RU2620171C1

RU2620171C1 - Passenger vehicle user safety system

Info

Publication number: RU2620171C1
Application number: RU2015152766A
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-05-23

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: invention relates to a passenger vehicle user safety system. A safety system comprises flexible protective surfaces located in most dangerous areas of a cabin 1 in case of a road accident, which actuate from a shock with the help of a power driving mechanism made as a bumper 2 connected to a body 3 via a tight elastic reservoir 4 filled with liquid 5. Flexible protective surfaces are made in the form of a system of steel corrugated bellows tightly connected by cavities to a reservoir with the help of pipelines. Bellows are installed in fours in cantilever manner horizontally on rear surfaces of chair backs, and also on chair sides and body sides facing the aisles in the cabin, besides, free ends of bellows 10, 11, 12 are connected by an elastic resilient vertical mesh 13.

EFFECT: higher safety in case of a road accident.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области обеспечения безопасности пассажиров транспортных средств в случае дорожно-транспортного происшествия /ДТП/.The invention relates to the field of ensuring the safety of passengers of vehicles in the event of a traffic accident / accident /.

Известны системы пассивной безопасности пользователей транспортным средством, включающая применение сидений, оснащенных ремнями безопасности с аварийно-запирающими устройствами, установленными на раме сиденья, а также со специальными натяжителями, установленными на боковинах кузова, обеспечивающими возможность регулировки заданного тягового усилия /см., например, системы пассивной безопасности Хундай Гетц / http.://www.xendai-getz.narod.ru/xhtmlx18.html [1]/.Known passive safety systems for users of a vehicle, including the use of seats equipped with safety belts with emergency locking devices mounted on the seat frame, as well as with special tensioners mounted on the sidewalls of the body, providing the ability to adjust a given traction force / see, for example, systems Hyundai Getz Passive Safety / http://www.xendai-getz.narod.ru/xhtmlx18.html [1] /.

Недостатками известных систем является низкая пассивная безопасность пользователей при ДТП вследствие возможности получения при значительных инерционных перегрузках под воздействием ремней безопасности тяжелых травм грудной клетки, живота и т.п., часто приводящих к летальным исходам.The disadvantages of the known systems is the low passive safety of users in road accidents due to the possibility of severe injuries of the chest, abdomen, etc., often leading to fatalities, under significant inertial overloads under the influence of seat belts.

Известны также системы пассивной безопасности, включающие средства для защиты пользователей транспортного средства при ДТП, выполненные либо в виде устройств для фиксации пользователей с помощью охватывающих в зоне плеч и бедер поворотных дуг и упоров /см., например, патент РФ на изобретение №2236273, кл. A63G 7/00, 21/00, 2002 [2]/, либо в виде размещенных снаружи и внутри транспортного средства прочных надувных оболочек, образующих защитную капсулу в форме замкнутого каркаса, соединенных с автономными источниками газа и системой управления, и снабженные предохранительными клапанами, амортизирующими полотнищами из гофрированной пружинной ленты /см., например, патент РФ на изобретение №2299820, кл. B60R 21/16, 2005 [3]; патент РФ на изобретение №2301160, кл. B60R 21/16, 21/233, 2006 [4]/, либо в виде надуваемых с помощью газогенератора по сигналу датчиков воздушных мешков, сложенных в исходном состоянии и закрытых прикрывающими элементами, освобождающими отверстия для развертывания мешков с охватом ими определенных частей тела пользователя в рабочем состоянии по сигналу вышеуказанных датчиков /см. патент РФ на изобретение №2178365, кл. B60R 21/20, 1997 [5]/.Passive safety systems are also known, including means for protecting users of a vehicle during an accident, made either in the form of devices for fixing users using swivel arms and stops covering the shoulders and hips / see, for example, RF patent for invention No. 2236273, class . A63G 7/00, 21/00, 2002 [2] /, or in the form of durable inflatable shells placed outside and inside the vehicle, forming a closed-frame protective capsule connected to autonomous gas sources and a control system, and equipped with safety valves, shock-absorbing panels of corrugated spring tape / see, for example, RF patent for the invention No. 2299820, class. B60R 21/16, 2005 [3]; RF patent for the invention No. 2301160, class B60R 21/16, 21/233, 2006 [4] /, or in the form of air bag inflated by means of a gas generator signal sensors folded in the initial state and covered with covering elements that open the holes for the deployment of bags with them covering certain parts of the user's body in working condition according to the signal of the above sensors / cm. RF patent for the invention No. 2178365, cl. B60R 21/20, 1997 [5] /.

Недостатками известных систем является предельное усложнение конструкции, раздувание габаритов салона, снижение эстетических характеристик и комфортности салона.The disadvantages of the known systems is the extreme complexity of the design, inflating the dimensions of the cabin, reducing the aesthetic characteristics and comfort of the cabin.

Кроме того, известны системы пассивной безопасности пользователей транспортным средством, содержащие размещаемые в наиболее травмоопасных зонах салона надувные подушки безопасности /пневмоподушки/, сообщаемые с источником сжатого газа, связанным с датчиком столкновения через пиротехническое устройство с газообразующим составом и воспламеняющимся электрозапалом /см., например, патент США №3733088, кл. 280-150, опубл. 1976 [6]; патент США №3861710, кл. 280-150, опубл. 1978 [7]; а.с. СССР №948717, кл. B60R 21/08, 1980 [8]; надувные подушки безопасности /см., например, [1]/.In addition, passive safety systems for vehicle users are known that include airbags / airbags / located in the most traumatic hazardous areas of the passenger compartment, communicating with a source of compressed gas connected to a collision sensor through a pyrotechnic device with a gas-generating composition and a flammable electric bomb / see, for example, US patent No. 3733088, cl. 280-150, publ. 1976 [6]; US patent No. 3861710, CL. 280-150, publ. 1978 [7]; A.S. USSR No. 948717, cl. B60R 21/08, 1980 [8]; inflatable airbags / see, for example, [1] /.

Недостатками известных систем является предельная сложность конструкции, возможность только однократного применения /см. [1], стр. 10/, значительная вероятность получения серьезных травм при раскрывании подушек /см. [1], стр.8/, возможность демонтажа пиротехнического устройства злоумышленниками /см. [8], стр. 3/.The disadvantages of the known systems is the extreme complexity of the design, the possibility of only a single use / cm. [1], p. 10 /, significant likelihood of serious injury when opening the pillows / cm. [1], p. 8 /, the possibility of dismantling the pyrotechnic device by intruders / see [8] p. 3 /.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является система безопасности пользователей пассажирским транспортным средством, содержащая располагаемые в травмоопасных для пользователей при ДТП зонах салона надувные подушки безопасности /пневмоподушки/, в частности фронтальные подушки, боковые, верхние, свешивающиеся с потолка шторки и т.п., при этом надувные подушки соединены с источниками сжатого газа, связанными с датчиком столкновения через пиротехническое устройство, и выполнены из синтетической ткани с возможностью выскакивания при взрыве из раскрываемого полиуретанового чехла /см. Иванов А.М. Основы конструкций современного автомобиля. Учебник для втузов. Из-во "За рулем", 2012, стр. 304 [9]/, и принятая за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of essential features is a safety system for users of a passenger vehicle, containing inflatable airbags / airbags / located in injury-hazardous areas for passengers in an accident during an accident, in particular front airbags, side airbags, side airbags, hanging from the ceiling curtains, etc., while the inflatable pillows are connected to sources of compressed gas associated with the collision sensor through a pyrotechnic device property, and are made of synthetic fabric with the ability to pop out in an explosion from an expandable polyurethane cover / cm. Ivanov A.M. Fundamentals of the design of a modern car. Textbook for technical colleges. Because of “Driving”, 2012, p. 304 [9] /, and adopted as a prototype.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, возможность только однократного применения, низкая безопасность из-за возможности получения серьезных травм при срабатывании пневмоподушек и реализации пассивного метода гашения удара, возможность демонтажа пиротехнического устройства злоумышлениками, огромное число отзываемых машин иностранных фирм из-за дефектов подушек безопасности, их самопроизвольного срабатывания с травмированием людей и провокацией аварийных ситуаций.The disadvantages of the prototype device are the extreme complexity of the design, the possibility of only a single use, low safety due to the possibility of serious injuries when air bags are activated and the passive method of damping the blow, the possibility of dismantling the pyrotechnic device by intruders, a huge number of recallable foreign cars due to defective pillows safety, their spontaneous operation with personal injury and provocation of emergency situations.

Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простой системы безопасности, исключающей необходимость применения размещаемых в салоне источников сжатого газа, датчиков столкновения и пиротехнических устройств, обеспечивающей при этом повышенную эффективность достигаемой безопасности при ДТП за счет активного гашения удара и устранения возможности получения травмы от срабатывающей при взрыве подушки безопасности.The essence of the invention lies in the creation of a relatively simple safety system that eliminates the need to use compressed gas sources, collision sensors, and pyrotechnic devices that are installed in the passenger compartment, while providing increased efficiency in safety during accidents due to active shock absorption and eliminating the possibility of injury from an airbag triggered by an explosion security.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности обеспечения безопасности пользователей при ДТП.The technical result is a simplification of the design of the device, increasing the efficiency of ensuring the safety of users during accidents.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной системе безопасности пользователей пассажирским транспортным средством, включающей расположенные в наиболее травмоопасных для пользователей при ДТП зонах салона гибкие защитные поверхности, срабатывающие под действием силового приводного механизма, особенность заключается в том, что силовой приводной механизм выполнен в виде бампера, соединенного по всей длине с кузовом транспортного средства через герметичный, упругий и заполненный жидкостью резервуар, а гибкие защитные поверхности представляют собой вязкоупругие элементы для активного гашения удара, выполненные в виде совокупности четверок стальных сильфонов, герметично подключенных своими внутренними полостями к резервуару, прикрепленных консольно горизонтально одним из торцов к задним поверхностям спинок кресел, а также к обращенным к проходам в салоне поверхностям боковин кресел и кузова, и соединенных своими свободными торцами вертикально натянутой прочной эластичной и упругой сеткой.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the well-known safety system of users by a passenger vehicle, including flexible protective surfaces located in the most injurious to users in accident areas of the cabin, triggered by the power drive mechanism, the feature is that the power drive mechanism made in the form of a bumper connected along the entire length with the vehicle body through a sealed, elastic and filled life a bone reservoir, and flexible protective surfaces are viscoelastic elements for active shock absorption, made in the form of a set of four steel bellows, hermetically connected by their internal cavities to the reservoir, attached cantilever horizontally by one of the ends to the rear surfaces of the backs of the seats, and also facing the passages in the interior, the surfaces of the sidewalls of the seats and the body, and connected with their free ends by a vertically stretched durable elastic and elastic mesh.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично изображены: на фиг. 1 - вид сбоку на бампер и салон транспортного кресла после ДТП и срабатывания системы безопасности /пассажиры, сидящие на креслах, не показаны/; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where schematically depicted: in FIG. 1 - side view of the bumper and the interior of the transport chair after an accident and the operation of the security system / passengers sitting on the seats are not shown /; in FIG. 2 is a view A in FIG. one.

Система безопасности пользователей пассажирским транпортным средством содержит располагаемые в наиболее травмоопасных для пользователей при дорожно-транспортных происшествиях /ДТП/ зонах салона 1 гибкие защитные поверхности, срабатывающие, то есть приводимые в рабочее состояние, непосредственно в момент совершения ДТП в результате столкновения транспортного средства с неподвижным, либо подвижным препятствием под действием силового приводного механизма, реагирующего на удар. При этом силовой приводной механизм выполнен в виде бампера 2, соединенного по всей своей длине или ширине передней части транспортного средства, с его кузовом 3 через герметичный, прочный и упругий резервуар 4, заполненный жидкостью 5. В качестве материала для изготовления резервуара 4 целесообразно использовать полярный термопласт типа твердого поливинилхлорида /винипласта/, отличающегося высокой механической прочностью и упругостью и используемого для изготовления деформируемых труб, прокладок, манжет, турбин и т.п. Гибкие защитные поверхности представляют собой вязкоупругие элементы для активного гашения удара, выполненные в виде системы стальных гофрированных сильфонов, герметично подключенных своими внутренними полостями к резервуару 4 с помощью протянутых внутри салона 1 по его полу 6, крыше 7 и боковинам 8 тонких эластичных трубопроводов /на рисунках не показаны/, закрытых для повышения эстетических характеристик салона под его обшивкой. При этом система сильфонов состоит из совокупности четверок сильфонов, прикрепленных консольно горизонтально одним из торцов к задним поверхностям спинок кресел 9 /сильфоны 10/, а также к обращенным к проходам в салоне 1 поверхностям боковин кресел 9 /сильфоны 11/ и боковин 8 кузова 3 /сильфоны 12/ и соединенных своими свободными торцами вертикально натянутой и прикрепленной к данным торцам прочной, эластичной и упругой сеткой 13. При этом сильфоны 10, 11, 12 в исходных состояниях до срабатывания при ДТП малы по высоте и практически примыкают соответственно к задним поверхностям спинок кресел 9, боковинам кресел 9 и боковинам 8 кузова 3 транспортного средства. Высота сильфонов 10, 11, 12 в рабочем состоянии после срабатывания порядка 6 см, то есть прямоугольные сетки 13 будут закреплены по углам на свободных концах сильфонов 10, 11, 12 и натянуты в вертикальных плоскостях, удаленных примерно на 6 см от вышеуказанных жестких поверхностей, травмоопасных для пассажиров при ударных столкновениях. Сетки 13 выполнены скручиванием из полосок тканей высокой прочности кордного переплетения из ароматического полиамидного волокна, применяемых обычно для усиления резиновых покрышек транспорта, пошивки парашютов, ремней безопасности, изготовления силовых каркасов полотняной обшивки самолетов и т.п. Как следует из статистики ДТП, подавляющее большинство серьезных аварий /порядка 85%/ связано с лобовыми фронтальными либо косыми столкновениями транспортных средств передней частью кузова 3 в зоне расположения бампера 2, соединенного с упругим резервуаром 4. Естественно, при необходимости такой же резервуар может быть установлен в зоне заднего бампера и по периферии кузова 3 в нижней его части без препятствия открыванию дверей салона 1, что не меняет принципа работы устройства. Наиболее травмоопасными для сидящих и стоящих в салоне 1 пассажиров зонами при ДТП при вышеуказанном характере столкновений являются спинки расположенных спереди кресел 9, а также боковины кресел и кузова 3, обращенные к проходам между рядами кресел 9. Именно эти зоны автоматически в момент совершения ДТП перекрывают вязкоупругие элементы активного гашения удара. Передние кресла для водителя и пассажиров, имеющие специфические для каждого типа транспортного средства особенности конструкции, обычно снабжают специальными средствами пассивной защиты с упругой изоляцией при ударе рулевой колонки, приборной панели, переднего стекла и т.п. Однако при необходимости без принципиальных изменений предлагаемое устройство может быть использовано и для защиты вышеуказанных пользователей.The safety system of users of a passenger vehicle contains flexible protective surfaces located in the most traumatic for users in the event of road traffic accidents / accident / passenger compartment 1 zones that are triggered, that is, put into operation, immediately at the time of the accident as a result of a vehicle collision with a stationary one, or a moving obstacle under the action of a power drive mechanism that responds to shock. In this case, the power drive mechanism is made in the form of a bumper 2, connected along its entire length or width of the front of the vehicle, with its body 3 through a sealed, durable and elastic tank 4 filled with liquid 5. It is advisable to use polar thermoplastic type of solid polyvinyl chloride / vinyl plastic /, characterized by high mechanical strength and elasticity and used for the manufacture of deformable pipes, gaskets, cuffs, turbines, etc. Flexible protective surfaces are viscoelastic elements for active shock absorption, made in the form of a system of steel corrugated bellows, hermetically connected by their internal cavities to the tank 4 using thin elastic pipelines stretched inside the cabin 1 along its floor 6, roof 7 and sides 8 / in the figures not shown /, closed to enhance the aesthetic characteristics of the cabin under its skin. In this case, the bellows system consists of a set of four bellows, cantilevered horizontally by one of the ends to the rear surfaces of the backs of the seats 9 / bellows 10 /, as well as to the surfaces of the sidewalls of the seats 9 / bellows 11 / and sidewalls 8 of the body 3 / bellows 12 / and connected by their free ends vertically stretched and attached to these ends by a strong, elastic and elastic mesh 13. In this case, the bellows 10, 11, 12 in the initial states are small in height before operation in an accident and practically adjoin the corresponding Twain to the rear surface 9 seat backs, seat sidewalls 9 and the sidewalls 8 of the body 3 of the vehicle. The height of the bellows 10, 11, 12 in working condition after triggering is about 6 cm, that is, rectangular grids 13 will be fixed at the corners at the free ends of the bellows 10, 11, 12 and stretched in vertical planes that are approximately 6 cm away from the above hard surfaces, hazardous to passengers in shock collisions. The nets 13 are made by twisting from strips of high strength cord fabric of aromatic polyamide fiber, usually used to reinforce rubber tires of vehicles, sewing parachutes, seat belts, manufacturing power frames for linen sheathing of aircraft, etc. As follows from the accident statistics, the vast majority of serious accidents (about 85%) are associated with frontal frontal or oblique collisions of vehicles with the front of the body 3 in the area of the bumper 2 connected to the elastic reservoir 4. Naturally, if necessary, the same reservoir can be installed in the area of the rear bumper and on the periphery of the body 3 in its lower part without obstructing the opening of the doors of the passenger compartment 1, which does not change the principle of operation of the device. The most traumatic for the passengers sitting and standing in the passenger compartment 1 in the event of an accident in the above type of collision are the backs of the seats in front of the seats 9, as well as the side walls of the seats and the body 3, facing the aisles between the rows of seats 9. These are the zones that automatically overlap viscoelastic at the time of the accident. elements of active shock absorption. The front seats for the driver and passengers, having design features specific to each type of vehicle, are usually equipped with special means of passive protection with elastic insulation when the steering column, dashboard, front window, etc. are hit. However, if necessary, without fundamental changes, the proposed device can be used to protect the above users.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

При нормальных условиях эксплуатации транспортного средства сильфоны 10, 11, 12 /см. выше/ практически примыкают к травмоопасным поверхностям, на которых они установлены, и вместе с сетками 13 практически не ухудшают эстетику салона 1. При ДТП, сопровождающемся ударом бампера 2 и импульсным сжатием упругого резервуара 4, жидкость 5 скачком под давлением по эластичным трубопроводам поступает во внутренние полости гофрированных сильфонов 10, 11, 12. Последние, сгруппированные четверками, резко удлиняются и перемещают сетки 13 вперед, навстречу инерционному движению пассажиров при резком ударном торможении транспортного средства. При таком столкновении пассажиров с сетками 13 при их встречном движении, в отличие от известных подушек безопасности /см., например, /[7], [8], [9]/, проявляется мощный эффект активного динамического гашения кинетической энергии удара. Причем наличие в сильфонах 10, 11, 12 жидкости, а также характер выполнения сеток 13, обуславливают одновременно гидравлический вязкоупругий характер такого гашения, сопровождающегося активной диссипацией /рассеянием/ в упругих элементах и жидкости 5 кинетической энергии удара, ее преобразование в потенциальную энергию сжимающихся сильфонов и сеток.Under normal operating conditions of the vehicle, bellows 10, 11, 12 / cm. above / practically adjoin the traumatic surfaces on which they are installed, and together with the nets 13 practically do not worsen the aesthetics of the passenger compartment 1. In an accident involving bump 2 and pulsed compression of the elastic reservoir 4, fluid 5 flows under pressure through elastic pipelines into internal corrugated bellows cavities 10, 11, 12. The latter, grouped by fours, sharply lengthen and move the grids 13 forward, towards the inertial movement of passengers during sharp shock braking of vehicles . In such a collision of passengers with grids 13 during their oncoming traffic, in contrast to the well-known airbags / see, for example, / [7], [8], [9] /, a powerful effect of active dynamic quenching of the kinetic energy of the shock is manifested. Moreover, the presence in the bellows 10, 11, 12 of the liquid, as well as the nature of the implementation of the grids 13, simultaneously determine the hydraulic viscoelastic nature of such quenching, accompanied by active dissipation / scattering / in the elastic elements and fluid 5 of the kinetic energy of the impact, its conversion into potential energy of compressing bellows and grids.

Предлагаемое устройство предельно упрощает конструкцию, исключает возможность получения серьезных травм, характерных для применяемых пневмоподушек со взрывным принципом действия, исключает применение сложных пиротехнических устройств, датчиков столкновений, источников сжатого воздуха, газогенераторов и специальных гидравлических, электромеханических, электромагнитных и т.п. силовых исполнительных приводов, используется для охвата пользователей, защищаемых упругими поверхностями типа мешков, ограждений и т.п. Более того, предлагаемое устройство может быть эффективно использовано вместе с ремнями безопасности, при этом последние будут эффективно работать при сравнительно слабых ударах. При мощных лобовых ударах прочность крепления ремня может быть настроена только на гашение удара в начальной его фазе с дальнейшим освобождением пользователя до получения травмы со стороны ремня и передачи функции окончательного гашения удара предлагаемому устройству.The proposed device extremely simplifies the design, eliminates the possibility of serious injuries characteristic of air bags with an explosive principle of operation, eliminates the use of complex pyrotechnic devices, collision sensors, compressed air sources, gas generators and special hydraulic, electromechanical, electromagnetic, etc. power actuators, used to reach users protected by elastic surfaces such as bags, fences, etc. Moreover, the proposed device can be effectively used together with seat belts, while the latter will work effectively with relatively low impacts. With powerful frontal impacts, the strength of the belt attachment can only be set to absorb the shock in its initial phase with further release of the user before injury from the belt and the transfer of the function of final shock absorption to the proposed device.

Claims

A safety system for users of a passenger vehicle, including flexible protective surfaces located in the passenger compartment that is most traumatic for road accidents, triggered by a power drive mechanism, characterized in that the power drive mechanism is made in the form of a bumper connected along the entire length with the vehicle body through hermetic, elastic and fluid-filled reservoir, and flexible protective surfaces are viscoelastic elements for active gash impact, made in the form of a set of four steel bellows, hermetically connected by their internal cavities to the tank, attached cantilever horizontally by one of the ends to the rear surfaces of the backs of the seats, as well as to the surfaces of the sidewalls of the seats and the body facing the aisles and connected vertically by their free ends stretched durable elastic and elastic mesh.