RETRACTOR DE CINTURÓN DE ASIENTO DE LIMITACIÓN DE CARGA La presente invención se relaciona con un conjunto retractor de cinturón de asiento, que tiene un retractor de cinturón de asiento que sirve para retraer el cinturón hacia un alojamiento. En un choque el retractor de cinturón de asiento tiene una sujeción que limita el retiro de cincha desde el alojamiento. La sujeción se puede accionar mediante un sensor de inercia que detecta cambia en velocidad de vehículo en un choque. Cuando se detecta una desaceleración grande, el sensor de inercia dispara la sujeción del retractor de cinturón de asiento para asegurar el cinturón de asiento en su lugar durante el choque. En una condición sujetada, el cinturón restringe al ocupante de vehículo de moverse hacia adelante durante un choque. Aún cuando el cinturón de asiento tiene algo de cesión, la fuerza de restricción en el ocupante del vehículo puede ser significativa. Para reducir esta fuerza, los fabricantes pueden usar una barra de torsión para absorber la energía del movimiento hacia adelante del ocupante del vehículo de una manera controlada. Generalmente, el carrete se monta en la barra de torsión que está enlazada mecánicamente al carrete. Durante un choque, le barra de torsión de tuerce y deforma a medida que el carrete gira desde la protección del cinturón de asiento desde el alojamiento. La deformación de la barra de torsión absorbe la energía del cinturón de asiento. Consecuentemente, el ocupante de vehículo es gradualmente frenado en lugar de detenerse repentinamente durante el choque. El peso del ocupante de vehículo puede afectar la velocidad a la que el ocupante de vehículo se hace lenta por la fuerza de restricción del cinturón de asiento. Los ocupantes de vehículo más pesados requieren mayor fuerza de restricción que los ocupantes de vehículo más ligeros. Es deseable usar un régimen superior de absorción de energía para un ocupante de vehículo pesado que para un ocupante de vehículo ligero. Recientemente los fabricantes han comenzado a usar retractores de cinturón de asiento que absorben energía a regímenes diferentes para acomodar ocupantes de vehículo de peso diferente. Por ejemplo, cuando un ocupante de vehículo pequeño está sentado en el vehículo, el retractor de cinturón de asiento se ajusta a un régimen bajo de absorción de energía. De esta manera, el ocupante de vehículo de peso inferior es restringido con menos fuerza de restricción que un ocupante de vehículo más pesado. Por otra parte, para un ocupante de vehículo más pesado, se usa un régimen de absorción de energía superior para detener al ocupante de vehículo usando una mayor fuerza de restricción. Un ocupante que vehículo que pesa más o menos la mitad puede requerir una combinación de regímenes de fuerza de restricción durante el curso del choque. De esta manera, un ocupante de vehículo puede recibir una fuerza de restricción que acomoda su peso. Hay incidentes en donde un vehículo experimenta más de un choque. Generalmente es deseable continuar absorbiendo energía al mismo régimen superior para el ocupante de vehículo de peso pesado en un segundo choque. Sin embargo, para un ocupante de peso ligero, es preferible absorber energía del carrete de cinturón de asiento inicialmente a un régimen bajo para el primer choque, entonces al régimen superior para el segundo choque. Para un ocupante de vehículo de peso medio, es deseable absorber energía a un régimen elevado y luego un régimen bajo para el choque inicial. Para el segundo choque, un régimen elevado de absorción de energía se prefiere. Los retractores de cinturón de asiento convencionales no tienen dicha particularidad. En contraste con los diseños convencionales, el retractor de cinturón de asiento de la presente invención tiene un mecanismo de desplazamiento único que permite que el mecanismo de absorción de energía absorba energía a un nivel inicialmente y luego, automáticamente al otro nivel en el caso de un segundo choque. Para un ocupante de vehículo de peso ligero, el retractor de cinturón de asiento se puede ajustar a un régimen bajo de absorción de energía para el choque inicial. Después de este choque el retractor de cinturón de asiento se desplaza automáticamente a un régimen elevado de absorción de energía de modo que el retractor de cinturón de asiento continúe absorbiendo energía para un segundo choque a este nivel superior. Para un ocupante de vehículo de peso medio, el retractor inicialmente absorbe energía a un régimen elevado luego cambia a un régimen bajo, y en el caso de un segundo choque, cambia nuevamente a un régimen elevado. La presente invención de esta manera asegura que el ocupante de vehículo se restrinja de manera óptima para ambos choques. Como se anota arriba, el mecanismo de absorción de energía puede ser una barra de torsión capaz de absorber energía a un régimen elevado y otra barra de torsión capaz de absorber energía al régimen bajo. El mecanismo de desplazamiento tiene un enlace que acopla ya sea una barra o el otro al carrete. El enlace es impulsable entre una primera posición de enlace en la que la parte de régimen elevado está acoplada y una segunda posición de enlace en la que está acoplada la parte de régimen bajo. El enlace puede ser impulsado por el movimiento relativo entre el mecanismo de absorción de energía y el carrete, que es ocasionado por la deformación de una de las barras de torsión. El enlace puede ser una corredera acoplada al movimiento del carrete y puede ser recibido en un miembro roscado enlazado para moverse con la barra de torsión que se deforma. De esta manera el retractor de cinturón de asiento se mueve automáticamente entre una barra y la otra barra. Un retractor de cintursn de asiento de conformidad con la presente invención puede incorporar un dispositivo para conmutar inteligentemente entre el régimen elevado de absorción de energía y el régimen bajo de absorción de energía. El retractor de cinturón de asiento puede tener un ajuste de posición de falla en el régimen elevado de absorción de energía. Para un ocupante de vehículo de peso pesado, el retractor permanece en este ajuste a través del incidente independientemente del número de choques. Para acomodar un ocupante de vehículo de peso medio, el mecanismo de absorción de energía puede absorber energia inicialrnente a un régimen relativamente elevado, luego, como controlado por la computadora, cambiar al régimen bajo. Para un ocupante de vehículo de peso ligero, la computadora puede ajustar el retractor de cinturón de asiento inmediatamente a un régimen bajo de absorción de energía. El retractor acomoda cada peso corporal para ambos, un choque de un solo impacto o múltiples impactos. La Figura 1 es una vista en sección transversal en perspectiva de un retractor de cinturón de asiento de conformidad con la presente invención, que incluye un carrete, un mecanismo de absorción de energía, y un mecanismo de desplazamiento. La Figura 2 es otra vista del mecanismo de desplazamiento de la Figura 1, que muestra el mecanismo de absorción de energía ajustado a un régimen elevado de absorción de energía. La Figura 3 ilustra el retractor de cinturón de asiento de las Figuras 1-2, con el mecanismo de absorción de energía ajustado a un régimen relativamente bajo de absorción de energía. La Figura 4 ilustra el retractor de cinturón de asiento de las Figuras 1-3, con el mecanismo de desplazamiento ajustando el mecanismo de absorción de energía a un régimen elevado de absorción de energía. La Figura 5 es una vista en perspectiva del retractor de cinturón de asiento de las Figuras 1-4, que muestra el acoplador en una posición en donde el acoplador todavía no ha sido accionado. La Figura 6 ilustra el acoplador de la Figura 5 en una posición en donde el acoplador se ha accionado. La Figura 7 es una vista detallada del retractor de cinturón de asiento. La Figura 1 es una vista en sección transversal en perspectiva de un retractor 10 de cinturón de asiento. Un retractor 10 de cinturón de asiento de conformidad con la presente invención tiene un carrete 14, sobre el que se enrolla un cinturón 16 de asiento. Como se sabe, el retractor 10 de cinturón de asiento permite que el cinturón 16 se prolongue en la dirección de la flecha A y se retraiga en la dirección de la flecha B. Cuando el cinturón 16 de asiento se alarga en la dirección de la flecha A, el carrete 14 gira en la dirección de la flecha Z debido a un resorte 17 de retracción como se sabe. El resorte 17 de retracción reenrolla la porción no usada el cinturón 16 de asiento en la dirección de la flecha B mediante el carreta 14 que gira en la dirección de la flecha Y, opuesta a la dirección de la flecha Z. El retractor 10 de cinturón de asiento tiene un sensor 19 de inercia, que detecta cambios en la velocidad de vehículo. En un choque, el sensor 19 de inercia acciona un trinquete (no mostrado) que acopla y sujeta una rueda 21 de sujeción para colocar un límite al alargamiento del cinturón 16 de asiento en la dirección de la flecha A. Para reducir la fuerza de restricción del cinturón 16 de asiento en un ocupante de vehículo, el retractor 10 de cinturón de asiento tiene un mecanismo 18 de absorción de energía que absorbe energía del alargamiento del cinturón 16 de asiento. El mecanismo 18 de absorción de energía comprende cuando menos una barra de torsión mecánicamente enlazada para retorcerse y deformarse con el carrete 14. El mecanismo 18 de absorción de energía tiene una primera parte 22, una barra de torsión y una segunda parte 26, otra barra de torsión. Una sola barra de torsión se puede emplear co o un mecanismo de absorción de energía en lugar de dos barras de torsión. La primera parte 22 tiene un diámetro más grueso que la segunda parte 26. Ambas la primera y segunda partes 22, 26 son deformables. La torsión de la primera parte 22 resulta en la absorción de energía a un régimen relativamente superior que la torsión de la segunda parte 26, que absorbe energía a un régimen relativamente lento, cuando el mecanismo 18 de absorción de energía está comparativamente cargado. El mecanismo 18 de absorción de energía sustenta giratoriamente al carrete 14. Una porción 100 de extremo del mecanismo 18 de absorción de energía tiene estrías 24 que acoplan ranuras 25 de la rueda 21 de sujeción y de esta manera está sujetada rotacionalmente en movimiento con la rueda 21 de sujeción. El otro extremo 104 del mecanismo 18 de absorción de energía está sujetado rotacionalmente en movimiento a un husillo 104a de resorte del resorte 17 de retracción. Un miembro 50 roscado, un tubo con roscas en una superficie exterior, está dispuesto alrededor del mecanismo 18 de absorción de energía. El miembro 50 roscado tiene ranuras 51 que acoplan las estrías 24 de la primera parte 22 del mecanismo 18 de absorción de energía, de modo que el miembro 50 roscado está sujetado rotacionalmente en movimiento con la primera parte 22. La segunda parte 26 también tiene estrías 200 que acoplan ranuras 51 en el miembro 50 roscado que sujetan rotacionalmente las estrías 200 con las ranuras 51. El mecanismo 18 de absorción de energía también tiene estrías 33 colocadas cerca de una porción 104 de extremo de la segunda parte 26. Estas estrías 33 acoplan las ranuras 33a en un acoplador 54 de modo que la segunda parte 26 esté rotacionalmente sujetada en movimiento con el acoplador 54. Como se muestra en la Figura 7, el miembro 50 roscado tiene porciones 108 levantadas que acoplan los agujeros 112 en el acoplador 54. De preferencia, el ajuste entre los agujeros 112 en el acoplador 54 y las porciones 108 levantadas del miembro 50 roscado es más apretado que el ajuste entre las estrías 33 de la segunda parte 26 y las ranuras 33a en el acoplador 54. Cuando el acoplador 54 gira, hace girar a la primera parte 22, en lugar de a la segunda parte 26 cuando el acoplador 54 se acopla con el miembro 50 roscado, aún cuando la segunda parte 26 también está acoplada con el acoplador 54.
Como se muestra en la Figura 2, durante la operación normal el carrete 14 está sujetado rotacionalmente en movimiento con un mecanismo 18 de absorción de energía a través del acoplador 54, que en este punto, está acoplado con el miembro 50 roscado. El miembro 50 roscado está sujetado rotacionalmente en movimiento con la primera parte 22 y la segunda parte 26 del mecanismo 18 de absorción de energía. Cuando la rueda 21 de sujeción se libera por el sensor 19 de inercia, la rotación del carrete 14 ocasiona que el mecanismo 18 de absorción de energía enrolle o desenrolle el resorte 17 de retracción. En un choque, a través del acoplador 54, el mecanismo 18 de absorción de energía se puede accionar selectivamente para absorber energía del alargamiento del cinturón 16 de asiento a dos regímenes diferentes como una función de torsión de la barra de torsión: un régimen relativamente elevado a través de la primera parte 22 y un régimen relativamente bajo a través de la segunda parte 26. A diferencia de los diseños convencionales, el retractor 10 de cinturón de asiento tiene un mecanismo adicional, un mecanismo 30 de desplazamiento que selecciona el régimen al que el mecanismo 18 de absorción de energía absorbe energía. El retractor 10 de cinturón de asiento tiene dos particularidades que controlan la absorción de energía para proporcionar un nivel adicional de control sobre el retractor 10 de cinturón de asiento no encontradas en otros retractores. La operación de un retractor de cinturón de asiento de conformidad con la presente invención durante un choque se explicará ahora. Inicialmente, la selección del régimen de absorción de energía se hace mediante el controlador de la colocación del acoplador 54 a través de una unidad 58 de control, que determina el régimen apropiado percibiendo el tamaño y peso del ocupante del vehículo a través de sensores y programación conocidos. Una vez que la unidad 58 de control ha hecho esta determinación, controla la posición del acoplador 54 basado en este dato percibido. Si un ocupante pesado de vehículo se percibe, la unidad 58 de control mantiene al retractor 10 de cinturón de asiento en la posición mostrada en la Figura 2, en donde el acoplador 54 está en una posición para acoplar el carrete 14 a la primera parte 22. Cuando el sensor 19 de inercia sujeta la rueda 21 de sujeción durante un choque, la porción 100 de extremo de la primera parte 22 se impide que gire. El retiro del cinturón 16 de asiento en la dirección de la flecha A transmite una carga a lo largo de una trayectoria 27 de carga, es decir, a través del carrete 14, acoplador 54, miembro 50 roscado, y primera parte 22. La porción 100 de extremo se sujeta en su lugar por la rueda 21 de sujeción mientras que, en las estrías 25 de la primera parte 22 continuará girando en la dirección de la flecha Z. La primera parte 22 se torcerá y absorberá energía por la deformación. Para un ocupante pesado de vehículo, el mecanismo 18 de absorción de energía absorbe energía del carrete 14 totalmente a través de la primera parte 22 independientemente del número de choques. La primera parte 22 es deformable para absorber energía para el número esperado de choques. Si la unidad 58 de control determina que el ocupante del vehículo tiene un peso modelado, es preferible frenar la aceleración del ocupante de vehículo inicialmente a un régimen elevado que a un régimen lento. La unidad 58 de control permite que el carrete 14 deforme la primera parte 22 por un número predeterminado de vueltas o una cantidad predeterminada de tiempo y luego mueve el acoplador 54 a lo largo de un eje X en la dirección C de una primera posición 62 mostrada en la Figura 2 a una segunda posición 66 mostrada en la Figura 3. Como se muestra en la Figura 3, el acoplador 54 está desacoplado del miembro 50 roscado pero todavía permanece acoplado al carrete 14 en las estrías 33 de la segunda parte 26. Una trayectoria 29 de carga se forma luego de manera que la carga se transmita después a través del carrete 14, acoplador 54, y estrías 33 a la segunda parte 26 del mecanismo 18 de absorción de energía. La segunda parte 26 se sujeta en las estrías 200 al miembro 50 roscado y de esta manera a la primera parte 22. Cuando el carrete 14 gira en la dirección de la flecha Z desde el alargamiento del cinturón de asiento, el carrete 14 ocasiona que el acoplador 54 tuerza la segunda parte 26 antes de torcer la primera parte 22. Esto ocasiona que la energía del alargamiento de cinturón de asiento sea absorbida a un régimen más lento por la segunda parte 26. Para un ocupante del vehículo de peso ligero, es preferible absorber energía del alargamiento del cinturón de asiento a un régimen inferior al principio del choque. La unidad 58 de control está programada al acoplador 54 de desplazamiento de una primera posición 62 a una segunda posición 66 inmediatamente de manera que la carga se transmita a lo largo de una trayectoria 29 de carga a la vez como se muestra en la Figura 3. De esta manera, la energía es absorbida por el retractor 10 de cinturón de asiento solamente al régimen inferior. El accionamiento del acoplador 54 se explicará ahora con referencia a las Figuras 5 y 6. La unidad 58 de control está en comunicación con el accionador 74, un dispositivo pirotécnico que, cuando se acciona, genera e impulsa gas en la dirección de la flecha D. La fecha D es transversal al eje X. Como se muestra en la Figura 6, este gas crea una fuerza 78 en una pared 92 de un miembro 82. El miembro 82 luego gira alrededor de un eje X en la dirección de la flecha Y y monta en una estructura 86 de guía, tal como rampas, ocasionando que el miembro 82 se mueva en la dirección de la flecha C. El movimiento del miembro 82 ocasiona el movimiento del acoplador 54 en la dirección de la flecha C. El miembro 82 tenderá a deslizarse abajo de la estructura 86 de guía y separarse del acoplador 54. De otra manera, el acoplador 54 y consecuentemente el carrete 14, encontrarán resistencia cuando el resorte 17 de retracción reenrolla el carrete 14. Si el accionador 74 no se acciona, el acoplador 54 y el miembro 82 son por lo demás desviados para estar en el fondo de la estructura 86 de guía por el resorte 90 de retención. El control anterior del régimen de absorción por la unidad 58 de control se realiza inteligentemente mediante programación conocida que analiza el peso y tamaño del ocupante del vehículo. Además, el retractor 10 de cinturón de asiento tiene un mecanismo 30 de desplazamiento para desplazarse entre la primera parte 22 y la segunda parte 26. En contraste con la unidad 58 de control, el mecanismo 30 de desplazamiento desplaza al retractor 10 de cinturón de asiento sin referencia al peso o tamaño del ocupante del vehículo, proporcionando de esta manera un nivel añadido de seguridad al retractor 10 de cinturón de asiento. Como se muestra en las Figuras 1-3, el mecanismo 18 de absorción de energía se proporciona con un miembro 50 roscado, que está enlazado en rotación con la primera parte 22 en las estrías 25. Cuando el acoplador 54 está en una primera posición 62 para un evento que requiere un régimen elevado de absorción de energía (ver la Figura 2), el acoplador 54 acopla el carrete 14 al miembro 50 roscado de manera que ambos se muevan rotacionalmente juntos. Cuando el carrete 14 gira a lo largo de la dirección de la flecha Z a medida que se alarga el cinturón 16 de asiento, así también el miembro 50 roscado, que ocasiona la deformación de la primera parte 22 absorba energía a un régimen elevado. Sin embargo, cuando el acoplador 54 está en una segunda posición 66, tal como durante un evento de carga baja, el miembro 50 roscado ya no está rotacionalmente enlazado al carrete 14 por el acoplador 54. Como resultado, cuando el cinturón 16 de asiento se alarga el carrete 14 hará girar a la segunda parte 26 a través del acoplador 54, torciendo y deformando de esta manera a la segunda parte 26. Sin embargo, el miembro 50 roscado permanecerá relativamente estacionario. Habrá un movimiento de rotación relativo entre el carrete 14 y el miembro 50 roscado.
Recibido en el miembro 50 roscado se encuentra un mecanismo 30 de desplazamiento, tal como enlaces o correderas movibles roscadas (ver la Figura 7). Un enlace o corredera puede también ser suficiente. El mecanismo 30 de desplazamiento está ligado en rotación con el carrete 14. Como se muestra en las Figuras 3 y 4, debido al movimiento relativo entre el miembro 50 roscado y el carrete 14, el mecanismo 30 de desplazamiento girará alrededor de las roscas del miembro 50 roscado para moverse axialmente en la dirección de la flecha C desde una primera posición 34 de enlace a una segunda posición 38 de enlace. Cuando el mecanismo 30 de desplazamiento ha alcanzado la segunda posición 38 de enlace, el mecanismo 30 de desplazamiento topará con la porción 39 de extremo del miembro 50 roscado. En esta posición, el mecanismo 30 de desplazamiento ya no se puede mover en la dirección de la flecha C. El carrete 14 y el miembro 50 roscado ahora estarán enlazados rotacionalmente por el mecanismo 30 de desplazamiento. La carga del alargamiento de cinturón de asiento se transmitirá luego a lo largo de una trayectoria 31 de carga a través del carrete 14, mecanismo 30 de desplazamiento, miembro 50 roscado y la primera parte 22 del mecanismo 18 de absorción de energía. El mecanismo 18 de absorción de energía absorberá ahora energía del carrete 14 a un régimen superior que la segunda parte 26. El mecanismo 30 de desplazamiento de esta manera desplaza automática y mecánicamente al retractor 10 de cinturón de asiento de un régimen bajo a un régimen elevado de absorción de energía. Cuando ocurre este desplazamiento depende del número de vueltas que el carrete puede moverse antes de que el mecanismo 30 de desplazamiento tope con la porción 39 de extremo. El número de vueltas puede estar basado en la ubicación esperada del ocupante del vehículo después de un despliegue de bolsa de aire. Si ocurre un segundo choque el retractor 10 de cinturón de asiento se ajusta automáticamente para absorber un segundo impacto a un régimen elevado de absorción de energía. Para un ocupante de peso medio del vehículo, la unidad 8 de control permite que la primera parte 22 absorba energía del carrete 14 a un régimen elevado, luego desplaza el acoplador 54 de una primera posición 62 de acoplamiento a una segunda posición 66 de acoplamiento para permitir que la energía sea absorbida por la segunda parte 26 a un régimen bajo. Después de un número predeterminado de vueltas, el mecanismo 30 de desplazamiento se desplaza nuevamente el régimen elevado de la primera parte 22. Para un ocupante de peso ligero del vehículo, la unidad 58 de control se desplaza inmediatamente a. un régimen bajo de absorción de energía. Después de un número predeterminado de vueltas, el mecanismo 30 de desplazamiento se desplaza al régimen elevado de absorción de energía. De esta manera, ambos, el ocupante de peso medio y el de peso ligero del vehículo están protegidos de un segundo choque.