Аварийно-запирающееся втягивающее устройство для ремня безопасности транспортного средства

 

Изобретение относится к аварийно-запирающимся втягивающим устройствам для ремней безопасности транспортных средств. Цель - снижение трудоемкости изготовления-. УстройСО см

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪВЛИН (5D 4 В 60 R 22 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

37

Фи.г.3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ7, СССР

ПО ДЕЛАЯ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3708601/27- 11 (22) 09.03.84 (46) 23.03.87. Бюл. У 11 (71) Бритакс-Кольб Гмбх унд Ко (DE) (72) Ханс-Хельмут Эрнст (РЕ) (53) 629.113.014-788 ° 2:677 ° 755(088 ° 8) (56) Патент Великобритании У 1592713, . кл. А 3 V, 1981.,„SU „„12Щнц А 3 (54) АВАРИЙНО-ЗАПИРАЮЩЕЕСЯ ВТЯГИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к аварийно-запирающимся втягивающим устройствам для ремней безопасности транспортных средств. Цель — снижение трудоемкости изготовления» Устрой12 ство содержит два параллельных друг другу элемента 3 каркаса, катушку с валом для наматывания ремня, на концах которого смонтированы диски 8 с блокировочными зубьями для зацепле ния с соответствующими зубьями элементов каркаса, упругое и приводное средства для смещения катушки соответственно в положения расцепления и сцепления, блокирующий механизм, инерционный механизм 37 с держателем

43 и шаром 44. Держатель 43 снабжен на выступающей части ведомым рычагом

99493

45, находящимся под воздействием шара 44 и в контакте с собачкой 36. При превышении порогового уровня ускорения шар 44 поднимает рычаг 45, собачка 36 входит в сцепление с храповым колесом 33, связанным с катушкой, и передает угловое перемещение управляющему элементу 34. Последний передает это перемещение блокирующей собачке 40, входящей в сцепление с зуб" чатым диском 8 катушки, блокируя ее угловое перемещение. 8 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности, а именно к аварийно-запирающемуся втягивающему устройству для ремня безопасности транспортного средства.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления.

На фиг.1 изображено аварийно-запирающееся втягивающее устройство, общий вид; на фиг.2 — инерционный механизм в положении расцепления; на фиг.3 — то же, в положении предварительной блокировки; на фиг.4 — то же, в положении полной блокировки перед сцеплением основного блокирующего механизма; на фиг.5 — то же, в блокированном положении; на фиг.6 — вид сбоку одного из элементов каркаса и соответствующий блокирующий диск, вид . сбоку, показывающий взаимное угловое расположение зубьев, когда механизм находится в расцепленном положении; на фиг.7 то же, в положении частичного сцеп- 25 ления; на фиг ° 8. — цельная катушка, продольный разрез; на фиг.9 — разрез А-А на фиг.8; на фиг.10 — цепная катушка, вариант исполнения; на фиг.11каркас, вариант исполнения; на фиг. l2 -30 то же, другой вариант; на фиг.13— конец катушки для каркаса, показанного на фиг.12, вид сбоку; на фиг.14— элемент каркаса и соответствующий диск катушки, уменьшающие износ зубьев, вид сбоку.

Втягивающее устройство имеет П-образный каркас 1, опорная часть которо2 го выполнена с отверстием 2, благодаря которому каркас 1 может быть прикреплен к кузову автомобиля. Боковые полки П-образного каркаса составляют оцинаковые элементы 3 и 4 каркаса, каждый из которых содержит круглое отверстие, имеющее соответственный зубчатый сегмент 5, составляющий часть его верхней периферии. Нижние части круглых отверстий увеличены путем обработки под прямой угол для размещения частей механизма.

В каркасе 1 установлена катушка 6, содержащая центральный вал 7, на который может быть намотан ремень безопасности, два зубчатых диска 8 и 9 для сцепления с зубчатыми сегментами

5 соответственно на элементах 3 и 4 каркаса и две выступающие цапфы 10 и 11.

Для обеспечения требуемого расстояния между элементами 3 и 4 каркаса предусмотрена распорка 12, имеющая выступающие в перпендикулярном направлении .боковые лапки 13 и 14 и проходящая между вырезанными крюками 15 и 16 в наружных кромках элементов 3 и 4 каркаса. Концевые лапки 13 и 14 выступают за края отверстий в элементах 3 и 4 каркаса и, заходя на зубчатые диски 8 и 9 катушки, предотвращают их осевое перемещение. Кроме того, распорка 12 имеет на обоих концах соответственные крючки 15 и 16, служащие для удержания кассеты 17 со втягивающей пружиной в сцеплении с наружной боковой поверхностью элемен1299493 та 4 каркаса и кассеты 18 с блокирующим механизмом в сцеплении с наружной боковой, поверхностью элемента 3 каркаса.

Оболочка для кассеты 17 содержит торцовый элемент 19, прилегающий к элементу 4 каркаса и сцепленный с ним вместе с крышкой 20, несущей стопор (не показан), к которому прикреплен наружный конец втягивающей пружины 21 посредством крючка 15. Внут ренний конец пружины 21 прикреплен к пластмассовой втулке 22, имеющей цилиндрическую наружную поверхность и пазовое отверстие для сцепления со снабженным лысками концом цапфы 11 катушки 6. Чтобы один конец втулки 22 был достаточно длинным для введения в отверстие, в пластмассовой опорной 2 пластине 23, установленной с возможностью скольжения в продолговатом углублении в поверхности торцовой пластины 19, осевая длина втулки 22 сделана большей, чем ширина пружины 21. В центре углубления 24 выполнен продолговатый паз 25, через который проходят цапфа 11 и бобышка на опорной пластине 23. Длина углубления 24 продолговатого паза 25 обеспечивает воз-30 можность скольжения опорной пластины . 23 между положением, при котором зубья на диске 9 находятся в сцеплении с зубчатым сегментом 5 на элементе 4 каркаса, и положением, при котором они находятся вне такого сцепления.

Для отжатия опорной пластины 23 в положение расцепления предусмотрена пружина 26.

Кассета 18 с блокирующим механиз- 40 мом закрыта торцовой пластиной 27, прилегающей к наружной поверхности элемента 3 каркаса и вместе с крышкой 28, сцепленной с ним посредством крючка 16 на распорке 12. Подобно соответствующим составным частям кассеты 17 со втягивающей пружиной торцовая пластина 27 имеет продолговатый паз 29 и подшипник 30 скольжения, отжимаемый пружиной 31 в направлении от зубчатого сегмента 5 на элементе

3 каркаса. Однако в кассете 18 втулка

22 заменена цапфой 32, которая неподвижно прикреплена к храповому колесу

33 и имеет цилиндрическую наружную поверхность для контакта в подшипнике 30 и паз для сцепления с выполненным с лысками концом цапфы 10 ка-. тушки 6.

Подшипник 30 скольжения выполнен за одно целое с управляющим элементом

34, подвергаемым воздействию удлиненной ножки 35 пружины 31, в результате которого он получает угловое смещение в направлении втягивания ремня. На управляющем элементе 34 шарнирно установлена собачка 36, имеющая таким образом возможность перемещаться в положение сцепления с зубьями храпового колеса 33 под воздействием традиционного инерционного чувствительного механизма 37 типа "шар в чаше", установленного на нижней части торцовой пластины 27. Управляющий элемент

34 также имеет продолговатый паз 38, находящийся в сцеплении с выступом

39 на блокирующей "обачке 40, которая в свою очередь шарнирно установлена на оси 41, закрепленной на обращенной к элементу 3 каркаса боковой стороне торцовой пластины 27. Торцовая пластина 27 имеет продолговатое отверстие 42, через которое проходит выступ 39.

На фиг.2-5 схематически показан. блокирующий механизм, причем некоторые из показанных на них деталей оборваны или видоизменены по сравнению с фиг.1, а другие исключены, чтобы яснее была работа механизма. Инерционный чувствительный механизм 37 содержит держатель 43„ имеющий чашу для шара 44. Держатель,43 прикреплен к торцовой пластине 27, а на его выступающей части шарнирно установлен ведомый (следящий) рычаг 45, на который действует шар. Ведомый рычаг

45 находится в контакте с собачкой

36. Направление вращения при наматывании ремня безопасности на катушку— против часовой стрелки. !

Блокирующий механизм работает следующим образом.

Когда горизонтальное ускорение, сообщаемое втягивающему устройству, ниже порогового уровня, при котором необходимо приведение в действие блокирующего механизма, шар 44 остается в центре чаши и собачка 36 (фиг.2) не сцеплена с храповым колесом 33.

При превышении порогового уровня ускорения шар 44 (фиг.3) смещается ближе к краю чаши, поднимая рычаг 45, в результате чего собачка 36 входит в сцепление с храповым колесом 33. Поскольку храповое колесо 33 скреплено с катушкой 6 и, следовательно, стяги5 12994 вание ремня с катушки б вызывает угловое перемещение храпового колеса

33 в направлении по часовой стрелке (фиг.2-5), то угловое перемещение передается собачкой 36 управляющему 5 элементу 34. Такое угловое перемещение (фиг.4) управляющего элемента 34 передается посредством выступа 39, расположенного в пазу 38, на блокирующую собачку 40, которая при этом по-10 ворачивается на оси 41 в зацепление с зубчатым диском 8 катушки 6, блокируя угловое перемещение последней вокруг цапф 10 и 11. В случае продолжения натяжения ремня катушка 6 ново-15 рачивается на вершине зуба блокирующей собачки 40 и подшипники 23 и 30, преодолевая действие пружин 26 и 31 (фиг.1), скользят по пазам 25 и 29, пока зубья дисков 8 и 9 не войдут в 20 сцепление с зубчатыми сегментами 5 на элементах 3 и 4 каркаса (фиг.5).

Стоит только начаться угловому перемещению управляющего диска 34 в направлении по часовой стрелке, как механизм перемещается в положение полной его блокировки и затем остается в этом положении до тех пор, пока не прекратится натяжение ремня безопасности, даже если шар 44 возвращается 30 в центральное положение в чаше.

При действии во время блокировки нагрузки на собачку 36 ее ось 46 разгружена благодаря наличию упора 47, выполненного в виде выступа на управ" 35 ляющем элементе 34 (фиг.1) позади вершины зуба собачки 36. Когда собачка 36 перемещена в положение блокировки (фиг.4), задняя сторона ее зуба находится в контакте с упором 47. 40

Чтобы способствовать созданию такого контакта, собачка 36 посажена на ось

46 с большим зазором.

Кассета 18 с блокирующим механиз- 45 мом (фиг.1) содержит также традиционного типа приводной механизм, чувствительный к протягиванию ремня.

Этот блокирующий механизм состоит из инерционного диска 48, установленного с возможностью вращения на цапфе 32 храпового колеса 33 и собачки 49, шарнирно установленной на оси 50, закрепленной на боковой поверхности храпового колеса 33 вблизи от его периферии. Инерционный диск 48 имеет палец 51, входящий в паз в собачке 49 для перемещения ее в направлении наружу в случае, когда инерционный

93 6 диск 48, преодолев действие пружины

52, отстанет от храпового колеса 33 при стягивании ремня с катушки б. При ускорении движения ремня в направлении стягивания диск 48, имея достаточную инерцию, преодолевает действие пружины 52, в результате чего собачка 49 перемещается в направлении наружу и входит в сцепление с внутренними храповыми зубьями 53, выполненными на кольцевом выступе управляющего элемента 34, вследствие чего происходит сцепление управляющего элемента 34 с храповым колесом

33 ° Дальнейшее стягивание ремня вызывает затем угловое перемещение управляющего элемента 34, что приводит к блокировке механизма.

Радиально внутренние вершины зубьев сегментов 5 на элементе 3 каркаса (фиг.б и 7) лежат на окружности радиусом К 1 с центром на оси 53 катушки 6, когда она находится в положении полного расцепления, а радиально наружные впадины между зубьями— на окружности радиусом R 2, равным максимальному радиусу К 3 диска 8, с центром 54, совпадающим с осью катушки 6, когда она перемещена в положение полного сцепления. Кроме того, блокировочные поверхности 55, находящиеся с левой стороны от плоскости

bF (фиг.б и 7) зубьев сегментов 5, расположены под одним и тем же углом

Ы к соответствующим радиусам этой второй окружности у соседних впадин между зубьями, С другой стороны, блокировочные поверхности 56-58 зубьев с правой стороны от плоскости BS па-, раллельны ей. Таким образом, все блокировочные поверхности 55 параллельны соответствующим блокировочным поверхностям 59 на зубчатом диске 8.

Поскольку угол 8 между плоскостью ац и радиальной линией, идущей от центра 54 к поверхности 56 зуба, равен углу об, эта поверхность 56 также параллельна соответствующей блокировочной поверхности 59. В результате этого при перемещении катушки 6 в положение сцепления все блокировочные поверхности 55 и 56 входят всей поверхностью в контакт с соответствующими блокировочными поверхностями 59 на зубчатом диске 8. При этом поверхности 57 и 58 сразу входят в контакт с вершинами 60 соответствующих зубьев на зубчатом диске и при

12994

7 перемещении катушки 6 в положение полного сцепления эти вершины 60 скользят по поверхностям 57 и 58.

Аналогичный результат имеет место для диска 9 с другой стороны катушки

6. Таким образом, нагрузка на каждый отдельный зуб уменьшается и поэтому и диски 8 и 9 и элементы 3 и 4 каркаса могут быть выполнены из более мягкого материала, чем это было обычно 10 до этого

Одним из следствий допустимости изготовления блокирующих дисков 8 и 9 из относительно мягкого материала является возможность выполнения всей 15 катушки в виде цельной отливки, полученной под давлением (фиг.8 и 9).

Вал 7 содержит полый цилиндр 61, имеющий два диаметрально противоположных радиальных ребра 62 и 63, сое-20 диненных с поперечными ребрами 64 и

65, которые ограничивают центральный паз, проходящий диаметрально через весь вал 7 и предназначенный для приема внутреннего конца ремня безопасности. Один конец паза имеет расши- ренную часть 66 прямоугольного сечения для приема запорной вставки Т-образного сечения (не показана), пропущенной через, петлю, образованную на 30 конце ремня. По одному с каждой стороны центрального паза расположены два центральных полукруглых ребра 67 (фиг.8), соединяющих друг с другом цилиндр 61 и ребра 62-64 . 35

С каждой стороны вала 7 образованы соответственные дискообразные части

8 и 9, каждая из дискообразных частей 8 и 9 имеет круглое углубление

68 с отверстиями, сообщающимися с внутренними полостями в цилиндрической части 7. По периферии дискообразных частей 8 и 9 образованы зубья 69 (фиг.9), имеющие симметричную трапецеидальную форму, вследствие чего катушка 6 может вставляться в каркас

1 и поворачиваться в любом направлении, что упрощает сборку. Предусмотрены выступающие наружу за пределы зу 50 бьев 69 буртики 70, предотвращающие осевое перемещение катушки 6 относительно элементов каркаса, когда катушка 6 находится в положении блокировки.

Катушка может быть выполнена из экструдированного материала (фиг. 10) .

Зубчатые диски выполнены в форме кольцевых элементов 71 и 72, снабжен93 8 ных по наружной периферии зубьями для сцепления с зубчатыми сегментами 5 на каркасе и по внутренней перифериизубьями для сцепления с, канавками, образованными на экструдированном цилиндрическом валу 73, имеющем паз 74, проходящий по всей его длине от периферии к центру и предназначенный для размещения стержня 75, имеющего более узкий паз 76, через который пропускают ремень, причем на концах стержня

75 образованы цапфы 10 и 11. Ремень выходит из вала 73 через узкий паз 77, противоположный пазу 74.

Альтернативным вариантом каркаса 1 показанного на фиг.1, является каркас 78, показанный на фиг,11. Каркас

78 тоже имеет П-образную форму с боковыми элементами 79 и 80, каждый из которых имеет зубчатый сегмент 81, подобный зубчатым сегментам 5, показанным на фиг.1. Однако нижняя часть каждого бокового элемента 79 и 80 каркаса убрана. Вместо этого наружный конец каждого из зубчатых сегментов

81 соединен с основанием каркаса 78 посредством соответственной смещенной усилительной части 82, несущей пару отходящих вниз параллельных выступов

83 и 84, образующих открытый с одного конца паз для размещения цапф 10 и 11 катушки. Когда катушка 6 установлена на место, смещенные усилительные части 82, взаимодействуя с наружными торцовыми поверхностями зубчатых. дисков 8 и 9, препятствуют осевому перемещению катушки 6. Выходу цапф 10 и 11 из пазов между выступами 83 и 84 препятствуют опорные пластины 23 и 25 двух кассет 17 и 18. Поскольку эти опорные пластины предотвращают соприкосновение катушки с нижними краями отверстий в боковых элементах 3 и 4 каркаса 1 (фиг.1), убирание таких нижних краев не влияет на работу механизма.

На фиг.12 и 13 показан каркас, препятствующий осевому перемещению катушки. Каркас 85 (фиг.12) аналогичен каркасу 1 (фиг.1), за исключением того, что круглое отверстие 86 в боковых элементах каркаса, центр которого находится на оси 87 вращения катушки, когда она смещена в положение расцепления, увеличено второй круглой частью большего радиуса с центром в точке 88. Катушка 6 заменена катушкой

89, зубчатые диски 90 которой снабже1299493 10

12, а также может быть использован а в сочетании с катушкой, имеющей траа пецеидальные зубья (фиг.9).

9 ны фланцами 91, выступающими радиально наружу за пределы их зубьев н большую величину, чем буртики 70 н катушке б. Диаметр той части каждого из отверстий каркаса, центр которой находится в точке 88, дольше диаметра буртиков 91, а диаметр части с центром на оси 87 катушки, находящейся в положении расцепления, находится в пределах между диаметром бур- 10 тиков 91 и диаметром зубчатой части

92. Следовательно, при сборке катушка 89 может быть вставлена в каркас

85 при смещении ее оси с центром 88, но после сборки перемещению оси ка- 15 тушки в направлении к точке 88 препятствуют пластины 23 и 30 подшипников скольжения, удерживающие катушку

89 от осевого перемещения относительно каркаса 85. 20

Зубья сегментов 5 и 81 (фиг.1 и

11) могут быть выполнены так, что каждый зуб входит в контакт с соотс .ветствующим зубом катушки одновременно с другими, но на практике допускаемые отклонения при изготовлении затрудняют получение такого сцепления, в результате чего один из зубьев подвергается большему, чем другие, износу при нормальной эксплуатации (т.е. в аварийных условиях). Зто затруднение (фиг.14) можно преодолеть путем выполнения выреза в опорной поверхности 93 одного из зубьев каждого зубчатого сегмента 5 для раз35 мещения дополнительного зуба 94 из упругой пластмассы, выполненного за одно целое с концевыми элементами 19 и 27 двух кассет 17 и 18. Контактирующая боковая поверхность 95 зуба

94 слегка выступает относительно цоверхности 93. В результате упругий пластмассовый зуб 94 является той частью зубчатых сегментов 5, которая 45 всегда первой входит в контакт с зубьями дисков 8 и 9 и, следовательно, берет на себя весь износ от работы блокирующего механизма при нормальном разгоне, плавном торможении и движении на повороте автомобиля, на котором установлено втягивающее устройство, В условиях аварии зуб 94 сжимается в степени, достаточной дчя вхождения остальных зубьев сегментов 5 в с цепление с зубь ями дисков 8 и 9 и в ос— приятия имивсей аварийной нагрузки.

Зуб 94 может быть предусмотрен и на каркасе, показанном на фиг.11 и

Формула и з о б р е т е н и я

1. Аварийно-запирающееся втягивающее устройство для ремня безопасности транспортного средства, содержащее два параллельных друг другу элемента каркаса, катушку, имеющую вал для наматывания ремня и у каждого конца вала соответствующий диск с равномерно распределенными по его периферии блокировочными зубьями, причем катушка смонтирована на элементах каркаса в подшипниках, установленных с возможностью ограниченного перемещения оси катушки относительно элементов каркаса в направлении, перпендикулярном к оси вращения, между положением расцепления и положением сцепления, при котором блокировочные зубья введены в зацепление с зубьями на указанных элементах каркаса для предотвращения вращения катушки, упругое средство для смещения катушки в положение расцепления и приводное средство для перемещения катушки в положение сцепления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления, вершины зубьев на элементах каркаса расположены на окружности с центром на оси катушки при расположении последней в положении расцепления, а впадины между соседними зубьями на элементах каркаса расположены на окружности радиусом, равным максимальному радиусу катушки, с центром на оси катушки при положении последней в положении сцепления, при этом. блокировочная боковая поверхность каждого зуба, обращенная в сторону от плоскости перемещения оси катушки, расположена под углом к радиальной линии от этого зуба к центру оси катушки при расположении последней в положении сцепления, равным углу между блокировочной боковой поверхностью каждого зуба на дисках и соответствующим его радиусом, а блокировочные боковые поверхности всех зубьев на элементах каркаса обращены этими поверхностями в сторону указанной плоскости перемещения оси катушки и параллельны этой плоскости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что диски катушки

129 снабжены выступающими радиально наружу за пределы зубьев фланцами для взаимодействия с боковыми поверхностями элементов каркаса и предотвращения осевого перемещения катушки.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что между элементами каркаса устайовлена распорка, снабженная расположенными перпендикулярно ей боковыми лапками, выступающими радиально внутрь относительно зубьев на элементах каркаса, для взаимодействия с боковыми поверхностями дисков при осевом смещении катушки.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что блокировочные зубья катушки имеют симметричный трапецеидальный профиль.

5. Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что катушка выполнена в виде цельной отливки.!

6. Устройство по пп.1-5, о т л ич а ю щ е е с я,тем, что диски прикреплены к валу катушки.

7. Устройство па п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что элементы каркаса выполнены с открытыми вниз вырезами для заведения катушки, а его зубья выполнены на ограничивающих вырезы поверхностях.

f0 8. Устройство по п.1, о т л и ч а-; ю щ е е с я тем, что в элементах каркаса выполнены прорези, ограниченные замкнутой кромкой, на которой расположены укаэанные зубья каркаса, f5 охватывающей соответствующий диск.

9. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что по крайней мере на одном из элементов каркаса выполнен дополнительный зуб, контакти20 рующая поверхность которого выполнена из мягкого упругого материала и смещена под углом вперед относительно контактирующих поверхностей других зубьев.

44 ь. фФ

36 17

ЮМ

37!

10 !2, /5

122 цр g t9 5 8 9

f0 ф д М

142

Р2 О

1299493

1299493

69 70

1299493

Ю

Составитель Л.Смольская

Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Заказ 9G4/63

Тираж 599 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная, 4

78 Риг. 11 Î ф