WO2012143583A1 - Pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles - Google Patents

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WO2012143583A1
WO2012143583A1 PCT/ES2012/000056 ES2012000056W WO2012143583A1 WO 2012143583 A1 WO2012143583 A1 WO 2012143583A1 ES 2012000056 W ES2012000056 W ES 2012000056W WO 2012143583 A1 WO2012143583 A1 WO 2012143583A1
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WO
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tape
belt
pretensioner
rotation
wheel
Prior art date
Application number
PCT/ES2012/000056
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English (en)
French (fr)
Inventor
Luis Martinez Saez
Manuel Espantaleon Ruiz
Antonio Garcia Alvarez
Original Assignee
Universidad Politécnica de Madrid
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • B60R22/195—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type
    • B60R22/1954—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/24—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
    • B60N2/26—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles for children
    • B60N2/28—Seats readily mountable on, and dismountable from, existing seats or other parts of the vehicle
    • B60N2/2803—Adaptations for seat belts
    • B60N2002/2815—Adaptations for seat belts with additional belt accessories, e.g. a belt tension detector
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • B60R22/195—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type
    • B60R22/1954—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B60R22/1955—Linear actuators

Definitions

  • the present invention relates to a pretensioner for child safety seat harnesses, especially designed as a safety element for mounting in child safety seats for vehicles.
  • the pretensioner of the invention is applicable to existing child restraint systems as well as newly designed child safety systems or chairs. Background of the invention
  • the harnesses used in child safety chairs for mounting in seats of motor vehicles are composed of a set of tapes with fixed and rigid anchors, which by means of a free end of the belt allow to adjust their length to the dimensions of the child who usually uses the chair.
  • This type of harness does not effectively prevent the occurrence of head and neck injuries of children traveling on the child seats placed facing forward, when the vehicle suffers an accident.
  • Child seats with a built-in airbag are also known, whose objective is to reduce damage to the vehicle's side impact.
  • the methodology used has been to incorporate a system that is currently only designed for adults and update and modify it to be useful for child restraint systems.
  • a harness with a pretensioner which, mounted on a child restraint system, and by means of a spring, manages to collect a certain amount of harness tensioner tape.
  • none of the aforementioned systems provide effective protection against head or neck injuries of children mounted on child seats, fixed on vehicle seats, in the event of a frontal crash.
  • the present invention aims at a pretensioner for child safety seat harnesses, which offers maximum safety against injuries and this based on a system that allows to reduce and subsequently lengthen the length of the harness straps of children's chairs during crashes , in a controlled way, allowing the free passage of the belt through it, when the system is not activated.
  • the actions to reduce and lengthen the tape are designed to reduce the loads borne by children and improve their safety.
  • the pretensioner of the invention is composed of a frame that serves as a means of fixing the assembly to the chair or child restraint system in question.
  • the pretensioner also includes a belt pick-up device, a prestressing device and a load limiter.
  • the tape-releasing device is mounted on the frame with the power to rotate on it around a central axis.
  • the prestressing device and the load limiter are related to the tape-releasing device.
  • the belt-pick-up device includes a series of parallel rollers that define a winding path for the tape of variable length. These rollers are mounted between two plates that are perpendicular to the rollers.
  • the pick-up-release device comprises four rollers, two of which, opposite each other, they are at the same distance from the axis of rotation, this being less than the distance at which the other two rollers are. The tensioner belt will pass through the roller assembly, leaving its longitudinal displacement free at all times until the moment in which the impact of the vehicle occurs.
  • the rollers of the tape-releasing device will preferably be composed of a cylindrical core, which is fixed between the aforementioned plates, and an external bushing that can freely rotate on the core and will be shorter than said core, to avoid friction. with the plates between which the rollers are mounted. This will reduce friction in the rotation of the rollers imposed by the movement of the belt.
  • the plates of the tape-releasing device have two coaxial axes fixed on its outer face that are axially grooved. Through these axes, the tape-pick-up device is mounted on the pretensioner frame.
  • the prestressing device is constituted by a non-return drive mechanism, which is related to one of the plates of the tape-releasing device through a disc clutch and has associated automatic activation means.
  • This disc clutch is mounted in solidarity on one of the splined shafts mentioned above.
  • the load limiter As for the load limiter, it is composed of two concentric wheels, which are related to each other by a locking system without sliding in a direction of rotation and with the possibility of blocking for any relative position of the wheels and that prevents the wheel from rotating internal, with respect to the external wheel, in the opposite direction of rotation of the drive mechanism of the prestressing device.
  • the internal wheel is integrally mounted on the other splined shaft of the pick-up-releasing device, thus being said inner wheel directly related to the other plate of said pick-up-releasing device.
  • the external wheel of the load limiter meanwhile, is related to an energy dissipating element by plastic deformation and opposite to the rotation of said external wheel.
  • the belt-pick-up device is related on the one hand with the prestressing device and on the other with the load limiter, conceived as two circular ratchets with opposite locks, that is to say one It allows the turn to the side and blocks it in the opposite, and vice versa.
  • the union with one of these ratchets is carried out, as explained above, by means of a friction clutch in order to limit the pretension effort on the child, even if it is not necessary.
  • the drive mechanism of the prestressing device is composed of a cogwheel, a rack that meshes with said wheel and is movable in one direction by the said activation means, and a ratchet that prevents the rotation of the cogwheel in the opposite direction to the Zipper drive.
  • the cogwheel is mounted on the same spline shaft as the disc clutch, with free rotation on said splined shaft.
  • the cogwheel defines a central cavity on the external side in which the disc clutch is housed. This cavity is externally closed by a plate that is integral with the cogwheel, on whose plate the clutch supports and acts.
  • the automatic means for activating the drive mechanism of the prestressing device may consist of a pyrotechnic charge, a compressed gas cartridge, a pre-compressed spring, etc.
  • the rack of the drive mechanism of the prestressing device is housed in a cylindrical chamber, from which it partially protrudes on the one hand, while a pyrotechnic charge is mounted inside said chamber, the detonation of which will occur through a signal supplied by the vehicle, as a result of an impact of the vehicle, causing the rack to shift and thereby the rotation of the cogwheel which, through the clutch and the splined shaft on which said clutch is mounted , will cause the partial rotation of the tape-releasing device to reduce the available tape length.
  • the locking system on the other side of the shaft will allow rotation without resistance, having freedom of rotation in this direction.
  • Figure 1 is a perspective view of a pretensioner constituted according to the invention, seen from the side of the prestressing device.
  • Figure 2 is a perspective similar to Figure 1, seen from the opposite side.
  • Figure 3 is a side view of the assembly of the drive mechanism of the prestressing device.
  • Figure 4 shows in perspective the different components of the pyrotechnic assembly used in the drive mechanism of the prestressing device of Figure 3.
  • Figure 5 is an exploded perspective view of the components of the drive mechanism of the prestressing device of Figure 3.
  • Figure 6 is a perspective of the tape-releasing device.
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the same tape-releasing device.
  • Figure 8 is a side view of the load limiter.
  • Figure 9 is an exploded perspective view of the same load limiter.
  • Figure 10 is a perspective of the pretensioner frame.
  • Figure 11 is an exploded perspective view of the same frame.
  • Figure 12 shows schematically and in side view the path of the tape mounted on the tape-releasing device in the different positions it can take.
  • FIG. 1 and 2 two perspective views are shown at 180 9 of a pretensioner for child safety seat harnesses, constituted according to the invention, comprising a frame 1, which will serve as a means for fixing the assembly to the chair or child restraint system in question, on whose frame a device is mounted tape pick-up-picker which is generally indicated by reference 2.
  • the pretensioner of the invention further includes a prestressing device 3, which is related to the tape-pick-up-release device 2, and a load limiter 4, also related with the tape-releasing device.
  • the frame 1, as can be seen better in Figures 10 and 11, in the example shown is constituted by two parallel walls 5, fixed by screw assemblies 6 and nut 7 to a base plate 8.
  • the walls 5 have opposite circular openings 9 between which the belt-pick-up device 2 will be mounted. From the external surface of these same walls, pivots 10, 11 and 12 protrude, which are used to mount certain components of the load limiter 4 and the prestressing device 3, as will be discussed later.
  • the belt-collecting device 2 is constituted by two parallel plates 13 between which a series of rollers are mounted, perpendicular to them, four in the example shown in the drawings, which are indicated by references 14 and 15, of which the two rollers 14 are located at a greater distance from the center of the plates 13 than the two rollers 15.
  • Each of the rollers 14 and 15 is composed, as can be seen in Figure 7, by a cylindrical core 16, which is fixed to the plates 13 by screws 16 ', and by an external bushing 17 that can freely rotate on the core 16, this bushing 17 being shorter than the core 16 in order to avoid friction with the plates 13.
  • the plates 13 are also fixed by their outer face, coinciding with the center thereof, two coaxial axes 18 and 19, each of which includes an axially grooved inner section 20 and an external cylindrical section 21, which will be threaded, for fixing the prestressing device and load limiter.
  • the axes 18 are fixed to the plates 13 by means of screws 22.
  • the set described will be very robust, due to the constitution of its components and its fixing system.
  • the tape-releasing device with the constitution described and represented in figures 6 and 7 is mounted on the frame of figures 10 and 11, through the openings 9 of the walls 5, with interposition of bushings 23, figure 7, which will be fixed to the striated section 20 of the axes 18 and 19.
  • the prestressing device 3, figure 1 is constituted, as shown in figure 3, by a non-return drive mechanism 24, to which automatic activation means 25 are associated.
  • the automatic activation means comprise a cylindrical chamber 26, figure 4, in which, from one of its ends, a pyrotechnic load 27 is housed, activatable by a signal provided by the vehicle through a conductor 28.
  • a piston 26 ' is arranged in front of the pyrotechnic load 27, inside the cylinder 26.
  • the non-return drive mechanism 24, shown in exploded view in Figure 5, is composed of a cogwheel 29, inclined toothed, and a rack 30 that meshes with said wheel.
  • the zipper 30 is carved in a cylindrical rod that is housed in the cylindrical chamber 26 of the automatic activation means, resting on the piston 26 'and partially protruding from it, as shown in Figure 3, so that the detonation of the pyrotechnic load 27 will cause the piston 26 'to move and thus that of the rack 30 towards the outside of the cylindrical chamber 26, causing the toothed wheel 29 to rotate in the direction of the arrow A in Figure 3.
  • the rotation of this cogwheel in the opposite direction is prevented by a ratchet 31 that is mounted on the pivot 12, figure 11, of the frame 1.
  • the rod that the shape can have, in a position diametrically opposite to the teeth 32, a longitudinal channel 33 in which a freewheel wheel 34 is coupled, figure 3.
  • the cogwheel 29 is mounted on the grooved section 20 of the axis 18 of the belt-collecting device 2, with freedom of rotation on it, for which a bushing 35 3 ⁇ 4 is shown Figure 6.
  • this cogwheel 29 delimits on the external side a central cavity 36 in which a disc clutch 37 is housed.
  • the cavity 36 is closed by a plate 38 which is fixed to the cogwheel 29 by means of screws 39.
  • the disc clutch 37 in turn, is mounted on the same striated section 20 of the axis 18, without the power to rotate with respect to it and supports its external surface on the plate 38. This whole assembly is retained by the cylindrical section 21 of the axis 18, by means of a washer 40 and a nut 41 threaded into the threaded cylindrical section 21 of said axis 18.
  • the prestressing device 3 is therefore related to the belt-pick-up device 2 through the clutch 37, integrally mounted on the striated section 20 of the axis 18 of said device.
  • the load limiter 4, figure 2 is constituted, as can be seen in figures 8 and 9, by two concentric wheels 42 and 43 that are interconnected by a unidirectional locking system that prevents the wheel from rotating internal 42, with respect to the external wheel 43, in the opposite direction to the direction of rotation A, figure 3, of the gearwheel 29.
  • the internal wheel 42 internally has a carved opening 44 to adjust on the toothed section 20 of the axis 19, figure 6, of the collecting device-tape release.
  • the external wheel 43 is related to an energy dissipating element 45 that opposes the rotation of said external wheel 43.
  • the retention of the assembly on the axle 19 is achieved by a washer 46 and a nut 47 which is fixed on the threaded cylindrical section 21 of said axis 19, all as shown in figures 2 and 8.
  • the deformation energy dissipating element 45 is designed in the form of a steel rod that is mounted on grooved wheels 51 and 52 and fixed at one of its ends 53 to the external wheel 43, in a hole 54 Of the same.
  • the load limiter 4, figure 2 is also related to the belt pick-up device 2, through the assembly of the internal wheel 42, figure 9, in the toothed section 20 of the axis 19, figure 6.
  • the strap 55 of the harness passes through the pick-up-releasing device 2, as shown in Figures 1 and 2, resting on the inner rollers 15, which are those that are located at a smaller distance from the axis of rotation of the pick-up device -liberator, also being able to rest on one of the external rollers 14, located at a greater distance, as indicated in figure 12, with the reference I.
  • the prestressing device 3, figure 1 When the impact of the vehicle occurs, the prestressing device 3, figure 1 will be actuated which, through the gearwheel 29, will cause the belt-releasing device 2 to rotate, to the position shown with reference III of figure 12 , reducing the tape length 55 available.
  • the unidirectional locking system on the opposite side, belonging to load limiter 4, will allow movement without resistance in this direction of rotation.
  • the clutch 37, figure 5 In the event that the child suffers excessive pressure, because the harness strap 55 is lacking in play, and does not allow more tape to be collected from the tape-releaser, or if the prestressing device 3 uses an excessive load, the clutch 37, figure 5, limiting the tension of the belt during the prestressing phase.
  • the tensioning belt 55 will initially be in contact with the inner rollers 15 and, if necessary, also with one or both outer rollers 14.
  • the tape-releasing device 2 will rotate to the position III and the outer rollers 14 will create a deviation in the geometry of the belt path and thus an adjustment in the chair harness.
  • the ratchet 31 of the prestressing device 3 will prevent the rotation of the tape-releasing device 2 to release the collected tape, together with the one that was wound from the beginning.
  • the activation of the pretensioner of the invention must be controlled by the electronic control unit of the vehicle safety systems.
  • the vehicle will send through the driver 28, figure 4, a signal that will activate the pyrotechnic element 27, whose detonation will produce the displacement of the rack 32 and with it the rotation of the cogwheel 29, taking place the prestressing of the tape 55, from position I, figure 12, to position III.
  • the rotation of the cogwheel 29 in the opposite direction is prevented by the ratchet 31.
  • the rotation of the cogwheel 29 will be transmitted to the belt-collecting device 2 through the ribbed section 20 of the axis 18, figure 6.
  • the outer wheel 43 of the load limiter 4 is intended, once position III of Figure 12 has been reached, to control the force with which the belt length is to be released, thereby absorbing part of the impact energy .
  • the unidirectional locking system defined between the inner and outer wheels 42 of the load limiter, figure 9 allows the belt-collecting device 2 to rotate in the pretension without dragging the outer wheel 43 and that once the rotation of the pretension is finished, said belt-collecting device is blocked with this external wheel 43.
  • the deformation of the deformation energy dissipating element 45 of the load limiter will be responsible for obtaining the necessary energy absorption until the tensioning belt 55 recovers its natural length without winding.
  • the variation from position I to position IX corresponds to an operating option in which the belt 55 is picked up by the tape-releasing device, in the pretension phase, subsequently returning the entire length of possible tape during the load limiting phase.
  • the second option occurs when the tape-releasing device 2 is not able to collect more length of tape, either because the tape is very tight to the body of the child or because there is no firing of the pyrotechnic charge during low speed shocks. This option starts from position V, until the total release of the tape indicated in position IX. In any situation, the pretensioner of the invention will always have the capacity to act as a load limiter.
  • the pretensioner of the invention could lack the prestressing device 3, figure 1, then acting only as a stress limiter and, therefore, the tape would be fully wound from the beginning, allowing the free passage thereof during normal use.
  • the pretensioner of the invention may lack the load limiter 4, then the load limitation depends only on the performance of the clutch 37 of the prestressing device.
  • the automatic means of activation of the prestressing device are constituted by a pyrotechnic charge, a compressed gas, a pre-compressed spring or any other system that stores energy and returns it quickly could also be used as the actuating means. .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, que comprende un bastidor (1) de fijación a la silla, un dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) que va montado en el bastidor con facultad de giro alrededor de un eje central, un dispositivo de pretensado (3) relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta, y un limitador de carga (4) también relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta. El dispositivo de pretensado lleva asociado medios automáticos de activación (25) por la unidad de control electrónico de la seguridad del vehículo.

Description

P ETENSO PARA ARNESES DE SILLAS DE SEGURIDAD INFANTILES
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, especialmente concebido como elemento de seguridad para su montaje en sillas de seguridad infantiles de vehículos.
El pretensor de la invención es aplicable tanto a los sistemas de retención infantil existentes como a los sistemas o sillas infantiles de seguridad de nuevo diseño. Antecedentes de la invención
En la actualidad los arneses utilizados en las sillas de seguridad infantiles para su montaje en asientos de los vehículos a motor, están compuestos por un conjunto de cintas con anclajes fijos y rígidos, que mediante un extremo libre de la cinta permiten ajustar su longitud a las dimensiones del niño que utiliza habitualmente la silla.
Este tipo de arneses no impide de forma eficaz el que se produzcan lesiones en la cabeza y el cuello de los pequeños que viajan sobre las sillas infantiles colocadas mirando hacia delante, cuando el vehículo sufre un accidente.
Actualmente son conocidos pretensores con limitación de esfuerzo aplicados en cinturones de seguridad de adultos, basados en el movimiento circular de un carrete. En este caso, un extremo del cinturón de seguridad esta sujeto en el propio carrete y mediante rotaciones en uno u otro sentido es capaz de recoger o liberar cinta, para regular la tensión existente en el cinturón durante los choques del vehículo.
Esta configuración, en la cual un extremo del cinturón está sujeto en el carrete de bobinado, no es sin embargo, aplicable a los arneses de los sistemas de retención infantil, instalados en las sillas de seguridad. El dispositivo, tal y como está considerado, admite y permite el paso libre de la cinta a su través, permitiendo el uso tradicional de los sistemas de retención infantil convencionales, donde para ajustar la longitud del arnés se tira del extremo libre de la cinta de dicho arnés.
Son conocidos sistemas que buscan una solución para limitar la carga durante la desaceleración, por medio de un "limitador textil de carga", que mediante el cosido en zigzag de las correas superiores del arnés de la silla de seguridad infantil y su posterior rotura, permite aumentar la absorción de energía con respecto a un arnés convencional.
También son conocidas sillas infantiles con airbag incorporado, cuyo objetivo es el de reducir los daños ante impacto lateral del vehículo. La metodología utilizada ha consistido en incorporar un sistema que en la actualidad sólo está diseñado para adultos y actualizarlo y modificarlo para que sea de utilidad para los sistemas de retención infantil.
Por la WO 2007115303 es conocido un arnés con pretensor que montado en un sistema de retención infantil, y por medio de un resorte, consigue recoger una cierta cantidad de cinta del tensor del arnés.
Sin embargo, ninguno de los sistemas citados proporciona una protección eficaz contra las lesiones en la cabeza o cuello de los niños montados sobre las sillas infantiles, fijadas sobre asientos de vehículos, en caso de choque frontal del mismo.
Descripción de la invención
La presente invención tiene por objeto un pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, que ofrezca la máxima seguridad contra lesiones y ello en base a un sistema que permita reducir y posteriormente alargar la longitud de las cintas del arnés de las sillas infantiles durante los choques, de una forma controlada, permitiendo el paso libre de la cinta a través del mismo, cuando el sistema no está accionado. Las acciones de reducir y alargar la cinta están diseñadas para disminuir las cargas soportadas por los niños y mejorar su seguridad.
El pretensor de la invención está compuesto por un bastidor que sirve como medio de fijación del conjunto a la silla o sistema de retención infantil de que se trate. El pretensor incluye además un dispositivo recogedor-liberador de cinta, un dispositivo de pretensado y un limitador de carga. El dispositivo recogedor-liberador de cinta va montado en el bastidor con facultad de giro sobre el mismo alrededor de un eje central. Por su parte el dispositivo de pretensado y el limitador de carga van relacionados con el dispositivo recogedor-liberador de cinta.
El dispositivo recogedor-liberador de cinta incluye una serie de rodillos paralelos que definen una trayectoria de enrollado para la cinta de longitud variable. Estos rodillos van montados entre dos placas que son perpendiculares a los rodillos. En una ejecución preferida, el dispositivo recogedor-liberador comprende cuatro rodillos, dos de los cuales, opuestos entre sí, se encuentran a igual distancia del eje de giro, siendo ésta menor que la distancia a la que se encuentran los otros dos rodillos. La cinta del tensor pasará por el conjunto de rodillos, quedando libre su desplazamiento longitudinal en todo momento hasta el instante en el que se produzca el impacto del vehículo.
Los rodillos del dispositivo recogedor-liberador de cinta estarán preferentemente compuestos por un núcleo cilindrico, que va fijado entre las placas citadas, y por un casquillo externo que podrá girar libremente sobre el núcleo y será de menor longitud que dicho núcleo, para evitar el rozamiento con las placas entre las que van montados los rodillos. De este modo se reducirá el rozamiento en el giro de los rodillos impuesto por el desplazamiento de la cinta.
Las placas del dispositivo recogedor-liberador de cinta llevan fijadas por su cara externa sendos ejes coaxiales que están axialmente estriados. A través de estos ejes se monta el dispositivo recogedor-liberador de cinta en el bastidor del pretensor.
El dispositivo de pretensado está constituido por un mecanismo de accionamiento antirretorno, que va relacionado con una de las placas del dispositivo recogedor-liberador de cinta a través de un embrague de disco y lleva asociados medios de activación automática. Este embrague de disco va montado solidariamente sobre uno de los ejes estriados antes citados.
En cuanto al limitador de carga está compuesto por dos ruedas concéntricas, que están relacionadas entre sí mediante un sistema de bloqueo sin deslizamiento en una dirección de giro y con posibilidad de bloqueo para cualquier posición relativa de las ruedas y que impide el giro de la rueda interna, respecto de la rueda externa, en el sentido de giro opuesto al del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado. La rueda interna va montada solidariamente sobre el otro eje estriado del dispositivo recogedor- liberador, quedando así dicha rueda interna relacionada directamente con la otra placa de dicho dispositivo recogedor-liberador de cinta. La rueda externa del limitador de carga, por su parte, queda relacionada con un elemento disipador de energía por deformación plástica y opuesto al giro de dicha rueda externa.
Con la constitución descrita, el dispositivo recogedor-liberador de cinta va relacionado por un lado con el dispositivo de pretensado y por el otro con el limitador de carga, concebidos como dos trinquetes circulares con bloqueos opuestos, es decir que uno permite el giro hacia un lado y lo bloquea en el opuesto, y viceversa. La unión con uno de estos trinquetes se realiza, según se ha expuesto, mediante un embrague de fricción para poder limitar el esfuerzo de pretensión sobre el niño, aunque no sea necesario.
El mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado está compuesto por una rueda dentada, una cremallera que engrana con dicha rueda y es desplazable en un sentido por los medios de activación citados, y un trinquete que impide el giro de la rueda dentada en sentido opuesto al de accionamiento por la cremallera. La rueda dentada va montada sobre el mismo eje estriado que el embrague de disco, con facultad de giro libre sobre dicho eje estriado. Además la rueda dentada delimita por el lado externo una cavidad central en la que se aloja el embrague de disco. Esta cavidad queda exteriormente cerrada por una placa que es solidaria a la rueda dentada, sobre cuya placa apoya y actúa el embrague.
Los medios automáticos de activación del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado pueden consistir en una carga pirotécnica, en un cartucho de gas comprimido, en un resorte precomprimido, etc.
En una forma de realización la cremallera del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado va alojada en una cámara cilindrica, de la que sobresale parcialmente por un lado, mientras que por el opuesto va montada dentro de dicha cámara una carga pirotécnica, cuya detonación se producirá a través de una señal suministrada por el vehículo, como consecuencia de un impacto del mismo, provocando el desplazamiento de la cremallera y con ello el giro de la rueda dentada que, a través del embrague y del eje estriado en el que dicho embrague va montado, provocará el giro parcial del dispositivo recogedor-liberador de cinta, para reducir la longitud de cinta disponible. El sistema de bloqueo del otro lado del eje permitirá el giro sin oponer resistencia, al tener libertad de giro en este sentido. En el caso de que el niño sufriera un apriete excesivo, por falta de holgura en la correa del arnés, y no permitiera recoger más cinta del arnés, o que el pretensor utilizara una carga excesiva, actuará el embrague, limitando la tensión de la cinta hasta un límite, para evitar lastimar o crear lesión al pequeño. Breve descripción de los dibujos
En los dibujos adjuntos se muestra un pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, constituido de acuerdo con la invención y dado a título de ejemplo no limitativo. En los dibujos:
La figura 1 es una perspectiva de un pretensor constituido de acuerdo con la invención, visto por el lado del dispositivo de pretensado.
La figura 2 es una perspectiva similar a la figura 1, vista desde el lado opuesto.
La figura 3 es una vista lateral del conjunto del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado.
La figura 4 muestra en perspectiva los diferentes componentes del conjunto pirotécnico utilizado en el mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado de la figura 3.
La figura 5 es un despiece en perspectiva de los componentes del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado de la figura 3.
La figura 6 es una perspectiva del dispositivo recogedor-liberador de cinta.
La figura 7 es un despiece en perspectiva del mismo dispositivo recogedor- liberador de cinta.
La figura 8 es una vista lateral del limitador de carga.
La figura 9 es un despiece en perspectiva del mismo limitador de carga.
La figura 10 es una perspectiva del bastidor del pretensor.
La figura 11 es un despiece en perspectiva del mismo bastidor.
La figura 12 muestra de forma esquemática y en vista lateral el recorrido de la cinta montada sobre el dispositivo recogedor-liberador de cinta en las distintas posiciones que puede adoptar.
Descripción detallada de un modo de realización
La constitución, características y ventajas del pretensor de la invención podrán comprenderse mejor con la siguiente descripción del ejemplo de realización mostrado en los dibujos adjuntos.
En las figuras 1 y 2 se muestran dos vistas en perspectivas a 1809 de un pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, constituido de acuerdo con la invención, que comprende un bastidor 1, que servirá como medio para la fijación del conjunto a la silla o sistema de retención infantil de que se trate, en cuyo bastidor va montado un dispositivo recogedor-liberador de cinta que se indica en general con la referencia 2. El pretensor de la invención incluye además un dispositivo de pretensado 3, que va relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2, y un limitador de carga 4, también relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta.
El bastidor 1, según puede apreciarse mejor en las figuras 10 y 11, en el ejemplo representado está constituido por dos paredes paralelas 5, fijadas mediante conjuntos de tornillo 6 y tuerca 7 a una placa base 8.
Las paredes 5 disponen de aberturas circulares enfrentadas 9 entre las que se montará el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2. De la superficie externa de estas mismas paredes sobresalen pivotes 10, 11 y 12 que sirven para el montaje de determinados componentes del limitador de carga 4 y del dispositivo de pretensado 3, según se expondrá más adelante.
Según se muestra en las figuras 6 y 7, el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 está constituido por dos placas paralelas 13 entre las que van montados, en dirección perpendicular a las mismas, una serie de rodillos, cuatro en el ejemplo representado en los dibujos, que se indican con las referencias 14 y 15, de los cuales los dos rodillos 14 quedan situados a mayor distancia del centro de las placas 13 que los dos rodillos 15.
Cada uno de los rodillos 14 y 15 está compuesto, según puede apreciarse en la figura 7, por un núcleo cilindrico 16, que va fijado a las placas 13 mediante tornillos 16', y por un casquillo externo 17 que puede girar libremente sobre el núcleo 16, siendo además este casquillo 17 de menor longitud que el núcleo 16 con el fin de evitar su rozamiento con las placas 13.
Las placas 13 llevan además fijadas por su cara externa, en coincidencia con el centro de las mismas, sendos ejes coaxiales 18 y 19, cada uno de los cuales incluye un tramo interno 20 axialmente estriado y un tramo externo 21 cilindrico, que irá roscado, para la fijación del dispositivo de pretensado y del limitador de carga. La fijación de los ejes 18 a las placas 13 se realiza mediante tornillos 22.
El conjunto descrito será de gran robustez, por la constitución de sus componentes y por el sistema de fijación de los mismos.
El dispositivo recogedor-liberador de cinta con la constitución descrita y representado en las figuras 6 y 7 se monta en el bastidor de las figuras 10 y 11, a través de las aberturas 9 de las paredes 5, con interposición de casquillos 23, figura 7, que irán fijados al tramo 20 estriado de los ejes 18 y 19.
El dispositivo de pretensado 3, figura 1, está constituido, según se muestra en la figura 3, por un mecanismo de accionamiento antirretorno 24, al que van asociados medios automáticos de activación 25.
En el ejemplo representado, los medios automáticos de activación comprenden una cámara cilindrica 26, figura 4, en la que se aloja, a partir de uno de sus extremos, una carga pirotécnica 27, activable mediante una señal proporcionada por el vehículo a través de un conductor 28. Por delante de la carga pirotécnica 27 va dispuesto, dentro del cilindro 26, un pistón 26'.
Por su parte, el mecanismo de accionamiento antirretorno 24, mostrado en despiece en la figura 5, está compuesto por una rueda dentada 29, con dentado inclinado, y por una cremallera 30 que engrana con dicha rueda. La cremallera 30 está tallada en un vástago cilindrico que se aloja en la cámara cilindrica 26 de los medios automáticos de activación, apoyando sobre el pistón 26' y sobresaliendo parcialmente de la misma, según se muestra en la figura 3, de modo que la detonación de la carga pirotécnica 27 provocará el desplazamiento del pistón 26' y con ello el de la cremallera 30 hacia el exterior de la cámara cilindrica 26, provocando el giro de la rueda dentada 29 en el sentido de la flecha A de la figura 3. El giro de esta rueda dentada en sentido opuesto queda impedido mediante un trinquete 31 que va montado en el pivote 12, figura 11, del bastidor 1. Para asegurar el deslizamiento de la cremallera 30 sin el riesgo de que se produzcan giros de la misma, el vástago que la conforma puede presentar, en posición diametralmente opuesta al dentado 32, un canal longitudinal 33 en el que se acopla una rueda 34 de giro libre, figura 3.
La rueda dentada 29 va montada sobre el tramo estriado 20 del eje 18 del dispositivo recogedor-liberador de cinta 2, con libertad de giro sobre el mismo, para lo cual se interpone un casquillo 35¾ figura 6. Según puede apreciarse en la figura 5, esta rueda dentada 29 delimita por el lado externo una cavidad central 36 en la que se aloja un embrague de disco 37. La cavidad 36 queda cerrada mediante una placa 38 que se fija a la rueda dentada 29 mediante tornillos 39. El embrague de disco 37 a su vez va montado sobre el mismo tramo estriado 20 del eje 18, sin facultad de giro respecto del mismo y apoya por su superficie externa sobre la placa 38. Todo este conjunto queda retenido por el tramo cilindrico 21 del eje 18, mediante una arandela 40 y una tuerca 41 enroscada en el tramo cilindrico roscado 21 de dicho eje 18.
El dispositivo de pretensado 3, con la constitución descrita, queda por tanto relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 a través del embrague 37, montado solidariamente sobre el tramo estriado 20 del eje 18 de dicho dispositivo.
Por último, el limitador de carga 4, figura 2, está constituido, según puede apreciarse en las figuras 8 y 9, por dos ruedas concéntricas 42 y 43 que están relacionadas entre sí mediante un sistema de bloqueo unidireccional que impide el giro de la rueda interna 42, respecto de la rueda externa 43, en sentido opuesto al sentido de giro A, figura 3, de la rueda dentada 29. La rueda interna 42 lleva interiormente una abertura 44 tallada para ajustar sobre el tramo dentado 20 del eje 19, figura 6, del dispositivo recogedor- liberador de cinta. Por su parte la rueda externa 43 está relacionada con un elemento disipador de energía 45 que se opone al giro de dicha rueda externa 43. La retención del conjunto sobre el eje 19 se consigue mediante una arandela 46 y una tuerca 47 que se fija sobre el tramo cilindrico 21 roscado de dicho eje 19, todo ello según se muestra en las figuras 2 y 8.
La forma en la que está diseñada la rueda interna 42, con escalones 48 en cada uno de los cuales va dispuesto un resorte 49 y una bola extrema 50, permiten el giro de la rueda interna 42, respecto de la rueda externa 43, en el sentido de la flecha B de la figura 8, es decir, en sentido contrario al de la rueda dentada 29, según la flecha A de la figura 3. Para evitar que las bolas 50 puedan desplazarse lateralmente, la rueda exterior 43 dispone en su pared interna de un surco en el que se alojan estas bolas 50, con facultad de deslizamiento a lo largo del mismo.
En el ejemplo representado en los dibujos, el elemento disipador de energía por deformación 45 está concebido en forma de varilla acerada que va montada sobre ruedas acanaladas 51 y 52 y fijada por uno de sus extremos 53 a la rueda externa 43, en un orificio 54 de la misma.
Con la constitución comentada, el limitador de carga 4, figura 2, va también relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2, a través del montaje de la rueda interna 42, figura 9, en el tramo dentado 20 del eje 19, figura 6.
Con la constitución descrita se dispone de un sistema que permitirá reducir y posteriormente alargar la longitud de las cintas del arnés de las sillas infantiles durante los choques de una forma controlada, permitiendo el paso libre de dicha cinta cuando el pretensor no está accionado. La cinta 55 del arnés pasa a través del dispositivo recogedor- liberador de cinta 2, según se muestra en las figuras 1 y 2, apoyando en los rodillos interiores 15, que son los que están situados a menor distancia del eje de giro del dispositivo recogedor-liberador, pudiendo también apoyar en uno de los rodillos externos 14, situado a mayor distancia, según se indica en la figura 12, con la referencia I.
Cuando se produzca el impacto del vehículo se accionará el dispositivo de pretensado 3, figura 1 que, a través de la rueda dentada 29 provocará el giro del dispositivo recogedor-liberador de cinta 2, hasta la posición mostrada con la referencia III de la figura 12, reduciendo la longitud de cinta 55 disponible. El sistema de bloqueo unidireccional del lado opuesto, perteneciente al limitador de carga 4, permitirá el movimiento sin oponer resistencia en este sentido de giro. En el caso de que el niño sufriera una presión excesiva, por carecer de holgura la correa 55 del arnés, y no permitiera recoger más cinta del recogedor-liberador de cinta, o bien que el dispositivo de pretensado 3 utilizara una carga excesiva, actuará el embrague 37, figura 5, limitando la tensión de la cinta durante la fase de pretensado.
Según se muestra en la figura 12 en la posición I, la cinta 55 tensora estará inicialmente en contacto con los rodillos interiores 15 y en caso necesario también con uno o los dos rodillos exteriores 14. El dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 girará hasta la posición III y los rodillos exteriores 14 crearán un desvío en la geometría de la trayectoria de la cinta y así un ajuste en el arnés de la silla. El trinquete 31 del dispositivo de pretensado 3 evitará el giro del dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 para soltar la cinta recogida, junto con la que se encontraba enrollada desde el inicio.
El funcionamiento del pretensor de la invención se expondrá seguidamente con referencia a la figura 12, donde la posición I corresponde a la posición inicial anteriormente expuesta y las posiciones sucesivas II y III las que ocupará el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 como consecuencia de la activación del elemento pirotécnico 25. A partir de la posición IV se inicia la liberación de la cinta 55, hasta alcanzar la posición IX de liberación total. Este proceso tiene lugar también incluso en el caso de que no se active el elemento pirotécnico 25, debido a la baja intensidad del impacto. En este caso el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 de la invención se inicia en la posición V, iniciando la liberación de cinta a partir de la posición VI, hasta alcanzar la posición IX, coincidente con la anteriormente expuesta.
La activación del pretensor de la invención debe estar controlada por la propia unidad electrónica de control de los sistemas de seguridad del vehículo. Ante un caso de accidente, el vehículo enviará a través del conductor 28, figura 4, una señal que activará el elemento pirotécnico 27, mediante cuya detonación se producirá el desplazamiento de la cremallera 32 y con ello el giro de la rueda dentada 29, produciéndose el pretensado de la cinta 55, desde la posición I, figura 12, hasta la posición III. El giro de la rueda dentada 29 en sentido contrario queda impedido por el trinquete 31. El giro de la rueda dentada 29 será transmitido al dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 a través del tramo nervado 20 del eje 18, figura 6.
La rueda exterior 43 del limitador de carga 4 tiene por objeto, una vez alcanzada la posición III de la figura 12, controlar la fuerza con la que se va a permitir liberar la longitud de cinta, absorbiendo de este modo parte de la energía del impacto.
Por su parte, el sistema de bloqueo unidireccional definido entre las ruedas interior 42 y exterior 43 del limitador de carga, figura 9, permiten que el dispositivo recogedor- liberador de cinta 2 pueda girar en la pretensión sin arrastrar a la rueda exterior 43 y que una vez terminado el giro de la pretensión dicho dispositivo recogedor-liberador de cinta quede bloqueado con esta rueda externa 43.
La deformación del elemento disipador de energía por deformación 45 del limitador de carga será la encargada de obtener la absorción de energía necesaria hasta que la cinta tensora 55 recobre su longitud natural sin enrollar.
Durante la fase de limitación de esfuerzos, además de la deformación del elemento disipador de energía 45, se encargará de absorber energía también el embrague 37, figura 5, que entra a formar parte del dispositivo de pretensado.
En la figura 12, la variación desde la posición I a la posición IX corresponden a una opción de funcionamiento en la que la cinta 55 es recogida por el dispositivo recogedor- liberador de cinta, en la fase de pretensión, devolviendo posteriormente toda la longitud de cinta posible durante la fase de limitación de carga. La segunda opción de produce cuando el dispositivo recogedor-liberador de cinta 2 no es capaz de recoger más longitud de cinta, bien porque la cinta esté muy ceñida al cuerpo del niño o porque no se produzca el disparo de la carga pirotécnica durante choques a baja velocidad. En esta opción se parte de la posición V, hasta la liberación total de la cinta indicada en la posición IX. En cualquier situación el pretensor de la invención tendrá siempre capacidad de actuar como limitador de carga.
El pretensor de la invención podría carecer del dispositivo de pretensado 3, figura 1 actuando entonces únicamente como limitador de esfuerzos y, por tanto, la cinta iría totalmente enrollada desde el inicio, permitiendo el paso libre de la misma durante el uso habitual.
También el pretensor de la invención podría carecer del limitador de carga 4, dependiendo entonces la limitación de carga solo de la actuación del embrague 37 del dispositivo de pretensado.
Aunque en el ejemplo representado en los dibujos los medios automáticos de activación del dispositivo de pretensado están constituidos por una carga pirotécnica, también podría utilizarse como medio de accionamiento un gas comprimido, un muelle precomprimido o cualquier otro sistema que almacene energía y la devuelva con rapidez.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Pretensor para arneses de sillas de seguridad infantiles, caracterizado porque comprende un bastidor (1) de fijación a la silla, un dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) que va montado en el bastidor con facultad de giro alrededor de un eje central, un dispositivo de pretensado (3) relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta, y un limitador de carga (4) también relacionado con el dispositivo recogedor-liberador de cinta; cuyo dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) comprende una serie de rodillos (14-15) paralelos que definen una trayectoria de enrollado para la cinta de longitud variable y van montados entre dos placas (13) perpendiculares a los rodillos; y cuyo dispositivo de pretensado (3) está compuesto por un mecanismo de accionamiento antirretorno, que va relacionado con una de las placas (13) del dispositivo recogedor- liberador de cinta a través de un embrague (37) y lleva asociados medios automáticos de activación (25); y cuyo limitador de carga (4) está compuesto por dos ruedas concéntricas, (42 y 43), que están relacionadas entre sí mediante un sistema de bloqueo unidireccional que impide el giro de la rueda interna (42) respecto de la rueda externa (43), en sentido opuesto al del mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado, estando la rueda interna (42) relacionada directamente con la otra placa (13) del dispositivo recogedor-liberador de cinta y la rueda externa con un elemento disipador de energía por deformación (45) opuesto al giro de dicha rueda externa (43).
2.- Pretensor según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) comprende cuatro rodillos (14-15), situados por parejas a diferente distancia del eje de giro de dicho dispositivo.
3. - Pretensor según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque los rodillos (14- 15) y el dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) están compuestos por un núcleo cilindrico (16) que va fijado entre las palcas (13), y un casquillo externo (17) de menor t longitud, libremente giratorio sobre dicho núcleo.
4. - Pretensor según la reivindicación 1, caracterizado porque las placas (13) del dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) llevan fijadas por su superficie externa sendos ejes coaxiales (18-19) que incluyen un tramo interno (20) axialmente estriado, a través de cuyos ejes va el dispositivo recogedor-liberador de cinta (2) montado en el bastidor, estando el embrague de disco (37) del dispositivo de pretensado montado solidariamente sobre el tramo estriado de uno de los ejes (18-19) y la rueda interna (42) del limitador de carga montada solidariamente sobre el tramo estriado (20) del otro eje.
5. - Pretensor según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo de accionamiento del dispositivo de pretensado (3) comprende una rueda dentada (29), una cremallera (30) que engrana con dicha rueda dentada y es desplazable en un sentido por los medios de activación (25), y un trinquete (31) que impide el giro de la rueda dentada en sentido opuesto al de accionamiento por la cremallera; cuya rueda dentada (29) va montada sobre el mismo tramo estriado (20) del eje (18) que el embrague de disco (37), con facultad de giro libre sobre el mismo y que delimita por el lado externo una cavidad central (36) en la que se aloja el embrague (37); estando dicha cavidad (36) cerrada exteriormente por una placa (38) solidaria a la rueda dentada (29), sobre cuya placa apoya el embrague (37).
6. - Pretensor según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios de activación citados consisten en una carga pirotécnica.
7.- Pretensor según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios de activación citados consisten en un cartucho de gas comprimido.
8. - Pretensor según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios de activación citados consisten en un resorte precomprimido.
9. - Pretensor según las reivindicaciones 5 y 6, 7 u 8, caracterizado porque la cremallera está alojada en una cámara cilindrica, de la que sobresale parcialmente por un lado, mientras que por el opuesto va montada, dentro de dicha cámara, la carga pirotécnica.
10. - Pretensor según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende un cable (28) de conexión a la unidad electrónica de control de los sistemas de seguridad del vehículo, a través del que se envía la señal de activación de la carga pirotécnica (27).
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