BR112019018667B1 - Conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança - Google Patents

Abstract

Trata-se de um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança para uso em um veículo de passageiros. O conjunto de pré-tensionamento inclui um tubo em comunicação fluida com um gerador de gás e um elemento de acionamento disposto no mesmo que se desloca em uma primeira direção em resposta à atuação pelo gerador de gás. O elemento de acionamento inclui uma haste de polímero com uma porção rebaixada. Um batente é acoplado a uma porção de extremidade da haste de polímero. O tubo inclui uma projeção que se estende dentro do tubo em posição adjacente à saída para definir uma porção de constrição. A porção de constrição é dimensionada para permitir que a porção rebaixada da haste de polímero passe através da mesma ao mesmo tempo em que restringe a passagem do batente através da mesma. A haste de polímero tem um recurso de retenção para engatar de modo liberável a projeção.

Description

PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente US n° 15/461.534, intitulado "SEATBELT PRETENSIONING RETRACTOR ASSEMBLY INCLUDING A PRETENSIONER ROD", depositado em 17 de março de 2017, cujo conteúdo está aqui incorporado a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA TÉCNICA

[002] O campo da técnica se refere, de modo geral, a dispositivos de restrição de cinto de segurança para restringir um ocupante de um veículo e, mais particularmente, a dispositivos para pré-tensionamento de um cinto de segurança.

ANTECEDENTES

[003] Sistemas de restrição de cinto de segurança para restringir um ocupante em um assento de veículo desempenham um papel importante na redução de lesão de ocupantes em situações de colisão de veículo. Os sistemas de restrição de cinto de segurança da assim chamada variedade de "3 pontos" convencional têm comumente uma seção de cinto subabdominal que se estende através da pelve do ocupante do assento e uma seção de cinto de ombro que atravessa o torso superior, que são presas em conjunto ou são formadas por um comprimento contínuo da correia de cinto de segurança. As seções de colo e ombro são conectadas à estrutura de veículo por meio de ancoragens. Um retrator de cinto é tipicamente fornecido para armazenar a correia de cinto e pode atuar adicionalmente para gerenciar as cargas de tensão de cinto em uma situação de colisão. Os sistemas de restrição de cinto de segurança que são manualmente instalados pelo ocupante (assim chamados tipos "ativos") também incluem tipicamente uma fivela fixada à carroceria do veículo por uma ancoragem. Uma placa de travamento fixada à correia de cinto é recebida pela fivela para permitir que o sistema de cinto seja fechado para permitir a restrição, e aberto para permitir a entrada e saída do veículo. Os sistemas de cinto de segurança, quando instalados, restringem eficazmente o ocupante durante uma colisão.

[004] Os fabricantes de veículo OEM frequentemente fornecem sistemas de restrição de cinto de segurança com dispositivos de pré- tensionamento, que tensionam o cinto de segurança durante um impacto do veículo ou mesmo antes do impacto (também conhecido como um "pré- tensionador") para melhorar o desempenho de restrição de ocupante. O pré- tensionador elimina a folga na correia' e permite que o sistema de restrição de cinto se acople ao ocupante precocemente na sequência de colisão. Um tipo de pré-tensionador atua no retrator de correia para tensionar o cinto. Vários designs de pré-tensionadores de retrator existem atualmente, incluindo um tipo conhecido como um pré-tensionador rotativo que incorpora um gerador de gás para gerar uma carga pirotécnica. Exemplos de tais pré-tensionadores rotativos são descritos na patente US n° 5.881.962, depositada em 11 de abril de 1995, publicação de pedido de patente US n° 2006/0243843, depositada em 27 de abril de 2005, publicação de pedido de patente US n° 2012/0006925, depositada em 6 de julho de 2010, e patente US n° 7.988.084, depositada em 2 de agosto de 2011, de propriedade conjunta da cessionária do presente pedido e aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade para todos os propósitos. Em geral, a ignição da carga pirotécnica ou de outros materiais combustíveis cria pressão de gás em uma câmara que tem um pistão para conferir movimento mediante um elemento de acionamento como um pistão, cremalheira e pinhão ou série de esferas dispostas em um tubo de pré-tensionador, que se engatam a e enrolam uma roda dentada de retrator para retrair a correia.

[005] Um problema com pré-tensionadores que usam uma série de esferas metálicas é o peso da série de esferas necessárias para um curso de pré-tensionamento total, bem como o custo correspondente de dotar múltiplas esferas metálicas de tolerâncias estritas. Adicionalmente, para pré- tensionadores que usam uma série de esferas metálicas, ou sistemas baseados em cremalheira e pinhão, há uma necessidade de um recurso de sincronização ou embreagem para assegurar que a série de esferas ou pinhão engate suficientemente a roda dentada de bobina de retrator.

[006] Um outro problema com pré-tensionadores é conhecido como uma condição de baixa resistência, em que os elementos de acionamento irão atingir um final do curso sem sofrer resistência substancial. Isso pode ocorrer se houver folga excessiva na correia de cinto de segurança. Nestes casos, a baixa resistência resulta em uma menor quantidade de contrapressão a partir dos elementos de acionamento. A contrapressão é produzida pelo engate entre os elementos de acionamento e a roda dentada, então a contrapressão mais baixa reduz a pressão sobre um elemento vedante que segue os elementos de acionamento. A pressão reduzida sobre os elementos vedantes reduz o montante em que o elemento vedante é comprimido circunferencialmente. A capacidade reduzida de vedação pode fazer com que o gás vaze a partir do tubo ao redor da série de esferas.

[007] Um outro problema com pré-tensionadores é a necessidade de manter o retrator e a correia de cinto de segurança em uma condição travada no final do curso de pré-tensionamento. Quando a bobina de retrator não permanece travada, pode ocorrer um retorno que permite que o cinto de segurança se desenrole e reintroduza uma folga no cinto de segurança. Um método para manter a posição travada inclui manter a pressão proveniente do gerador de gás além da quantidade necessária para o curso de pré- tensionamento. No entanto, isso acrescenta peso e custo.

BREVE SUMÁRIO

[008] São fornecidos na presente invenção, conjuntos de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança para uso em um veículo de passageiros. Em uma modalidade exemplificadora, um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança inclui um compartimento que é adaptado para ser montado em uma estrutura do veículo. O compartimento tem uma cavidade interna. Um tubo tem um formato arqueado e curvo que tem uma primeira extremidade para comunicação fluida com um gerador de gás e uma segunda extremidade em comunicação fluida com a cavidade interna do compartimento. Uma roda dentada é montada de forma giratória no compartimento e está fixamente acoplada a um fuso adaptado para recolher a correia de cinto de segurança durante o pré-tensionamento. Um elemento de acionamento inclui uma haste de polímero que tem uma porção de extremidade proximal que é disposta em direção ao gerador de gás e uma porção de extremidade distal que é oposta à porção de extremidade proximal. A haste de polímero é configurada para se estender em uma direção longitudinal a partir da porção de extremidade proximal até a porção de extremidade distal. A haste de polímero tem uma porção rebaixada que define uma reentrância que se estende genericamente na direção longitudinal. A haste de polímero está disposta dentro do tubo e pode transladar através do tubo em uma primeira direção voltada para a roda dentada em resposta a uma atuação pelo gerador de gás. Um batente é acoplado à porção de extremidade proximal da haste de polímero. Um membro de vedação está disposto entre o gerador de gás e o batente. O tubo inclui uma projeção que se estende dentro do tubo em posição adjacente a uma saída na segunda extremidade para definir uma porção de constrição que tem uma dimensão de abertura menor que uma dimensão interna de porções adjacentes do tubo. A reentrância é alinhada com a projeção na primeira direção. A porção de constrição é dimensionada para permitir que a porção rebaixada da haste de polímero passe através da mesma ao mesmo tempo em que impede que o batente passe através da mesma. A haste de polímero tem um recurso de retenção que está disposto na ou em posição adjacente à porção de extremidade distal e que é configurado para engatar de modo liberável a projeção para facilitar a retenção e/ou o posicionamento da haste de polímero no tubo.

[009] Em uma outra modalidade exemplificadora, é fornecido um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança para uso em um veículo de passageiros. O conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança inclui um compartimento adaptado para ser montado em uma estrutura do veículo e tem uma cavidade interna. Um tubo tem um formato arqueado e curvo que tem uma primeira extremidade para comunicação fluida com um gerador de gás e uma segunda extremidade em comunicação fluida com a cavidade interna do compartimento. Uma roda dentada é montada de forma giratória no compartimento e está fixamente acoplada a um fuso adaptado para recolher a correia de cinto de segurança durante o pré-tensionamento. Um elemento de acionamento inclui uma haste de polímero que tem uma porção de extremidade proximal que é disposta em direção ao gerador de gás e uma porção de extremidade distal que é oposta à porção de extremidade proximal. A haste de polímero é configurada para se estender em uma direção longitudinal a partir da porção de extremidade proximal até a porção de extremidade distal. A haste de polímero tem uma porção rebaixada que define uma reentrância que se estende genericamente na direção longitudinal. A haste de polímero está disposta dentro do tubo e pode transladar através do tubo em uma primeira direção voltada para a roda dentada em resposta a uma atuação pelo gerador de gás. Um batente é acoplado à porção de extremidade proximal da haste de polímero. Um membro de vedação está disposto entre o gerador de gás e o batente. O tubo inclui uma projeção que se estende dentro do tubo em posição adjacente a uma saída na segunda extremidade para definir uma porção de constrição que tem uma dimensão de abertura menor que uma dimensão interna de porções adjacentes do tubo. A reentrância é alinhada com a projeção na primeira direção. A porção de constrição é dimensionada para permitir que a porção rebaixada da haste de polímero passe através da mesma ao mesmo tempo em que impede que o batente passe através da mesma. A porção rebaixada da haste de polímero tem uma seção de extremidade proximal que é adjacente ao batente e que inclui uma parede de extremidade chanfrada que se alarga para fora ao longo de um comprimento da seção de extremidade proximal em direção ao batente para engate com a projeção durante o pré-tensionamento.

[0010] Em uma outra modalidade exemplificadora, é fornecido um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança para uso em um veículo de passageiros. O conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança inclui um compartimento adaptado para ser montado em uma estrutura do veículo e tem uma cavidade interna. Um tubo tem um formato arqueado e curvo que tem uma primeira extremidade para comunicação fluida com um gerador de gás e uma segunda extremidade em comunicação fluida com a cavidade interna do compartimento. Uma roda dentada é montada de forma giratória no compartimento e está fixamente acoplada a um fuso adaptado para recolher a correia de cinto de segurança durante o pré-tensionamento. Um elemento de acionamento inclui uma haste de polímero que tem uma porção de extremidade proximal que é disposta em direção ao gerador de gás e uma porção de extremidade distal que é oposta à porção de extremidade proximal. A haste de polímero é configurada para se estender em uma direção longitudinal a partir da porção de extremidade proximal até a porção de extremidade distal. A haste de polímero tem uma porção rebaixada que define uma reentrância que se estende genericamente na direção longitudinal. A haste de polímero está disposta dentro do tubo e pode transladar através do tubo em uma primeira direção voltada para a roda dentada em resposta a uma atuação pelo gerador de gás. Um batente é acoplado à porção de extremidade proximal da haste de polímero. Um membro de vedação está disposto entre o gerador de gás e o batente. O tubo inclui uma projeção que se estende dentro do tubo em posição adjacente a uma saída na segunda extremidade para definir uma porção de constrição que tem uma dimensão de abertura menor que uma dimensão interna de porções adjacentes do tubo. A reentrância é alinhada com a projeção na primeira direção. A porção de constrição é dimensionada para permitir que a porção rebaixada da haste de polímero passe através da mesma ao mesmo tempo em que impede que o batente passe através da mesma. A porção de extremidade distal da haste de polímero tem uma porção de extremidade mais distal que é adjacente à saída e que inclui pelo menos um chanfro que afunila para dentro ao longo de um comprimento da porção de extremidade mais distal na primeira direção.

[0011] Objetos, características, e vantagens adicionais da invenção se tornarão evidentes aos versados na técnica à qual a presente invenção se refere a partir da consideração da seguinte descrição e reivindicações anexas, tomadas em conjunto com os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0012] Os desenhos aqui descritos são para propósitos de Ilustração apenas e não se destinam a limitar o escopo da presente revelação de modo algum.

[0013] A Figura 1 é vista em perspectiva de um sistema de restrição de ocupante, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 2 é uma vista em perspectiva do sistema de restrição de ocupante com vários componentes removidos para mostrar um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 3 é uma vista em perspectiva do conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 4 é uma vista em recorte do conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança que ilustra um tubo, uma haste de polímero e uma roda dentada em uma posição não atuada, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 5 é uma vista lateral vista em recorte da haste de polímero e um batente, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 6 é uma vista em planta da roda dentada que tem uma pluralidade de pás, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 7 é uma vista lateral da roda dentada, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 8 é uma vista parcial da roda dentada que ilustra o formato das pás, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 9 é uma vista superior em perspectiva explodida da haste de polímero, do batente e de uma vedação, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 10A é uma vista parcial ampliada da haste de polímero representada na Figura 9, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 10B é uma vista ampliada parcial da haste de polímero representada na Figura 9, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 11 é uma vista parcial ampliada da haste de polímero representada na Figura 9, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 12 é uma vista inferior parcial da haste de polímero, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 13 é uma vista em seção transversal parcial da haste de polímero em uma primeira posição no tubo durante a instalação, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 14 é uma vista em seção transversal parcial da haste de polímero em uma posição completamente instalada no tubo, de acordo com uma modalidade exemplificadora; A Figura 15 é uma vista em seção transversal do conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança em uma posição atuada, de acordo com uma modalidade exemplificadora; As Figuras 16A a 16E são vistas em seção transversal de várias modalidades da haste de polímero ilustrada na Figura 5 ao longo da linha 16-16; A Figura 17 é uma vista em seção transversal de uma modalidade de uma porção de constrição no tubo; A Figura 18 é uma vista em seção transversal de outra modalidade da porção de constrição; A Figura 19 é uma vista em seção transversal de outra modalidade da porção de constrição; A Figura 20 é uma vista lateral em recorte da haste de polímero e do batente, de acordo com uma outra modalidade exemplificadora; A Figura 21 é uma vista em planta da haste de polímero e do batente representada na Figura 20; e As Figuras 22A a 22C são vistas em seção transversal da haste de polímero representada na Figura 21.

[0014] Deve ser entendido que em todos os desenhos, números de referência correspondentes indicam partes e recursos similares ou correspondentes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0015] A descrição a seguir tem natureza meramente exemplificadora e não se destina a limitar a presente revelação ou sua aplicação ou usos.

[0016] Com referência agora aos desenhos, a Figura 1 mostra um assento de veículo 9 e um conjunto de cinto de segurança 12, de acordo com uma modalidade exemplificadora. O conjunto de cinto de segurança 12 inclui uma correia de cinto de segurança 14 que tem uma porção de cinto de ombro 16 que se estende a partir de uma alça ou ancoragem de guia superior 18 até uma placa de travamento 20, e uma porção de cinto subabdominal 22 que se estende a partir da placa de travamento 20 até uma ancoragem 24. A placa de travamento 20 pode incluir uma porção de alça 26 através da qual a correia de cinto de segurança 14 se estende. A placa de travamento 20 pode ser inserida em uma fivela de cinto de segurança 28 para travar e destravar o conjunto de cinto de segurança 12. Um cabo de fivela de cinto de segurança 30, seja diretamente ou em cooperação com outros componentes, prende a fivela de cinto de segurança 28 a uma porção 31 da estrutura do veículo (por exemplo, a carcaça do veículo). Será reconhecido que outras maneiras de fixar a correia de cinto de segurança 14 ao veículo também poderiam ser usadas, incluindo variações na placa de travamento 20 e na fivela de cinto de segurança 28 e suas fixações à correia de cinto de segurança 14 e à estrutura de veículo associada.

[0017] A correia de cinto de segurança 14 pode ser distribuída a partir de um conjunto de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança ou conjunto de retrator 32 (mostrado nas Figuras 2 e 3), que se situa dentro do assento de veículo 9 (em um design de assento estrutural Integrado) ou ser acoplada estruturalmente à carroceria de veículo, de modo que o comprimento eficaz da correia de cinto de segurança 14 seja ajustável. Quando a placa de travamento 20 tiver sido presa à fivela de cinto de segurança 28, o conjunto de cinto de segurança 12 define uma restrição de três pontos entre a ancoragem 18, a placa de travamento 20 e a ancoragem 24. Quaisquer outras configurações adequadas, como locais alternativos para o conjunto de retrator 32, a placa de travamento 20, e a ancoragem 24, podem ser usadas com a presente invenção.

[0018] Agora com referência à Figura 2, é ilustrada uma vista isométrica do conjunto de cinto de segurança 12 desassociada do veículo a motor e mostrando o conjunto de retrator 32, de acordo com uma modalidade exemplificadora. O conjunto de retrator 32 inclui um conjunto de bobina 34 e um gerador de gás 36 montado em uma armação comum 38. O conjunto de bobina 34 é conectado e acondiciona a correia de cinto de segurança 14 da porção de cinto de ombro 16, enquanto a extremidade da porção de cinto subabdominal 22 da correia de cinto de segurança 14 é engatada de maneira fixa ao ponto de ancoragem, por exemplo, a armação 38 ou outra porção do veículo a motor, como o assento 9 (mostrado na Figura 1) ou piso.

[0019] Com referência também à Figura 3, o conjunto de bobina 34 inclui uma bobina de cinto 40 que engata a porção de cinto de ombro 16 da correia de cinto de segurança 14 e gira a fim de enrolar ou liberar a correia de cinto de segurança 14. Uma mola torcional do tipo "relógio" ou "motor" é transportada no interior de uma tampa da extremidade de mola 42 e tensiona de forma giratória a bobina de cinto 40 a fim de retrair a correia de cinto de segurança 14. O conjunto de bobina 34 pode incorporar adicionalmente outros mecanismos de controle de bobina que são conhecidos de acordo com a técnica anterior, incluindo pré-tensionadores, dispositivos de travamento por inércia e sensíveis à correia, limitadores de carga de barra de torção, ou outros dispositivos de controle de cinto. Os "sistemas de controle de bobina" referidos no presente relatório descritivo podem incluir qualquer sistema que controle o movimento giratório de uma bobina de correia, controlando assim a extração e retração da correia de cinto de segurança. Um tal sistema de controle de bobina é um retrator auxiliado por motor. Os dispositivos de travamento de bobina tipicamente incorporam um elemento sensível à inércia, como uma esfera rolante ou pêndulo, e fazem com que uma roda dentada da bobina seja engatada para impedir uma maior retração da correia de cinto de segurança 14 a partir da bobina de cinto 40. Os dispositivos de travamento sensíveis à correia detectam uma rápida liberação da correia de cinto de segurança 14 para travar o conjunto de retrator 32. Vários mecanismos de detecção eletrônica, que detectam a retração da correia de cinto de segurança 14 e/ou a conexão da placa de travamento 20 à fivela de cinto de segurança 28, podem também ser incorporados no conjunto de retrator 32.

[0020] Durante o funcionamento normal do veículo, o conjunto de retrator 32 permite a liberação da correia de cinto de segurança 14 para fornecer ao ocupante uma certa quantidade de liberdade de movimento. Entretanto, se um impacto ou uma situação de impacto potencial for detectada, o conjunto de retrator 32 é travado para impedir a liberação e manter o ocupante no assento 9. Por exemplo, se o veículo desacelerar a uma taxa predeterminada ou se os freios forem atuados com uma força predeterminada, então o conjunto de retrator 32 é travado. Devido em parte à liberação livre da correia de cinto de segurança 14, o conjunto de cinto de segurança 12 geralmente desenvolve folga durante o uso normal.

[0021] A Figura 4 fornece uma Ilustração em recorte de um sistema de pré-tensionador 44, de acordo com uma modalidade exemplificadora. Com referência às Figuras 3 e 4, em particular, o conjunto de retrator 32 incorpora adicionalmente o sistema de pré-tensionador 44 conectado de modo operacional ao conjunto de bobina 34 e operável para girar a bobina de cinto 40 para pré-tensionamento. Conforme é de conhecimento dos versados na técnica, um pré-tensionador de retrator enrola a correia de cinto de segurança em uma condição mais apertada em relação ao ocupante nos estágios iniciais de um impacto de veículo detectado. Isto é fornecido para reduzir o movimento para frente ou digressão do ocupante em resposta às forças de desaceleração de um impacto ou capotagem de veículo.

[0022] O sistema de pré-tensionador 44 inclui um tubo de pré- tensionador 52 em comunicação com o gerador de gás 36. O gerador de gás 36 é usado para fornecer gás em expansão em resposta a um sinal de disparo. Conforme é conhecido na técnica, por exemplo, o veículo inclui um arranjo de sensor que envia um sinal indicativo de um evento de emergência, como um evento de impacto, colisão ou capotagem. O sensor de veículo pode ser um sensor de impacto específico, ou pode ser um sensor de veículo tradicional (por exemplo um sensor de aceleração longitudinal ou lateral) ou, de outra forma, parte de um sistema de controle que tem um conjunto de múltiplos sensores. Qualquer outro sensor de impacto que seja conhecido ou que será conhecido pelos versados na técnica também pode ser prontamente empregado em conjunto com o conjunto de cinto de segurança 12 da presente invenção. Uma unidade de controle eletrônico como uma unidade de processamento central (CPU) ou outro controlador, recebe um sinal e controla o conjunto de cinto de segurança 12 para responder apertando correia de cinto de segurança 14 do veículo (por exemplo por meio da ativação de um pré- tensionador).

[0023] Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, o tubo de pré-tensionador 52 tem uma haste de pré-tensionador 53, por exemplo, uma haste de polímero ou uma haste de polímero plasticamente deformável, disposta no mesmo que tem um formato alongado e é flexível dentro do tubo 52. Mais especificamente e conforme será discutido adicionalmente em detalhes abaixo, a haste de pré-tensionador 53, quando disposta fora do tubo de pré-tensionador 52 antes da inserção no mesmo, tem um formato genericamente reto, e quando inserida no tubo 52 ela irá se curvar e flexionar de acordo com o formato tortuoso do tubo 52.

[0024] Em referência agora ao conjunto de retrator 32, o conjunto de retrator 32 inclui o conjunto de bobina 34 montado na armação comum 38, conforme descrito acima. Mais particularmente, o conjunto de bobina 34 irá girar em relação à armação comum 38 para enrolar a correia de cinto de segurança 14 fixada ao conjunto de bobina 34. A armação comum 38 inclui um compartimento 54 para alojar os componentes do sistema de pré- tensionador 44.

[0025] O conjunto de bobina 34 inclui uma roda dentada 56 que está disposta dentro do compartimento 54. A roda dentada 56 é fixada à bobina de cinto 40. A rotação da roda dentada 56 fará com que a bobina de cinto fixada 40 gire para enrolar a correia de cinto de segurança 14 que é fixada à bobina de cinto 40.

[0026] A Figura 5 fornece uma ilustração lateral em recorte da haste de pré-tensionador 53 e de um batente 55, de acordo com uma modalidade exemplificadora. As Figuras 16A a 16E fornecem vistas em seção transversal de várias modalidades da haste de pré-tensionador 53 ilustrada na Figura 5 ao longo da linha 16-16. Conforme mostrado nas Figuras 5 e 16A a 16E, a haste de pré-tensionador 53 tem uma seção transversal genericamente circular em uma forma. Em uma outra abordagem, a haste de pré-tensionador 53 poderia ter uma seção transversal não circular, como uma seção transversal genericamente retangular, seção transversal genericamente triangular, ou outra seção transversal poligonal que permita que a haste de pré-tensionador 53 seja inserida no tubo de pré-tensionador 52 (mostrado na Figura 4) durante a montagem do sistema de pré-tensionador 44 e se adapte ao formato tortuoso do tubo de pré-tensionador 52 quando inserida. Para propósitos de discussão, a haste de pré-tensionador 53 será discutida como tendo uma seção transversal genericamente circular

[0027] Conforme ilustrado e conforme discutido acima, a haste de pré-tensionador 53, quando disposta fora do tubo de pré-tensionador 52, tem um formato genericamente reto e se estende em uma direção longitudinal 200 de uma porção de extremidade proximal 202 até uma porção de extremidade distal 204. A porção de extremidade proximal 202 está disposta em direção ao gerador de gás 36 (mostrado na Figura 4) quando a haste de pré-tensionador 53 é instalada dentro do sistema de pré-tensionador 44. Em uma modalidade exemplificadora, o tubo de pré-tensionador 52 tem uma seção transversal que varia ao longo de seu comprimento para definir uma porção não rebaixada 206 e uma porção rebaixada 208 que define uma reentrância 210. Em um exemplo e conforme ilustrado nas Figuras 5 e 16D, a reentrância 210 é configurada como um sulco 212, por exemplo, sulco em formato de U com paredes laterais 214a. Em outro exemplo e conforme ilustrado na Figura 16A, a porção rebaixada 208 tem uma superfície graduada rebaixada 214b, por exemplo, superfície substancialmente plana, que define a reentrância 210. Alguns exemplos alternativos não limitadores de formas diferentes da reentrância 210 são Ilustrados nas Figuras 16B a 16C e 16E.

[0028] Com referência às Figuras 5 e 9, em uma modalidade exemplificadora, a porção rebaixada 208 se estende ao longo da maior parte do comprimento total da haste de pré-tensionador 53 a partir da porção de extremidade proximal 202 até e incluindo a porção de extremidade distal 204. Em um exemplo, a porção rebaixada 208 se estende até uma porção de extremidade mais distal 209 da porção de extremidade distal 204 da haste de pré-tensionador 53. Conforme ilustrado, a porção de extremidade proximal 202 inclui a porção não rebaixada 206 na qual a reentrância 210 termina em uma seção mais distal da porção não rebaixada 206. Conforme será discutido em mais detalhes abaixo e conforme ilustrado nas Figuras 5 e 16A a 16E, a porção não rebaixada 206 da haste de pré-tensionador 53 tem um diâmetro, dimensão em seção transversal e/ou perímetro maior que a porção rebaixada 208. Em uma modalidade exemplificadora, a porção não rebaixada 206 tem um comprimento L1 de cerca de 15 a cerca de 25 mm, como cerca de 20 mm e uma largura W1 de cerca de 4 a cerca de 7 mm, e a porção rebaixada 208 tem um comprimento L2 de cerca de 60 a cerca de 145 mm e uma espessura W2 de cerca de 2,5 a cerca de 8,0 mm.

[0029] Com referência às Figuras 4 e 5, 9, e 10B, em uma modalidade exemplificadora conforme será discutido em mais detalhes abaixo, a haste de pré-tensionador 53 tem um recurso de retenção 211 que é disposto na ou em posição adjacente à porção de extremidade distal 204 para ajudar a reter e/ou posicionar a haste de pré-tensionador 53 no tubo 52 durante a montagem do sistema de pré-tensionador 44. Em um exemplo, o recurso de retenção 211 é um recurso negativo 213, por exemplo, uma reentrância, entalhe ou gancho, que é alinhado com ou paralelo à reentrância 210 e que se estende para baixo para dentro da porção rebaixada 208. Alternativamente, a haste de pré- tensionador 53 pode não incluir um recurso de retenção 210, conforme ilustrado na Figura 10A.

[0030] Com referência às Figuras 5, 9, e 11, em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré-tensionador 53 inclui também um recurso positivo 216, por exemplo, protuberância ou coluna, que se estende proximalmente a partir da porção de extremidade proximal 202. O batente 55 tem um recurso negativo 218 formado no mesmo que recebe o recurso positivo 216 para acoplar o batente 55 à porção de extremidade proximal 202 da haste de pré-tensionador 53. Em um exemplo, o recurso negativo 218 e o recurso positivo 216 são dimensionados de modo que o batente 55 seja encaixado por pressão, por exemplo, encaixado por interferência, no recurso positivo 216 para acoplar de modo fixo o batente 55 à haste de pré- tensionador 53. Em uma modalidade exemplificadora e conforme ilustrado na Figura 11, o recurso positivo 216 inclui uma ou mais nervuras 217 que se estendem para fora a partir do recurso positivo de modo substancialmente paralelo à direção longitudinal 200 para facilitar a retenção do batente 55 à haste de pré-tensionador 53. Outras formas de acoplamento e/ou fixação do batente 55 ao recurso positivo 216 e/ou à porção de extremidade proximal 202 podem ser usadas, como, por exemplo, um adesivo, meios mecânicos ou similares. Conforme ilustrado, o recurso negativo 218 pode ser configurado como um orifício cego 220. Alternativamente, o recurso de negativo 218 pode ser configurado como um furo passante com um recurso positivo 216 estendendo-se parcial ou completamente através do mesmo.

[0031] Em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré- tensionador 53 inclui uma parede de extremidade chanfrada 219 que está disposta na seção de extremidade proximal da porção rebaixada 208 que é adjacente ao batente 55 (mostrado na Figura 11). A parede de extremidade chanfrada 219 se alarga para fora ao longo de um comprimento da seção de extremidade proximal em direção ao batente 55. Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, a parede de extremidade chanfrada 219 ajuda vantajosamente a retardar a haste de pré-tensionador 53 próxima ao final do curso de pré-tensionamento para reduzir as forças de impacto em uma projeção 120 (mostrado nas Figuras 4 e 15) à medida que a projeção 120 se move relativamente através da reentrância 210 da haste de pré-tensionador 53 e engata a estrutura afunilada da parede de extremidade chanfrada 219. Sem se ater à teoria, acredita-se que a estrutura afunilada da parede de extremidade chanfrada 219 permite que a força de impacto contra a projeção 120 seja gerenciada (por exemplo, gradualmente aumentada) enquanto que reduz eficazmente a velocidade da haste de pré-tensionador 53 ao longo de uma distância no ou próximo ao final do curso de pré-tensionamento de modo que a força de impacto máxima seja menor do que de teria ocorrido, outro modo, sem a parede de extremidade chanfrada 219 (por exemplo, versus o impacto abrupto de uma parede de extremidade vertical da porção rebaixada 208 contra a projeção 120).

[0032] Com referência às Figuras 4 a 5, 9, 10A a 10B e 12, em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré-tensionador 53 pode incluir um ou mais chanfros 260a, 260b em sua porção de extremidade distal 204 que afunilam para dentro ao longo de um comprimento da porção de extremidade mais distal 209 na direção 200. Em um exemplo, a haste de pré-tensionador 53 inclui o chanfro 260a que é disposto sobre um mesmo lado da haste 53 de pré-tensionador, como a reentrância 210. Em outro exemplo, a haste de pré- tensionador 53 inclui o chanfro 260b que é disposto em um lado da haste de pré-tensionador 53 em oposição ao chanfro 206a. Em uma modalidade exemplificadora, conforme será discutido em mais detalhes abaixo, o chanfro 260a ajuda vantajosamente a reduzir a força necessária para avançar a haste de pré-tensionador 53 no tubo 52 para facilitar a instalação da haste de pré- tensionador 53 no sistema de pré-tensionador 44, e de forma Independente, o chanfro 260b facilita vantajosamente o engate da haste de pré-tensionador 53 com a roda dentada 56 durante o pré-tensionamento.

[0033] Com referência às Figuras 4 a 5, em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré-tensionador 53 é produzida a partir de um material polimérico, que tem um peso reduzido em relação aos elementos de acionamento de esfera metálica de outros pré-tensionadores rotativos. O material polimérico específico pode ser selecionado para se ajustar aos desejos específicos do usuário. O material polimérico é, de preferência, um que tenha flexibilidade suficiente de modo que ele possa curvar e flexionar através do tubo de pré-tensionador 52 para permitir a instalação inicial, bem como em resposta à atuação pelo gerador de gás 36. O material polimérico é, de preferência, um que tenha capacidade de impulso suficiente em resposta à atuação, de modo que a haste de pré-tensionador 53 transfira suficientemente uma carga para a roda dentada 56 do sistema de pré-tensionador 44, funcionando assim como um elemento de acionamento para causar pré- tensionamento.

[0034] Adicionalmente, em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré-tensionador 53 é produzida a partir de um material polimérico que é plasticamente deformável. Durante e após a atuação, a haste de pré- tensionador 53 irá se tornar plasticamente deformada em resposta à atuação e ao contato com outros componentes (por exemplo, a roda dentada 56) do sistema de pré-tensionador 44. Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, essa deformação plástica fará com que a haste do pré-tensionador 53 fique travada, por exemplo, na roda dentada 56 para impedir ou limitar o retorno da haste de pré-tensionador 53 sem ficar completamente dependente da pressão mantida no sistema.

[0035] Em uma abordagem, a haste de pré-tensionador 53 é produzida a partir de um material termoplástico de náilon. A haste de pré-tensionador 53 também poderia ser produzida a partir de um material termoplástico de poliamida alifática. Em uma outra abordagem, a haste de pré-tensionador 53 poderia ser produzida a partir de um material termoplástico similar, tal como um material de acetal ou material de polipropileno.

[0036] Com referência às Figuras 6 a 8, a roda dentada 56 tem um formato anular geral que define uma abertura interna 76. A roda dentada 56 define adicionalmente uma pluralidade de dentes que se estendem para dentro 78 que se estendem para o interior da abertura 76. Os dentes 78 são dimensionados e configurados para corresponderem a reentrâncias ou depressões que são definidas em uma superfície externa da bobina de cinto 40 (mostrado na Figura 3) para conectar a roda dentada 56 à bobina de cinto 40 de modo que elas sejam acopladas de forma giratória. Em uma outra abordagem, a abertura interna 76 poderia incluir um único dente ou protuberância para acoplar de forma giratória a roda dentada 56 à bobina de cinto 40.

[0037] A roda dentada 56 inclui uma porção de corpo anular 80 e uma porção de flange 82 que se projeta radialmente a partir da base da porção de corpo anular 80. A roda dentada 56 inclui adicionalmente uma pluralidade de pás 84 que se projetam, cada uma, radialmente a partir da porção de corpo anular 80 bem como longitudinalmente a partir da porção de flange 82, de modo que as pás 82 se estendam entre a porção de corpo anular 80 e a porção de flange 82.

[0038] As pás 84 têm, cada uma, um formato genericamente triangular quando vistas a partir da frente, com uma base que se afunila em um ponto 86 à medida que a pá 84 se estende radialmente para fora a partir da porção de corpo anular 80. A largura e o passo específicos das pás 84 podem ser selecionados conforme desejado. A pluralidade de pás 84 se combinam para definir as cavidades 88 que estão dispostas entre pás adjacentes 84.

[0039] Em uma abordagem, cada uma das pás 84 pode ter o mesmo tamanho e formato e ser distribuída uniformemente em torno da roda dentada 56. Em uma outra abordagem, as pás 84 podem ter tamanhos diferentes e/ou ser espaçadas em intervalos diferentes. O ajuste do tamanho e espaçamento das pás 84 pode alterar a quantidade de rotação e/ou a velocidade de rotação da roda dentada 84 para quando o sistema de pré-tensionador 44 é ativado. Esse tamanho e/ou espaçamento variável é possível devido à atuação pela haste de pré-tensionador 53 em vez de por uma série de esferas com formato semelhante. Em um pré-tensionador que usa uma pluralidade de elementos de acionamento em formato de esfera, o tamanho e o espaçamento são de preferência uniformes para levar em consideração o formato e o tamanho predeterminados das esferas.

[0040] Com referência mais uma vez à Figura 4, o compartimento 54 inclui ainda uma porção de guia 90. A porção de guia 90 está disposta no interior do compartimento 54, similar à roda dentada 56. Mais particularmente, a porção de guia 90 é disposta oposta a uma saída 89 do tubo 52, e a roda dentada 56 está disposta entre as porções de guia 90 e o tubo 52. Consequentemente, a haste de pré-tensionador 53 que sai do tubo 52 entrará em contato com a roda dentada 56 antes de entrar em contato com a porção de guia 90.

[0041] A guia 90 tem uma superfície de contato genericamente arqueada 92 que tem um formato côncavo em direção à saída 89 do tubo 52. Em uma abordagem, o arco da superfície 92 tem um raio constante. Adicionalmente, o ponto central do raio do arco é alinhado ao eixo geométrico de rotação da roda dentada 56, de modo que o espaçamento radial entre a superfície 92 e a roda dentada 56 seja consistente ao longo do comprimento da superfície 92. Em uma outra abordagem, o ponto central do raio da superfície 92 poderia ser deslocado em relação ao eixo geométrico da roda dentada, de modo que o espaçamento radial entre a superfície 92 e o diâmetro externo da roda dentada 56 varie em pontos diferentes ao longo da superfície 92.

[0042] A superfície 92 inclui uma primeira extremidade 96 e uma segunda extremidade 98. A primeira extremidade 96 está disposta em oposição à saída 89 do tubo 52 de modo que a haste de pré-tensionador 53 engate a primeira extremidade 96 antes da segunda extremidade 98 após sair do tubo 52 e passar a roda dentada 56.

[0043] O compartimento 54 define adicionalmente uma cavidade de transbordamento 100 que é disposta em oposição à guia 90. A cavidade de transbordamento 100 é também disposta em posição adjacente à curvatura do tubo 52, e a roda dentada 56 é disposta entre a guia 90 e a cavidade de transbordamento 100. Consequentemente, uma porção intermediária 101 da guia 90 é diametralmente oposta à cavidade de transbordamento 100 através da roda dentada 56.

[0044] A cavidade de transbordamento 100 é dimensionada e configurada para permitir que uma porção da haste de pré-tensionador 53 seja recebida na mesma durante a atuação do sistema de pré-tensionador 44, se necessário. Por exemplo, após a haste de pré-tensionador 53 sair do tubo 52, ela irá entrar em contato com a guia 90 e será orientada na direção de uma trajetória arqueada que corresponde à guia 90, de modo que a haste de pré- tensionador 53 seja, por fim, orientada em direção à cavidade 100 transbordamento. A haste de pré-tensionador 53 pode se estender para dentro da cavidade de transbordamento 100, e pode ser adicionalmente guiada ao longo da curvatura do tubo 52 que é adjacente à cavidade de transbordamento 100. Entretanto, será entendido que a haste de pré-tensionador 53 pode não necessariamente se deslocar para longe o suficiente durante a atuação para alcançar, por fim, a cavidade do transbordamento 100.

[0045] Conforme descrito acima, o conjunto de retrator 32 inclui o gerador de gás 36 que fornece o gás em expansão em resposta a um sinal de disparo. A expansão do gás causa um aumento na pressão dentro do tubo 52, o que, por fim, faz com que a haste de pré-tensionador 53 seja forçada na direção oposta ao gerador de gás 36, através do tubo 52, e passe pela saída para a roda dentada 56 para pré-tensionamento.

[0046] Mais particularmente, conforme mostrado nas Figuras 9 e 15, o tubo de pré-tensionador 52 inclui um pistão ou membro de vedação 102. O membro de vedação 102 pode ter um formato genericamente cilíndrico com uma superfície externa genericamente cilíndrica, em uma abordagem. Em uma outra abordagem, o membro de vedação 102 pode ter um formato esférico com uma superfície externa esférica, ou outro formato adequado e superfície externa para vedação. O membro de vedação 102 é disposto de forma deslizante no interior do tubo 52 e é operável para acionar a haste de pré-tensionador 53 ao longo de uma direção ou trajetória de atuação A. Conforme será entendido pelos versados na técnica, o membro de vedação 102 pode ser encaixado por pressão ou, de outro modo encaixado dentro do tubo 52.

[0047] O membro de vedação 102 define uma extremidade proximal espaçada em relação ao gerador de gás 36 de modo a definir uma câmara de gás entre os mesmos. O membro de vedação 102 define uma extremidade distal voltada em direção ao batente 55 e à haste de pré-tensionador 53.

[0048] O batente 55 é, de preferência, produzido a partir de alumínio, mas poderia ser produzido a partir de outro material adequado de resistência suficiente, como aço, outro metal ou liga metálica, ou plástico reforçado com o membro de vedação 102 sendo geralmente mais macio de modo que ele possa fornecer as capacidades de vedação descritas. Em uma modalidade exemplificadora, o batente 55 tem um perímetro externo que corresponde substancialmente ao perímetro da porção não rebaixada 206 da haste do pré- tensionador 53. O batente 55 é adjacente à extremidade distal do membro de vedação 102 e fica em contiguidade à porção não rebaixada 206 da haste de pré-tensionador 53.

[0049] O membro de vedação 102 e o batente 55 cooperam para transferir a energia a partir da pressão aumentada na câmara de gás para a haste de pré-tensionador 53. A haste de pré-tensionador 53, a fim de se deslocar através do tubo 52 e flexionar de acordo com a curvatura do tubo 52, é dimensionada ligeiramente menor que a largura do tubo 52. Dessa forma, sem o membro de vedação 102, o gás do gerador de gás 36 poderia fluir além da haste de pré-tensionador 53 no espaço definido entre a haste de pré- tensionador 53 e o tubo 52.

[0050] O membro de vedação 102 define uma estrutura genericamente elástica, e pode ser composto de vários materiais conhecidos na técnica, como qualquer plástico ou polímero adequado (por exemplo, poliéster, borracha, termoplástico ou outro material elástico ou deformável). Além disso, o membro de vedação 102 pode ser moldado por matriz, forjado ou moldado a partir de metal, plástico ou outro material adequado. Em uma modalidade, o membro de vedação 102 é formado com o uso de um processo de moldagem por injeção de duas cavidades. A estrutura genericamente elástica permite que o formato do membro de vedação 102 altere ligeiramente em resposta à pressão, melhorando assim a vedação que ele fornece.

[0051] Com referência às Figuras 4 e 15, em funcionamento, o gerador de gás 36 produz gás em expansão que pressuriza a câmara de gás, permitindo assim que o membro de vedação 102 acione forçadamente a haste de pré-tensionador 53 ao longo da trajetória de atuação A. À medida a haste de pré-tensionador 53 é acionada através do tubo 52, ela engata a roda dentada 56. Mais particularmente, a haste de pré-tensionador 53 engata as pás 84 da roda dentada 56. O engate da haste de pré-tensionador 53 com a roda dentada 56 à medida que a haste de pré-tensionador 53 é acionada pelo gás em expansão na direção da seta A, faz com que a bobina de cinto 40 (mostrado na Figura 3) gire, o que por sua vez fornece pré-tensionamento.

[0052] A ativação do gerador de gás 36 permite que o membro de vedação 102 resista ao vazamento de gás. Conforme anteriormente mencionado, o membro de vedação 102 é composto por um material relativamente elástico. Portanto, o gás pressurizado dentro da câmara de gás 108 faz com que a extremidade proximal do membro de vedação 102 expanda, o que ajuda a impedir que o gás escape além do membro de vedação 102.

[0053] Além disso, a contrapressão gerada a partir da haste de pré- tensionador 53 faz com que o membro de vedação 102 expanda circunferencialmente para fora devido à compressão do membro de vedação 102 contra o batente 55 e a haste de pré-tensionador 53. A haste de pré- tensionador 53 é submetida à resistência à medida que ela engata a roda dentada 56 durante a atuação, gerando assim contrapressão no batente 55 e no membro de vedação 102. A expansão circunferencial do membro de vedação 102 fornece uma vedação hermética entre a superfície externa do membro de vedação 102 e a parede interna do tubo de pré-tensionador 52. Consequentemente, o membro de vedação 102 da presente invenção é operável para reter uma alta pressão de vedação bem como manter e pressão de gás residual no interior do tubo 52.

[0054] Durante o pré-tensionamento do cinto de segurança pode haver um efeito colateral conhecido como retorno, onde a tensão no cinto de segurança causada pelo ocupante durante um evento que dispara o pré- tensionamento pode girar a bobina em uma direção oposta à rotação de pré- tensionamento. Essa rotação é transferida para a roda dentada 56 e elementos de acionamento, fazendo com que os elementos de acionamento se desloquem na direção reversa dentro do tubo 52. O retorno pode ser neutralizado mantendo-se a pressão no tubo 52, mas isso exige que o gerador de gás 36 dispare por um período mais longo, e propelente adicional.

[0055] Entretanto, em uma modalidade exemplificadora, o sistema de pré-tensionador 44 descrito na presente invenção inclui recursos configurados para neutralizar o efeito colateral de retorno descrito acima como uma alternativa ou em adição à pressão de gás mantida. Conforme descrito acima, a haste de pré-tensionador 53 é produzida, de preferência, a partir de um material plasticamente deformável, como um polímero.

[0056] Durante a atuação do sistema de pré-tensionador 44, a haste de pré-tensionador 53 sai do tubo 52 e entra em contato com as pás 84 da roda dentada 56, fazendo com que a roda dentada 56 gire. À medida que a haste de pré-tensionador 53 continua além da roda dentada 56, fazendo com que ela gire, uma das pás adicionais 84 irá entrar em contato com o lado da haste de pré-tensionador 53, fazendo com que a haste de pré-tensionador 53 seja comprimida e deformada plasticamente na área de interferência entre as pás 84 e a haste de pré-tensionador 53. Essa compressão também fará com que a haste de pré-tensionador 53 seja comprimida contra a guia 90, criando uma configuração de encaixe por pressão da haste de pré-tensionador 53 entre a roda dentada 56 e a guia 90.

[0057] Adicionalmente, a haste de pré-tensionador 53 e a guia 90 podem ser produzidas a partir de materiais que são soldados em conjunto no final do curso de pré-tensionamento. Por exemplo, os materiais da haste de pré-tensionador 53 e da guia 90 podem ser selecionados de modo que o calor gerado a partir do atrito entre a haste de pré-tensionador 53 e a guia 90 faça com que a haste de pré-tensionador 53 e a guia 90 se soldem uma na outra ao longo de uma interface W onde a guia 90 e a haste 53 entram em contato uma com a outra. Uma vez que a haste de pré-tensionador 53 e a guia 90 são soldadas em conjunto, a haste de pré-tensionador 53 se tornará travada e impedida ou substancialmente limitada de se deslocar de volta para o tubo 52. A deformação plástica da haste de pré-tensionador 53 causada pelas pás 84 irá impedir ou limitar substancialmente que a roda dentada 56 gire na direção oposta, impedindo, assim, ou limitando substancialmente, o retorno.

[0058] A soldagem resulta do calor e pressão relativamente altos gerados pelo sistema durante a atuação. Para soldar a haste de pré-tensionador 53 e a guia 90, os materiais usados para cada um são, de preferência, da mesma família. Por exemplo, se a guia 90 for de náilon, então a haste de pré- tensionador 53 será, de preferência, de náilon. De modo similar, se a guia 90 for de acetal, então a haste de pré-tensionador 53 será, de preferência, de acetal. Se a guia 90 for de polipropileno, então a haste de pré-tensionador 53 será de polipropileno. Será reconhecido que outros materiais que irão se soldar sob calor (alta temperatura) e alta pressão, também poderiam ser usados. Além disso, será reconhecido que alguns tipos diferentes de materiais podem ser soldados em conjunto.

[0059] Outro efeito colateral que pode ocorrer durante o pré- tensionamento é conhecido como uma condição de baixa resistência. Isso pode ocorrer quando há uma porção relativamente grande da correia de cinto de segurança que pode ser recolhida ou enrolada pela bobina em resposta à atuação do pré-tensionador. Por exemplo, se houvesse folga extra no cinto de segurança, essa folga poderia ser recolhida e enrolada com menor resistência porque ela não estaria atuando sobre o ocupante até que a folga fosse recolhida. Em uma condição de baixa resistência, a contrapressão dos elementos de acionamento é reduzida. A contrapressão reduzida pode resultar em uma capacidade reduzida do elemento vedante de se expandir circunferencialmente contra a superfície interna da parede do tubo em resposta à contrapressão. Isto pode ocorrer para qualquer tipo de pistão ou vedação que seja configurado para se expandir circunferencialmente em resposta à contrapressão como parte de seu processo de vedação.

[0060] Com referência às Figuras 4, 15, e 17 a 19, para solucionar o efeito colateral de uma condição de baixa resistência do sistema de pré- tensionador 44, em uma modalidade exemplificadora, o tubo 52 inclui a projeção 120, conforme brevemente discutido acima. A projeção 120 se estende dentro do tubo 52 próximo a uma extremidade do tubo 52 para formar uma porção de constrição 130 adjacente a onde a haste de pré-tensionador 53 sai, reduzindo assim a área em seção transversal do tubo 52 em um local distinto. Ou seja, o diâmetro, a largura ou a dimensão (ou dimensões) de abertura da porção de constrição 130 é menor que o diâmetro, a largura ou a dimensão (ou dimensões) das porções adjacentes das porções do tubo 52, como, por exemplo, as porções do tubo 52 que estão a montante da porção de constrição 130.

[0061] Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, a reentrância 210 é alinhada com a projeção 120 ao longo da direção ou trajetória de atuação A de modo que durante a atuação (por exemplo, pré- tensionamento), a porção rebaixada 208 da haste de pré-tensionador 53 não seja obstruída pela projeção 120. Além disso, a porção de constrição 130 é dimensionada de modo que haja espaço suficiente para que ao menos a porção rebaixada 208 da haste de pré-tensionador 53 possa se deslocar além da porção de constrição 130, mas o batente 55 e o membro de vedação 102 serão impedidos de se deslocar além da porção de constrição 130. Quando o batente 55 e o membro de vedação 102 são impedidos de avançar além da porção de constrição 130, a porção de constrição 130 fornece contrapressão adicional. Consequentemente, o membro de vedação 102 expandirá circunferencial ou radialmente em resposta a essa contrapressão, fornecendo assim uma vedação aprimorada em condições de baixa resistência. Essa vedação melhorada irá impedir ou limitar o potencial para que o gás escape do tubo em condições de baixa resistência.

[0062] A projeção 120 que define a porção de constrição 130 pode ser formada em uma variedade de maneiras e ter uma variedade de formatos, ao mesmo tempo em fornece a funcionalidade descrita acima. Em uma abordagem, mostrada nas Figuras 4 e 15, a projeção 120 está sob a forma de uma prega ou saliência 132 no tubo 52, de modo que a parede lateral do tubo 52 mantenha substancialmente a mesma espessura. A saliência 132 é formada integralmente com o tubo como uma estrutura monolítica, ao menos na área da porção de constrição 130. Dito de outra forma, a saliência 132 não é um componente ou material separado fixado ao tubo 52. A saliência 132 se projeta para dentro do tubo 52, e tem uma depressão correspondente em uma superfície externa do tubo 52. A saliência 132 tem um formato convexo dentro do tubo 52 e a depressão tem um formato côncavo correspondente na direção oposta ao formato convexo.

[0063] Em uma outra abordagem, mostrada na Figura 17, a projeção 120 poderia estar sob a forma de uma porção com espessura aumentada 138 que é integral com o tubo 52. Isso é similar à saliência 132, mas não tem uma depressão correspondente na superfície externa do tubo 52.

[0064] Em uma outra abordagem, mostrada na Figura 18, a projeção 120 está sob a forma de uma peça ou crescente separado 136 que é fixado ao tubo 52 dentro do tubo 52. O crescente 136a, 136b ou 136c pode ser fixado por meio de soldagem, adesivo, fechos mecânicos ou similares.

[0065] Em uma outra abordagem, mostrada na Figura 19, a projeção 120 pode estar sob a forma de uma placa 140 que é inserida através de uma abertura 142 formada na parede lateral do tubo 52. A placa 140 é inserida de modo removível através da abertura 142 e presa ao tubo 52 através de mecanismos de fixação conhecidos. Em uma outra abordagem, a placa 140 pode ser presa de modo fixo após a inserção através da abertura 142. O uso da placa 140 permite que diferentes formatos e tamanhos e materiais sejam facilmente selecionados e instalados, se for desejado.

[0066] Nas abordagens acima, a projeção 120 com a reentrância 210 da haste de pré-tensionador 53 alinhada com a mesma pode ser disposta ao longo de uma porção afastada do centro do tubo 52, conforme ilustrado nas Figuras 4 e 15. Vantajosamente, em uma modalidade exemplificadora, a disposição da projeção 120 sobre a porção afastada do centro do tubo 52 facilita o direcionamento da porção de extremidade distal 204 da haste de pré- tensionador 53 na direção oposta à porção afastada do centro do tubo 52 em engate com as pás 84 da roda dentada 56, engatando assim o lado cheio ou sólido da haste de pré-tensionador 53 (por exemplo, lado de engate de roda dentada 56 da haste de pré-tensionador 53 oposto à reentrância 210) durante a atuação. Isto pode ajudar a travar a haste de pré-tensionador 53 com a roda dentada 56 para impedir ou reduzir qualquer translação da haste de pré- tensionador 53 em uma direção oposta à direção de atuação ou trajetória A. Alternativamente, a projeção 120 com a reentrância 210 da haste de pré- tensionador 53 alinhada com a mesma pode ser disposta ao longo de uma porção próxima ao centro ou qualquer outra porção lateral do tubo 52.

[0067] Conforme descrito acima, a haste de pré-tensionador 53 tem a porção não rebaixada 206 em sua porção de extremidade proximal 202, onde a porção não rebaixada 206 tem um diâmetro ou dimensão (ou dimensões) em seção transversal maior do que a porção rebaixada 208. Em uma abordagem, a porção não rebaixada 206 tem um diâmetro ou dimensão (ou dimensões) em seção transversal que é maior que a largura ou dimensão (ou dimensões) em seção transversal do tubo 52 na porção de constrição 130. Consequentemente, com a porção não rebaixada 206 disposta a montante da porção de constrição 130, a porção de constrição 130 pode impedir a passagem da porção não rebaixada 206.

[0068] Em uma outra abordagem, a porção não rebaixada 206 pode ser menor que a largura ou dimensão (ou dimensões) em seção transversal do tubo 52 na porção de constrição 130. Com a porção não rebaixada 206 sendo pequena o suficiente para passar a porção de constrição 130, ela pode passar além da porção de constrição 130.

[0069] Com referência às Figuras 4, 12 e 20 a 22C, em uma modalidade exemplificadora, a haste de pré-tensionador 53 inclui uma seção rebaixada 250 para facilitar ainda mais a flexão e impedir ou minimizar a torção da haste de pré-tensionador 53, da haste de pré-tensionador 53 através do tubo 52 durante a translação em direção à roda dentada 56. Em particular, em um lado oposto à reentrância 210 da haste de pré-tensionador, é a seção rebaixada 250 que define uma reentrância 252 e que se estende na direção longitudinal 200. Em uma modalidade exemplificadora, a seção transversal do tubo de pré-tensionador 52 varia ao longo de seu comprimento para definir uma seção não rebaixada 254 na porção de extremidade distal 204 e a seção rebaixada 250 se estende a partir da seção não rebaixada 254 até, por exemplo, uma extremidade mais proximal da porção de extremidade proximal 202 para definir a reentrância 252. Desse modo, a seção rebaixada 250 se estende ao longo da maior parte do comprimento total da haste de pré- tensionador 53. Em uma modalidade exemplificadora, descobriu-se que, por a reentrância 252 não se estender através da porção de extremidade distal 204, a porção de extremidade distal 204 tem uma área em seção transversal relativamente maior ou mais cheia para engatar a roda dentada 56 durante a translação, reduzindo assim a quantidade de remoção da haste do pré- tensionador 53, o que pode ocorrer no primeiro contato com a roda dentada 56, aumentando assim o desempenho do sistema de pré-tensionador 44. Além disso, descobriu-se que, devido ao fato de a reentrância/sulco 210 não se estender através da porção de extremidade proximal 202, a porção de extremidade proximal 202 tem uma área em seção transversal relativamente maior ou mais cheia para o batente 55 entrar em contato para reduzir a quantidade de compressão inicial na haste de pré-tensionador 53 durante a atuação do gerador de gás 36, aumentando assim o desempenho do sistema de pré-tensionador 44.

[0070] Em uma modalidade exemplificadora, a seção rebaixada 250 é dimensionada de modo que uma espessura da haste de pré-tensionador 53, definida perpendicularmente em relação à seção rebaixada 250, seja menor que uma largura da haste de pré-tensionamento definida perpendicularmente em relação à espessura para facilitar a flexão e/ou impedir, reduzir ou minimizar a torção da haste de pré-tensionador 53 através do tubo de pré- tensionador 52 durante a translação até a roda dentada 56. Sem se ater à teoria, acredita-se que a seção rebaixada 250 ajude a reduzir o módulo da seção através da espessura 256 da haste do pré-tensionador 53 para permitir que a haste do pré-tensionador 53 se curve mais facilmente ao longo de sua espessura 256. Adicionalmente, acredita-se que essa redução no módulo de seção, através de redução da espessura da haste 53, sem reduzir sua largura, ajude a impedir a torção da haste de pré-tensionador 53 e a reduzir o atrito à medida que a haste 53 está sendo avançada através do tubo de pré-tensionador 52 durante a translação, aumentando assim o desempenho do sistema de pré- tensionador 44. Além disso, a seção rebaixada 250 facilita a inserção da haste de pré-tensionador 53 no sistema de pré-tensionador 44 durante a montagem devido à sua área em seção transversal reduzida. Em uma modalidade exemplificadora, a seção não rebaixada 254 tem um comprimento L10 de cerca de 15 a cerca de 25 mm, como cerca de 20 mm; a seção rebaixada 250 tem um comprimento L20 de cerca de 60 a cerca de 145 mm; a espessura da haste de pré-tensionador 53 é, por exemplo, na porção de extremidade proximal 202, de cerca de 2,5 a cerca 7 mm, e a largura da haste de pré- tensionador 53 é, por exemplo, na porção de extremidade proximal 202, de cerca de 4 a cerca de 8 mm.

[0071] Em uma modalidade exemplificadora, quando a haste de pré- tensionador 53 está disposta fora do tubo de pré-tensionador 52, a seção rebaixada 250 tem uma superfície substancialmente plana que define a reentrância 252. Em outro exemplo, a seção rebaixada 250 tem uma superfície graduada rebaixada que define a reentrância 252. As formas alternativas não limitadoras da reentrância 252 podem também ser usadas.

[0072] Com referência às Figuras 4 e 13 a 14, em uma modalidade exemplificadora e conforme discutido acima, durante a montagem do sistema de pré-tensionador 44, a haste de pré-tensionador 53 é inserida no tubo 52 ao longo da direção A. À medida que a porção de extremidade distal 204 da haste de pré-tensionador 53 avança através do tubo 52, a porção de extremidade distal 204 entra em contato com a projeção 120 próxima à saída 89 do tubo 52. O chanfro 206a na porção de extremidade distal 204 ajuda a haste de pré-tensionador 53 a avançar facilmente sobre a parede lateral proximal 249 da projeção 120 para permitir que o recurso de retenção 210 engate de modo liberável a projeção 120 para reter e/ou posicionar a haste de pré-tensionador 53 no tubo 52. Em particular, o chanfro 206a ajuda a reduzir a força necessária para avançar a haste de pré-tensionador 53 ao permitir que a extremidade mais distal da porção de extremidade distal 204 deslize sobre e/ou além da projeção 120 de modo a minimizar ou impedir que a haste de pré-tensionador 53 seja obstruída pela projeção 120. Conforme ilustrado, o recurso negativo 213 recebe a projeção 120. Durante o pré-tensionamento, em resposta à atuação pelo gerador de gás 36, é aplicada força à haste de pré- tensionador 53 e o recurso de retenção 211 libera, flexiona e/ou passa sobre a projeção 120 para permitir que a haste de pré-tensionador 53 avance em direção à roda dentada 56, conforme discutido acima.

[0073] Como um versado na técnica compreenderá prontamente, a descrição acima deve ser entendida como uma ilustração da implementação dos princípios desta invenção. Esta descrição não se destina a limitar o escopo ou aplicação desta invenção pelo fato de que a invenção é suscetível a modificação, alteração e mudança, sem que se afaste do espírito desta invenção conforme definido nas reivindicações a seguir.

Claims (12)

1. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança para uso em um veículo de passageiros, o conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança compreendendo: um compartimento (54) adaptado para ser montado em uma estrutura do veículo e que tem uma cavidade interna; um tubo (52) que tem um formato arqueado e curvo que tem uma primeira extremidade para comunicação fluida com um gerador de gás (36) e uma segunda extremidade em comunicação fluida com a cavidade interna do compartimento; uma roda dentada (56) montada de forma giratória no compartimento (54) e fixamente acoplada a um fuso adaptado para recolher a correia (14) de cinto de segurança durante o pré-tensionamento; um elemento de acionamento que compreende uma haste de polímero (53) tendo uma porção de extremidade proximal (202) que é disposta em direção ao gerador de gás (36) e uma porção de extremidade distal (204) que é oposta à porção de extremidade proximal (202), e é configurado para se estender em uma direção longitudinal (200) a partir da porção de extremidade proximal (202) até a porção de extremidade distal (204), em que a haste de polímero (53) está disposta dentro do tubo (52) e pode transladar através do tubo (52) em uma primeira direção voltada para a roda dentada (56) em resposta a uma atuação pelo gerador de gás (36); um batente (55) acoplado à porção de extremidade proximal (202) da haste de polímero (53); e um membro de vedação (102) disposto entre o gerador de gás (36) e o batente (55), em que o tubo (52) inclui uma projeção (120) que se estende dentro do tubo (52) em posição adjacente a uma saída (89) do tubo (52) na segunda extremidade para definir uma porção de constrição (130) que tem uma dimensão de abertura (123) menor que uma dimensão interna de porções adjacentes do tubo (52) para restringir a passagem do batente (55) pela porção de constrição (130), caracterizado pelo fato de que a haste de polímero (53) tem um recurso de retenção (211) que está disposto em ou próximo à porção de extremidade distal (204), sendo que o recurso de retenção (211) é configurado para engatar a projeção (120) para reter a haste de polímero (53) no tubo (52) antes da atuação pelo gerador de gás (36) e é configurado para se liberar da projeção (120) em resposta à atuação pelo gerador de gás (36).

2. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a haste de polímero (53) ter uma porção rebaixada (208) que define uma reentrância (210) que se estende geralmente na direção longitudinal (200), sendo que a reentrância (210) é alinhada com a projeção (120) na primeira direção e a porção de constrição (130) é dimensionada para permitir que a porção rebaixada (208) da haste de polímero (53) passe pela porção de constrição (130) ao mesmo tempo em que restringe a passagem do batente (55) pela porção de constrição (130), e sendo que o recurso de retenção (211) é disposto na porção rebaixada (208).

3. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de extremidade distal (204) da haste de polímero (53) ter uma porção de extremidade mais distal (209) e a porção rebaixada (210) se estender para a porção de extremidade mais distal (209).

4. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de extremidade distal (204) da haste de polímero (53) ter uma porção de extremidade mais distal (209) e incluir ao menos um chanfro (260a,b) que afunila para dentro ao longo de um comprimento da porção de extremidade mais distal (209) na primeira direção, em que ao menos um chanfro (260a,b) inclui um primeiro chanfro (260a) que é disposto em um mesmo lado da haste de polímero (53) como a reentrância (210).

5. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o ao menos um chanfro (260a,b) incluir um segundo chanfro (260b) que é disposto em um lado da haste de polímero (53) em oposição ao primeiro chanfro (260a).

6. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o recurso de retenção (211) ser configurado como um recurso negativo (218) que é formado na haste de polímero (53) para receber a projeção (120), em que o recurso negativo (218) é configurado como uma reentrância (210) ou gancho que é formado na haste de polímero (53).

7. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de extremidade distal (204) da haste de polímero (53) ter uma extremidade mais distal (209), e sendo que o recurso de retenção (211) é espaçado da extremidade mais distal (209) da haste de polímero (53).

8. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a haste de polímero (53) ter uma seção rebaixada (250) que se estende na direção longitudinal (200) em um lado oposto à porção rebaixada (208), sendo que a seção rebaixada (250) é dimensionada de modo que uma espessura (256) da haste de polímero (53) definida normal em relação à seção rebaixada (250) seja menor que uma largura da haste de polímero (53) definida normal em relação à espessura (256) para facilitar a flexão da haste de polímero (53) em direções normais em relação à seção rebaixada (250) durante a translação na primeira direção.

9. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a haste de polímero (53) ter um recurso positivo (216) designado como um nó ou poste que se estende geralmente na direção longitudinal (200) e o batente (55) ter um recurso negativo (218) configurado como um orifício cego (220) ou como um orifício transpassante que recebe o recurso positivo (216) para acoplar de maneira fixa o batente (55) à haste de polímero (53),em que o recurso positivo (216) tem uma ou mais nervuras (217) que se estendem a partir do mesmo para facilitar a retenção do batente (55) à haste de polímero (53).

10. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a porção rebaixada (208) da haste de polímero (53) ter uma seção de extremidade proximal que é adjacente ao batente (55) e que inclui uma parede de extremidade chanfrada (219) que se alarga para fora ao longo de um comprimento da seção de extremidade proximal em direção ao batente (55) para engate com a projeção (120) durante o pré-tensionamento.

11. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a projeção (120) e a reentrância (210) se situarem ao longo de uma porção afastada do centro do tubo (52).

12. Conjunto (32) de retrator de pré-tensionamento de cinto de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de extremidade proximal (202) da haste de polímero (53) ter um primeiro perímetro externo e o batente (55) estar em contiguidade à porção de extremidade proximal (202) e ter um segundo perímetro externo que corresponde ao primeiro perímetro externo.