ITRM930354A1 - Dispositivo di precaricamento, azionato da un attuatore rotativo, per cinture di sicurezza. - Google Patents

Description

"Disposit ivo di precaricamento azionato da un attuatore rotativo, per cinture di sicurezza''.

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo di precaricamento per un sistema di cinture di sicurezza e, in particolare, ad un dispositivo di precaricamento in cui un rocchetto di riavvolgimento della cintura viene azionato in rotazione per avvolgere un segmento della cintura fissata al sedile mediante un attuatore rotativo azionato dalla pressione di un gas alimentato da un generatore di gas.

I dispositivi di precaricamento per cinture di sicurezza sono spesso forniti nei sistemi delle cinture di sicurezza dei veicoli per serrare la cintura di sicurezza nell'istante di una collisione oppure altra situazione di emergenza ed in modo da trattenere cosi saldamente l'occuoante del sedile per evitare che esso venga spinto in avanti. Un noto tipo di dispositivo di precaricamento per cintura di sicurezza da sedile utilizza un attuatore rotativo al quale viene alimentato gas sotto pressione da un generatore di gas ed ? collegato ad una bobina o rocchetto di riavvolgernento della cintura. Il gas dal generatore viene au mentato ad una camera di un cilindro anulare. dell'attuatore ed aziona il rotore in rotazione, facendo cosi ruotare l'alberino di riavvolgimento. I dispositivi di precaricamento del tipo azionato da attuatori rotativi sono descritti nel brevetto giapponese pubblicato sotto il No. 60-15657 e nella domanda di brevetto giapponese aperta a Pubblico Esame No.60-45450.

Nei dispositivi di precaricamento preceder temente noti basati su attuatori rotativi in qualit? di meccanismi di azionamento, la perdita del gas pressurizzato dalla sezione di pressione del cilindro in varie posizioni comporta una perdita dell'energia disponibile nel gas. La riduzione al minimo della perdita di gas pertanto ? stata effettuata mantenendo delle strette tolleranze dimensionali nella fabbricazione delle parti componenti de11'attuatore. Anche con il mantenimento di strette tolleranze dimensionali, che aumenta i costi di fabbricazione, la perdita di gas rappresenta ancora un problema.

Sommario dell'Invenzione

Uno scopo della presente invenzione ? di fornire un dispositivo di precaricamento del tipo che utilizza un attuatore rotativo il quale sfrutta pi? efficacemente l'energia disponibile del gas prodotto dal generatore di gas attraverso una riduzione della perdita, che ? significativa nei dispositivi di precaricamento con azionamento ad attuatori rotativi precedentemente noti, senza richiedere che vengano stabilite e mantenute delle strette tolleranze dimensionali. A questo riguardo, ? stato osservato che grandi perdite di gas dalla sezione di pressione della camera anulare del cilindro si verificano fra il rotore ed una parete divisoria sul cilindro che, insieme con la paletta del rotore, definisce la sezione di pressione e la sezione di scarico. In particola re, il gas pressurizzato si infiltra attraverso un interspazio fra la superficie della parete divisoria che ? rivolta verso il rotore e la superficie del rotore stesso.

Lo scopo summenzionato viene raggiunto', in conformit? con la presente invenzione, per mezzo di un dispositivo di precaricamento azionato da un attuatore rotativo comprendente un generatore di gas ed un attuatore rotativo che viene trascinato in ratazione dal gas pressurizzato alimentato dal generatore di gas. L'attuatone rotativo presenta un cilindro che definisce una camera di funzionamento anulare avente pareti laterali , una parete periferica ed una parete divisoria che si estende dalla periferia attraverso la camera funzionale. La camera funzionale riceve un rotore avente una porzione di corpo anulare ed una porzione a paletta che si estende attraverso la camera operativa a partire dalla porzione di corpo e che definisce, in combinazione con la parete divisoria, una sezione di pressione su un lato della porzione a paletta, nella quale il gas proveniente dal generatore viene alimentato, ed una sezione di scarico, sull'altro lato della porzione a paletta. Il cilindro presenta un'apertu ra di scarico nell'atmosfera dalla sezione di scarico. L'invenzione ? caratterizzata dal fatto che un organo di guarnizione di tenuta ? supportato sulla parete divisoria e viene sollecitato elasticamente in impegno con la porzione di corpo del rotore.

In una preferita forma di realizzazione, l'invenzione ? ulteriormente caratterizzata dal fatto che la parete divisoria presenta una cavit? che sbocca generalmente verso la porzione di corpo del rotore, l'organo a quarnizione di tenuta presenta una porzione ricevuta in modo spostabile nella cavit? ed una molla a compressione ? ricevuta nella cavit? fra una porzione di base della cavit? e la molla.

L'organo di guarnizione di tenuta interposto fra la parete divisoria ed il corpo del rotore impedisce al gas di infiltrarsi attraverso l'inte_r spazio fra il corpo del rotore e l'estremit? della parete divisoria direttamente nella sezione di scarico della camera operativa. Poich? la sezione di scarico presenta un foro di sfiato attraverso il quale il gas pu? facilmente sfuggire nell'atmosfera, la sezione di scarico si trova in coincidenza oppure in prossimit? della pressione atmosferica. La differenza di pressione relativamente elevata fra la sezione di pressione e la sezione di scarico e la piccola lunghezza dell'interspazio rendono la perdita potenziale del gas pressurizzato in corrispondenza di detto interspazio piuttosto grande. L'organo di guarnizione di tenuta interrompe tale perdita, la sollecitazione resiliente dell'organo di guarnizione di tenuta in impegno con il rotore assicura che venga mantenuta una buona tenuta, a prescindere dalle variazioni delle dimensioni dei componenti e di piccoli spostamenti del rotore relativamente al cilindro, per effetto della pressione del gas che agisce sul rotore quando il dispositivo di precaricamento viene fatto funzionare.

La presente invenzione migliora il rendimento della applicazione della pressione del gas sulla paletta del rotore. Per una data desiderata forza di trascinamento, pertanto, nel generatore di gas si pu? fornire una minore quantit? della sostanza che genera il gas. La dimensione, il peso ed il costo dell'organo attuatore possono anche essere ridotti, a causa dell'incremento di efficienza e della riduzione delle perdite. La necessit? di mantenere strette tolleranze dimensio nali viene anche ridotta.

Per una migliore comprensione dell'invenzione, si pu? fare riferimento alla seguente descrizione di un esempio di realizzazione, da prendere in combinazione con i disegni allegati. Descrizione dei Disegni

La Figura 1 rappresenta una vista frontale della forma di realizzazione con il coperchio del cilindro rimosso, alcune parti essendo rappresenta te in sezione retta;

la Figura 2 rappresenta una vista in sezione retta laterale della forma di realizzazione;

la Figura 3 rappresenta una vista illustra tiva esplosa della forma di realizzazione; e

le Figure da 4(A) a 4(D) rappresentano viste frontali che mostrano la forma di realizzazione in diversi stadi di funzionamento.

Descrizione della forma di realizzazione

Come rappresentato nella Figura 1 e nella Figura 2, la forma di realizzazione di un dispositivo di precaricamento azionato da un attuatore rotativo comprende, come dispositivo di trascinamento per il rocchetto girevole R9 di riavvolgimen to della cintura, un attuatore rotativo il quale viene azionato da un gas alimentato da un generato re di gas 2. Il complesso dell attuatore 1 viene fissato ad un lato di un'armatura R1 di un disposi tivo R di ritiro della cintura per mezzo di viti (non rappresentate). Una unit? a molla S di riavvolgimento della cintura nell'organo di ritiro R ? montata sul lato dell'attuatore 1 opposto alla armatura Ri. Fra un alberino R2 di riavvolgimento dell'organo di ritiro R e l'attuatore 1 si prevede un meccanismo di impegno (che verr? descritto nel seguito in dettaglio) per collegare l'attuatore all'alberino di riavvolgimento R2 soltanto durante il funzionamento dell'attuatore 1. Una rotella dentata R3 con denti di apresto o rotella ad arpionismo, che serve come parte impegnata del meccanismo di impegno, viene ricevuta su una porzione rettangolare dell'albero di riavvolgimento R2 e, pertanto, risulta non girevole rispetto all'albero di riavvolgimento R2.

L'attuatore 1 comprende una camera 101 di alimentazione di gas che riceve il generatore di gas 2, un cilindro 10 avente una camera di funzionamento 102 che comunica con la camera di alimenta zione 101 ed un rotore 12 il quale ? supportato in modo girevole nel cilindro nella camera operati_ va 102. Una paletta 121 sul rotore 12, in cooperazione con una parete divisoria 112 sul cilindro 10, separa la camera operativa 102 in una sezione di pressione 102A, la quale comunica con il genera tore di gas, ed una sezione di scarico 102B, la quale ? aperta all'aria atmosferica. Un organo di guarnizione di tenuta 13 sulla parete divisoria 122 forma una tenuta fra la parete divisoria ed il rotore 12. L'organo di guarnizione di tenuta 13 viene sollecitato verso il rotore 12 da un mezzo di caricamento resiliente, per esempio una molla elicoidale 14.

Con rifernnento quindi alla Figura 3, la camera operativa 102 del cilindro 10 presenta un lato aperto ed ? delimitata da una parete periferi ca cilindrica circolare e da una parete laterale. La camera di alimentazioen 101, analogamente, presenta un lato aperto ed ? definita da una parete periferica, da una parete laterale e da una parete 103 che ? collocata in adiacenza alla sezione operativa 102. Un coperchio 10a (Figura 2) chiude ambedue i lati delle camere 101 e 102. Il cilindro presenta dei fori per il passaggio di viti destinate a fissarlo ad una armatura dell'organo di ritiro. La parete 103, che separa la camera operativa 102 dalla camera di alimentazione 101, si estende soltanto per circa una met? del percorso attraverso il cilindro, lasciando un interspazio che viene riempito da un blocco 11 della parete divisoria. Una scanalatura di tenuta ; 104 ? formata sul cilindro 10 intorno alla periferia esterna della camera operativa 102 e della camera di alimentazioen 101. Una flangia anulare 105 si estende dalla parete laterale della camera operativa 102 nella camera operativa e circonda il foro dell'albero che riceve la porzione di estremit? dell'albero R2 dei rocchetto. Un foro di scarico 106 conduce dalla camera operativa 102 all'esterno del cilindro 10.

Il blocco di parete divisoria 1 comprende una porzione di parete 111 la quale ? fissata al 1ato piatto della parete 103 della camera di alimentazione 101 e si estende in una direzione trasversale alle due camere 101 e 102, nonch? una parete divisoria 112 che si estende attraverso la camera operativa 102, in modo tale che la sua estremit? sia vicina alla superficie del corpo 122 del rotore. Scanalature di tenuta o di sigilla tura 113 e 114 disposte in modo da intersecarsi una con l'altra sono formate sulle superfici di estremit? della porzione di parete 111 e della parete divisoria 112 del blocco 11. Inoltre, simili scanalature di tenuta 113' e 114' sono formate sul lato posteriore del blocco 11 della parete divisoria. Un foro 115 di introduzione di gas passa attraverso la porzione di parete 111 ed una intacca che riceve una porzione dell'organo di tenuta ? fornita sulla punta della parete divisoria 112. Un foro (Figura1) 117 si estende nella parete divisoria a partire dalla base della intacca 116.

Il rotore 12 comprende una porzione di corpo avente la forma di un anello 122 che definisce nel suo interno uno spazio che circonda la periferia esterna di una rotella ad arpionismo R3 (Figura 1 e Figura 2). La superficie interna dell'anello 122 inoltre supporta il rotore 12 nel cilindro per la rotazione nella camera operativa, come nel seguito descritto. Una paletta 121 si estende radialmente attraverso la camera operativa 102 e serve come porzione ricevitrice di pressione sulla quale agisce il gas. Un tubo 123 di guida per pallottola nella forma di un tubo rettangolare ? formato sulla parte posteriore della paletta 121 per ricevere una pallottola 15, la quale verr? descritta nel seguito.

Un organo di tenuta elastomero 16 ? montato sul rotore. L'organo di guarnizione di tenuta 16 presenta una porzione di parete 161 che impegna il lato sotto pressione della paletta 121, un labbro di tenuta continuo 163 su ambedue i bordi laterali e su un bordo di estremit?, nonch? una porzione 162 simile ad armatura che si applica sulla porzione esterna del tubo di guida 123 della pallottola. Quando il rotore 12 ? fatto ruotare, il labbro di tenuta 163 serve per sigilla re un interspazio fra il cilindro 10 ed il rotore 12, grazie al fatto che viene forzato verso l'ester no contro ambedue i lati (una delle superfici laterali ? la superficie laterale del coperchio 10a) e sul perimetro della camera di funzionamento 102 per mezzo della pressione del gas. La superfieie suporiore della porzione 162 ed una parte del raccordo di attacco 161 sono in contatto elastico con una testina ricevitrice di pressione 152 della pallottola 15 e serve per chiudere ermeticamente o sigillare l'apertura del tubo 123 di guida della pallottola contro le eventuali perdite.

La pallottola 15, che serve come mezzo di impegno del lato dell'attuatore nel meccanismo di impegno, ? ricevuta nell'apertura del tubo di guida 123 in maniera tale da poter essere liberamente spostata in senso radiale. La pallottola 15 comprende la testina 152 ricevitrice di pressione per ricevere la pressione del gas ed una punta 151 a forma di cuneo, la quale serve come un mezzo di impegno con la rotella ad arpionismo R3. La punta 152 ? diretta verso la rotella dentata con nottolino di arresto o rotella ad arpionismo R3.

L'organo di guarnizione di tenuta 13 comprende un corpo 131 simile ad un cuneo,ed un albero di guida 132 il quale ? ricevuto nel foro di alloggiamento della molla. Una punta a forma di cuneo del corpo131 serve come guarnizione di tenuit? scorrevole che impegna la superficie perife rica esterna del corpo 122 dell'anello del rotore 12.

Una coppia di anelli di cuscinetto 17 e 18 supportano in modo girevole il rotore 12 sul cilindro 10. I rispettivi anelli di cuscinetto sono applicati su una flangia di supporto 105 che sporge nella camera operativa 102 del cilindro 10 e su una flangia di supporto anulare 191 formata sul coperchio 10a che copre l'estremit? aperta del cilindro 10, come rappresentato nella Figura 2, e supportano in modo girevole la superficie interna del corpo ad anello 122 del rotore 12. Pertanto, nello stato di montaggio rappresentato nella Figura 2, il rotore 12 vieen supportato sulla superficie periferica esterna delle due flange di supporto 105 e 191 per mezzo dei due anelli di cuscinetto 17 e 18.

Due guarnizioni di tenuta in materiale elastomero 19a e 19b (Figura 2), ciascuna avente la forma di un anello ad 0, ricevute rispettivamen te in ciascuna delie scanalature di tenuta 104.

113, 114, 113' e 114' e servono per sigillare gli interspazi fra il cilinidro 10 ed il coperchio 10a, fra la camera di alimentazione 101 e la camera operativa 102 e fra la sezione di pressione 102A e la sezioen di scarico 102B.

Successiveniente verr? descritto il funzionamento della precedente forma di realizzazione La Figura 4(A) mostrar la configurazione di un dispositivo di precaricamento con la summenzionata disposizione nella posizione non operativa. Il rotore 12 ? posizionato con il tubo 123 di guida della pallottola in appoggio contro la parete divisoria 112. In questa condizione, la sezione di pressione 102A si trova nello stato di massima compressione e la pallottola 15 ? posizionata con mezzi convenienti, per esempio un perno di taglio, per cui essa non viene impegnata con il dente di impegno R31 sulla periferia esterna delia rotella adarpionismo R3. Pertanto, l'albero di riavvolgimento R2 ? completamente separato dall'attuatore 1 ed il dispositivo di ritiro pu? funzionare nella sua maniera normale

Quando il generatore di gas viene azionato da un mezzo conveniente, per esempio un segnale elettrico, gas sotto pressione viene introdotto nella sezione di pressione 102A attraverso la camera di alimentazione 101 ed il foro 115 di ingresso del gas. La forza dovuta alla pressione del gas che agisce sulla testina ricevitrice di pressione 152 de la pallottola 15 spinge la pallot tola verso l'interno verso la rotella ad arpionismo R3 in direzione radiale verso la posizione rappresentata nella Figura 4{B). A questo punto, la punta 151 della pallottola impegna un dente R31 della rotella ad arpionismo R3 ed il rotore 12 viene cosi impegnato con la rotella ad arpionismo R3 per mezzo della pallottola 15. In accordo con ci?, l'albero di riavvolgimento R2 ? ora collegato all'attuatore 1.

La pressione del gas agisce anche sulla paletta 121 del rotore 12 e la forza dovuta alla pressione die gas che agisce sulla paletta provoca la rotazione del rotore 12 in senso antiorario, come rappresentato dalla freccia nella Figura 4(C). A seguito della rotazione del rotore, una pressione viene generata nella sezione di scarico 102B e viene rilasciata nell'aria atmosferica attraverso foro di scarico 106 del cilindro 10 e la generazione di una resistenza alla rotazione del rotore dovuta ad un incremento di pressione nella sezione di scarico 102B viene prevenuta. perci?, la forza rotativa del rotore 12 viene trasmessa all 'albero di riavvolgimento R2 attraver so la pallottola 15 e la rotella ad arpionismo R3.

A seguito della rotazione dell'albero di riavvolgimento R2, un segmento della cintura viene avvolto sull'albero di riavvolgimento R2 ed un precarico viene esercitato mediante il serraggio della cintura. Infine, il rotore 12 raggiunge la posizione rappresentata nella Figura 4(D) ed il funzionamento del dispositivo di precaricemento ? completo.

Durante il funzionamento del dispositivo di precaricamento, l'organo di guarnizione di tenuta 13 riceve il carico della molla elicoidale 14 e viene sollecitato in modo continuo contro la superficie periferica esterna del corpo 122 del rotore 12. La guarnizione di tenuta impedisce al gas nella sezione di pressione 102A della camera 102 di passare dalla sezione di pressione 102A alla sezione di scarico 102B attraverso l'interspazio fra la punta della parete divisoria 112 e l'unit? ad anello 122.

L'infiltrazione di gas attraverso gli interspazi fra 1e superfici laterali della parete divisoria 112 e la parete di estremit? del cilindro, come anche il coperchio IOa, viene bloccata da una coppia di guarnizioni di tenuta di materiale elastomero 19a e 19b impegnate nelle scanalature di tenuta 114 e 114'. L'infiltrazione di gas fra la paletta 121 ed il cilindro 10 viene bloccata dal labbro di tenuta 163 dell'organo di guarnizione di tenuta 16 di materiale elastomero. Inoltre, l'infiltrazione dall'apertura del tubo 123 di guida della pallottola allo spazio di impegno viene bloccata per mezzo dell'unit? di impegno 162 dell'organo di guarnizione di tenuta 16 di materiale elastomero.

Perci?, l'attuatore della summenzionata forma di realizzazione effettivamente ferma la perdita di gas dalla sezione di pressione 102A alla pressione di scarico 102B e dalla sezione di pressione 102A alle altre porzioni dell'attuato re. La pressione del gas generato dal generatore di gas 2 pu? essere efficacemente utilizzata per il funzionamento dell'attuatore piuttosto che andare perduta per effetto di perdita.

La sopra descritta forma di realizzazionedel' invenzione ? esemplare e numerose varianti e modificazioni possono essere apportale a tale forma di realizzazione da coloro che sono esporti. nel ramo, senza allontanarsi dallo spirito e dall'ambito dell?invenzione. Tutte queste varianti, e modificazioni sono da interpretare come incluse nell'ambito dell'invenzione, come specificato nelle rivendicazioni allegate.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI. 1. Dispositi?? di precaricamento azionato da.un attuatore rotativo comprendente un generatore di gas ed un attuatore rotativo che viene trascinato in rotazione dal gas pressurizzato a1imentato dal generatore di gas , l'attuatore rotativo includendo un cilindro avente una camera operativa anulare avente pareti laterali, una parete periferica ed una parete divisoria che si estende attraverso la camera operativa, e l'organo attuatore rotativo avendo un rotore che presenta una porzione di corpo anulare ricevuta in modo girevole nella camera operativa ed una porzione a paletta che si estende attraverso la camera dalla porzione di corpo e che definisce con la parete divisoria una sezione a pressione su un lato della porzione a paletta in cui viene alimentato il gas dal generatore ed una sezione di scarico sull?altro lato della porzione a paletta, il cilindro avendo una apertura di scarico verso l'atmosfera dalla sezione di scarico, caratterizza to dai fatto che un organo di guarnizione di tenuta ? supportato sulla parete divisoria ed ? sollecitato elasticamente in impegno con la porzio ne di corpo del rotore.
2. 2. Dispositivo di precaricamento azionato da un attuatore rotativo secondo la rivendicazione I ed ulteriormente caratterizzato dal fatto che la parete divisoria presenta una cavit? che sbocca generalmente verso la porzione di corpo del rotore, l'organo di guarnizione di tenuta presenta una porzione ricevuta in modo spostabile nella cavit? ed una molla di compressione ? ricevuta nella cavit? fra una porzione di base della cavit? e la molla.