the possibility of its placement in one of two different positions, of which the first is neutral and the second is blocking. The sensor spring is attached directly to the end of the shaft, for which a hole is made at the end of the latter, in which the cotter pin is fixed, and a pin with a head is fixed to the flat washer, while the sensor spring is made in the form of a tension spring, worn at one end of the pin head, and put the other end into the cotter pin hole. The inertial disk, made with uniformly spaced teeth on its peripheral surface and a central support hole in the form of a pin, is mounted for rotation on an axis made coaxially, but separately, with a shaft in the center of the cover of the sensor-ratchet mechanism.

Для взаимодействия плоской шайбы с инерционным диском на краю последнего выполнено овальное отверстие, а на плоской шайбе закреплен дополнительный штифт, который размещен в овальном отверстии для взаимодействия указанных шайбы и диска между собой при воздействии сил углового ускорения, превышающих заданную величину. Дополнительный штифт и овальное отверстие расположены таким образом, при котором возможно синхронное зацепление зубьев плоской шайбы с зубьями храпового венца за счет сил инерции плоской шайбы и инерционного диска. На инерционном диске прочно смонтирована плоская фигурная пластина, ориентация которой направлена против дисбаланса угловых ускорений плоской шайбы. Между стенками корпуса смонтирована и закреплена круглая распорка для оптимального направления и опоры лямки при выходе из корпуса катушки. For the interaction of a flat washer with an inertial disk, an oval hole is made on the edge of the latter, and an additional pin is fixed on the flat washer, which is placed in the oval hole for the said washer and disk to interact with each other under the influence of angular acceleration forces exceeding a specified value. An additional pin and an oval hole are arranged in such a way that synchronous engagement of the teeth of the flat washer with the teeth of the ratchet is possible due to the inertia forces of the flat washer and inertial disk. A flat figured plate is firmly mounted on the inertial disk, the orientation of which is directed against the imbalance of angular accelerations of the flat washer. A round spacer is mounted and fixed between the walls of the housing for optimal direction and support of the strap when exiting the coil housing.

На фиг. 1 предложенное устройство показано в продольном разрезе, вид сверху;
на фиг. 2 дан вид сбоку, в направлении на муфту принудительного вращения, крышка и спиральная пружина сняты;
на фиг. 3 дан вид сбоку, в направлении на инерционно-сенсорный храповой механизм, находящийся в замкнутом положении, при этом остальные детали условно не показаны;
на фиг. 3а дан вид сбоку на катушку с вырезом в защитном кожухе, где более ясно показан инерционно-сенсорный механизм с датчиком состояния транспортного средства;
на фиг. 4 показана схема расположения вала и поворотной запорной шайбы внутри храпового венца в нейтральном положении;
на фиг. 5 - то же, в заблокированном положении;
на фиг. 6 показан плоский вал в плане;
на фиг. 7 показан вид сбоку на катушку с фрагментом в разрезе, для пояснения способа крепления конца лямки к валу;
на фиг. 8 и 9 показаны вид снизу и вид сверху на сепаратор в перспективном изображении;
на фиг. 10 показан вид на сепаратор в натуральную величину.In FIG. 1, the proposed device is shown in longitudinal section, top view;
in FIG. 2 is a side view, in the direction of the forced rotation clutch, the cover and coil spring are removed;
in FIG. 3 is a side view, in the direction of the inertia-sensory ratchet mechanism in the closed position, while the remaining details are not conventionally shown;
in FIG. 3a is a side view of a recessed reel in a protective casing, where the inertial-sensing mechanism with a vehicle state sensor is shown more clearly;
in FIG. 4 shows the arrangement of the shaft and the rotary locking washer inside the ratchet ring in the neutral position;
in FIG. 5 - the same in a locked position;
in FIG. 6 shows a planar shaft in plan;
in FIG. 7 shows a side view of a reel with a fragment in section, to explain the method of attaching the end of the strap to the shaft;
in FIG. 8 and 9 show a bottom view and a top view of a separator in a perspective view;
in FIG. 10 is a view of a full-size separator.

1 - корпус; 2 и 3 - стенки; 4 - вал; 5 - шпуля; 6 - лямка ремня; 7 и 8 - концевые участки; 7а и 8а - подшипники; 9 - муфта; 10 - отверстие; 11 - простенок; 12 - крышка; 13 - спиральная пружина; 14 - цапфа; 15 - распорка; 16 - барабан; 17 - резиновое кольцо; 18 - сепаратор; 19, 19а и 19б -кольцеобразная коробка с чередующимися бортами; 20 - петли; 21 - трос; 22 - гибкая тяга, соединяемая с пиротехническим устройством; 23 - свободный конец троса; 24 - бортики; 25, 26 и 27 - кулачки; 28 - выходной канал; 29 - штуцер; 30 - тросовая оболочка; 31 - заклепки; 31 а - центрирующий выступ; 32 - продольное отверстие; 33 - ступенчатый канал; 34 - концевая петля; 35 - клин внутри петли 34; 36 - храповой венец; 37 и 41 - зубья; 38 - впадина; 39 - плоская шайба; 40 - фигурный вырез; 42 - зауженный участок; 43 - расширенный участок; 44 - сенсорная пружина; 45 - штифт; 46 - отверстие головки; 47 - шплинт; 48 - отверстие; 50 - ось внутренней стенки крышки храпового механизма; 51 - храповой механизм; 52 - инерционный диск; 53 - цапфа; 54 - зубья; 55 - овальное отверстие инерционного диска; 56 - штифт; 57 - инерционный датчик; 58 - собачка датчика, определяющего состояние транспортного средства. 1 - case; 2 and 3 - walls; 4 - shaft; 5 - spool; 6 - belt strap; 7 and 8 - end sections; 7a and 8a - bearings; 9 - coupling; 10 - hole; 11 - wall; 12 - a cover; 13 - spiral spring; 14 - axle; 15 - spacer; 16 - drum; 17 - a rubber ring; 18 - separator; 19, 19a and 19b - a ring-shaped box with alternating sides; 20 - loops; 21 - a cable; 22 - flexible traction connected to a pyrotechnic device; 23 - the free end of the cable; 24 - sides; 25, 26 and 27 - cams; 28 - output channel; 29 - fitting; 30 - cable sheath; 31 - rivets; 31 a - centering protrusion; 32 is a longitudinal hole; 33 - step channel; 34 - end loop; 35 - wedge inside the loop 34; 36 - ratchet crown; 37 and 41 - teeth; 38 - cavity; 39 - flat washer; 40 - shaped neckline; 42 - narrowed area; 43 - extended area; 44 - sensor spring; 45 - pin; 46 - hole of the head; 47 - cotter pin; 48 - hole; 50 - axis of the inner wall of the cover of the ratchet mechanism; 51 - ratchet mechanism; 52 - inertial disk; 53 - axle; 54 - teeth; 55 - oval hole inertial disk; 56 - pin; 57 - inertial sensor; 58 - dog of the sensor that determines the condition of the vehicle.

Устройство для обратного втягивания лямки ремня безопасности содержит инерционную катушку (фиг. 1, 2, 3а), в П-образном корпусе 1 которого между стенками 2 и 3 на подшипниках смонтирован с возможностью вращения плоский вал 4 (фиг. 6) с прямоугольным поперечным сечением, на котором насажена шпуля 5 для намотки лямки 6. Концевой участок 7 вала 4 выходит через подшипник 7а в полость А инерционно-сенсорного храпового механизма, а другой - ступенчатый концевой участок 8 выходит через подшипник 8а в полость Б муфты 9 для принудительного вращения вала 4. Участок 8 вала 4 далее проходит через отверстие 10 в простенке 11 крышки 12 в полость В, в которой смонтирована спиральная пружина 13, соединенная посредством цапфы 14 своим внутренним зацепом с концом 8 вала. Спиральная пружина 13 своим взведенным напряжением удерживает вал 4 в положении намотанной на шпулю 5 лямки 6, которая на выходе из катушки опирается на круглую распорку 15, закрепленную между стенками 2 и 3 корпуса 1, или возвращает лямку в катушку после растягивания ремня безопасности. Муфта 9 (фиг. 2) содержит надетый на участок 8 вала 4 барабан 16 с рифленой поверхностью, на которую надето резиновое кольцо 17. К стенке 2 корпуса 1 закреплен сепаратор 18 (фиг. 8, 9, 10) в виде кольцеобразной коробки 19 с чередующимися бортами 19а и 19б, между которыми спирально уложены петли 20 троса 21 гибкой тяги 22, соединяемой с пиротехническим устройством (на чертежах не показано). Муфта 9 (фиг. 2) допускает свободное вращение вала 4 вместе с барабаном 16, т. к. между петлями 20 и периферией резинового кольца 17 предусмотрен достаточный зазор. Свободный конец 23 троса 21 облегает сепаратор 18 по его наружной цилиндрической поверхности и ограничен бортиками 24, прилитыми к коробке сепаратора, а на входе внутрь сепаратора проходит между треугольно расположенными, прилитыми к цилиндрической поверхности сепаратора кулачками 25, 26 и 27, образующими тормоз для свободного конца 23 троса. Благодаря такому расположению свободный конец 23 и его изогнутая часть между кулачками плотно прилегают к наружной цилиндрической поверхности сепаратора 18 (фиг. 2, 8, 9 и 10). Сепаратор 18 выполнен с выходным каналом 28 и штуцером 29 для подсоединения тросовой оболочки 30 гибкой тяги 22. Крепление сепаратора 18 к стенке 2 корпуса 1 осуществлено заклепками 31 и центрующими выступами 31а. Для закрепления лямки 6 вал 7 выполнен с продольным отверстием 32, а в шпуле 5 предусмотрен ступенчатый канал 33 (фиг. 7), через которые продета концевая петля 34 лямки с клином 35 внутри петли. На выходе из катушки лямка 6 огибает круглую распорку 15 и далее переходит к элементам системы ремня безопасности. Расположенный в полости А инерционно-сенсорный храповой механизм (фиг. 3, 3а) содержит приклепанный к стенке 3 корпуса 1 храповой венец 36 с внутренними, расположенными соосно валу 4 зубьями 37 и впадинами 38. На конец вала 7 свободно надет запорный элемент, выполненный в виде плоской шайбы 39 с фигурным вырезом 40 и несколькими зубьями 41 на периферии. Геометрия зубьев 37 и 41 предусмотрена для их согласованного взаимозацепления с целью блокирования вала при повороте шайбы 39. Фигурный вырез 40 имеет такую форму, которая дает возможность поворота плоской шайбы 39 вокруг поперечного сечения вала 4 в два разных положения: первое положение - нейтральное (фиг. 4), при котором зубья 41 шайбы 39 выведены из зацепления с зубьями 37, а второе - замкнутое, т. е. блокировочное (фиг. 3 и 5), когда указанные зубья взаимозацеплены и вал 4 блокирован. Для этого фигурный вырез 40 выполнен с одной стороны с зауженным участком 42 для свободного размещения одного края концевого участка 7 вала 4, а с противоположной стороны с расширенным участком 43, в пределах которого вал может условно поворачиваться. Для постоянного удержания плоской шайбы 39 в нейтральном положении (фиг. 4) предусмотрена сенсорная пружина 44 растяжения (фиг. 3), один конец которой надет на головку штифта 45, закрепленного на плоской шайбе 39, а второй конец задет в отверстие 46 головки шплинта 47, вставленного в отверстие 48 (фиг. 6) на концевом участке 7 вала 4. Для управления процессом замыкания зубьев 41 диска 39 с зубьями 37 храпового венца 36 на оси 50 (фиг. 1), выполненной на внутренней стенке крышки 51 храпового механизма соосно с валом 4, смонтирован инерционный диск 52 с цапфой 53. На периферии инерционного диска 52 равномерно выполнены зубья 54, количество которых равно количеству зубьев 37 храпового венца 36. Кроме того, на краю инерционного диска 52 выполнено овальное отверстие 55, в котором с зазором постоянно расположен штифт 56, закрепленный на плоской шайбе 39 вблизи центральной части ее расширенного участка 43. В состав сенсорно-храпового механизма входит также инерционный датчик 57 (фиг. 3а) состояния транспортного средства, собачка 58 которого предусмотрена для взаимодействия с зубьями 54 инерционного диска 52 при воздействии на транспортное средство сил ускорения, торможения или наклона. Для устранения дисбаланса сил инерции, возникающих при угловом ускорении вала 4 и плоской шайбы 39, на инерционном диске 52 закреплена плоская фигурная шайба 59, центр массы которой эксцентричен по отношению оси вала 4. The device for retracting the seat belt strap contains an inertial coil (Fig. 1, 2, 3a), in the U-shaped case 1 of which, between the walls 2 and 3, a flat shaft 4 (Fig. 6) with a rectangular cross section is mounted for rotation on which the spool 5 is mounted for winding the strap 6. The end portion 7 of the shaft 4 exits through the bearing 7a into the cavity A of the inertial-touch ratchet mechanism, and the other, the stepped end portion 8 exits through the bearing 8a into the cavity B of the coupling 9 for forced rotation of the shaft 4 . Uchas about 8 of the shaft 4 further extends through the aperture 10 in the pier 11 of the lid 12 in the cavity, in which is mounted a helical spring 13, connected by pins 14 with its hook inner end of the shaft 8. The coil spring 13, with its cocked tension, holds the shaft 4 in the position of the strap 6 wound on the spool 5, which, at the exit from the coil, rests on a round spacer 15 fixed between the walls 2 and 3 of the housing 1, or returns the strap to the coil after stretching the seat belt. The clutch 9 (Fig. 2) contains a drum 16 worn on a section 8 of the shaft 4 with a grooved surface on which a rubber ring 17 is worn. A separator 18 (Fig. 8, 9, 10) in the form of an annular box 19 s is fixed to the wall 2 of the housing 1 alternating sides 19a and 19b, between which the loops 20 of the cable 21 of the flexible rod 22 are connected spirally, connected to a pyrotechnic device (not shown in the drawings). The clutch 9 (Fig. 2) allows free rotation of the shaft 4 together with the drum 16, since between the loops 20 and the periphery of the rubber ring 17 there is a sufficient clearance. The free end 23 of the cable 21 fits the separator 18 on its outer cylindrical surface and is limited by the sides 24, which are attached to the separator box, and at the inlet of the separator passes between the cams 25, 26 and 27, which are triangular, attached to the cylindrical surface of the separator, forming a brake for the free end 23 cables. Due to this arrangement, the free end 23 and its curved part between the cams fit snugly against the outer cylindrical surface of the separator 18 (Figs. 2, 8, 9 and 10). The separator 18 is made with an output channel 28 and a fitting 29 for connecting the cable sheath 30 of the flexible rod 22. The separator 18 is attached to the wall 2 of the housing 1 by rivets 31 and centering protrusions 31a. To fix the strap 6, the shaft 7 is made with a longitudinal hole 32, and in the spool 5 there is a stepped channel 33 (Fig. 7) through which the end loop 34 of the strap with a wedge 35 inside the loop is threaded. At the exit of the coil, the strap 6 goes around the round strut 15 and then goes to the elements of the seat belt system. The inertial-sensory ratchet mechanism located in the cavity A (Fig. 3, 3a) contains a ratchet rim 36 riveted to the wall 3 of the housing 1 with internal teeth 4 aligned with the shaft 4 and valleys 38. A locking element made in in the form of a flat washer 39 with a curly neckline 40 and several teeth 41 on the periphery. The geometry of the teeth 37 and 41 is provided for their coordinated interlocking in order to block the shaft when the washer 39 is rotated. The shaped cutout 40 is shaped so that it allows the flat washer 39 to rotate around the cross section of the shaft 4 in two different positions: the first position is neutral (Fig. 4), in which the teeth 41 of the washer 39 are disengaged from the teeth 37, and the second is closed, i.e. locking (Fig. 3 and 5), when these teeth are interlocked and the shaft 4 is locked. To this end, the curly notch 40 is made on the one hand with a narrowed section 42 for free placement of one edge of the end section 7 of the shaft 4, and on the opposite side with an expanded section 43, within which the shaft can conditionally rotate. To permanently hold the flat washer 39 in the neutral position (Fig. 4), a tensile sensor spring 44 is provided (Fig. 3), one end of which is worn on the head of a pin 45 mounted on the flat washer 39, and the other end is touched in the hole 46 of the cotter pin 47 inserted into the hole 48 (Fig. 6) at the end portion 7 of the shaft 4. To control the process of locking the teeth 41 of the disk 39 with the teeth 37 of the ratchet ring 36 on the axis 50 (Fig. 1), made on the inner wall of the cover 51 of the ratchet mechanism coaxially with shaft 4, an inertial disk 52 with a pin 53 is mounted. the inertia of the inertial disk 52 is uniformly made of teeth 54, the number of which is equal to the number of teeth 37 of the ratchet 36. In addition, an oval hole 55 is made on the edge of the inertial disk 52, in which a pin 56 is constantly located with a gap, fixed to a flat washer 39 near its central part extended section 43. The inertial sensor 57 also includes an inertial sensor 57 (Fig. 3a) of the vehicle state, a dog 58 of which is designed to interact with the teeth 54 of the inertial disk 52 when exposed and vehicle acceleration, braking or tilting forces. To eliminate the imbalance of inertia forces arising from the angular acceleration of the shaft 4 and the flat washer 39, a flat curly washer 59 is fixed on the inertial disk 52, the center of mass of which is eccentric with respect to the axis of the shaft 4.

Описанное устройство работает следующим образом. The described device operates as follows.

В обычных условиях эксплуатации транспортного средства вал 4 и плоский диск 39, а также инерционный диск 52, могут совместно вращаться в обоих направлениях, находясь в нейтральном положении, ввиду воздействия заранее рассчитанного усилия сенсорной пружины 44: вал 4 посредством сенсорной пружины 44 удерживает плоскую шайбу 39, а плоская шайба, в свою очередь, удерживает инерционный диск 52, т. к. угловые ускорения вала 4 в направлении стрелки Е относительно невелики и не превышают заданной величины. Также и муфта 9 не препятствует вращению вала 4, т. к. между барабаном 16 и петлями 20 троса 21 имеется достаточный зазор. При неопасном резком затормаживании автомобиля датчик 57 поворачивает свою собачку 58 в зацепление с зубом 54 инерционного диска 52 и последний останавливается. Останавливается также совместное вращение штифта 56 плоской шайбы 39. Концевой участок 7 вала 4, продолжая вращаться, поворачивает плоскую шайбу 39 вокруг штифта 56, упираясь в точке К (фиг. 3) в кромку фигурного выреза 40, зубья 41 шайбы 39 входят в зацепление с зубьями 37 храпового венца 36, вал 4 и шпуля 5 заблокированы, лямка 6 ремня безопасности удерживает пользователя. В случае опасного фронтального столкновения автомобиля с жестким препятствием, когда его кузов получает сильную деформацию, пиротехнический привод, встроенный в систему ремня безопасности, по команде, полученной от особого датчика, срабатывает и производит скоростной натяг гибкой тяги 22, которая приводит в действие муфту 9. При этом, ввиду того, что свободный конец 23 троса 21 тормозится кулачками 25, 26, 27, трос получает натяжение и его петли 20 свертываются, плотно охватывая резиновое кольцо 17 с барабаном 16. Далее, ввиду резкого увеличения усилия тяги 22, муфта 9 развивает значительный момент М силы и вращает вал 4 со шпулей 5 в направлении стрелки С (фиг. 3), т. е. в обратном вытягиванию лямки 6 из катушки направлении, следовательно, лямка втягивается в катушку, слабина лямки поглощается. Кроме того, за счет поворачивания и уплотнения слоев намотанной на шпулю 5 части лямки, ликвидируется вышеуказанный "эффект шпули" и лямка 6 ремня безопасности плотно и с некоторым усилием охватывает тело пользователя. При ускоренном вращении вала 4 в направлении стрелки С концевая его часть 7 расположена в фигурном вырезе 40 плоской шайбы 39 в нейтральном положении и увлекает собой плоскую шайбу 39, а следовательно, и инерционный диск 51, в том же направлении. Блокирования вала пока не происходит. Момент М силы обратного вращения вала зависит от числа задействованных петель 20 троса 21 и коэффициента трения между тросом и поверхностью барабана, а также от развиваемого пиротехникой усилия натяжения гибкой тяги 22. Тело пользователя под воздействием силы инерции продолжает устремляться вперед, преодолевая момент М обратного вращения вала, а это происходит примерно после 15-20 мс от начала фронтального столкновения, вал 4 начинает ускоренно вращаться в направлении стрелки Е. Теперь плоская шайба 39 и инерционный диск 52 ввиду своей инерции останавливаются, а сенсорная пружина 44 растягивается и, после того как участок 7 вала 4 займет в фигурном вырезе 40 плоского запорного диска 39 свое блокировочное положение (фиг. 5), плоская шайба 39 под давлением вала 7 совершит поворот вокруг оси штифта 56, базирующегося в овальном отверстии 55 инерционного диска 52, и его зубья 41 войдут в зацепление с зубьями 37 храпового венца 36, вращение вала 4 блокируется. Когда лямка 6 ремня безопасности в катушке полностью заблокирована, она начинает воспринимать основную нагрузку. Так как лямка не имеет больше "холостого хода", а торможение скорости автомобиля за счет смятия его передка продолжается примерно еще около 80 мс, пользователь принимает участие в этом дополнительном торможении, а также в торможении за счет относительного удлинения самой лямки. Таким образом нагрузки и перемещение тела пользователя вперед снижаются. Проведенные испытания показали, что предложенное устройство обратного втягивания лямки ремня безопасности повышает эффективность ремня на 40-50%. Under normal operating conditions of the vehicle, the shaft 4 and the flat disk 39, as well as the inertial disk 52, can rotate together in both directions, in the neutral position, due to the action of the pre-calculated force of the sensor spring 44: the shaft 4 by means of the sensor spring 44 holds the flat washer 39 , and the flat washer, in turn, holds the inertial disk 52, since the angular accelerations of the shaft 4 in the direction of arrow E are relatively small and do not exceed a predetermined value. Also, the clutch 9 does not interfere with the rotation of the shaft 4, since there is a sufficient clearance between the drum 16 and the loops 20 of the cable 21. When non-hazardous sudden braking of the vehicle, the sensor 57 rotates its dog 58 into engagement with the tooth 54 of the inertial disk 52 and the latter stops. The joint rotation of the pin 56 of the flat washer 39 also stops. The end portion 7 of the shaft 4, while continuing to rotate, rotates the flat washer 39 around the pin 56, abutting at the point K (Fig. 3) against the edge of the curly notch 40, the teeth 41 of the washer 39 engage teeth 37 of the ratchet ring 36, the shaft 4 and the spool 5 are locked, the strap 6 of the seat belt holds the user. In the event of a dangerous frontal collision of a car with a hard obstacle, when its body receives severe deformation, the pyrotechnic drive built into the seat belt system, on command from a special sensor, triggers and produces a high-speed tightness of the flexible rod 22, which drives the coupling 9. Moreover, due to the fact that the free end 23 of the cable 21 is braked by the cams 25, 26, 27, the cable receives tension and its loops 20 are folded tightly covering the rubber ring 17 with the drum 16. Further, due to a sharp increase in the force thrust 22, the clutch 9 develops a significant moment M of force and rotates the shaft 4 with the spool 5 in the direction of arrow C (Fig. 3), i.e., in the direction of pulling back the strap 6 from the coil, therefore, the strap is pulled into the coil, the slack of the strap absorbed. In addition, by turning and sealing the layers of the web part wound on the spool 5, the aforementioned “spool effect” is eliminated and the seat belt web 6 tightly and with some effort covers the user's body. With the accelerated rotation of the shaft 4 in the direction of the arrow C, its end part 7 is located in the figured neckline 40 of the flat washer 39 in the neutral position and carries the flat washer 39, and therefore the inertial disk 51, in the same direction. Blocking of a shaft does not occur yet. The moment M of the force of the reverse rotation of the shaft depends on the number of loops 20 of the cable 21 and the friction coefficient between the cable and the surface of the drum, as well as the tensile force of the flexible traction developed by the pyrotechnics 22. The body of the user continues to rush forward under the influence of inertia, overcoming the moment M of the reverse rotation of the shaft , and this happens after about 15-20 ms from the start of the frontal collision, the shaft 4 starts to rotate rapidly in the direction of arrow E. Now the flat washer 39 and the inertial disk 52 due to their inertia stop, and the sensor spring 44 is stretched and, after the section 7 of the shaft 4 takes in its blocking position 40 of the flat locking disk 39 its locking position (Fig. 5), the flat washer 39 under the pressure of the shaft 7 will rotate around the axis of the pin 56, based in oval hole 55 of the inertial disk 52, and its teeth 41 will engage with the teeth 37 of the ratchet ring 36, the rotation of the shaft 4 is blocked. When the strap 6 of the seat belt in the coil is completely locked, it begins to absorb the main load. Since the strap does not have more “idle”, and the braking of the vehicle’s speed due to squeezing its front end continues for about another 80 ms, the user takes part in this additional braking, as well as in braking due to the relative lengthening of the strap itself. Thus, the loads and movement of the user's body forward are reduced. The tests showed that the proposed device for the reverse retraction of the seat belt strap increases the efficiency of the belt by 40-50%.

Claims

1. Device for retracting the seat belt strap, comprising an inertial coil, in the U-shaped case of which a shaft with a spool for winding or reeling the seat belt strap is mounted for rotation, a coil spring for rotating the shaft toward the winding strap, a forced reverse rotation shaft coupling comprising a drum fixed to the shaft and a separator fixed to the housing with a loop-shaped flexible traction around the drum with a flexible rod in the form of a cable, one section of which out and through the brake cams of the separator, and the opposite section is led out through the guide channel into the pyrotechnic device, in the event of an emergency operation of which the shaft rotates back and the flexible traction is tensioned, as well as an inertial-touch ratchet mechanism to block the shaft during accelerated pulling of the belt strap, comprising a ratchet ring with teeth mounted on the housing and mounted on the shaft end, interacting with the teeth of the ratchet ring, a locking element for blocking the shaft under load, as well as the inertial disk and the vehicle condition sensor and the sensor spring, interacting with the locking element to keep it in a neutral position with angular accelerations of the shaft not exceeding a specified value, characterized in that the clutch separator is made in the form of an annular box with a variable alternating sides surrounding the loop of the cable, and the brake cams are located on the peripheral cylindrical surface of the annular box and one of them is offset relative to the other two in the direction parallel to the axis of the coil shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that the locking element is made in the form of a flat washer with several teeth on the periphery and with a central figured cutout, inside which the end part of the shaft is placed with the possibility of its placement in one of two different positions, of which the first - neutral, and the second - blocking.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor spring is attached directly to the end of the shaft, for which a hole is made at the end of the latter, in which the cotter pin is fixed, and a pin with a head is fixed to the flat washer, while the sensor spring is made in the form of a tension spring, worn at one end for a pin head, and the other end worn in the hole of the forelock.

4. The device according to any one of paragraphs. 1, 2 and 3, characterized in that the inertial disk, made with uniformly spaced teeth on its peripheral surface and a central support hole in the form of a pin, is mounted for rotation on an axis made coaxially, but separately, with the shaft in the center of the cover of the sensor ratchet mechanism.

5. The device according to any one of paragraphs. 2, 3 and 4, characterized in that for the interaction of the flat washer with the inertial disk, an oval hole is made on the edge of the latter, and an additional pin is fixed on the flat washer, which is placed in the oval hole for the said washer and disk to interact with each other under the influence of angular forces acceleration in excess of a given value.

6. The device according to any one of paragraphs. 2, 4 and 5, characterized in that the additional pin and oval hole are arranged in such a way that synchronous engagement of the teeth of the flat washer with the teeth of the ratchet is possible due to the inertia forces of the flat washer and inertial disk.

7. The device according to any one of paragraphs. 4, 5 and 6, characterized in that a flat shaped plate is mounted on the inertial disk, the orientation of which is directed against the imbalance of angular accelerations of the flat washer.

8. The device according to p. 1, characterized in that between the walls of the housing is mounted and secured a round strut for optimal direction and support of the strap when exiting the coil housing.