Результат интеллектуальной деятельности: РЕМЕНЬ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области обеспечения пассивной безопасности водителя и пассажиров транспортных средств, в частности автомобилей.

Известны ремни безопасности транспортных средств, включающие аварийно-запирающее сматывающее устройство, пряжку, через которую с возможностью скольжения пропущена лямка ремня, а также замок для ремня с защелками, запирающими пряжку / см., например, патент СССР №1544179, кл. B60R 22/12, опубл. 15.02.90 [1]; a.c. CCCP №1181920, кл. B60R 22/12, опубл. 15.02.90 [2]; патент РФ №2304057, кл. B60R 22/12, опубл. 10.08.2007 [3]/.

Известны также ремни безопасности транспортных средств, содержащие лямку ремня, закрепленную одним концом с одной из сторон нижней части сиденья, пропущенную через пряжку, закрепленную в верхней части сиденья с той же стороны, а также замок ремня с прорезью и соединительным устройством /держателем/, укрепленным сбоку на раме сиденья с его противоположной стороны / см. патент США №3471197, кл. 297-365, опубл. 1969 [4]; системы пассивной безопасности http://xendai-getz.narod.ru/xhtml/x18.html, стр.1, 2 [5]/.

Все известные конструкции ремней безопасности имеют общий недостаток: при возникновении в результате аварии или по другой причине в салоне транспортного средства пожара у пристигнутого человека, находящегося в условиях высокой температуры и одновременно в шоковом послеаварийном состоянии с возможным наличием тяжелых травм, возникают серьезные проблемы при попытках быстро отсоединить ремень безопасности и покинуть автомобиль до получения несовместимых с жизнью ожогов. Как показывают статистические данные, при тяжелых авариях, сопровождающихся пожарами, именно данное обстоятельство, то есть невозможность вовремя освободиться от ремней безопасности, является причиной смерти около 30% от всех погибших водителей и пассажиров. Это резко снижает эффективность применения ремней в целях обеспечения безопасности при тяжелых авариях. Кроме того, при столкновении или при внезапном торможении транспортного средства во избежание нанесения пристегнутому человеку ударных травм, конструкция ремней должна обеспечивать их некоторое заданное упругое или пластическое удлинение в момент удара, что вышеуказанные устройства сделать не позволяют.

Известны также ремни безопасности транспортного средства, содержащие аварийно-запирающее втяжное сматывающее устройство /натяжитель ремня безопасности/, снабженное механизмом обеспечения дополнительного удлинения ремня в случае резкого внезапного торможения /столкновения/ транспортного средства, выполненным в виде ламинированной полосы, соединенной с натяжителем ремня, и имеющим достаточное число фальцев, способных постепенно разгибаться при приложении к ремню заданного тягового усилия, с постепенным увеличением длины полосы, а также дополнительно деформируемые элементы проволочного типа с заданным числом витков, способных постепенно раскручиваться при действии силы / см. патенты EP 0404075 A, 27.12.1990 [6]; EP 0909684 A [7]; RU 2319625, кл. B60R 22/34, опубл. 20.03.2008 [8] /.

Недостатками данных устройств является пониженная эффективность применения ремней безопасности вследствие значительной вероятности получения водителем и пассажирами серьезных ожоговых травм в результате возникающего в салоне транспортного средства пожара и невозможности быстрого освобождения от ремней безопасности, а также низкие технологические характеристики из-за их одноразового использования вследствие необратимых пластических деформаций или разрушающих нагрузок вышеуказанных ламинированных полос и элементов проволочного типа.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является ремень безопасности для транспортного средства, содержащий лямку, один конец которой связан с кронштейном с возможностью перемещения вдоль кронштейна, расположенным в зоне нижней части сиденья с одной стороны, пряжку, закрепленную в верхней части сиденья с той же стороны, через которую с возможностью скольжения пропущена лямка, замок ремня с прорезью, через которую с возможностью скольжения пропущена лямка, и соединительное устройство замка, размещенное сбоку на раме сиденья со стороны, противоположной кронштейну и пряжке / см. патент СССР №1324580, кл. B60R 22/12, 1982 [9] /, и принятый за прототип.

Недостатками устройства-прототипа является пониженная эффективность применения ремней безопасности вследствие значительной вероятности получения водителем и пассажирами несовместимых с жизнью ожоговых травм в результате возникающего в салоне транспортного средства послеаварийного пожара и невозможности быстрого освобождения от ремней безопасности, а также ударных травм в случаях резкого внезапного торможения транспортного средства вследствие отсутствия у ремней безопасности возможности обеспечения в данном случае дополнительного удлинения.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции ремня безопасности, обеспечивающей как его автоматическое отсоединение от запирающего его замка путем выхода из тела пряжки при достижении температуры в салоне транспортного средства выше заданного порогового значения, выбираемого большим предельных температур, возникающих в салоне при эксплуатации транспортного средства, однако меньше температур, приводящих к ожоговым травмам, так и некоторое заданное дополнительное упругое удлинение ремня в момент резкого внезапного торможения и столкновения.

Технический результат - повышение эффективности ремня безопасности за счет обеспечения возможности как его автоматического отсоединения при возникновении в салоне транспортного средства пожара, так и появление заданных дополнительных упругих удлинений ремня в случаях внезапных торможений и столкновений транспортного средства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном ремне безопасности для транспортного средства, включающем пряжку с прорезью, сквозь которую с возможностью скольжения пропущена пряжка ремня, и язычковой защелкой, вводимой в запирающий пряжку замок, особенность заключается в том, что средняя часть перемычки между прорезью и наружным контуром пряжки с противоположной от язычковой защелки стороны пряжки удалена, а на оставшиеся концевые части перемычки, имеющие некруглую форму поперечных сечений, плотно надета выполненными на концах отверстиями такой же формы упруго изогнутая дугообразная планка, обращенная своей выпуклостью в сторону прорези пряжки, выполненная из сплава с эффектом термомеханической памяти формы и характеризующаяся скачкообразным поперечным изгибом с увеличением кривизны своей изогнутой линии и сближением концов планки по их снятии с концевых частей перемычки при повышении температуры в салоне транспортного средства до заданного порогового значения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично на фиг.1 изображен предлагаемый ремень безопасности с сиденьем на общем виде /узел пряжки увеличен/; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1 /на рисунках сплошными линиями показано положение устройства в рабочем состоянии, пунктирными - после срабатывания планки и автоматического выхода ремня безопасности из соединения/.

Ремень безопасности для транспортного средства включает пряжку 1 с прорезью 2, сквозь которую с возможностью скольжения пропущена лямка 3 ремня, и языковой защелкой 4, вводимой в запирающий пряжку 1 замок 5, укрепленный на боковине 6 сиденья 7, причем боковые края замка 5 выполнены в виде прямоугольной воронки. При этом средняя часть 8 перемычки между прорезью 2 и наружным контуром пряжки 1 с противоположной от язычковой защелки 4 стороны пряжки 1 удалена, так что длина удаленной части 8 примерно равна ширине лямки 3 ремня /именно вышеуказанная перемычка несет силовую нагрузку при натяжении ремня безопасности/. На оставшиеся концевые части 9 перемычки, имеющие некруглую форму поперечных сечений 10 /в данном случае сечение имеет прямоугольную форму, причем меньшей стороной прямоугольника является толщина пряжки 1, а большей - ширина перемычки/ плотно надета выполненными на концах отверстиями 11 такой же формы упруго изогнутая дугообразная планка 12, обращенная своей выпуклостью в сторону прорези 2 прыжки 1. Исходный изгиб упругой планки 12 имеет малую кривизну, а отверстия 11 в планке 12 выполнены с некоторыми положительным допуском на размеры по сравнению с сечением 10 той же формы концевых частей 9 перемычки, что позволяет, предварительно согнув /см. далее/ планку 12 до большей кривизны и вставив ее в удаленную часть 8 перемычки, плотно надеть планку 12 на концевые части 9 перемычки, после чего упруго, частично выпрямляясь, планка 12 занимает заданное рабочее положение. При этом ее охватывает лямка 3 ремня, свободно размещенная в прорези 2 пряжки 1 между обращенной к защелке 4 стороной прорези 2 и выпуклой стороной планки 12, причем округлая форма поперечных сечений 10 и отверстий 11 не позволяет планке 12 разворачиваться вокруг концевых частей 9 перемычки. Планка 12 выполнена из сплава с эффектом термомеханической памяти формы и характеризуется скачкообразным поперечным изгибом с увеличением кривизны своей изогнутой линии /см. положения пунктиром на фиг.1 и фиг.2/ и сближением концов планки 12 до их снятия с концевых частей 9 перемычки, то есть изгиба планки 12 до размера, меньшего длины удаленной части 8 перемычки, при повышении температуры в салоне транспортного средства до заданного порогового значения. В качестве материала для изготовления планки 12 использован нитинол /Ti-Ni/, относящийся к классу интерметаллических соединений. Планка 12 из данного сплава при содержании, например, 50 ат.% Ti при обычных температурах изогнута с малой кривизной /см. сплошные линии на фиг.1 и фиг.2/. При подъеме температуры в салоне примерно до 60°C /пороговое значение/ планка 12 скачкообразно /релейно/ изгибается с резким увеличением кривизны изогнутой линий /см. положение пунктиром на рисунках/. При этом ширина прорези 2 должна быть выполнена достаточной как для вышеуказанного изгиба планки 12, так и размещения между ею выпуклой стороной и торцом прорези 2 лямки 3 ремня. Вышеуказанная температура порога срабатывания выбрана из соображений превышения ею диапазона рабочих температур, возникающих в салоне транспортного средства при его эксплуатации, однако не позволяя при этом человеку получить тяжелые травмы. При эксплуатации транспортного средства в особых климатических условиях, например при повышенных температурах, планка 12 может быть выполнена из сплава с другими физико-механическими характеристиками и, соответственно, с другими пороговыми значениями температур срабатывания. То же самое можно отметить для случав длительной стоянки транспортных средств без людей в салоне на открытом солнце, когда температура в салоне может подняться до 60°C. Естественно, что при такой эксплуатации пороговая температура срабатывания планки 12 должна быть увеличена, например, до 70°C или путем изменения %-ного состава материала сплава, или выбором в принципе другого сплава, или выбором других режимов термообработки в процессе изготовлении планки 12 на стадии ″запоминания″ ею своей изогнутой формы. Поясним, что свое изогнутое состояние с увеличенной кривизной изогнутой линии при температуре выше 60°C планка 12 ″запоминает″ на этапе ее изготовления в процессе специальной термообработки. Поэтому, при сборке пряжки 1 /см. выше/ при надевании планки 12 на концевые части 9 перемычки, планку 12 предварительно нагревают до температуры выше 60°C, и уже изогнутую свободно вводят в удаленную часть 8 перемычки, а остывая и разгибаясь, она сама легко плотно надевается отверстиями 11 на концевые части 9 перемычки.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При резких ударных нагрузках на ремень безопасности в результате аварийных столкновений транспортного средства или просто его резких торможений за счет опирания петли лямки 3 в предлагаемом устройстве на выпуклую сторону планки 12, обладающей возможностью упругих сжимающих изгибных деформаций, происходит некоторое дополнительное удлинение ремня на расчетную величину. Такие деформации позволяют значительно смягчить, демпфировать удар, поглотить часть его энергии, что значительно снижает вероятность получения человеком ударных травм. Работа предлагаемого устройства в области упругих деформаций планки 12 в отличие от устройств [6], [7], [8], работающих в условиях пластических деформаций и разрушающих нагрузок, позволяет использовать устройство в опасных режимах многократно, резко улучшая тем самым технологические характеристики устройства и повышая безопасность его эксплуатации. При возникновении в салоне транспортного средства пожара в результате аварии или по какой-то другой причине при повышении температуры в салоне до порогового значения /60°С или выше в зависимости от заданных технических условий/ планка 12 релейно изгибается /см. выше/, автоматически снимаются с концевых частей 9 перемычки, и занимает показанное пунктирными линиями на рисунках положение в вырезе 8 перемычки. Теперь даже незначительные по прилагаемым усилиям силовые попытки пристегнутого к сиденью 7 человека приведут к выходу планки 12 вместе с лямкой 3 через вырез 8 в перемычке из прорези 2 пряжки 1 и, соответственно, к освобождению человека от пристегнутого ремня безопасности.

Предлагаемое устройство характеризуется предельной простотой и значительной эффективностью как при гашении сильных ударов, так и при освобождении человека от пристегнутого ремня в случае пожара в салоне. Кроме того, устройство довольно универсально, и при минимальных конструктивных изменениях сам предлагаемый принцип освобождения от ремня безопасности в чрезвычайных условиях за счет автоматического выхода лямки ремня из пряжки может быть использован практически во всех типах ремней безопасности.