Устройство для гашения ударной нагрузки

(50 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ ЗОБРЕТЕНИЯ САНИЕ 8 ИДЕТЕЛЬ АВТОР(71) Всесоюзный научно-исслетельский институт текстильнотерейной проьыщленности(прототип). оеель. вал галантоижио и 2, от -то одинн с нейство по пп. е е с я тем жестко соеди 1976 1976 лкопо ен ижной о ТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯодержащее непокую ленту, соом, воспринимаю и ч а ю щ е ею новыщения наредство, воспри имеет держатель(54)(57) 1. УСтРОЙСУДАРНОЙ НАГРУЗКИ,движную опору и гибединенную со средсщнм нагрузки, о т л.с я тем, что, с целдежиости в работе,нимающее нагрузки,.801140798 А 2 В 35/00, Р 16 Р 7/13 0 1/00 и петли иэ гибкого длинномерноматериала, закрепленные на лени свободно нанизанные на держа2. Устройство по п.1, о т лч а ю щ е е с я тем, что державыполнен в виде скобы, концы корой жестко закреплены на неподвопоре.3. Устро 1ичающф 4. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что держатель выполнен в виде кольцеобразного элемента, свободно подвеаенного на петлях, а один конец ленты жестко закреплен на неподвижной опоре.5. Устройство Ьо пп. 1 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что кольцеобразный элемент жестко соединен с одним иэ концов ленты.3011407Изобретение относится к усовершенствованао амортизирующих устройств транспортных ремней безопасности, предохранительных поясов монтажников и любых других энергопо 5 глощающих устройств.Для защиты пассажиров и водителей при авариях широко используются ремни безопасности и гасящие удар амортизаторы. Из этих устройств 30 наиболее широко используются ремни безопасности, что объясняется простой их конструкцией. Однако ремни безопасности, которые обычно имеют вид упряжки, недостаточно хорошо 15 защищают людей при авариях. Такие ремни мало удлиняются даже при сравнительно больших нагрузках и, более того, мгновенно сжимаясь после снятия нагрузки, могут сами служить источником травмы человека.Известна конструкция автомобильного ремня безопасности с амортизирующим узлом, обеспечивающим. программируемое удлинение ремня при заданной нагрузке, которое обеспечивается лентой, сложенной в петлю и прошитой швейными нитками. Прошитая петля прижимается к ленте, а на нее надевается втулкаОднако при нагрузке сначала разрушается втулка, а затем разрываются швейные нитки. Поэтому возникает необходимость использования специальных швейных ниток. Строчки прошивки должны располагаться строго перпендикулярно основным нитям и направлению приложения нагрузки, так как даже незначительные перекосы, которых практически избежать крайне трудно, снижают воэможность40 одновременного разрыва швейных ниток по всей длине строчки, что приводит к неравномерности разрывной нагрузки и следовательно снижению надеж 1 У45 ности работы амортизатора. При этом невозможно создать разрывные нагрузки более 200 кгс при сшивке петель из лент шириной 25-30 мм.Если разрушение втулки происходит при больших нагрузках, то возможно повреждение силовой части ленты, что снижает надежность работы устройства. При низких же разрывных нагрузках втулка не будет нести энергопоглощающей функции. 55Кроме того, невозможно проведение достаточного неразрушающего контроля качества прошивки, что также снижа 98 2ет надежность амортизирующего устройства.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для гашения ударной нагрузки,содержащее неподвижную опору и гибкую ленту, соединенную со средством,воспринимающим нагрузки, катушку,на которую наматывается лента, асредство, воспринимающее нагрузки,выполнено в виде накладки, состоящейиз двух частей, склеенных между собой,При приложении резкой нагрузки на,ремень катушка, снабженная специальными фиксаторами, заклиниваетленту, не давая ей сматываться с катушки, При достижении заданной нагрузки кронштейн с катушкой отделяются от неподвижного крепления-и начинает нагружаться лента амортизатора, вследствие чего нагружаютсяи разделяются при заданной нагрузке накладки. Основными энергопоглощающими частями данной конструкцииявляются кронштейн и накладка. Визобретении предусматривается возможность использования и амортизирующей ленты петель, прошитых швейныминитками 2 .Недостатками известного устройства являются сложность сохраненияраздирающей нагрузки склеенной накладки при длительной эксплуатациии воздействии светопогоды, а такженевозможность проведения достоверного неразрушающего контроля качества склейки как на стадии склейки,так и в процессе эксплуатации.Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства для гашения ударных нагрузок.При достижении заданной нагрузки лента, сложенная в устройстве спомощью разрывающего средства, начинает, ступенчато распрямляться дозаданной величины, после чего удлинение ленты строго ограничено.После снятия нагрузки лентав устройстве не стремится к восстановленИю прежней длины путем сокращения,Цель достигается тем, что в устройстве для гашения ударной нагрузки, содаржащем неподвижную опору и гибкую ленту, соединенную со средством, воспринимаацим нагрузки, последнее имеет держатель и петли из гибкого длинномерного материала, эакреплен 11407984начале ленты. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг.6 Б)В устройстве на фиг.7 а лента 1 свободно нанизана петлями 2 на держатель 3, выполненный в виде скобы. Концы скобы закреплены на неподвижном основании. К незакрепленному кон- цу ленты приложена нагрузка Р (фиг.7).В табл. 1 и 2 дана систематизация построения схем энергопоглощающих устройств, основанных на базовых вариантах устройств (фиг.2-7) при варьировании расположения петель в ленте, количества рядов петель в ленте, количества лент в устройстве, количества точек неподвижного крепления ленты и держателя.В части А схемы табл. 1 гокаэан принцип работы энергопоглощающих устройств (фиг.2-6): Б соответствует фиг.2; Б - фиг,З; Б - фиг.4 ф Б, - фиг.5; Б - фиг. 6. Часть В показывает возможность получения разновидностей устройств из базовых вариантов части .Б при варьировании расположения петель на ленте. Часть Г показывает возможность получения вариантов устройств при варьировании количества рядов петель в ленте, количества держателей в устройетве, количества лент в устройстве. Часть Д показывает возможность получения вариантов устройств при симметричном и асимметричном расположении петель одного ряда или его части относительно петель другого ряда или его части. В части А схемы табл. 2 показан принцип работы устройства. Часть Б содержит базовый вариант устройст - ва по фиг. 7. Часть В показывает возможность получения разновидностей устройств из базового варианта части Б при варьировании расположения петель на ленте. Часть Г показывает возможность получения вариантов устройств при варьировании количества рядов петель на ленте, держателей, лент и точек неподвижного крепления ленты в устройстве. Часть Д показывает возможность получения вариантов устройств при симметричном и асимметричном расположении петель одного ряда или его части относительно петель другого ряда или его части.На Фиг8-22 показаны варианты устройств, полученных с помощью В устройстве на фиг.5 а лента 1 свободно нанизана петлями 2 на кольцеобразный элемент 3. Один конец ленты закреплен на неподвижной опоре 4, 50 держатель 3 закреплен на конце ленты. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг.5).В устройстве на Фиг.ба лента 1 ; свободно нанизана петлями 2 на коль цеобразныйэлемент 3, один конец ленты закреплен на неподвижной опоре 4, а кольцеобразный элемент 3 - в 3 1140798 ные на ленте и свободно нанизанные на цержатель,При этом держатель может быть выполнен в виде скобы, концы которой жестко закреплейы на неподвижной опоре.Причем один конец ленты может быть жестко соединен с неподвижной опорой.Кроме того, держатель может быть 1 О выполнен в виде кольцеобразного элемента, свободно подвешенного на петлях, а один конец ленты жестко соединен с неподвижной опорой.Кольцеобразный элемент может 15 быть жестко соединен с одним из концов ленты.На фиг. 1 а, Б показаны соответственновнешний вид и заправочный рисунок тканой ленты, удобной для получения устройства; на фиг. 2-22 варианты устройства; на фиг. 23 и 24 - типичные графики работы устройства; .на фиг. 25-27 - энегопогло-. щающие устройства с различными 25 типами держателей.В устройстве (фиг.2 а) лента 1 свободно нанизана петлями 2 на держатель 3, выполненный в виде скобы. Одни конец. ленты и скобы закреплены на неподвижной опоре 4. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р (фиг.26).В устройстве на фиг.За лента 1 свододно нанизана петлями 2. на коль 35 цеобразный элемент 3, причем один конец ленты закреплен на неподвижной опоре 4. К незакрепленному концу ленты приложена нагрузка Р(фиг,З Б).В устройстве на фиг.4 а лента 1 свободно нанизана петлями 2 на кольцеобразный элемент 3, причем один конец ленты закреплен на неподвижной опоре 4, К держателю 3 приложена нагрузка Р (фиг.4 Б).1140 798 3схем табл. 1 и 2 на основе базовах вариантов фиг, 2-7. При этом обозначены лента 1, петли 2, держатель 3, неподвижная опора 4, нагрузка Р, превышающая заданную прочность пе тель 2.Изготовление тканой ленты 1 для энергопоглощающего устройства можно разделить на следующие стадии.Первая стадия - изготовление за крепляющего участка (фиг. 1). Эта часть ленты вырабатывается обычным способом ткачества. При этом в работе участвуют все нити основы. На фиг. 1 б программа работы основных 15 нитей закрепляющего участка осуществляется ремизками 1 Ч-Х 111, а программа работы основных нитей петельного участка - ремизками Х 1 Ч-ХЧ 11,Вторая стадия - изготовление тка ного участка М (фиг,1), служащего для образования петли. При этом ткачество производится при. отключенном товароотводящем механизме, выведении из зоны тканеформирования, основных 25 нитей закрепляющ. го участка, дополнительном торможении основных нитей петельного участка, исключающем их отпуск, а также снятии заданной части груза натяжения основных ни- З 0 тей петельного участка с целью получения необходимой плотности по утку петельного участка.Программа отключения товароотводящего механизма осуществляется ремизкой 111 при ее подъеме. Программа торможения основных нитей нетельного участка осуществляется ремизкой 11 при ее подъеме.Программа снятия части груза на 40 тяжения основных нитей петельного участка осуществляется ремизкой 1 при ее подъеме.Третья стадия - формирование петли из наработанного во второй стадии45 .тканого участка, совпадающее с началом изготовления очередного закрепляющего участка. Изготовление этого участка производится при включенном товароотводящем механизме и введе 50 нии в работу основных нитей закрепляющего участка. Для облегчения формирования петли определенное количество первых уточных прокидок третьей стадии производится при снятии заданной части груза натяжения основных, нитей. петельного участка тем же приемом, что и во второй стадии. Дальнейшее изготовление этого участ/ка производится по режиму первой стадии.Изготовление тканого участка во второй стадии и формирование из него петли в третьей стадии обеспечивается только в том случае, когда суммарное натяжение основных нитей закрепляющего участка превышает суммарное натяжение основных нитей петельного участка. Кроме того, длина закрепляющего участка (фиг.1 а) или количество повторений раппорта в первой стадии фиг.16) должны обеспечивать прочную заработку основных нитей петельного участка и исключать перетягивание их из одной петли в другую,Строение ленты (фиг.1), изготовленной мешковым переплетением с прошивными нитями, представляется самым рациональным при изготовлении подобных лент. Однако это не исключает использования других переплетений.Устройство для гашения ударной нагрузки работает следующим образом.Когда к незакрепленному концу ленты 1 прикладывается нагрузка Р (фиг.21), превышающая заданную прочность петель 2, петли разрушаются, последовательно вводя под нагрузку очередные межпетельные участси ленты и петли. Разрушение петель происходит до тек пор,.пока длина нанизанной ленты 1 превышает длину держателя 3. После полного распрямления ленты разрыв петель прекращается, нагрузка воспринимается только основанием ленты и поэтому дальнейшее удлинение ленты в устройстве строго ограничено и зависит в основном от сырьевого состава неразрываемых основных нитей и строения межпетельного участка.Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты 1 (Фиг.35), то разрушение петель 2 гроисходит до тех пор, пока длина нанизанной части ленты 1 превышает длину держателя 3. Если после полного распрямления ленты нагрузку Р прикладывать к держателю 3 (фиг,4 6) то после разрыва последней петли 2 происходит отделение ленты 1 от держателя 3.Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты(фиг,56), то разрушение петель происходит до. тех пор, пока длина на: БВГ ДБВГД затем 35 далее БВ Г Д и Б 2 ВаГ ДБвгГ,ДНа фиг. 8 показано устройствопо сочетанию Б ВГ Д, котороеможет иметь ленту 1 с двумя и болеерядами петель 2, расположеннымисимметрично друг другу (Фиг.8 в) и сопределенным сдвигом относительнодруг друга (фиг,86), а ряды петель2 могут нанизываться как на одинконец держателя 3 (фиг.86), так икаждый ряд на свой конец скобы(Фиг".8 ц,в ). При приложении нагрузкиР в схеме ю одновременно нагружаетсяи разрушается по одной петле из каж 45 7низанной части ленты 1 превышает длину держателя 3. После полного распрямления ленты нагрузку воспринимает основание ленты.Если нагрузку Р прикладывать к незакрепленному концу ленты 1 и держателю 3 (фиг.66), то разрушение петель 2 происходит до тех пор, пока. длина нанизанной части ленты 1 превышает длину держателя 3. После полного распрямления ленты нагрузку воспринимает основание ленты.Если нагрузку Р приложить к любому концу ленты 1 (фиг.76), то после разрыва последней петли 2 происходит отделение ленты 1 от держателя 3.Таким образом, используя базовые варианты энергопоглощающих устройств, можно получить большое количество новых вариантов с помощью схем, приведенных. в табл. 1 и 2.Пользоваться схемой табл. 1 нужно следующим образом.Последовательно составляются сочетания базовых вариантов части Б с учетом расположения петель в ленте, количества рядов петель в ленте, количества держателей и лент в устройстве, количества точек неподвижного крепления ленты и держателя, указанных в частях В, Г и Д: 8 8дого ряда. При этом их разрывныенагрузки складываются. При работесхемы 6 петли в рядах нагружаются иразрушаются поочередно.На фиг. 9 показано устройство посочетанию БВ Г Д . При работе устройства петли 2 нагружаются и разрушаются поочередно,На фиг, 10 показано устройство посочетанию БВ, Г Д. При работе устройства по схеме д петли 2 в обеих лентах 1 разрушаются независимо другот друга по мере нагружения. В устройстве по схеме Б ленты 1 соединеныв точке приложения нагрузки Р. Закрепление ленты 1 и .точка приложения нагрузки Р обеспечивают симметричное расположение петель 2 обеихлент. Поэтому при работе устройства одновременно нагружаются и разрушаются по одной петле каждой ленты,При этом их разрывные нагрузки складываются. В устройстве по схеме Ьзакрепление ленты 1 и точка приложения нагрузки Р предусматривают расположение петель 2 в рядах лейт 1с заданным сдвигом. Поэтому при работе устройства первой разрушаетсяпетля верхней ленты, затем нижней итак далее поочередно.На фиг. 11 показано устройствопо сочетанию Б 1 В 1 Г Д. Работа данного устройства аналогична работе уст-ройства по сочетанию БВ,Г Д, ноиспользуется одна лента,На фиг. 12 показано устройство посочетанко БВГД . Варьируя длинойразрушающих элементов 3 можио получить при работе устройства последовательный разрыв петель 2 в рядах иодновременный разрыв двух петель 2 -по .одной иэ каждого ряда при сложении их разрывных нагрузок,На фиг. 13 показано устройствопо сочетанию Б 1 В 1 ГД, В устройствеленты 1 соединены в точке приложейиянагрузки Р. Как и в указанных примерах, варьируя длиной разрывающихэлементов 3, креплением лент 1 н точкой приложения нагрузки Р, можнодобиваться как одновременного, разрыва по одной петле 2 каждой ленты 1при сложении их разрывных нагрузок,так и последовательного разрыва нетель 2 в лентах 1.На фиг. 14 показано устройство4079 О 5 20 30 Б,ВГДБВ 1 ГД,БВ, Гздзатем ее35 9 1 ленти точкой приложения нагрузки Р, можно добиваться как одновременного разрыва двух или даже четырех петель 2 при сложении их разрыв ных нагрузок, так и последовательного разрыва петель 2 в лентах 1.На фиг. 15 показано устройство по сочетанию Б В Г Д; на фиг. 6 - устройство по сочетанию Б,ВГзД (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); на фиг. 17 устройство по сочетанию БВ Г Д1 О 1 ф на фиг. 18 - устройство по сочетанию БВ Г Д, (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); .на фиг 19 - устройство по сочетанию Б 1 ВГ Д ; на фиг. 20 - устройство по сочетанию Б.В Г Д (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); на фиг. 21устройство по сочетанию Б,В, Г Д (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р); на фиг. 22 - устройство по сочетанию БВ Г Д (две ленты 1 соединены в точке приложения нагрузки Р). Схемой табл. 2 следует пользоваться так же, как и схемой табл. 1 Последовательно составляются сочета ния базовых вариантов части Б с учетом частей В, Г и Д: Б ВГД БВГДПосле составления сочетаний можно приступать к построению схем энергопоглощающих устройств. 40 Если энергоемкость устройства превышает величину воздействующей8 0на него кинетической энергии, то диаграмма работы устройства имеет вид, показанный на фиг, 23.Если энергоемкость устройства меньше величины воздействующей на него кинетической энергии, то диаграмма работы устройства имеет вид, показанный на фиг, 24.Приведенные виды держателей (фиг. 2-22) не ограничивают применения их другой формы и устройства. Держатели 3 (фиг. 25 и 26) могут иметь самую разнообразную форму и могут быть изготовлены из самых различных материалов. Держатель может быть жестким, эластичным или упругим. Для повышения энергоемкости устройства держатель может состоять из двух частей (фиг. 27): жесткой Е и уйругой.Широкий диапазон программирования энергоемкости устройства при изготовлении его из обычных текстильных нитей позволяет экономить дорогостоящие швейные нитки.При этом характерны простота и надежность неразрушающего контроля качества как изготовленной ленты, так и энергопоглощающего устройства.Лента типа ЛКР, работающая на раздирание при нагрузке 65 кгс, имеет удлинение 1007,. Для получения усилия при раздирании 200-250 кгс лента ЛКРсшивается в четыре сложения. При этом вес 1 м такой композиции 148 г. Использование изобретения позволяет получить устройство с разрывной нагрузкой петель ленты при их разрушении в устройстве 200-250 кгс, удлинении 1007 и весе ленты в устройстве 65-75 г, что в 1,9 раза легче композиции ленты ЛКР.петель держателастков ленты,последовательное разрушениеи нагружение межпетельных учдержатель имеет неподвижное кимеет неподвижное крепление,вается к ленте. епление, лентаагрузка приклады пл ия, ленка пр е плениение, нагтелю.оны .лентон лентытель, ву лен а лент репл держ сто прикладывается к ленте и апетли расположены с одной рпетли расположены с обеих сторв ленте два или более рядов пе Уве один держатель и одна лента, тыточка неподвижного крепления.в ленте один ряд петель, в устройс,более держателей и одна лента, у лточка неподвижного крепления.в ленте один ряд петель, в устройстве однидержатель и две или более ленты, у лентточка неподвижного крепления.в ленте один ряд петель, в устройстве одинжатель и одна лента, лента имеет две илточек неподвижного крепления.в ленте два или более рядов петве два или более держателей и ота имеет одну точку неподвижног стройст- одна или тве дв енты о дна дерлее ойст ель, в ус дна лента о крен держатель не имеет неподвижноглента имеет неподвижное кре е , р априкладывается к ленте.держатель не имеет неподвижного креплента имеет неподвижное крепление, нагруз икладывается к держателю.держатель имеет неподвижное крепление на лентлента имеет неподвижное крепление, нагрузкаприкладывается к ленте.держатель имеет неподвижное кр нлента имеет неподвижное к е ру каГ 9 Г1 ОГ11Г12Г14Г15 лента имеет один ряд петель, в устройстре два или более держателей и две,или более лент, лента имеет одну точку неподвижного крепления. в ленте один ряд петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет две или более точек неподвижного крепления. в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления, в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и две или более лент, лента имеет одну точку неподвижного крепления. в ленте один ряд петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления. в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и две или более Лентлента имеет одну точку неподвижного крепления.в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и одна лента, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.в ленте два или более рядов петель, в устройстве один держатель и две нли более лент,лента имеет две или более точек неподвижного крепления.в ленте один ряд петель, в устройстве два или более держателей и две или более лент, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.в ленте два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и две или более лент, лента имеет две или более точек неподвижного крепления.симметричное и асимметричное расположение петель одного ряда (или его части) относительно петель других рядов (или другой его части).16Таблица 2 1140798 15 Г ани последовательное разрушение петель держателеми нагружение межпетельных участков ленты.держатель имеет неподвижное крепление, лентане имеет неподнккного крепления, нагрузкаприкладывается к ленте.петли расположены с одной стороны ленты.петли расположены с обеих сторон ленты.лента имеет один ряд петель, в устройстве одиндержатель и две или более лент.лента имеет один ряд петель, в устройстве дваили более держателей и одна лелента имеет два ряда петель, в ойстве одиндержатель и одна лента.лента имеет два или более рядов петель, в устройстве два или более держателей и одна лента.лента имеет один ряд петель, в устройстве дваили более держателей и две или более лент.лента имеет два ряда петель, в устройстве одиндержатель и две ийи более лент.лента имеет два ряда петель, в устройстве дваили более держателей и две ипи более лент.симметричное или асимметричное расположениепетель одного ряда (или его части) относительно петель других рядов (или другой его части). В1 В г