ES2255487T3 - Pretensor. - Google Patents
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Abstract
Pretensor que está integrado con un dispositivo de recogida de una banda de cinturón, en el que una banda de cinturón de retención del ocupante de un vehículo está arrollada sobre un eje de arrollamiento (12), y en el momento de la desaceleración rápida del vehículo, hace girar el eje de arrollamiento en una magnitud predeterminada en una dirección en la que se recoge la banda de cinturón por utilización de un mecanismo de accionamiento de tipo piñón y cremallera, en el que el mecanismo de accionamiento comprende: un pistón (116) dispuesto con capacidad de desplazamiento en un cilindro (12) en una dirección axial del mismo e incluyendo una parte de cremallera (120) provista de dientes de cremallera (120A), estando dicho pistón dispuesto para desplazarse en el momento de desaceleración rápida del vehículo; y un piñón (102) dispuesto de forma que se acopla con los dientes de cremallera y que está conectado directamente a un extremo axial del eje de arrollamiento mediante un embrague (108, 110), que está conectado al eje de arrollamiento, solamente en el momento de una desaceleración rápida del vehículo, caracterizado porque el piñón incluye: una parte dentada (104) en la que se han formado unos dientes del piñón (104A) que se acoplan con los dientes de la cremallera; y una parte de embrague (106) que comprende un mecanismo de embrague (108, 110) en el lado de su periferia interna, estando constituida la parte dentada coaxialmente e integralmente con la parte de embrague.
Description
Pretensor.
La presente invención se refiere a un pretensor
integrado con un dispositivo de recogida de una banda de cinturón,
en el que dicha banda de cinturón de retención del cuerpo del
ocupante del vehículo está arrollada sobre un eje de arrollamiento
formando capas y, con rotación del eje de arrollamiento en una
magnitud predeterminada en una dirección en la que la banda de
cinturón es recogida, de manera instantánea, por un mecanismo de
accionamiento de tipo piñón y cremallera, en el caso de una
desaceleración rápida del vehículo.
De manera convencional, se ha utilizado un
dispositivo llamado pretensor que provoca el giro de un eje de
arrollamiento en una magnitud predeterminada en una dirección en la
que la banda de cinturón es recogida de manera instantánea en caso
de desaceleración rápida del vehículo, a efectos de mejorar la
capacidad de retención del ocupante del vehículo mediante dicha
banda de cinturón.
Se han considerado y puesto en práctica
diferentes tipos de mecanismos de accionamiento de dichos
pretensores. A continuación se describirá un pretensor que utiliza
un mecanismo de accionamiento del tipo de piñón y cremallera, que es
el que se da a conocer en la solicitud de patente japonesa expuesta
al público (JP-A) nº 7-156751.
En el pretensor que se da a conocer en dicho
documento, un tubo cilíndrico está montado en un cuerpo envolvente
dispuesto en una parte lateral de un dispositivo de recogida de la
banda de cinturón. Un pistón hueco está insertado en el tubo
cilíndrico a efectos de su desplazamiento en una dirección axial del
tubo, y pólvora así como un dispositivo de ignición están dispuestos
dentro del pistón. Además, se forman dientes de cremallera en una
posición predeterminada en la periferia externa del pistón y a lo
largo de la dirección axial del mismo, y el propio pistón funciona
como barra de cremallera.
Una ranura queda constituida en una posición
predeterminada sobre el tubo cilíndrico en la dirección axial del
tubo, y los dientes de un piñón entran en el tubo cilíndrico desde
la ranura para poder engranar con los dientes de la cremallera. Una
primera rueda dentada, cuyo diámetro es superior al del piñón, está
conectada coaxialmente con el piñón, y dicha primera rueda dentada
se acopla con una segunda rueda dentada. La segunda rueda dentada
está integrada con una rueda de acoplamiento que funciona como
embrague. La segunda rueda dentada está conectada a un extremo axial
del eje de arrollamiento del dispositivo de recogida de la banda de
cinturón mediante la rueda de acoplamiento.
En la estructura descrita anteriormente, cuando
un vehículo desacelera con rapidez, la pólvora se enciende por el
dispositivo de ignición, y el empuje generado durante la ignición
provoca que el pistón (barra de la cremallera) se desplace dentro
del tubo cilíndrico en dirección axial. Como resultado de ello el
piñón, que se acopla con los dientes de la cremallera del pistón,
gira alrededor de su eje, a efectos de provocar el giro de la
primera rueda dentada y de la segunda rueda dentada. La rueda de
acoplamiento conectada al extremo axial del eje de 5 arrollamiento
está integrada con la segunda rueda dentada y, por lo tanto, cuando
gira la segunda rueda dentada, el eje de arrollamiento es obligado a
girar mediante la rueda de acoplamiento en la dirección en la que es
recogida la banda de cinturón.
El documento JP 8-133015 A da a
conocer un pretensor de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1.
No obstante, en la estructura mencionada
anteriormente, no solamente el piñón sino también las ruedas
dentadas 15 intermedias, tales como la primera rueda dentada y la
segunda rueda dentada, están interpuestas entre el pistón (barra de
cremallera) que sirve como punto inicial de accionamiento y el eje
de arrollamiento que sirve como punto final de accionamiento y, por
lo tanto, resulta necesario un espacio para la instalación de dichas
ruedas dentadas intermedias en el cuerpo envolvente del pretensor.
De acuerdo con ello, se presenta el problema de que el pretensor
resulta más grande en su conjunto, tanto en la dirección radial como
en la dirección axial del mismo.
Teniendo en cuenta lo explicado anteriormente, un
objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un
pretensor que, en su conjunto, puede tener dimensiones más
reducidas.
La presente invención, tal como se define en la
reivindicación 1, consiste en un pretensor que está integrado con un
dispositivo de recogida de la banda de cinturón, en el que una banda
de cinturón de retención del ocupante del vehículo está arrollada
(en forma de capas) sobre un eje de arrollamiento, y, en el momento
de desaceleración rápida del vehículo, hace girar (instantáneamente)
el eje de arrollamiento en una magnitud predeterminada en una
dirección en la que es recogida la banda de cinturón, utilizando un
mecanismo de accionamiento del tipo de cremallera y piñón, en el que
el mecanismo de accionamiento comprende: un pistón dispuesto con
capacidad de desplazamiento en un cilindro en la dirección axial del
mismo y que comprende una parte de cremallera provista de dientes
de cremallera, estando dispuesto dicho pistón para su desplazamiento
en el momento de desaceleración rápida del vehículo ; y
comprendiendo asimismo un piñón dispuesto a efectos de engranar con
los dientes de la cremallera y conectado directamente a un extremo
axial del eje de arrollamiento mediante un embrague que está
conectado al eje de arrollamiento, solamente en el momento de
desaceleración rápida del vehículo, comprendiendo el piñón: una
parte dentada en la que están dispuestos dientes del piñón que
engranan con los dientes de la cremallera; y una parte de embrague
que comprende un mecanismo de embrague en el lado de la periferia
interna del mismo, estando constituida la parte dentada coaxialmente
e integralmente con la parte del embrague.
La presente invención, tal como se describe en la
reivindicación 2, es un pretensor según la reivindicación 1, en el
que el pistón comprende una parte de pistón a la que se aplica la
presión de un gas, y una parte de cremallera que se constituye de
forma vertical en una posición desplazada con respecto al centro de
la parte del pistón, estando dispuesta la parte de cremallera a
efectos de su desplazamiento dentro de la gama de dimensiones del
diámetro externo de la parte del embrague.
La presente invención, tal como se describe en la
reivindicación 3, es un pretensor según la reivindicación 1, en el
que la parte de la cremallera está dispuesta de manera que se
encuentra dentro de una gama de dimensiones del diámetro externo de
la parte del embrague.
La presente invención, tal como se define en la
reivindicación 4, consiste en un pretensor según la reivindicación
1, en el que la parte de la cremallera está dispuesta de manera que
la longitud total, en una dirección predeterminada, de la parte
dentada y de la parte de cremallera en estado de acoplamiento, es
menor o igual que una dimensión de un diámetro externo de la parte
del embrague, siendo la dirección predeterminada una dirección
sustancialmente perpendicular a una dirección de un eje de rotación
del piñón y a una dirección en la que se desplaza la parte de la
cremallera.
De acuerdo con la reivindicación 1 de la presente
invención, cuando el vehículo desacelera con rapidez, funciona el
pretensor integrado con el dispositivo de recogida de la banda de
cinturón. De manera específica, el pistón (incluyendo la parte de
cremallera provista de dientes de cremallera) que está dispuesto
dentro del cilindro y está conformado como barra de cremallera, se
desplaza en la dirección axial del pistón. Cuando el pistón 5 se
desplaza en dirección axial, el piñón dispuesto para acoplarse con
los dientes de la cremallera del pistón es obligado a girar. El
piñón previsto en la presente invención está conectado directamente
a un extremo axial del eje de arrollamiento mediante el embrague,
que está conectado al eje de arrollamiento solamente en el momento
de desaceleración rápida del vehículo. Por lo tanto, cuando el piñón
gira, el eje de arrollamiento es obligado a girar con intermedio del
embrague en la dirección en la que es recogida la banda de cinturón.
Como resultado de ello, la banda de cinturón de retención del
ocupante del vehículo es recogida instantáneamente en una magnitud
que corresponde a la carrera de desplazamiento del pistón, y se
mejora, por lo tanto, la capacidad de retención del ocupante del
vehículo mediante la banda de cinturón.
En la presente invención, dado que el piñón que
gira debido a la fuerza de accionamiento del pistón formado como
barra de cremallera está directamente conectado al extremo axial del
eje de arrollamiento mediante el embrague, las ruedas dentadas
intermedias que se utilizan en un sistema convencional resultan
innecesarias. Por esta razón, no es necesario prever un espacio de
instalación para las ruedas dentadas intermedias en el pretensor.
De acuerdo con ello, el pretensor puede ser construido en su
conjunto con menores dimensiones tanto en dirección axial como en
dirección radial del mismo.
Además, el piñón está estructurado a efectos de
incluir la parte dentada y la parte de embrague que están integradas
entre sí. Por lo tanto, en comparación con el caso en el que la
parte dentada y la parte de embrague están dispuestas separadamente,
el espacio de instalación se puede reducir adicionalmente y también
se puede reducir el número de piezas.
De acuerdo con la reivindicación 2 de la presente
invención, el pistón incluye la parte de pistón, y la parte de la
cremallera se constituye verticalmente en una posición desplazada
del centro de la parte del pistón y está también dispuesta a efectos
de desplazarse en la dirección axial del pistón dentro de la gama de
dimensiones del diámetro externo de la parte de embrague. Como
resultado de ello, se puede impedir que el mecanismo de
accionamiento de tipo de cremallera y piñón se puede impedir que
resulte demasiado grande hacia afuera en dirección radial de la
parte de embrague.
La figura 1 es una vista en sección transversal
longitudinal que muestra la estructura general de un dispositivo de
recogida de una banda de cinturón según una forma de realización de
la presente invención.
La figura 2 es una vista lateral que muestra el
dispositivo de recogida de la banda de cinturón, según la forma de
realización de la presente invención, en estado desbloqueado.
La figura 3 es una vista lateral que muestra el
dispositivo de recogida de la banda de cinturón, según la forma de
realización de la presente invención, en estado bloqueado.
La figura 4 es una vista frontal de un eje de
torsión representado en la figura 1.
La figura 5 es una vista lateral de un bloqueo de
base representado en la figura 1.
La figura 6 es una vista frontal de una placa de
bloqueo representada en la figura 1.
La figura 7 es una vista posterior de la rueda
dentada en V representado en la figura 1.
La figura 8 es una vista lateral de un censor de
aceleración no representado en la figura 1.
La figura 9 es una vista en sección transversal
ampliada de una parte principal de un pretensor integrado con un
dispositivo de recogida de una banda de cinturón.
La figura 10 es una vista en perspectiva que
muestra un mecanismo de accionamiento del tipo de cremallera y piñón
del pretensor.
La figura 11 es una vista lateral que muestra
esquemáticamente el dispositivo de recogida de la banda de cinturón
con el que está integrado el pretensor.
La figura 12 es una vista posterior de un piñón
representado en la figura 9, visto en la dirección representada por
la flecha (Q).
La figura 13A es una vista frontal de un rodillo
representado en la figura 9, y la figura 13B es una vista en planta
del rodillo.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
1 a 12, 13A y 13B, se realizará la descripción de un dispositivo 10
de recogida de una banda de cinturón con el que está integrado un
pretensor 100, de acuerdo con una forma de realización de la
presente invención.
En primer lugar, se describirá un carrete 12 del
dispositivo 10 de recogida de la banda de cinturón y una estructura
formada por piezas integradas con el mismo, así como una estructura
de bloqueo y similares. A continuación, se describirá la estructura
del pretensor 100 que es una parte principal de la presente forma de
realización.
La figura 1 muestra una sección longitudinal que
indica una estructura general del dispositivo de recogida 10 de la
banda de cinturón, de acuerdo con la forma de realización de la
presente invención. Tal como se ha representado en esta figura, el
dispositivo 10 de recogida de la banda de cinturón comprende un
armazón 14 que tiene una configuración sustancialmente en U según
una vista desde la parte superior, y el armazón 14 está fijado al
lateral del cuerpo de un vehículo. El armazón 14 comprende una
primera placa a modo de brazo 16 y una segunda placa a modo de brazo
18 que se prolongan a partir de aquél paralelamente entre sí. Un
carrete 12 conformado mediante moldeo en coquilla está soportado con
capacidad de rotación entre la primera placa a modo de brazo 16 y la
segunda placa a modo de brazo 18.
El carrete 12 comprende un eje de carrete
cilíndrico 12A que comprende una parte de núcleo axial y sobre la
que está sujeto un extremo de una banda de cinturón 126 (ver figura
10) para retener a un ocupante del vehículo, y un par de pestañas
formadas, cada una de ellas, sustancialmente en forma de una placa
circular hueca en cada uno de los extremos del eje 12A del carrete
(una parte de pestaña dispuesta al lado de la primera placa a modo
de brazo 16 a la que se hará referencia a continuación como
"primera parte de pestaña 12B" y una zona de pestaña dispuesta
en el lado de la segunda placa a modo de brazo 18 que se designará a
continuación como "segunda parte de pestaña 12C"). El carrete
12 tiene, en su conjunto, una configuración semejante a un reloj de
arena.
Un orificio 20 para la inserción de un eje es
constituido en la parte del núcleo axial del eje 12A del carrete.
Una parte 22 receptora del bloqueo de base, cuyo diámetro es mayor
que el diámetro del orificio de una parte central del orificio 20 de
inserción del eje, está dispuesta en el orificio 20 de inserción del
eje en el lado de una primera parte de pestaña 12B, y está
constituida de forma coaxial con el orificio 20 de inserción del
eje. La parte 22 receptora del bloqueo de base está formada por un
cuerpo principal 22A constituido por su mayor parte, y una parte
extrema 22B cuyo diámetro es superior a la del cuerpo principal
22A.
Un bloqueo de base 24 formado por fundición en
coquilla es montado en la parte 22 receptora de dicho bloqueo de
base en una situación en la que no puede salir de dicha parte 22
receptora del bloqueo de base. El bloqueo de base 24 está montado de
manera tal que, después de inserción de dicho bloqueo de base 24 en
la parte receptora de la misma 22, se coloca a presión un tapón (no
representado) que sirve como elemento que impide la salida, que
tiene una configuración sustancialmente en U, según vista desde la
parte frontal, siendo presionado desde una dirección perpendicular a
la línea axial. Además, en la presente forma de realización, el
bloqueo de base 24 es fabricado por fundición en coquilla, pero no
existe necesidad estricta de utilizar dicho procedimiento de
fundición en coquilla. Tal como es evidente a partir del
funcionamiento y los efectos, que se describirán más adelante, es
suficiente que el bloqueo de base 24 pueda ser constituido a base de
un material que, cuando el bloqueo de base 24 establece contacto a
presión con los dientes del trinquete 38A, en el momento de una
desaceleración rápida de un vehículo, se puede acoplar con los
dientes 38A del trinquete debido a su deformación plástica.
El bloqueo de base 24 adopta la forma de un
cilindro cuyo diámetro periférico externo varía a lo largo de la
dirección axial del mismo. El bloqueo de base 24 está formado por
una parte de la base 24A montada dentro del cuerpo principal 22A de
la parte 22 receptora del bloqueo de base, una parte intermedia 24B
cuyo diámetro es superior al diámetro periférico externo de la parte
de la base 24A y que está montada en la parte extrema 22B de la
parte 22 receptora del bloqueo de base, y una parte de soporte 24C
cuyo diámetro es superior al diámetro periférico externo de la parte
intermedia 24B y que está dispuesto en contacto con una superficie
lateral externa de la primera parte de pestaña 12B. Además, un
orificio de acoplamiento 26, en forma de un orificio hexagonal,
está formado en una parte de la parte del núcleo axial del bloqueo
de base 24 distinta del extremo externo de la parte de núcleo axial
(cuyo extremo está situado en el lado de la parte de soporte 24C en
la parte de núcleo axial del bloqueo de base 24). Además, se forma
un pequeño orificio 28, cuyo diámetro es menor que el diámetro del
orificio de acoplamiento 26, en el extremo externo de la parte de
núcleo axial de manera que comunica con el orificio de acoplamiento
26.
Una parte 30 receptora de un manguito, cuyo
diámetro es superior al diámetro de un orificio de la parte central
del orificio 20 de inserción del eje, queda formada en el orificio
de inserción del eje 20 del eje 12A del carrete en el lado de la
segunda parte de pestaña 12C. Un manguito 34 está montado en la
parte receptora 30 del manguito utilizando una disposición de
dentado o de ranurado. El manguito 34 está formado por una parte de
la base 34A constituida sustancialmente en forma de un cilindro que
tiene un orificio de acoplamiento 32 en forma de orificio hexagonal,
constituido en una parte de núcleo axial del mismo, una parte
intermedia 34B constituida adyacente a la parte de la base 34A y que
tiene una superficie periférica externa sometida a un moleteado
paralelo, y una parte 34C de diámetro más reducido que sobresale
desde un extremo y una parte de núcleo axial de la parte intermedia
34B. Un extremo interno de los dispositivos antagonistas (un
resorte), para obligar al carrete 12 a girar en la dirección en la
que es arrollada la banda de cinturón, está fijado en la parte 34C
de diámetro más reducido del manguito 34 mediante un adaptador (no
representado).
El bloqueo de base 24 y el manguito 34 descritos
anteriormente están conectados entre sí por un eje de torsión 36.
Tal como se ha representado también en la figura 4, el eje de
torsión 36 está formado por una parte de eje 36A que forma una parte
principal del mismo, una parte 36B de cabezal hexagonal formada en
un extremo de la parte del eje 36A, una parte de acoplamiento
hexagonal 36C formada en otro extremo de la parte de eje 36A, una
parte de pequeño diámetro 36D que se extiende desde un extremo de
una parte de núcleo axial de la parte de acoplamiento 36C a efectos
de ser coaxial con la parte de eje 36A, una parte 36E de soporte de
la rueda dentada que se extiende desde la parte 36D de diámetro más
reducido, para ser coaxial con la parte de eje 36A, y una parte
extrema 36F que se prolonga desde la parte 36E de soporte de la
rueda dentada de manera tal que es coaxial con la parte del eje 36A
y tiene una chaveta formada en la misma. La parte 36E de soporte de
la rueda dentada comprende además una parte cónica cuyo diámetro se
reduce gradualmente a lo largo de una dirección axial del eje, una
parte de diámetro reducido cuyo diámetro es menor que el de la parte
de pequeño diámetro 36D, y una parte de diámetro ampliado cuyo
diámetro es superior a la parte de diámetro reducido. Haciendo
referencia nuevamente a la figura 1, la parte de cabezal 36B del eje
de torsión 36 está dispuesta en el orificio de acoplamiento en forma
de orificio hexagonal 32 constituido en el manguito 34 y la parte de
acoplamiento 36C del eje de torsión 36 está montada en el orificio
de acoplamiento en forma de orificio hexagonal 26 formado en el
bloqueo de base 24. Como resultado de lo anterior, el eje de torsión
36 está integrado con el eje 12A del carrete, mediante el bloqueo
de base 24 y el manguito 34. El eje de torsión 36 que tiene la
estructura anteriormente indicada es un componente principal de un
limitador de fuerza que, cuando una tensión de la banda de cinturón
con un valor predeterminado o superior actúa sobre el carrete 12, en
el momento de desaceleración rápida del vehículo, se distorsiona y
deforma a efectos de absorber energía.
En la estructura descrita anteriormente, el
carrete 12, el bloqueo de base 24, el manguito 34 y el eje de
torsión 36 corresponden al "eje de arrollamiento" de la
presente invención.
Tal como se ha representado en la figura 2 y
también en la figura 3, un trinquete de rueda dentada interna 38
está formado por punzonado en una parte superior del primer brazo 16
del armazón 14. Los dientes 38A del trinquete de rueda dentada
interna 38 están dispuestos de manera que tengan alta
resistencia.
La parte de retención 24C del bloqueo de base 24
está dispuesta en la cara interna del trinquete de rueda dentada
interna 38. La parte de pequeño diámetro 36D del eje de torsión 36
está insertada en el orificio pequeño 28 descrito anteriormente, en
el extremo de la parte axial de núcleo de la parte de retención 24C.
Una parte receptora cóncava 40 (ver figuras 2, 3 y 5) formada
alrededor del orificio pequeño 28 sustancialmente en forma de arco,
a lo largo de la periferia externa de la parte de retención 24C,
queda constituida en el lado frontal de la zona de retención 24C (en
un extremo de la parte de retención 24C situado en el lado derecho
de la figura 1). Un extremo 40D de la parte receptora 40 está
cerrado y el otro extremo está abierto. El otro extremo 40F de la
parte receptora 40 de la parte de retención 24C en el bloqueo de
base 24 está achaflanado para no impedir el acoplamiento entre la
placa de bloqueo 42 y el trinquete de rueda dentada interna 38, que
se describirá más adelante. La parte receptora 40 recibe una placa
de bloqueo única 42 (ver figuras 2, 3 y 6) que tiene una placa
sustancialmente en forma de arco basada en la forma de la parte
receptora 40. Además, una tapa de bloqueo de paredes delgadas 44 que
tiene la forma de una placa circular está montada en una superficie
externa de la parte de retención 24C del bloqueo de base 24 en
situación de interrumpir la rotación a efectos de impedir la caída
de la placa de bloqueo 42.
Tal como se ha representado en la figura 6 y
otras, la placa de bloqueo 42 está formada por un cuerpo principal
42A en forma de placa metálica, constituido sustancialmente como
placa arqueada, una parte rectangular en resalte 42B que se extiende
desde un extremo del cuerpo principal 42A de la placa
sustancialmente en una dirección radial del arco, es decir, en una
dirección perpendicular al cuerpo principal 42A de la placa (es
decir, en la dirección en la que se desplaza la placa de bloqueo
42), dientes de bloqueo de alta resistencia 42C formados en la
periferia externa del otro extremo del cuerpo principal 42A de la
placa y que engranan con los dientes 38A del trinquete de rueda
dentada interna 38 en la primera placa a modo de brazo 16 y un
pasador de guiado 42D formado verticalmente desde el otro extremo
del cuerpo principal 42A de la placa. La dimensión global de una
dimensión transversal del cuerpo principal de la placa 42A y la
longitud que se extiende desde el cuerpo principal de la placa 42A
de la parte en resalte 42B coincide, en general, con una dimensión
transversal de una parte amplia 40A (ver figuras 2 y 3) de la parte
receptora 40 del bloqueo de base 24. La "dimensión transversal"
mencionada anteriormente es una dimensión en la dirección en la que
sobresale la parte en resalte 42B.
Una rueda dentada 46 en V conformada
sustancialmente como placa circular, cuyo diámetro es superior al
del bloqueo de base 24, está dispuesto adyacente al bloqueo de base
24. Tal como se ha representado en la figura 7, un saliente
cilíndrico 48 está formado en una parte del núcleo axial de la rueda
dentada 46 en V y está soportado para girar al seguir la parte de
retención de la rueda dentada 36E del eje de torsión 36. Además, un
orificio de guiado 50 con una forma sustancialmente en V queda
constituido en la rueda dentada en V 46 y el pasador de guiado 42D
constituido de forma vertical en la placa de bloqueo 42 está
insertado en el orificio de guiado 50. Además, los dientes de
bloqueo 46A están constituidos en la periferia externa de la rueda
dentada en V 46 para quedar integrados con la rueda dentada en V
46.
Un sensor de aceleración VSIR 52 de tipo bien
conocido, representado en la figura 8, queda dispuesto por debajo de
la rueda dentada en V 46. En la figura 1, el sensor de aceleración
52 no se ha representado. En un momento de una desaceleración rápida
del vehículo, una bola 54 del sensor de aceleración 52 rueda sobre
el alojamiento 56 del sensor para hacer bascular una palanca 58 del
sensor, y 20 una garra de bloqueo 58A de la palanca del sensor 58
engrana con el diente de bloqueo 46A de la rueda dentada en V
46.
Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, el
sensor de aceleración descrito anteriormente 52 es retenido por un
soporte 60 del sensor realizado en una resina. Una tapa 62 del
sensor realizada en resina, y que tiene una forma similar a la del
soporte 60 del sensor, está dispuesta en la cara externa del soporte
60 del sensor. El soporte 60 del sensor y la tapa 62 del sensor
están integrados y fijados a la primera placa a modo de brazo 16 del
armazón 14. Un corto saliente cilíndrico 60A está formado en la
parte del núcleo axial del soporte 60 del sensor de forma integral
con el soporte 60 del sensor. El saliente 60A soporta la parte
extrema 36F del eje de torsión 36. Es decir, el soporte 60 del
sensor puede funcionar como cojinete para el eje de torsión 36.
Unos dientes internos quedan constituidos
integralmente en la periferia interna del soporte 60 del sensor
antes descrito, de manera que se puede acoplar con una garra WSiR
(no representada) soportada por la rueda en V antes descrita 46.
Tal como se ha representado en las figuras 9 a
11, el 15 pretensor 100 está integrado con el dispositivo 10 de
recogida de la banda de cinturón antes descrito, en un lado de la
segunda placa a modo de brazo 18.
De manera específica, la parte intermedia 34B y
la parte de pequeño diámetro 34C del manguito 34, montado en el
carrete 12 en el lado de la segunda placa a modo de brazo 18, están
dispuestas de forma que sobresalen por fuera de la segunda placa a
modo de brazo 18. La parte intermedia 34B y la parte de pequeño
diámetro 34C están cubiertas por acoplamiento de un piñón 102 sobre
el mismo, desde su lado periférico externo. El piñón 102 comprende
una parte dentada 104 que cubre la parte de pequeño diámetro 34C del
manguito 34 y que tiene dientes de piñón 104A formados en una
periferia externa del mismo, así como una parte de embrague 106 que
cubre la parte intermedia 34B y que está constituida integralmente
con dicha parte dentada 104 y adyacente a la misma.
Tal como se ha representado en la figura 12, tres
partes cóncavas 108 quedan dispuestas en el lado de la periferia
interna de la parte del embrague 106 a intervalos de 120 grados.
Estas partes cóncavas 108 están conectadas entre sí a lo largo de
una dirección circunferencial de la parte del embrague 106 (es
decir, ambos extremos de cada parte cóncava 108 en la dirección
circunferencial están conectados, respectivamente, a extremos de
otras partes cóncavas 108). Cada una de las partes cóncavas 108
comprende una parte ancha y una parte estrecha en ambos extremos de
las mismas. Un rodillo 110 queda dispuesto en cada una de las partes
anchas. Tal como se ha representado en la figura 13, la superficie
periférica externa del rodillo 110 está sometida a moleteado
paralelo de igual manera que en la parte intermedia 34B del manguito
34. Estas partes cóncavas 108 y los rodillos 110 corresponden a un
"embrague" de la presente invención.
Un pistón 116 formado como barra de cremallera
está dispuesto en las proximidades de los dientes 104A del piñón
antes descrito 102 y está dispuesto en un cilindro 114 de un
cartucho 112 (ver figura 11), de manera que es móvil en una
dirección axial del cilindro 114. El pistón 116 comprende una parte
de pistón en forma de placa circular 118, a la cual se aplica una
presión de gas, y una parte de cremallera 120 realizada
verticalmente sobre la parte 118 del pistón. Un anillo 122 del
pistón está montado en el lado inferior de la parte del pistón 118.
Además, unos dientes de cremallera 120A que se acoplan con los
dientes del piñón 104A quedan constituidos en una superficie de la
parte 120 de la cremallera. La parte de la cremallera 120 está
dispuesta en una posición desplazada con respecto al centro de la
parte 118 del pistón en forma de placa circular y está dispuesta
para su desplazamiento en dirección axial dentro de la gama de
dimensiones del diámetro externo de la parte del embrague 106. Es
decir, la parte de cremallera 120 está dispuesta de forma tal que
una longitud total, en una dirección predeterminada, de la parte
dentada 104 y de la parte de cremallera 120, en estado de
acoplamiento, está dentro de la gama de dimensiones del diámetro
externo de la parte 106 del embrague. La dirección predeterminada
que se ha mencionado significa una dirección sustancialmente
perpendicular a la dirección del eje de rotación del piñón 102 y a
la dirección en la que se desplaza la parte 120 de la
cremallera.
Un generador de gas 124 (ver figura 11), en el
que está dispuesto un agente generador de gas (no representado),
está conectado al extremo inferior del cilindro 114 en el que está
dispuesto el pistón descrito anteriormente 116.
A continuación, se describirán el funcionamiento
y los efectos de la presente forma de realización.
Cuando una placa en forma de lengüeta (no
representada), a través de la cual pasa la banda de cinturón 126, es
acoplada con un dispositivo de hebilla (no representada) por el
ocupante del vehículo, la banda de cinturón 126 es objeto de
tracción desde el carrete 12 contra la fuerza antagonista de un
resorte. El ocupante del vehículo es llevado a un estado en el que
la banda de cinturón de un cinturón de asiento de vehículo del tipo
de tres puntos de sujeción queda aplicada al mismo. A saber, la
banda de cinturón 126 entre un anclaje de los hombros (no
representado) dispuesto encima de la columna central y la placa en
forma de lengüeta recibe una banda de cinturón del lado de la
espalda, y una banda de cinturón 126 entre dicha placa en forma de
lengüeta y el dispositivo de hebilla pasa a ser la banda de cinturón
del lado de la falda.
En el caso en el que el vehículo viaja en la
forma que se ha descrito, cuando el vehículo desacelera con rapidez,
funciona el pretensor 100. A saber, el dispositivo de ignición
funciona y el agente generador de gas dispuesto en el generador de
gas 124 del cartucho 112 se quema permitiendo la generación de gas.
El gas generado es suministrado desde el generador de gas 124 al
extremo inferior del cilindro 114. De acuerdo con ello, el pistón
116 dispuesto en el cilindro 114 se desplaza en dirección axial del
cilindro 114. Cuando el pistón 116 se desplaza en dirección axial,
los dientes de cremallera 120A de la parte de cremallera 120 del
pistón 116 se acoplan con los dientes 104A del piñón de la parte
dentada 104 del piñón 102 para provocar la rotación del piñón 102 en
la dirección en la que la banda de cinturón es recogida. Por esta
razón, la parte de embrague 106 integrada con la parte dentada 104
del piñón 102 es obligada a girar también en la misma dirección.
Como resultado de ello, los rodillos 110
retenidos en las partes cóncavas 108 de la parte del embrague 106 se
desplazan relativamente desde las partes anchas a las partes
estrechas y el rodillo 110 se interpone entre la superficie
periférica interna de la parte de embrague 106 y la superficie
periférica externa de la parte intermedia 34B del manguito 34. La
superficie periférica externa de la parte intermedia 34B del
manguito 34 y la superficie periférica externa del rodillo 110 son
sometidas a moleteado paralelo y, por lo tanto, son llevadas a un
estado de acoplamiento. De acuerdo con ello, el piñón 102 y el
manguito 34 son llevados a una situación en la que están conectados
entre sí mediante la parte de embrague 106, y la fuerza de rotación
del piñón 102 se transmite directamente al manguito 34.
La parte de base 34A del manguito 34 y el eje 12A
del carrete 12 están acoplados entre sí por disposición de dentado o
de ranurado. Por lo tanto, cuando el manguito 34 es obligado a girar
en la dirección en la que la banda de cinturón es recogida, el
carrete 12 es también obligado a girar en la dirección en la que la
banda de cinturón es recogida. Como resultado de ello, la banda de
cinturón 126 es recogida en una cantidad que corresponde a una
carrera de desplazamiento del pistón 116 y el ocupante del vehículo
queda, por lo tanto, retenido en su asiento.
Simultáneamente al funcionamiento mencionado
anteriormente, el estado de desaceleración rápida del vehículo es
detectado por el sensor de aceleración 52. En otras palabras, la
bola 54 del sensor de aceleración 52 rueda sobre el alojamiento 56
del sensor dejando bascular la palanca 58 del sensor. Como resultado
de ello, la garra de bloqueo 58A de la palanca del sensor 58 es
acoplada con el diente de bloqueo 46A de la rueda dentada en V 46,
y se impide la rotación de dicha rueda dentada en V 46 en la
dirección en la que es extraída la banda de cinturón.
Por otra parte, el carrete 12 está dispuesto para
girar en la dirección en la que la banda de cinturón es sometida a
tracción debido a la acción de tracción sobre dicha banda, provocada
por el movimiento de inercia del ocupante del vehículo. De acuerdo
con ello, se provoca una rotación relativa entre el carrete 12, que
está a punto de girar en la dirección en la que se extrae la banda
de cinturón, y la rueda dentada en V 46, que no puede girar en la
dirección en la que se extrae la banda de cinturón. Cuando la
rotación relativa se provoca entre el carrete 12 y la rueda dentada
en V 46, tal como se puede observar por la comparación de las
figuras 2 y 3, el pasador de guiado 42D de la placa de bloqueo 42
retenida en la parte receptora 40 formada en la parte de retención
24C del bloqueo de base 24 es guiada por el orificio de guiado 50 de
dicha rueda dentada en V 46 (es decir, el pasador de guiado 42D se
desplaza dentro del orificio de guiado 50), la placa de bloqueo 42
es desplazada hacia afuera sustancialmente en dirección radial del
bloqueo de base 24. Es decir, la placa de bloqueo 42 es desplazada
en una dirección en la que los dientes de bloqueo 42C de la placa de
bloqueo 42 quedan dispuestos cerca de los dientes del trinquete.
Como resultado de ello, los dientes de bloqueo 42C de la placa de
bloqueo 42 son acoplados con los dientes de trinquete 38A del
trinquete 38 de rueda dentada interna dispuesto en la primera placa
a modo de brazo 16 del armazón 14.
Cuando los dientes de bloqueo 42C de la placa de
bloqueo 42 se acoplan con los dientes de trinquete 38A del trinquete
de rueda dentada interna 38, o fuerza de reacción provocada por el
acoplamiento actúa sobre la parte de retención 24C del bloqueo de
base 24. La fuerza de reacción es provocada por el acoplamiento
entre los dientes de bloqueo de alta resistencia 42C y los dientes
de alta resistencia 38A del trinquete en el momento de la
desaceleración rápida del vehículo y, por lo tanto, resulta una
fuerza considerable. De acuerdo con ello, la fuerza de reacción
actúa de forma natural sobre el eje de torsión 36 que pasa a través
de la parte de núcleo axial del bloqueo de base 24. Además, la parte
extrema 36F del eje de torsión 36 es soportada por el saliente 60A
del 20 soporte del sensor 60 realizado en una resina y, por lo
tanto, la fuerza de reacción actúa sobre el saliente 60A del soporte
del sensor 60 desde la parte extrema 36F del eje de torsión 36, y el
saliente 60A del soporte 60 del sensor se deforma elásticamente en
la dirección en la que actúa la fuerza de reacción, es decir, en la
dirección opuesta a aquella en la que la placa de bloqueo 42 está
acoplada con los dientes de trinquete 38A (dirección indicada por la
flecha P de la figura 3). Como resultado, una parte de la periferia
externa de la parte de retención 24C del bloqueo de base 24 (zona
encerrada por la línea indicada por la flecha P en la figura 3) es
presionado fuertemente sobre los dientes de trinquete 38A del
trinquete de rueda dentada interna 38 del armazón 14. El bloqueo de
base 24 está formado por moldeo en coquilla y está realizado en un
material relativamente blando. De acuerdo con ello, cuando los
dientes del trinquete 38A establecen contacto a presión contra el
bloqueo de base 24, dicho bloqueo de base 24 se deforma de manera
plástica de manera que los dientes 38A del trinquete se hincan en la
misma, provocando de esta manera que la parte de la periferia
externa de la parte de retención 24C quede directamente acoplada con
los dientes 38A del trinquete. Como resultado de ello, se impide la
rotación del carrete 12 en la dirección en la que se extrae la banda
de cinturón y el dispositivo de recogida de la banda de cinturón es
llevado al estado de bloqueo.
La descripción anterior ha indicado el
funcionamiento básico del dispositivo de recogida 10 de banda de
cinturón y del pretensor 100, de acuerdo con la presente forma de
realización. Tal como se puede apreciar de la misma, en la presente
forma de realización, el pretensor 100 que utiliza un mecanismo de
accionamiento de piñón y cremallera está construido de manera tal
que el piñón 102 gira por la fuerza directriz del pistón 116, que
está estructurado de manera que la barra de cremallera está
directamente conectada al extremo axial del manguito 34 mediante la
parte de embrague 106 y, por lo tanto, no son necesarias ruedas
dentadas intermedias de un sistema convencional. Por esta razón,
resulta innecesario disponer un espacio de montaje para las ruedas
dentadas intermedias en el pretensor 100. De acuerdo con ello, el
pretensor 100 puede ser fabricado en su conjunto con menores
dimensiones, tanto en su dirección axial como en su dirección
radial.
En la presente forma de realización, en
particular, el piñón 102 está formado de manera tal que la parte
dentada 104 y la parte de embrague 106 están integradas entre sí.
Por lo tanto, en comparación con el caso en el que la parte dentada
104 y la parte de embrague 106 están dispuestas separadamente, el
espacio de montaje para las mismas se puede reducir adicionalmente.
De acuerdo con ello, las dimensiones globales del pretensor 100 se
pueden hacer incluso más reducidas. Además, el número de piezas se
puede reducir también, y la estructura del pretensor se puede
simplificar de acuerdo con ello.
Además, en la presente forma de realización, el
pistón 116 está estructurado para incluir la parte de pistón 118 y
la parte de cremallera 120. La parte de cremallera 120 está
constituida en disposición vertical en una posición desplazada con
respecto al centro de la parte 118 del pistón y está dispuesta para
desplazarse en la dirección axial del pistón 116 dentro de la gama
de dimensiones del diámetro externo de la parte de embrague 106. De
acuerdo con ello, no hay posibilidad de que el mecanismo de
accionamiento del tipo de cremallera y piñón se pueda hacer más
grande hacia afuera en dirección radial de la parte de embrague 106.
Como resultado, en la presente forma de realización, el pretensor
100 puede ser realizado en su conjunto con dimensiones mucho más
reducidas.
Además, en la presente forma de realización, tal
como se ha descrito anteriormente, el piñón 102 está directamente
conectado al manguito 34 que forma parte del eje de arrollamiento y,
por lo tanto, la trayectoria de transmisión de la fuerza de
impulsión entre el pistón 116 (barra de la cremallera) dispuesto
como punto inicial de impulsión y el punto final de impulsión (es
decir, el manguito 34) resulta más corta. De acuerdo con ello, se
puede aumentar la velocidad de respuesta del pretensor 100.
En la presente forma de realización, la presente
invención es aplicada al dispositivo 10 de recogida de la banda de
cinturón que está provista del pretensor 100 y del limitador de
fuerza, pero la presente invención no está limitada a dicha forma de
realización. El pretensor según la presente invención puede ser
aplicado también a un dispositivo de recogida de una banda de
cinturón que no está provista de limitador de fuerza.
Además, en la presente forma de realización, la
parte de embrague 106 está integrada con el piñón 102, pero también
se pueden formar un piñón y embrague como componentes separados.
Todavía de forma adicional, la estructura de la
presente realización es tal que la parte de cremallera 120 se
desplaza en la dirección axial dentro de la gama de dimensiones del
diámetro externo de la parte de embrague 106 debido a que la parte
de cremallera 120 está dispuesta con desplazamiento con respecto al
centro de la parte de pistón 118. No obstante, una parte de
cremallera puede quedar dispuesta coaxialmente con el centro de una
parte del pistón.
Además, en la presente forma de realización, se
dispone el embrague que utilizan los rodillos 110, pero la presente
invención no está limitada al mismo. Se pueden adoptar diferentes
tipos de embrague, tales como un embrague de bolas en lugar de los
rodillos 110.
Tal como se ha descrito anteriormente, de acuerdo
con la reivindicación 1 de la presente invención, se proporciona un
pretensor que está integrado con un dispositivo de recogida de la
banda de cinturón en el que una banda de cinturón de retención del
ocupante del vehículo está arrollada sobre un eje de arrollamiento
y, en el momento de desaceleración rápida del vehículo, que hace
girar el eje de arrollamiento en una magnitud predeterminada, en una
dirección en la que la banda de cinturón es recogida por utilización
de un mecanismo de accionamiento del tipo de piñón y cremallera, en
el que el mecanismo de accionamiento comprende: un pistón dispuesto
de forma que sea desplazable en un cilindro en una dirección axial
del mismo y comprendiendo una parte de cremallera provista de
dientes de cremallera, estando previsto dicho pistón para
desplazarse en el momento de una desaceleración rápida del
vehículo; y presentando un piñón dispuesto para su acoplamiento con
los dientes de cremallera y conectado directamente a un extremo
axial del eje de arrollamiento mediante un embrague que está
conectado al eje de arrollamiento, solamente en el momento de
desaceleración rápida del vehículo, incluyendo el piñón: una parte
dentada en la que están formados dientes de piñón que se acoplan con
los dientes de la cremallera; y una parte de embrague que comprende
un mecanismo de embrague en el lado de su periferia interna, estando
constituida la parte dentada coaxialmente e integralmente con la
parte del embrague. De acuerdo con lo anterior, las ruedas dentadas
intermedias utilizadas convencionalmente resultan innecesarias y,
como resultado de ello, las dimensiones globales del pretensor se
pueden reducir, tanto en dirección axial como en dirección radial
del mismo. Además, de acuerdo con la reivindicación 1 de la presente
invención, en comparación con el caso en el que la parte dentada y
la parte del embrague se disponen separadamente, el espacio de
instalación para las mismas se puede reducir adicionalmente, y se
puede reducir también el número de piezas. Como resultado de ello,
las dimensiones globales del pretensor se pueden reducir y se puede
simplificar su estructura.
De acuerdo con las reivindicación 2 de la
presente invención, en un pretensor según la reivindicación 1, el
pistón comprende una parte de pistón a la que se aplica una presión
de un gas, y una parte de cremallera queda constituida verticalmente
en una posición desplazada con respecto al centro de la parte del
pistón, estando dispuesta la parte de cremallera de manera que se
desplace dentro de una gama de dimensiones de un diámetro externo de
una parte del embrague. De acuerdo con ello, no hay posibilidad de
que el mecanismo de accionamiento del tipo de piñón y cremallera se
realice de tal modo que sea más grande hacia afuera en dirección
radial de la parte del embrague. Como resultado de ello, las
dimensiones globales del pretensor se pueden hacer mucho más
pequeñas.
Claims (4)
1. Pretensor que está integrado con un
dispositivo de recogida de una banda de cinturón, en el que una
banda de cinturón de retención del ocupante de un vehículo está
arrollada sobre un eje de arrollamiento (12), y en el momento de la
desaceleración rápida del vehículo, hace girar el eje de
arrollamiento en una magnitud predeterminada en una dirección en la
que se recoge la banda de cinturón por utilización de un mecanismo
de accionamiento de tipo piñón y cremallera,
en el que el mecanismo de accionamiento
comprende:
un pistón (116) dispuesto con capacidad de
desplazamiento en un cilindro (12) en una dirección axial del mismo
e incluyendo una parte de cremallera (120) provista de dientes de
cremallera (120A), estando dicho pistón dispuesto para desplazarse
en el momento de desaceleración rápida del vehículo; y
un piñón (102) dispuesto de forma que se acopla
con los dientes de cremallera y que está conectado directamente a un
extremo axial del eje de arrollamiento mediante un embrague (108,
110), que está conectado al eje de arrollamiento, solamente en el
momento de una desaceleración rápida del vehículo,
caracterizado porque
el piñón incluye:
una parte dentada (104) en la que se han formado
unos dientes del piñón (104A) que se acoplan con los dientes de la
cremallera; y
una parte de embrague (106) que comprende un
mecanismo de embrague (108, 110) en el lado de su periferia
interna,
estando constituida la parte dentada coaxialmente
e integralmente con la parte de embrague.
2. Pretensor según la reivindicación 1, en el que
el pistón (116) comprende una parte de pistón (118) a la que se
aplica presión de gas, y la parte de cremallera (120) está
constituida verticalmente en una posición desplazada con respecto al
centro de la parte del pistón, estando la parte de la cremallera
dispuesta para desplazarse dentro de la gama de dimensiones de un
diámetro externo de la parte de embrague (106).
3. Pretensor según la reivindicación 1, en el que
la parte de cremallera (120) está dispuesta de forma que se
encuentre dentro de la gama de dimensiones de un diámetro externo de
la parte de embrague (106).
4. Pretensor según la reivindicación 1, en el que
la parte de cremallera (120) está dispuesta de forma que la longitud
total, en una dirección predeterminada, de la parte dentada y de la
parte de cremallera, en estado de acoplamiento, es menor o igual a
una dimensión de un diámetro externo de la parte de embrague (106),
siendo la dirección predeterminada una dirección sustancialmente
perpendicular a una dirección del eje de rotación del piñón (102) y
a una dirección a la que se desplaza la parte de cremallera
(120).
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