ES2285056T3 - Retractores de cinturon de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Un retractor de cinturón de seguridad comprendiendo: una bobina (1) montada por rotación para permitir una retracción o extracción de cincha (11) del cinturón de seguridad enrollado en la misma dependiendo de la dirección de rotación de la bobina; un anillo de enclavamiento (3) conectado a la bobina (1) para rotar con ella; una plancha de seguridad (6) conectada a la bobina (1) para rotar con ella; una barra de bloqueo (13) activada por un sensor de accidente para acoplar el anillo de enclavamiento (3) para evitar la rotación cuando es detectada una situación de accidente; primer y segundo recurso limitador de fuerza para controlar la extracción de la cincha del cinturón de seguridad después de que el anillo de enclavamiento haya estado bloqueado contra la rotación; el primer recurso limitador de fuerza comprende recursos elásticos (2) teniendo un extremo conectado con el anillo de enclavamiento (3) y el otro extremo conectado a la bobina (1) en el camino de fuerza entre la bobina (1) y labarra bloqueadora (13); el segundo recurso limitador de fuerza comprende un cable (8) teniendo un extremo ubicado en el hueco (9) en la bobina (1) y el otro extremo conectado a la plancha de seguridad (6); caracterizado por, recurso para acoplar selectivamente la plancha de seguridad (6) con el anillo de enclavamiento (3); y, recurso para conectar selectivamente la plancha de seguridad (6) a la barra bloqueadora (13) por tal que cuando la plancha de seguridad (6) está asegurada contra la rotación el segundo recurso limitador de fuerza es activado.
Description
Retractor de cinturón de seguridad.
La presente invención concierne a un retractor
para un sujetador de seguridad de vehículo.
Un retractor comprende generalmente una bobina
cilíndrica. La cincha del cinturón de seguridad está unida y
enrollada alrededor de la bobina y la bobina está montada en el
retractor sobre un eje de bobina para ser giratoria. La cincha está
enrollada en la bobina bajo la acción de un muelle retractor y es
extraída bajo la influencia de un movimiento directo del ocupante
del vehículo relativamente hacia adelante, por ejemplo para
permitir un movimiento normal asociado al ocupante del vehículo tal
como alcanzar una posición delantera para activar los controles del
interior del coche (para una radio o una ventana) o para alcanzar
una guantera o un bolsillo de puerta. En la eventual situación de
un accidente, la velocidad más extrema del ocupante activa un
sensor de accidente, el cual bloquea la bobina contra la rotación y
de esta forma evita el movimiento hacia delante del ocupante y las
heridas debido a la colisión del ocupante con las fijaciones
internas del vehículo tales como el volante, salpicadero o
parabrisas.
Sin embargo, este bloqueo repentino de la bobina
del cinturón de seguridad bajo condiciones de accidente puede,
algunas veces, causar heridas al ocupante debido al repentino
impacto del torso con la cincha del cinturón. Esto es
particularmente cierto en accidentes de alta velocidad.
En años recientes este problema ha sido
reconocido y se han propuesto algunas soluciones.
Una aproximación conocida es interponer un
miembro deformable tal como una barra de torsión de acero en la
trayectoria de fuerza entre el mecanismo bloqueador y la bobina.
Bajo la aplicación de un elevado par, una barra de torsión puede
rotar hasta 7 o 8 veces mientras aún permanecen intactas y por esta
razón permite extraer la cincha generalmente en proporción a la
velocidad del ocupante del vehículo en el momento en que es notada
una condición de accidente. Esto, de esta forma, reduce los efectos
de heridas del cinturón de seguridad en un accidente. Sin embargo,
el efecto limitador de la carga proporcionada por tales retractores
es dependiente de las características del material del miembro
deformable y así solamente puede ser conseguido un nivel predefinido
de limitador de carga para una situación de accidente dada.
Sin embargo, las fuerzas ejercidas sobre el
ocupante durante un accidente varían. Hay fuerzas más altas durante
los momentos iniciales del accidente y la fuerza disminuye con el
tiempo. De esta manera, han sido sugeridos dos estadios de
retractores limitadores de carga. Estos típicamente incluyen una
combinación de dos elementos deformables organizados de manera que
un elemento deformable proporciona un continuo limitador de carga y
el segundo elemento está involucrado en un punto predeterminado a
tiempo para proveer temporalmente un nivel más elevado de limitador
de carga.
US 2001 0050474 A muestra un retractor de
cinturón de seguridad de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1.
Estos conocidos retractores proveen un limitador
de carga en concordancia con un escenario de accidente estándar y
no permiten mediante ajustamiento ser apropiados para los diferentes
ocupantes del vehículo y el criterio del accidente in situ.
El peso y tamaño de un ocupante y la severidad del accidente afectan
la actuación de dichos limitadores de carga y por tanto esto sería
una ventaja para proporcionar un retractor mejorado el cual pudiese
ofrecer un limitador de carga mucho más apropiado a dichas
variables.
De acuerdo con la presente invención está
provisto un retractor de cinturón de seguridad que comprende: una
bobina montada por rotación que permite la retirada o extracción de
la cincha del cinturón de seguridad enrollada sobre la misma
dependiendo de la dirección de rotación de la bobina; un anillo de
enclavamiento conectado a la bobina para rotar con ella; una
plancha de seguridad conectada a la bobina para rotar con ella; una
barra bloqueadora activada por un sensor de accidente para acoplar
el anillo de enclavamiento para prevenir la rotación cuando la
condición de accidente es detectada; un primer y segundo recurso
limitador de fuerza para controlar la extracción de la cincha del
cinturón de seguridad después de que el anillo de enclavamiento ha
estado bloqueado contra la rotación; el primer recurso limitador de
fuerza comprende un recurso elástico que tiene un extremo conectado
al anillo de enclavamiento y el otro extremo conectado a la bobina
en la trayectoria de fuerza entre la bobina y la barra bloqueadora;
el segundo recurso limitador de fuerza comprende un cable teniendo
un extremo ubicado en un hueco en la bobina y el otro extremo
conectado a la plancha de seguridad; recurso para acoplar
selectivamente la plancha de seguridad a la barra bloqueadora para
que cuando la plancha de seguridad está firme contra la rotación,
el segundo recurso limitador de fuerza sea activado.
Ventajosamente, el cable elástico puede ser
selectivamente liberado de la trayectoria de fuerza en un tiempo
predeterminado durante una situación de accidente, preferentemente
bajo control de una señal de control.
La señal de control puede estar proporcionada en
dependencia sobre un valor de al menos uno de los de peso, tamaño y
posición del ocupante y/o la severidad del accidente. La señal de
control puede estar proporcionada si el valor detectado está por
debajo de un predeterminado valor.
La invención hace posible adaptar el limitador
de carga permitiendo la selección de dos niveles de restricción
diferentes durante un accidente. Tal arreglo es particularmente
ventajoso en que este puede proveer un nivel de restricción de al
menos tres anchas categorías del ocupante del asiento, por ejemplo,
ocupantes pequeños, medianos o grandes. Un ocupante pequeño es
probable que requiera solo un recurso elástico para proporcionar
apropiado un limitador de carga durante el accidente, mientras que
un ocupante grande es probable que requiera un nivel de limitador de
carga más elevado como el proporcionado por una combinación de la
barra de torsión y del cable de la presente invención. En los
primeros estadios de una situación de accidente, donde las fuerzas
ejercidas sobre el ocupante tienden a ser las más elevadas, es
probable que un ocupante de mediana estatura requiera un nivel más
elevado de limitadores de carga pero algunas veces en un accidente,
el nivel inferior puede ser más apropiado. Cambiar de un alto a
bajo nivel de restricción sería especialmente beneficioso si se hace
coincidir con un acoplamiento del ocupante con un airbag y
permitiría que la fuerza restrictiva ejercida sobre el ocupante
fuera compartida más apropiadamente entre el airbag y la cincha del
cinturón de seguridad, reduciendo el impacto en cualquier área del
cuerpo del
ocupante.
ocupante.
Además, en combinación del criterio del tamaño o
peso del ocupante con la severidad del accidente y la posición del
ocupante, será apreciado que el retractor de la presente invención
pueda proveer un limitador de carga adecuado para un amplio rango
de escenarios de accidentes. Por ejemplo un ocupante sentado
relativamente lejos de un airbag puede estar mejor protegido si el
retractor va hacia abajo para proporcionar una fuerza restrictiva
menor por tal de extraer suficiente cincha para permitir el correcto
acoplamiento con un airbag, mientras que el mismo ocupante sentado
cerca de un airbag durante un accidente puede requerir un nivel de
restricción más elevado.
De acuerdo con un ejemplo de realización de la
presente invención, la plancha de seguridad está acoplada con un
anillo de enclavamiento y puede ser desacoplada selectivamente del
anillo de enclavamiento mediante recursos para modular la plancha de
seguridad.
De acuerdo con más ejemplos de realización, los
recursos bloqueadores comprenden al menos una barra bloqueadora
acoplando cada chapa bloqueadora y anillo de enclavamiento tal que
al menos una barra bloqueadora en acoplamiento con la placa
bloqueadora puede ser desacoplada, permitiendo a la placa
bloqueadora rotar con la bobina, liberando de esta manera el cable
del camino de fuerza.
Ventajosamente la placa bloqueadora y el anillo
enclavamiento tienen formaciones dentadas y el cable está
almacenado en un hueco en la bobina. El cable puede estar deformado
debido a la rotación de la bobina relativa a los recursos de
bloqueo cuando está conectada en el camino de fuerza entre la bobina
y el recurso bloqueador.
Beneficialmente el recurso limitador de fuerza
está cebado con el cable sostenido en el camino de fuerza entre la
bobina y el recurso bloqueador previo a la condición de
accidente.
El medio para modular la placa bloqueadora puede
comprender un mecanismo pirotécnico o un solenoide.
Para un mejor entendimiento de la presente
invención y para mostrar como el mismo puede ser llevado a tal
efecto, ahora se hará una referencia, por medio de un ejemplo, a los
siguientes dibujos, de los cuales:
La Figura 1 es una vista lateral de una sección
tomada a lo largo del eje de la bobina de un primer ejemplo de
realización previo al accidente.
La Figura 2 es una vista lateral de una sección
tomada a lo largo del eje de la bobina de un primer ejemplo de
realización previo al accidente después de la retirada del
cable.
La Figura 3 es una vista lateral de una sección
tomada a lo largo del eje de la bobina de un segundo ejemplo de
realización previo al accidente.
La Figura 4 es una vista lateral de una sección
tomada a lo largo del eje de la bobina de un segundo ejemplo de
realización previo al accidente después de la retirada del
cable.
La Figura 5 muestra posibles curvas de fuerza
proporcionadas por la presente invención.
El acuerdo de la invención es usado en un
retractor tradicional el cual es bien conocido para la persona
especializada en el arte. Tal retractor típicamente comprende una
bobina retractora cilíndrica montada para rotar enrollándose en una
estructura y extraer la cincha del cinturón de seguridad.
En un accidente, un sensor activa un mecanismo
bloqueador para mover una barra para acoplar los dientes en un
anillo de enclavamiento el cual está fijado a un extremo de la
bobina. Sujeto a mayor movimiento debido a los arreglos de los
limitadores de carga, la bobina está entonces bloqueada contra más
rotación. El otro extremo de la bobina está conectado a un
mecanismo de rebobinado de muelle el cual comprende un muelle
enrollado tipo temporizador el cual hace tender la bobina hacia una
condición de rebobinado de la cincha.
La Figura 1 muestra una bobina 1 en una sección
transversal con una barra de torsión 2 limitadora de carga montada
a lo largo del eje de la bobina y fijada por un extremo a un anillo
de enclavamiento 3 por un acoplamiento de ranuras 4 en un hueco 5
formado correspondientemente en el anillo de enclavamiento 3. Una
plancha de seguridad 6 está montada en el mismo extremo de la barra
de torsión 2 y está dispuesta alrededor de la barra de torsión 2.
Los dientes 7 están formadas alrededor de una superficie
circunferencial externa de la plancha de seguridad 6 por tal de
acoplar las correspondientes formaciones dentadas en una superficie
interior del anillo de enclavamiento 3. Los cables 8 están alojados
en un hueco 9 a lo largo de la longitud de la bobina y están
libremente acoplados a un extremo de los huecos en la plancha de
seguridad 6.
La cincha 11 está enrollada en la bobina y
desenrollada en la dirección de la flecha 12.
Un mecanismo pirotécnico 10 está colocado para
operar en el otro final de la barra de torsión 2, conectada a la
bobina 1 en el lado del retractor en el que el muelle de rebobinado
está junto a la bobina 1.
Un sensor de accidente detecta un accidente por
la repentina desaceleración con la que ocurre y causa que una barra
bloqueadora 13 que soporta una carga se acople al anillo de
enclavamiento 3 y de esta manera bloquee la bobina contra más
rotación. Sin embargo, si la fuerza del accidente está por encima de
un predeterminado valor entonces la fuerza sobre la barra de
torsión 2 causará a esta una torsión y la bobina 1 rotará
relativamente al anillo de enclavamiento 3 bajo condiciones
controladas por la barra de torsión 2, extrayendo una pequeña
cantidad de cincha 11 hasta que las fuerzas del accidente se hayan
disipado. La barra de torsión 2 de esta manera actúa como primer
mecanismo limitador de carga.
El cable 8 forma un segundo mecanismo limitador
de carga cuando este está conectado entre la bobina 1 y la plancha
de seguridad 6. La plancha de seguridad 6 está inicialmente acoplada
con el anillo de enclavamiento 3 y, mientras la barra de torsión 2
gira relativa al anillo de enclavamiento 3, los cables 8 son sacados
gradualmente del hueco 9 de la bobina 1. La combinación de la barra
de torsión 2 y los cables 8 aumentan el umbral del limitador de
carga dando un nivel combinado de limitador de carga más elevado que
la barra de torsión 2 por sí sola.
Un sensor (no mostrado) detecta continuamente
los valores de peso, medida, posición del ocupante y la severidad
del accidente y todos estos valores son comparados a unos valores
predeterminados por tal de determinar el nivel deseado de limitador
de carga que sea requerido por ejemplo si la barra de torsión 2
solamente o si es preferible una combinación de la barra de torsión
2 y los cables 8. Si el nivel combinado de limitador de carga no es
el requerido, se da una señal de control, por ejemplo en el evento
de un accidente menos severo, el cual causa que el mecanismo
pirotécnico 10 se incendie y mueva la plancha de seguridad 6 a la
izquierda en la figura hacia la posición mostrada en la figura 2,
desconectando de ese modo la plancha de seguridad 6 de los cables 8
y del anillo de enclavamiento 3. Con la plancha de seguridad 6
desconectada los cables 8 ya no se mantienen más en el camino de
fuerza entre la bobina 1 y el anillo de enclavamiento 3 y un nivel
inferior de limitador de carga está proporcionado únicamente por la
barra de torsión 2.
El mecanismo pirotécnico puede actuar sobre la
barra de torsión 2, moviendo la plancha de seguridad 6 axialmente
por la cantidad requerida o puede alternativamente pulsar la plancha
de seguridad 6 directamente.
En un segundo ejemplo de realización mostrado en
las figuras 3 y 4, el anillo de enclavamiento 3 y la plancha de
seguridad 6 no están directamente asociados entre ellos y la plancha
de seguridad 6 está montada por tal de ser capaz de rotar con la
bobina 1. Tanto el anillo de enclavamiento 3 como la plancha de
seguridad 6 tienen acciones en forma de diente en sus superficies
radiales externas, las cuales están acopladas por barras
bloqueadoras 13a y 13b respectivamente durante una situación de
accidente para prevenir la rotación. En este ejemplo de realización
los cables 8 no son separables de la plancha de seguridad 6.
Las barras bloqueadoras 13a, 13b están asociadas
conjuntamente por una barra conectora 14 tal que tanto la plancha
de seguridad 6 como el anillo de enclavamiento 3 pueden ser
bloqueados simultáneamente. En esta condición el nivel combinado de
limitador de carga está proporcionado por ambas barra de torsión 2 y
los cables 8 debido a la rotación de la bobina 1 relativa a la
plancha de seguridad 6 y al anillo de enclavamiento 3. Bajo el
control de una señal de control, se enciende un mecanismo
pirotécnico, forzando la barra bloqueadora 13b a salir del
acoplamiento con la plancha de seguridad 6 como se muestra en la
figura 3 y permitiendo a la plancha de seguridad 6 rotar libremente
con la bobina 1. Desde este momento no hay más rotación relativa
entre la bobina 1 y la plancha de seguridad 6, los cables 8 están
desconectados del camino de fuerza entre la bobina 1 y el anillo de
enclavamiento 3 y el limitador de carga está ahora provisto
únicamente por una barra de torsión 2.
El desacoplamiento de la plancha de seguridad 6
con el anillo de enclavamiento 3 proporciona un modo de operación
particularmente fiable y, mientras el ejemplo de realización de
arriba usa un mecanismo pirotécnico para este propuesto, el mismo
puede ser logrado para otros recursos tal y como, por ejemplo, un
solenoide.
El gráfico de la figura 5 muestra los niveles de
limitador de carga disponibles durante un accidente comenzando en
el tiempo T_{0}. El retractor está preparado con la barra de
torsión 2 y los cables 8 están acoplados para la limitación de
carga previa a la situación de accidente. El anillo de enclavamiento
3 está bloqueado a T_{0} por la barra bloqueadora 13a, y la carga
ejercida sobre el ocupante aumenta hasta T_{1}. Si se proporciona
una señal de control previa al tiempo T_{1}, la barra de torsión 2
únicamente proporciona un límite de carga como el mostrado por la
línea L_{1}. De otro modo la combinación de la barra de torsión 2
y los cables 8 proporcionan el nivel de límite de carga L_{2}
hasta el punto en tiempo (T_{2,} T_{3,} T_{4}), en el que la
señal de control es proporcionado y los cables están desconectados
del camino de fuerza entre la bobina 1 y el anillo de enclavamiento
3. El punto exacto en el que los cables son desacoplados es
dependiente en un algoritmo predeterminado teniendo en cuenta
cualquier combinación de severidad del accidente, duración del
accidente, tamaño del ocupante, peso del ocupante y posición del
ocupante.
Claims (14)
1. Un retractor de cinturón de seguridad
comprendiendo:
una bobina (1) montada por rotación para
permitir una retracción o extracción de cincha (11) del cinturón de
seguridad enrollado en la misma dependiendo de la dirección de
rotación de la bobina;
un anillo de enclavamiento (3) conectado a la
bobina (1) para rotar con ella;
una plancha de seguridad (6) conectada a la
bobina (1) para rotar con ella;
una barra de bloqueo (13) activada por un sensor
de accidente para acoplar el anillo de enclavamiento (3) para evitar
la rotación cuando es detectada una situación de accidente;
primer y segundo recurso limitador de fuerza
para controlar la extracción de la cincha del cinturón de seguridad
después de que el anillo de enclavamiento haya estado bloqueado
contra la rotación;
el primer recurso limitador de fuerza comprende
recursos elásticos (2) teniendo un extremo conectado con el anillo
de enclavamiento (3) y el otro extremo conectado a la bobina (1) en
el camino de fuerza entre la bobina (1) y la barra
bloqueadora
(13);
(13);
el segundo recurso limitador de fuerza comprende
un cable (8) teniendo un extremo ubicado en el hueco (9) en la
bobina (1) y el otro extremo conectado a la plancha de seguridad
(6); caracterizado por,
recurso para acoplar selectivamente la plancha
de seguridad (6) con el anillo de enclavamiento (3); y,
recurso para conectar selectivamente la plancha
de seguridad (6) a la barra bloqueadora (13) por tal que cuando la
plancha de seguridad (6) está asegurada contra la rotación el
segundo recurso limitador de fuerza es activado.
2. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además:
recursos para mover selectivamente la plancha de
seguridad (6) para desconectar el cable (8) de la plancha de
seguridad (6) para desacoplar selectivamente el segundo recurso
limitador de fuerza en donde el otro extremo del cable está
conectado de forma desmontable a la plancha de seguridad (6).
3. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 1, en donde el otro extremo del cable
está fijado a la plancha de seguridad (6) y el retractor comprende
recursos para conectar selectivamente la plancha de seguridad (6) a
la barra bloqueadora (13) para bloquear la plancha de seguridad (6)
contra la rotación para activar el segundo recurso limitador de
fuerza.
4. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones precedentes
comprendiendo recursos para liberar selectivamente el cable (8) del
camino de fuerza en un tiempo predeterminado durante la situación de
accidente.
5. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 4, en donde operan los recursos de
liberación selectiva.
6. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 5, en donde la señal de control está
suministrada en respuesta a unos recursos para notar un valor de al
menos uno de los del peso, tamaño y posición del ocupante, y la
severidad del accidente, y es activado si el valor notado está por
debajo de un predeterminado valor.
7. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 6, en donde la señal de control está
suministrado en dependencia sobre si el airbag está desplegado.
8. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones de la 2 a la 7, en
donde la plancha de seguridad (6) está desacoplada selectivamente
del anillo de enclavamiento (3) por un recurso para mover la plancha
de seguridad (6) en dirección paralela al eje de la bobina (1).
9. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con la reivindicación 8, en donde el recurso para mover la
plancha de seguridad (6) comprende un mecanismo pirotécnico (10) o
un solenoide.
10. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones de la 2 a la 9, en
donde la plancha de seguridad (6) y el anillo de enclavamiento (3)
tienen formaciones dentadas complementarias para acoplar
selectivamente la plancha de seguridad (6) y el anillo de
enclavamiento (3).
11. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones de la 3 a la 7
comprendiendo una segunda barra bloqueadora colocada para acoplar y
desacoplar selectivamente la plancha de seguridad (6) por tal que
cuando la plancha de seguridad (6) está desacoplada con la barra
bloqueadora, el cable está liberado del camino de fuerza.
12. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones precedentes, en donde
la rotación de la bobina (1) relativa a los recursos de bloqueo
causan deformación del cable (8) cuando están conectados en el
camino de fuerza entre la bobina (1) y los recursos de bloqueo.
13. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones precedentes, en donde
el segundo recurso limitador de fuerza está preparado con el cable
(8) sostenido en el camino de fuerza entre la bobina (1) y los
recursos limitadores previos a la condición de accidente.
14. Un retractor de cinturón de seguridad de
acuerdo con cada una de las reivindicaciones precedentes, en donde
el segundo recurso limitador de fuerza comprende dos cables (8)
ubicados en los respectivos huecos (9) en la bobina (1).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP03258230A EP1550589B1 (en) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | Belt retractor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2285056T3 true ES2285056T3 (es) | 2007-11-16 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03258230T Expired - Lifetime ES2285056T3 (es) | 2003-12-30 | 2003-12-30 | Retractores de cinturon de seguridad. |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7025297B2 (es) |
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