BRPI0920436B1

BRPI0920436B1 - Dispositivo limitador de força para um veículo a motor

Info

Publication number: BRPI0920436B1
Application number: BRPI0920436-9A
Authority: BR
Inventors: Ronald Jabusch
Original assignee: Autoliv Development Ab
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2019-06-04
Also published as: ES2564571T3; CN102171072B; BRPI0920436A2; KR101674571B1; RU2491187C2; CN102171072A; RU2011112710A; EP2342100A2; DE102008049931A1; KR20110081171A; US8529398B2; EP2342100B1; DE102008049931B4; WO2010037460A2; US20110172054A1; WO2010037460A3

Abstract

dispositivo limitador de força para um veículo a motor um dispositivo limitador de força para um veículo a motor, compreendendo pelo menos duas partes (1, 2, 10, 12, 16, 20, 21, 46, 22, 40) controladas uma em relação à outra com um movimento definido de acordo com a freqüência, onde as partes (1, 2, 10, 12, 16, 20, 21, 46, 22, 40) que se deslocam em relação uma à outra constituem engrenagens interligadas (3, 4, 13, 15, 24, 25, 26, 27) e o movimento controlado por freqüência ocorre de modo que pelo menos uma das partes (1, 10, 21, 22) executa um movimento de avanço em forma de onda em relação uma a outra (2, 12, 16, 20, 40, 46), no qual as engrenagens (3, 4, 13, 15, 24, 25, 26, 27) alternadamente são engrenadas e desengrenadas.

Description

“DISPOSITIVO LIMITADOR DE FORÇA PARA UM VEÍCULO A MOTOR [001] A invenção se refere a um dispositivo limitador de força para um veículo com as características definidas nas reivindicações.

[002]Dispositivos de limitação de força são conhecidos, em geral, a partir de várias aplicações em veículos motorizados.

Assim, são conhecidos volantes, por exemplo, que afundam no caso de um acidente através do impacto com os passageiros, e compreendem um dispositivo de absorção de energia por meio do qual a energia que provém do passageiro é limitada.

Além disso, elementos de deformação elástica são fornecidos na estrutura do veículo através dos quais toda a energia, em caso de acidente, é dividida para que a energia que atua sobre o compartimento dos passageiros seja limitada.

[003] Além disso, conhecido fornecimento de elementos para limitação de força em cintos de segurança por meio dos quais a energia que afeta os passageiros durante o deslocamento limitada por meio do dispositivo limitador de força. Para isso, cintos de duas partes, em particular com uma haste de torção disposta entre as duas partes do eixo do cinto, tem-se provado eficaz na prática.

do eixo do cinto

Em caso de acidente, uma parte é bloqueada contra o veículo, enquanto a outra parte respectiva é conectada com o cinto de segurança e gira na direção de desenrolamento do cinto. Durante a rotação relativa das duas partes em relação uma à outra, a haste de torção disposta entre ambas as partes é

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 7/33

2/21 plasticamente deformada em torno de seu próprio eixo, causando liberação de energia, através do que a energia do cinto de segurança durante o deslocamento do passageiro é correspondentemente limitada. O nível de limitação de força é, assim, determinado através da haste de torção e não pode ser alterado.

[004] A partir do documento WO 2006/108451 A1, depositado pela Requerente, um sistema limitador de força inovador com as características definidas no preâmbulo da reivindicação 1 é conhecido, que compõe o estado da técnica mais relevante à presente invenção. O sistema de limitação de força ali descrito é formado por duas partes móveis uma em relação à outra, cujo movimento relativo é controlado por um sistema de massa oscilando com uma frequência predeterminada. A liberação da energia resulta, assim, das partes que, alternadamente, se aceleram e desaceleram, com o que a frequência é quase independente da força atuante. Dessa forma, é possível, com este sistema de limitação de força, realizar a limitação de diferentes níveis de força em resposta à massa das partes deslocadas e dos impulsos que ocorrem na situação de perigo, segundo o que a frequência e o curso do deslocamento para frente são aproximadamente constantes.

[005] O objetivo da invenção é fornecer um dispositivo limitador de força com duas partes que executam entre si um movimento controlado dependente de frequência, com um design de construção tão simples e tão pequeno quanto possível.

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 8/33

3/21 [006] A solução do objeto é feita de forma que as duas partes móveis uma em relação à outra constituem engrenagens acopladas e o movimento condicional controlado por frequência resulta, assim, em que pelo menos uma das partes executa um movimento em forma de onda em relação à outra através do qual as engrenagens alternadamente tornam-se engrenadas e desengrenadas.

[007] A ideia básica da invenção pode ser notada através do fato de que o movimento condicional controlado por frequência não é efetuado por um sistema de massas separadas, mas pelo fato de que as partes em si têm engrenagens e que pelo menos uma das partes executa um movimento de avanço em forma de onda que é controlado através da entrada em engate e desengate das engrenagens. O controle do movimento de avanço se dá, portanto, através do movimento das partes em si, de modo que é desnecessário um sistema de massa separado. Já que agora a parte que executa o movimento limitador de força também é utilizada para a execução do movimento oscilatório de consumo de energia, e diante do fato de que esta já pode ter uma massa elevada devido à sua orientação, uma quantidade muito grande de energia pode ser liberada pela solução de acordo com a invenção, sem que o peso tenha que ser aumentado desnecessariamente através de um sistema adicional de massa como é exigido no estado da técnica. Portanto, com o dispositivo limitador de força de acordo com a invenção, com um peso inferior do dispositivo limitador de força, pode-se alcançar um maior nível de limitação de força ou inversamente, o dispositivo limitador de

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 9/33

4/21 força pode ser reduzido para um intervalo prédefinido de limitação de força. Além disso, através do engate das engrenagens, pode ser criado um grande número de dentes adjacentes uns aos outros, através do que é obtida uma correspondente grande sobreposição e podem ser recebidas forças correspondentes significativas. A característica de limitação de força capaz de ser produzida com o dispositivo limitador de força é, ademais, idêntica à do documento WO 2006/108451 A1, de modo que é feita explicitamente referência a este documento [008]Recomenda-se adicionalmente que as duas partes móveis uma em relação à outra compreendam pelo menos um segundo par de engrenagens mutualmente engatadas e que o segundo par de engrenagens mutualmente engatadas se acople deslocado com o primeiro par de engrenagens mutualmente engatadas. Deste com um movimento em forma de modo, a parte móvel onda alternadamente é trazida em acoplamento com duas engrenagens, em que a frequência se multiplica e a energia esgotada é substancialmente aumentada. Devido ao aumento da energia esgotada, o dispositivo limitador de força, ao se estabelecer uma faixa prevista de um nível de limitação de força, pode ser ainda mais reduzido.

[009]De preferência, o primeiro e o segundo par de engrenagens acopladas são dispostos em lados opostos em uma das partes, de modo que pelo menos duas das engrenagens estão dispostas deslocadas entre si em uma parte. Isso faz com que a remoção de acoplamento de um par de engrenagens através do deslizamento dos flancos dos dentes leva automaticamente à colocação em posição de

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 10/33

5/21 acoplamento de outro par de engrenagens, de maneira que o sistema com esta construção apropriada não pode ficar parado.

[0010] Recomenda-se adicionalmente que, entre as engrenagens interdependentes, sejam dispostos elementos de amortecimento de modo que a alta velocidade do dispositivo limitador de força, a qual surge em função do impulso para limitação de força, seja absorvida.

[0011] Além disso, recomenda-se dispor o dispositivo limitador de força em um eixo de cinto de um retrator de cinto e que a parte que executa o movimento de avanço em forma de onda seja conectada travada por força com o eixo do cinto.

[0012] Neste caso, a parte que executa o movimento de avanço é formada de preferência por meio de um disco de engrenagem rotativo com uma engrenagem axial, e o disco de engrenagem com sua engrenagem axial pode ser colocado em acoplamento com uma engrenagem fixada a um alojamento. O movimento de avanço é realizado deste modo, através do movimento de rotação do disco de engrenagem para que esse seja ilimitado em sua extensão e, além disso, independente da posição do disco de engrenagem sempre o mesmo número de dentes, de preferência a engrenagem toda, pode ser acoplada com a engrenagem fixa ao alojamento.

[0013] Para que a limitação de força gerada pelo dispositivo limitador de força tenha uma força base predeterminada, é recomendável que o disco de engrenagem seja atuado por mola no sentido do acoplamento da engrenagem axial com a engrenagem fixa ao alojamento.

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 11/33

6/21 [0014] Além disso, recomenda-se que a engrenagem axial seja formada por dentes orientados radialmente para o centro do disco de engrenagem. O disco de engrenagem é assim centralizado automaticamente pela engrenagem axial, uma vez que uma deformação do disco de engrenagem a partir da posição centralizada é impedida pelos dentes.

[0015] Uma modalidade adicional preferida da invenção é alcançada através de um mecanismo de transmissão entre o eixo de cinto e a parte que executa o movimento de avanço. Com isso, a frequência do movimento de avanço, que determina o nível de limitação de força, pode ser configurada independente do movimento de rotação do eixo de cinto na direção de extração do cinto de segurança. Em particular, a frequência do movimento de avanço pode ser aumentada para que o nível de limitação de força seja aumentado ou o dispositivo limitador de força possa ser adicionalmente reduzido para um nível de limitação de força predeterminado.

[0016] Uma forma particularmente favorável da transmissão é alcançada quando esta se trata de uma engrenagem planetária, o eixo do cinto conectado de modo não giratório com as rodas da engrenagem planetária, e o disco de engrenagem sendo formado por engrenagem solar e/ou uma engrenagem de anel interno, que incluam dentes radiais em que as rodas de engrenagem planetária se acoplam. A engrenagem planetária se presta a esse respeito pois tem uma construção simétrica e pode ser disposta de forma espacialmente compacta em um plano, no qual relações de transmissão muito altas e muito baixas são possíveis com uma operação muito

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 12/33

7/21 silenciosa, com pequenas dimensões. Além disso, o movimento de rotação do eixo do cinto por meio da conexão da engrenagem planetária em vários pontos da engrenagem solar e/ou do anel dentado interno da engrenagem é introduzido de modo que haja uma boa distribuição global do fluxo de energia e, consequentemente, uma redução das forças máximas que ocorrem nos componentes.

[0017]

Recomenda-se adicionalmente que o nível de limitação de força gerado pelo movimento

de avanço	em	forma	de	onda da engrenagem solar e o
nível de	limitação	de	força	gerado	pelo movimento
em forma	de	onda	do	anel	dentado	interno sejam
diferentes.	Com isso,	dois	níveis	diferentes de

limitação com um de força podem ser realizados único e mesmo dispositivo limitador de força, dependendo se a engrenagem solar ou o anel dentado interno são acionados.

limitação de

A fim de força possa que ser determinado, adicionalmente engrenagem solar e/ou o anel incluam um o nível da ativamente sugerido que a dentado interno dispositivo de travamento liberável.

Através dentado a outra do bloqueio da engrenagem solar ou do anel interno, é automaticamente determinado que parte respectiva seja acionada e, com isso, determinado o nível de limitação de força.

[0019] Neste caso, o dispositivo de travamento liberável é preferencialmente fixado à engrenagem solar ou à engrenagem de anel interior, as quais geram, no movimento de avanço em forma de onda, o menor nível de limitação de força. Com isto, no início da limitação de força, atua o maior

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 13/33

8/21 nível de limitação de força, enquanto que, após a liberação do dispositivo de bloqueio, automaticamente atua o nível de limitação de força mais baixo, uma vez que a parte com o maior nível de limitação de força automaticamente atua como engrenagem fixa, sem que aqui se torne necessário um dispositivo de bloqueio em separado para essa finalidade.

[0020] Além disso, o dispositivo limitador de força pode também incluir um alojamento e meios para limitar o ângulo de rotação entre o alojamento e o eixo do cinto e/ou a unidade de engrenagem planetária, de modo que o deslocamento para frente durante a limitação de força é limitado, pelo que a limitação naturalmente não tem que ocorrer de forma abrupta, mas também pode ocorrer de forma correspondente à de um aumento retardado.

[0021] Neste caso, recomenda-se também que os meios sejam formados por uma ou uma pluralidade de rodas dentadas que se acoplam com uma engrenagem disposta no alojamento e uma engrenagem disposta no eixo do cinto ou na unidade de engrenagem planetária, e a trilha formada pelas duas engrenagens se afunila na direção da extremidade. As engrenagens representam um guia da rotação relativa, que, devido ao afunilamento, permite adicionalmente uma boa chance de frenagem da rotação relativa.

[0022] Em seguida, modalidades preferidas da invenção serão descritas em detalhe com referência aos desenhos. Nas figuras são ilustrados:

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 14/33

9/21

As Figuras 1a a 1d ilustram um dispositivo limitador de força com duas partes que se movimentam linearmente uma em relação à outra;

A Figura 2 ilustra um dispositivo limitador de força com um disco de engrenagem realizando um movimento de rotação em acoplamento com uma engrenagem do alojamento;

A Figura 3 ilustra uma vista explodida de um dispositivo limitador de força com engrenagem planetária;

A Figura 4 ilustra um dispositivo limitador de força com a engrenagem planetária em um estado montado sem tampa do alojamento;

A Figura 5 ilustra, em seção transversal, um dispositivo limitador de força com engrenagem planetária em condição montada;

As Figuras 6a a 6d ilustram um movimento de avanço em forma de onda dos discos de engrenagem durante a limitação de força;

A Figura 7 ilustra o dispositivo limitador de força com anel interruptor;

As Figuras 8a a 8c ilustram o dispositivo limitador de força com anel interruptor em posições diferentes durante a limitação de força;

A Figura 9 ilustra o alojamento do dispositivo limitador de força com engrenagem interna, disco de acionamento com engrenagem externa e rodas dentadas para limitar o ângulo de rotação;

A Figura 10 ilustra o curso de limitação de força em relação à velocidade relativa;

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 15/33

10/21

A Figura 11 ilustra o curso da limitação de força para diferentes tipos de passageiros e impulsos diferentes.

[0023] Nas Figuras 1a a 1d, pode ser vista, primeiramente, uma modalidade de um exemplo da invenção na qual são fornecidas duas partes 1 e 2 que formam um dispositivo limitador de força de acordo com a invenção e que podem ser fornecidos em diferentes aplicações em veículos. Uma das partes 1 ou 2 é disposta de forma fixa sobre o veículo, neste caso, a parte 2, enquanto que a outra parte respectiva 1 ou 2, aqui a parte 1, executa um movimento de limitação de força. A parte 1 pode ser, por exemplo, um volante ou uma parte disposta no volante, ou também um elemento de deformação na estrutura do veículo. O dispositivo limitador de força é adequado para quaisquer aplicações em veículos a motor nas quais a energia deve ser liberada, respectivamente, onde uma deformação ou movimento de limitação de força para proteção dos passageiros ou do compartimento de passageiros deve ser proporcionada.

[0024] A parte 1 é fornecida com engrenagens 3 e 5 em seus lados opostos e se engata em uma parte 2, que também é fornecida com engrenagens 4 e 6. Na posição ilustrada na a Figura 1a, as engrenagens 5 e 6 estão inicialmente em acoplamento. Se uma força é agora exercida sobre a parte 1 no sentido da seta A, em seguida, as engrenagens 5 e 6 deslizam em seus flancos de dentes e a parte 1 é acelerada na direção da seta I como pode ser visto na Figura 1b. Através do deslizamento nos flancos de dentes, as engrenagens

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 16/33

11/21 e 6 se desacoplam e as engrenagens opostas 3 e 4 são forçadas a se acoplarem até que estas tenham atingido a posição de endentamento representada na Figura 1c. Se o movimento de avanço é ainda continuado para fora da posição ilustrada na Figura 1c, então, em seguida, os flancos de dentes das engrenagens 3 e 4 começam agora a deslizar um contra o outro e a parte 1 completa um movimento na direção da seta II para que as engrenagens 5 e 6, finalmente, tornem-se novamente acopladas.

[0025] A parte 1 executa assim, pelo efeito de força, um movimento de avanço em forma de onda no sentido da seta A, formado a partir dos movimentos alternados nas direções das setas de I e II. Devido à aceleração e frenagem em constante alternância da parte 1, a energia é consumida e é produzido o desejado movimento relativo de força limitada.

[0026] Na modalidade da Figura 2 é ilustrado um exemplo alternativo no qual o dispositivo limitador de força é disposto em um retrator de cinto não ilustrado. O dispositivo limitador de força permite que, pelo retrator de cinto bloqueado, um deslocamento para frente de força limitada do passageiro, para reduzir o esforço sobre o passageiro, como também é o caso dos retratores de cinto com limitação de força anteriormente conhecidos. O dispositivo limitador de força possui um mancal 7, que compreende no centro uma abertura quadrada 8 para conexão do retrator de cinto. O mancal 7 é fornecido com uma engrenagem 9 no lado exterior, a qual se engaja nos dentes exteriores de uma engrenagem interna 36 de

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 17/33

12/21 um disco de engrenagem 10 e aciona este quando do bloqueio do retrator de cinto. Para esse fim, o dispositivo limitador de força é disposto alternativamente entre duas partes de um eixo de cinto, como se conhece, até agora, das hastes de torção, ou é disposto entre a parte bloqueada, também chamada cabeça de perfil, e o moldura do alojamento do retrator de cinto. No segundo caso então, o retrator de cinto trava não na moldura do alojamento, mas no dispositivo limitador de força.

[0027] O dispositivo limitador de força é formado por dois discos de alojamento fixos 16 e 12, entre os quais, na condição montada, é disposto um anel espaçador 11. Além disso, entre os discos de alojamento 16 e 12, é disposta uma engrenagem de disco dentado 10, que é impulsionada pelo eixo do cinto durante a limitação de força, a qual compreende engrenagens 13 e 14 dispostas em ambos os lados, deslocadas uma em relação à outra. As engrenagens 13 e 14 se acoplam com as engrenagens dispostas nos discos de alojamento 16 e 12, onde aqui pode ser vista apenas a engrenagem 15 no disco de alojamento 12. As engrenagens 13 e 14 são formadas por dentes radialmente orientados para o ponto central do disco de engrenagem 10, os quais estão distribuídos uniformemente ao longo da periferia do disco de engrenagem 10 e, com isso, adicionalmente causam um efeito de centralização para o disco de engrenagem 10 de encontro aos discos de alojamento fixos 16 e 12.

[0028] Com o acionamento do disco de engrenagem 10, este executa um movimento de rotação em relação aos discos de alojamento 16 e 12, de

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 18/33

13/21 modo que o disco de engrenagem 10 e os discos de alojamento 16 e 12 representam aqui as partes móveis em relação uma à outra, de acordo com as reivindicações. As engrenagens 13 e 15, a engrenagem 14 e as engrenagens não visualizadas do disco de alojamento 16 alternadamente se engrenam e desengrenam para que o disco de engrenagem 10 execute um movimento de avanço em forma de onda que aqui, no entanto, é um movimento de rotação. A diferença essencial aparente quando comparada com a solução conhecida do estado da técnica consiste em que, aqui, sem a interposição de um sistema de massa separado, a parte ligada ao eixo de cinto, ou seja, o disco de engrenagem 10, executa diretamente o movimento de oscilação de liberação de energia. Isso oferece a vantagem de que os custos com um sistema de massa separado são eliminados e uma parte com uma massa relativamente grande oscila, com o que uma grande quantidade correspondente de energia pode ser esgotada ou em outras palavras, com um dispositivo pequeno de limitação de força, um nível de limitação de força relativamente grande pode ser alcançado. Através da excitação de uma parte tão grande quanto possível para a execução do movimento de avanço em forma de onda, também pode ser previsto um grande número de dentes, o que, finalmente, permitirá uma atenuação significativa e com isso um nível grande de limitação de força.

[0029] Além disso, a sobreposição das engrenagens, em comparação com a solução do estado da técnica, é muito maior, de maneira que podem ser liberadas forças significativamente maiores,

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 19/33

14/21 respectivamente, para o mesmo nível de limitação de força podem ser projetadas partes menores.

[0030] Nas Figuras 3 a 5, pode ser vista uma outra modalidade de exemplo de um dispositivo limitador de força de acordo com a invenção com uma engrenagem planetária 47. O eixo do cinto, não ilustrado aqui, é conectado através de uma unidade de disco 17, que compreende uma engrenagem exterior 44 e está disposta de tal forma que, com uma engrenagem interna 45 de um alojamento 48 do dispositivo limitador de força, forma um canal de engrenagem que também é ilustrado na Figura 9.

[0031] No canal de engrenagens, estão dispostas as rodas de engrenagem 43a e 43b que se acoplam na engrenagem interior fixa 45 do alojamento 48 e nas engrenagens externas rotativas 44 da unidade de disco 17. O canal de engrenagens afunila-se em direção à extremidade para que o movimento de rotação da unidade de disco 17 no sentido da seta D seja limitado e a parada da unidade de disco 17 ocorra de maneira atenuada.

[0032] O dispositivo limitador de força é provido aqui com uma unidade de engrenagem planetária 47, que é disposta entre o disco fixo de alojamento 46 e os anéis de engrenagem 20 e 40 fixos ao alojamento. A unidade de disco 17 é fornecida com pinos 18 orientados axialmente, que se engatam nas rodas de engrenagem planetária 19 e conduzem estas na direção da circunferência.

0033] As rodas de engrenagem planetária 19 estão em engate com uma engrenagem exterior 29 de uma engrenagem solar 22 e uma

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 20/33

15/21 engrenagem interna 30 de um anel dentado interno 21. Tanto o anel dentado interno 21 como a engrenagem solar 22 são fornecidos com dentes orientados axialmente opostos 23, 24 e 26, 28, que estão dispostos entre os dentes 25 e 27 dispostos nos anéis de engrenagem fixos 20 e 40 e os dentes 35 e 37 do disco de alojamento 46. Entre os dentes 23, 25, 28 e 37, estão dispostos anéis de borracha 31, 32, os quais funcionam como elementos de amortecimento para o movimento relativo das partes entre si e amortecem a alta velocidade relativa do início da limitação de força. Além disso, são fornecidos anéis de mola 33 e 34 que atuam sobre o anel dentado interno 21 e a engrenagem solar 22 axialmente com uma força de mola e, assim, forçam os dentes 24, 25 e 26, 27 em engate.

[0034] O princípio da limitação de força é idêntico ao exemplo da modalidade descrita na Figura 2, só que aqui ou o anel dentado interno 21 ou a engrenagem solar 22 está fixo, de maneira que a outra parte respectiva executa o movimento de avanço em forma de onda que aqui é também um movimento de rotação. Como os níveis de limitação de força gerados por meio do movimento de avanço em forma de onda do anel dentado interno e da engrenagem solar podem ser diferentes, diferentes níveis de limitação de força, por conseguinte, também podem ser ajustados com este dispositivo limitador de força, dependendo se o anel dentado interno ou a engrenagem solar é

móvel.

0035]

O princípio da limitação de força é representado novamente nas Figuras 6a a 6d

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 21/33

16/21 com base nos movimentos dos dentes 24, 25, 23 e 35 do anel dentado interno 21. O movimento da engrenagem solar 22 e do disco de engrenagem 10 da Figura 2 durante a limitação de força é idêntico ao do anel dentado interno 21 e por este motivo não é ilustrado aqui.

0036] inicialmente acionado anel dentado interno 21 é na direção da seta A pela engrenagem planetária

19. Através do deslizamento para baixo dos flancos dos dentes das engrenagens e 25, sobre movimento circunferencial na direção da seta

A é sobreposto um movimento na direção axial, de maneira que o anel dentado interno se move, assim, na direção da seta B e as engrenagens e 25 são forçadas a sair se acoplam. Depois de alcançar a posição de reversão representada na

Figura 6c e a continuação do movimento de avanço, o anel dentado interno 21 então se move na direção oposta no sentido da seta

C.

Devido à constante frenagem e aceleração do anel dentado interno e dos posicionamentos inversos, energia, então, é cinematicamente reduzida.

energia é então convertida, por exemplo, em calor, energia perdida por atrito interno e semelhante.

[0037]

Na Figura 5, além disso, pode ser visto como o anel de comutação mantém a engrenagem solar na posição em que as engrenagens e

estão em acoplamento, embora estas, pelo outro lado, sejam atuadas com uma força da mola pelo anel de mola 34 em direção ao dentado 40. Com isso, a engrenagem solar anel é

fixada no início da limitação de força para que ela

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 22/33

17/21 não possa executar qualquer movimento de avanço em forma de onda e, por conseguinte, é fixada contra o disco de alojamento 46. Nesta posição, o nível de limitação de força é exclusivamente determinado pelo movimento descrito do anel dentado interno 21 e a engrenagem solar 22 pode ser considerada como um apoio fixo.

[0038] Como pode ser visto nas Figuras 7 e 8a, o anel de comutação 38, no início da limitação de força, é mantido por um atuador 39 que se apoia sobre o anel dentado 40 a uma distância a partir deste último, de forma que as engrenagens 27 e 26 não podem entrar em acoplamento. O anel de comutação 38 funciona como um dispositivo de travamento liberável em que o travamento da engrenagem solar 22 finalmente se dá através do bloqueio das engrenagens 28 e 37.

[0039] Como ilustrado nas Figuras 8a a 8c, a comutação ocorre em decorrência do fato de que o disco de acionamento 17 é fornecido com um prendedor 42, o qual por rotação durante a limitação de força na direção da seta S entra em contato com o atuador 39 e pela continuação da rotação desloca este último na direção circunferencial. O atuador 39, através do deslocamento na direção circunferencial, chega a um recesso 41 no anel dentado 40 e é empurrado dentro deste pela força da mola do anel de mola 34. Através do deslocamento axial do anel de comutação 38 a engrenagem solar 22, que não foi ilustrada nas Figuras 8a a 8c por uma questão de clareza, não é mais suportada axialmente e pode se mover livremente entre as engrenagens 27 e 37. Uma vez

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 23/33

18/21 que a limitação de força gerada pelo movimento de avanço em forma de onda do anel dentado interno 21 é superior à limitação de força gerada pelo movimento de avanço em forma de onda da engrenagem solar 22, após a comutação através do movimento descrito do anel de comutação 38, a engrenagem solar 22 começa a executar o movimento de avanço, enquanto o anel dentado interno 21 funciona como um apoio fixo. Como o nível de limitação de força depende da gravidade do acidente e dos passageiros, o nível de limitação de força obtido pelo movimento de avanço em forma de onda da engrenagem solar 22 também pode ser tão alto que o anel dentado interno 21 não funciona mais como uma engrenagem fixa, mas também é induzido a um movimento de rotação oscilatório. Neste caso, há uma conexão em série da engrenagem solar 22 e do anel dentado interno 21 e o anel dentado interno 21 tem, ao mesmo tempo, a função de uma segurança de sobrecarga.

[0040] Na a Figura 10, para melhor compreensão da invenção, é ilustrada em primeiro lugar a mudança da limitação de força aplicada sobre a velocidade de desenrolamento do cinto. A velocidade de desenrolamento do cinto de segurança em acidentes resulta do fato de que o passageiro, no tempo T0 do impacto do veículo, até o obstáculo em que a velocidade do veículo é idealizada como sendo presumidamente igual a zero, ainda executa um movimento para frente devido a sua inércia, de maneira que o cinto é puxado para fora do retrator de cinto firmemente conectado ao veículo. A linha reta designada por I representa o curso da limitação de força com uma haste de torção de 4000

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 24/33

19/21

N de acordo com o estado da técnica. O nível de limitação de força é independente da velocidade de extração do cinto, de modo que este tipo de limitação de força não é adaptado nem aos passageiros nem ao acidente. Em comparação com este caso, a limitação de força com o dispositivo limitador de força de acordo com a invenção é representada com II. Reconhecível é a limitação de força proporcional ao quadrado da velocidade de extração do cinto se segurança. Isso é justificado pelo fato de que quanto maior a velocidade de extração do cinto, maior é a frequência do sistema oscilante e, com isso, também a energia liberada através do dispositivo limitador de força, respectivamente, o nível de limitação de força relativo.

[0041] Na Figura 11, é ilustrado o curso da limitação de força durante o acidente para diferentes impulsos de impacto e tipos de passageiros, para melhor compreensão dos usos práticos da função de retenção do passageiro. As curvas C1 a C4 ilustram o curso da limitação de força para a velocidade de impacto de 32 km/h com um dispositivo limitador de força de acordo com a invenção em conformidade com a Figura 2, com 42 dentes que alternadamente entram e saem de acoplamento. C1 ilustra a curva de um manequim HIII, 95% homem, a curva C2 ilustra a curva de um manequim HIII 50% mulher, a curva C3 ilustra a curva de um manequim HIII 5% mulher e, finalmente, a curva C4, a curva para uma criança TNO de 10 anos de idade. O dispositivo limitador de força ajustase, como pode ser visto, aos passageiros de maneira

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 25/33

20/21 que o homem 95% na curva C1 é exposto a uma limitação de força significativamente maior do que a mulher 5% (curva C3) ou a criança de 10 anos de idade da curva C4. Na curva A3 está representada a curva de limitação de força para um manequim HIII, uma mulher 5%, a uma velocidade de colisão de 50km/h, e na curva A2, a curva para um manequim HIII, um homem 50%, a uma velocidade de colisão de 50 km/h. Mais uma vez, pode ser visto claramente que o homem 50% está exposto a uma limitação de força significativamente maior do que a mulher 5%. A curva A1 ilustra a limitação de força para um manequim HIII 95% homem e a curva A4, o percurso de limitação de força para uma velocidade de colisão de 56 km/h com a mesma conclusão. O nível de limitação de força do dispositivo limitador de força de acordo com a invenção é, portanto, adaptativo ao passageiro.

[0042] Na comparação das curvas C1 a

C4 com as curvas de A1 a A4, pode ser visto que as velocidades de colisão também têm uma influência significativa sobre as características de limitação de força como pode ser visto, por exemplo, com as curvas A3 e C3, que são diferentes apenas em relação às velocidades de colisão de 32 km/h e 50 km/h. O nível força de limitação de força do dispositivo limitador de força de acordo com a invenção é, portanto, adaptativo ao impacto.

[0043] Além disso, pode ser visto na curva B1, o curso de limitação de força de um manequim HIII 50% homem e na curva B2, o curso de limitação de força de um manequim HIII 5% mulher a uma velocidade de colisão de 50 km/h,

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 26/33

21/21 respectivamente, onde aqui o dispositivo limitador de força tem 36 dentes. As curvas A2 e B1 representam a curva de limitação de força para manequins idênticos, com velocidades de colisão idênticas com a utilização de dispositivos de limitação de força com um número variável de dentes.

A curva B1 do dispositivo limitador de força com 36 dentes está significativamente abaixo da curva A2 do dispositivo limitador de força com dentes.

Isso pode ser explicado, assim, que a atenuação do dispositivo limitador de força e, portanto, o nível da limitação de força decisivamente determinado pelo número de dentes.

Quanto mais dentes o dispositivo limitador de força tem, tanto maior é o nível de limitação de força.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo limitador de força para um veículo a motor, o dispositivo sendo disposto em um eixo de cinto ou um retrator de cinto, incluindo pelo menos duas partes (1, 2, 10, 12, 16, 20, 21, 46, 22, 40) acionadas uma em relação à outra com um movimento definido dependente da frequência, caracterizado pelo fato de que as partes (1, 2, 10,

12, 16, 20, 21, 46, 22, 40) que se movem uma em relação à outra incluem engrenagens (3, 4, 13, 15,

24, 25, 26, 27) mutualmente engatadas e que o movimento controlado dependente da frequência resulta do fato de que pelo menos uma das partes (1, 10, 21, 22) executa um movimento de avanço em forma de onda através do qual as engrenagens (3, 4,

13, 15, 24, 25, 26, 27) alternadamente se engrenam e desengrenam, em que o movimento em forma de onda é formado por movimentos alternativos em direções diferentes, e em que a parte (10, 21, 22) executando o movimento de avanço em forma de onda está conectada ao eixo de cinto por ajuste por atrito.

2/5

2. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partes (1, 2, 10, 12, 16, 20, 21, 22, 40, 46) que se movem uma em relação à outra incluem pelo menos um segundo par de engrenagens mutualmente engatadas (5, 6, 14, 23, 35, 28, 37), e o segundo par de engrenagens mutualmente engatadas (5, 6, 14, 23, 35, 28, 37) se engata deslocada do primeiro par de engrenagens mutualmente engatadas (3, 4, 13, 15, 24, 25, 26, 27).

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 28/33

3/5 engrenagem axial (13, 14, 23, 24, 26, 28), e o disco de engrenagem com sua engrenagem axial (13, 14, 23, 24, 26, 28), pode ser engatado com uma engrenagem (15, 25, 27, 35, 37) do dispositivo limitador de força, cuja engrenagem (15, 25, 27,

35, 37) é fixa com relação ao alojamento.

8. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o disco de engrenagem (21, 22) é carregado por mola na direção do engate mútuo da engrenagem axial (24, 26) e da engrenagem fixa (25, 27).

9. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que a engrenagem axial (13, 14, 23, 24, 26, 28) é formada por dentes radialmente direcionados para o centro do disco de engrenagem (10, 21, 22).

10. Dispositivo limitador da força, de acordo com a reivindicação 7 ou 8 precedentes, caracterizado pelo fato de que uma transmissão é proporcionada entre o eixo de cinto e a parte (21, 22) que executa o movimento de avanço em forma de onda.

11. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a transmissão é uma transmissão planetária (47), que o eixo de cinto está conectado a engrenagens planetárias (19), e que o disco de engrenagem (21, 22) é formado por engrenagem solar (22) e/ou por um anel de engrenagem interno (21), que incluem engrenagens radiais (29, 30), nas quais as engrenagens planetárias (19) se engatam.

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 30/33

3. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro (3, 4, 13, 15, 24, 25, 26, 27) e o segundo (5, 6, 14, 23, 35, 28, 37) pares de engrenagens mutualmente engatadas são dispostos em lados opostos, e que pelo menos duas engrenagens (3, 5, 13, 14, 23, 24, 26, 28) são dispostas deslocadas uma em relação à outra em uma das partes (1, 10, 21, 22) .

4/5

12. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o nível de limitação de força gerado pelo movimento de avanço em forma de onda da engrenagem solar (22) e pelo movimento de avanço em forma de onda da engrenagem de anel interno (21) são diferentes.

13. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a engrenagem solar (22) e/ou o anel dentado interno (21) incluem um dispositivo de travamento liberável.

14. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de travamento liberável está associado à engrenagem solar (22) ou com o anel dentado interno (21), os quais geram o nível de limitação de força mais baixo a partir do movimento de avanço em forma de onda.

15. Dispositivo limitador de força, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o dispositivo limitador de força inclui um alojamento (48), e meios para limitar o ângulo de rotação são proporcionados entre o alojamento (48) e o eixo de cinto e/ou a transmissão planetária (47).

16. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os meios são formados por uma ou mais engrenagens (43a, 43b), que se engrenam com uma engrenagem (44, 45) associada ao alojamento (48) e no eixo de cinto, associado com o disco de engrenagem (17) ligado por meio de ajuste por

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 31/33

4. Dispositivo limitador de força, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um elemento de amortecimento é disposto entre as engrenagens interligadas (3, 4, 5, 6, 13, 14, 15,

23, 24, 25, 26, 27, 28, 35, 37).

5. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de amortecimento é formado a

partir de um composto de graxa ou composto em cadeia preenchendo um dos espaços vazios entre as engrenagens (3, 4, 5, 6, 13, 14, 15, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 35, 37). 6. Dispositivo limitador de força, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento de amortecimento é formado

por um disco de borracha (31, 32) disposto entre as engrenagens (3, 4, 5,

6, 13, 14, 15, 23, 24, 25,

26, 27, 28, 35, 37).

7. Dispositivo limitador de força, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a parte (10, 21, 22) que executa o movimento de avanço é formada por um disco de engrenagem com uma

Petição 870190018482, de 22/02/2019, pág. 29/33

5/5 atrito ao eixo de planetária (47), engrenagens (44, extremidade.