ES2239283T3 - Dispositivo para tensar un cinturon de seguridad. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para tensar un cinturó de seguridad, con un motor (10) y un medio de transmisión de la tracción (20), uno de cuyos extremos está acoplado a un cierre de cinturón (26) o a un herraje terminal (36) del cinturón de seguridad, donde el medio de transmisión de la tracción (20) está acoplado al motor (10) de tal modo que el movimiento de accionamiento del motor (10) se transforma en un movimiento longitudinal del medio de transmisión de la tracción (20) caracterizado porque el motor (10) está configurado como accionamiento tensor para un tensado de emergencia.

Description

Dispositivo para tensar un cinturón de seguridad.

La invención se refiere a un dispositivo para tensar un cinturón de seguridad, con un motor y un medio de transmisión de la tracción, uno de cuyos extremos está acoplado a un cierre del cinturón o a un herraje terminal del cinturón de seguridad.

Un dispositivo de este tipo se conoce por la patente DE 199 61 799 A1. Un dispositivo electromotor sirve para llevar, en caso de accidente inminente del vehículo, el cierre del cinturón desde una posición normal a una posición de seguridad provisional, de modo que se ejerce una fuerza de tracción mayor sobre la cinta del cinturón de seguridad. Este proceso se denomina en general tensado previo y exige sólo una parte de la fuerza necesaria para el tensado propiamente dicho de la cinta del cinturón. Si se produce realmente un impacto, un dispositivo tensor independiente, de activación pirotécnica, se ocupa del proceso de tensado de emergencia con el que el cierre del cinturón se lleva a una posición de seguridad definitiva. De no ser así, el cierre del cinturón vuelve a su posición normal por medio de un resorte de compresión.

En un dispositivo tensor de activación pirotécnica supone una desventaja el hecho de que sólo se pueda utilizar una vez. Además, un dispositivo de este tipo sólo proporciona la energía de accionamiento necesaria para tensar la cinta del cinturón durante un periodo de tiempo extremadamente breve. Si por cualquier motivo la cinta del cinturón no se puede tensar suficientemente durante este tiempo no hay posibilidad de continuar el proceso de tensado.

La invención crea un dispositivo para tensar un cinturón de seguridad que se puede utilizar varias veces y que proporciona una fuerza constante, durante un tiempo suficientemente prolongado, para tensar la cinta del cinturón. Según la invención el motor está construido como accionamiento tensor para un tensado de emergencia, donde el medio de transmisión de la tracción está acoplado al motor de tal modo que el movimiento de impulso del motor se transforma en un movimiento longitudinal del medio de transmisión de la tracción. El motor de accionamiento es suficiente para garantizar la función tensora, y ya no se necesita un impulso tensor pirotécnico. La invención se basa en el conocimiento de la existencia de motores eléctricos capaces de conseguir en un tiempo mínimo un número de revoluciones muy elevado bajo carga. Las fuerzas sobre el cinturón que se pueden obtener con este esquema de accionamiento son menores que las generadas con un dispositivo tensor pirotécnico; a diferencia de un dispositivo tensor pirotécnico, con el que se genera de forma muy rápida una presión de accionamiento, que sin embargo desciende de forma pronunciada una vez alcanzado el máximo, el par de accionamiento de un motor eléctrico se mantiene durante la totalidad del proceso, de modo que unas fuerzas de accionamiento menores resultan suficientes. Mientras el motor reciba una corriente suficiente puede mantener la fuerza necesaria para el tensado. No existe riesgo de que el proceso de tensado se interrumpa antes de tiempo. Una vez que se ha producido el tensado no hace falta cambiar el accionamiento, pues el motor, a diferencia de una carga pirotécnica, no se destruye.

El motor de accionamiento es preferiblemente un motor de corriente continua sin escobillas y con rótor interior. Por lo general los rótores interiores proporcionan un par menor en comparación con los rótores exteriores, pero tienen también un par de inercia menor. Se ha podido ver que este criterio es más importante, pues solamente un momento de inercia escaso permite el necesario tiempo de arranque breve. Además los motores de corriente continua sin escobillas permiten intensidades de corriente muy elevadas, al menos durante un tiempo breve, de modo que se puede obtener un par de arranque relativamente grande sin dificultades. En combinación con el par de inercia bajo, el par de arranque elevado del motor de corriente continua garantiza una aceleración extremadamente rápida hasta alcanzar un número de revoluciones muy elevado.

Resulta especialmente ventajosa la utilización de un motor que pueda funcionar a velocidades diferentes. Así el motor puede efectuar el tensado de emergencia y también un tensado previo para el que no se necesita un número de revoluciones tan elevado.

Una funcionalidad adicional del dispositivo conforme a la invención se obtiene por el hecho de que el motor puede funcionar en dos direcciones opuestas. Al margen de que de este modo, una vez que se ha producido el tensado, se pueda devolver el cierre del cinturón o el herraje terminal a la posición normal de una forma sencilla, se puede efectuar además una función de acercamiento del cierre. El motor transporta el cierre del cinturón hacia arriba, para facilitar al pasajero del vehículo el encaje de la lengüeta del cinturón de seguridad, y a continuación la dirección de funcionamiento inversa del motor devuelve el cierre del cinturón a la posición normal especificada.

En una primera forma de realización preferida de la invención, la transformación del movimiento de giro del motor en un movimiento lineal tiene lugar acoplando al motor un casquillo roscado con rosca interior y disponiendo en el casquillo roscado un cuerpo roscado con una rosca exterior correspondiente, a la que se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción.

En una segunda forma de realización preferida el motor impulsa un piñón que engrana en una cremallera, en la que a su vez se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción. Con el fin de conseguir una relación de transmisión apropiada para el movimiento de la cremallera se prevé un engranaje planetario preferiblemente entre el árbol de accionamiento del motor y el piñón.

En una tercera forma de realización preferida el rótor interior del motor presenta una rosca interior, en la cual engrana una rosca exterior de un cuerpo roscado, en el que a su vez se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción. Esto permite una estructura muy compacta, de modo que el dispositivo conforme a la invención se puede configurar también como tensor lineal sin cambio de dirección del medio de tracción.

Otras características y ventajas de la invención se deducen de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos, a los que se hace referencia. En los dibujos puede verse:

- Figura 1 una vista lateral de un dispositivo tensor conforme a la invención según una primera forma de realización;

- Figura 2 una vista en sección del dispositivo de la figura 1 a lo largo de la línea A-A;

- Figura 3 una vista lateral en sección de una variante de la primera forma de realización;

- Figura 4 una vista en sección del dispositivo de la figura 3 a lo largo de la línea B-B;

- Figura 5 una vista en planta del dispositivo de la figura 3;

- Figura 6 una vista lateral de un dispositivo tensor conforme a la invención según una segunda forma de realización;

- Figura 7 una vista en sección del dispositivo de la figura 6;

- Figura 8 una vista lateral de un dispositivo tensor conforme a la invención según una tercera forma de realización; y

- Figura 9 una vista en sección del dispositivo de la figura 8 a lo largo de la línea C-C.

En las figuras 1 y 2 se representa un dispositivo tensor de cierre de cinturón accionado por un motor 10, alojado a su vez en una carcasa 12 con una prolongación cilíndrica 14 extendida en sentido longitudinal.

El motor 10 es un motor de corriente continua con rótor interior sin escobillas, que consigue un par de arranque de más de 2 Nm y garantiza una aceleración en el arranque de varios miles de revoluciones por minuto dentro de unos pocos milisegundos. El motor 10 lleva acoplado un casquillo roscado 16 tendido a lo largo con una rosca interior, que penetra en la prolongación 14 de la carcasa. Dentro del casquillo roscado 16 se dispone un cuerpo roscado 18 con una rosca exterior que se corresponde con la rosca interior del casquillo 16. Al girar el casquillo roscado 16 se puede mover el cuerpo roscado 18 en dirección axial dependiendo de la dirección de giro, aproximándolo al motor 10 o alejándolo del motor 10.

El cuerpo roscado 18 presenta una perforación axial central en la que entra a presión un primer extremo de un cable de tracción rígido 20. El cable de tracción 20 es conducido fuera de la prolongación de la carcasa 14 mediante varios elementos de guía 22 y hacia arriba en sentido oblicuo mediante un dispositivo 24 de cambio de dirección. El segundo extremo del cable de tracción 20 está acoplado a un cierre de cinturón 26 (véase la figura 3), cuya dirección longitudinal coincide con la dirección del segmento de cable de tracción conducido hacia arriba en diagonal. En la zona situada entre el dispositivo de cambio de dirección 24 y el cierre del cinturón 26 el cable de tracción está rodeado de una envuelta 28 que en sus extremos se apoya en el dispositivo de cambio de dirección 24 y en el cierre del cinturón 26. La envuelta 28 está fabricada con una flexibilidad tal que en la dirección longitudinal se puede comprimir y expandir de nuevo con una resistencia desdeñable.

El movimiento de giro del motor 10 es transformado, a través del casquillo roscado 16 y del cuerpo roscado 18, en un movimiento lineal del cable de tracción 20, que a su vez es transformado en un movimiento longitudinal del cierre del cinturón 26 mediante el dispositivo de cambio de dirección 24 y el acoplamiento al cierre del cinturón 26. De este modo el motor 10 puede mover el cierre del cinturón 26 desde su posición normal, representada en la figura 1, hasta el dispositivo de cambio de dirección 24. El motor 10 es capaz de producir la fuerza de accionamiento necesaria para un proceso de tensado en lo que respecta al tiempo de arranque, par de arranque y número de revoluciones. En comparación con un dispositivo de tensado que agarra solamente en el segmento del cinturón del hombro o en el del vientre, en el caso presente representa un alivio el hecho de que la retirada del cierre del cinturón 26 tensa tanto el segmento de cinturón del hombro como el del vientre, de modo que un tramo de retirada comparativamente corto del cierre del cinturón 26 resulta suficiente para un tensado satisfactorio del conjunto del cinturón de seguridad. Si se varía el paso de rosca del casquillo roscado 16 y del cuerpo roscado 18 se puede influir de forma intencionada sobre la transformación del movimiento de giro en un movimiento lineal.

Después de un proceso de tensado el cierre del cinturón 26 se puede devolver a su posición normal haciendo funcionar el motor 10 con la dirección de giro opuesta. El dispositivo es también apropiado para cumplir una función de aproximación del cierre. Así el accionamiento del motor puede llevar en un primer momento el cierre 26 a una posición elevada, para facilitar el encaje de la lengüeta del cinturón de seguridad. A continuación se devuelve el cierre 26, para el funcionamiento de marcha del vehículo, a su posición normal más baja, desde la cual se puede retirar hacia abajo para un proceso de tensado.

La variante del dispositivo tensor del cierre del cinturón representada en las figuras 3 a 5 se diferencia de la forma de realización anteriormente descrita por la disposición del motor 10 y por la transformación del movimiento de giro del motor 10 en un movimiento lineal del cable de tracción 20. El motor 10 está dispuesto en dirección transversal a la prolongación de la carcasa 14 y lleva en su árbol de accionamiento un piñón 30. El piñón 30 penetra a través de un orificio practicado en la prolongación de la carcasa 14 y está engranado con una cremallera 32 sujeta en la prolongación de la carcasa con posibilidad de desplazamiento longitudinal. La cremallera 32 presenta, al igual que el cuerpo roscado en la forma de realización precedente, una perforación axial central en la que entra a presión el cable de tracción 20. Entre el árbol de accionamiento del motor 10 y el piñón 30 está previsto un engranaje planetario 34 que facilita una relación de transmisión apropiada para el movimiento de la cremallera.

En el dispositivo representado en las figuras 6 y 7 se trata de nuevo de un dispositivo tensor de un cierre de cinturón, si bien con una estructura lineal. No está previsto un dispositivo para el cambio de dirección del cable de tracción 20. En la forma de realización mostrada el rótor del motor 10 está provisto de una rosca interior en la que agarra la rosca exterior del cuerpo roscado 18, que está unido a su vez con un segmento final del cable de tracción. Como alternativa a la rosca interior en el rótor, el accionamiento puede tener lugar, como ocurre en la forma de realización de las figuras 1 y 2, a través de un casquillo roscado o, como ocurre en la forma de realización de las figuras 3 a 5, a través de un piñón y una cremallera.

La estructura del dispositivo de tensado que se muestra en las figuras 8 y 9 se corresponde básicamente con la estructura de la forma de realización de las figuras 1 y 2. No obstante, el dispositivo no está configurado como tensor del cierre del cinturón, sino como tensor del herraje terminal, esto es, el segundo extremo del cable de tracción 20 está acoplado a un herraje terminal 36 del cinturón de seguridad que normalmente está dispuesto en la zona del pilar B del vehículo. Además un tubo de deformación 38, que con un extremo se apoya en el cuerpo roscado 18 y con el otro extremo libre sobresale hacia el interior del motor, y un cuerpo de deformación 40, básicamente cilíndrico, forman un dispositivo de limitación de la fuerza. El cuerpo de deformación 40 está montado a presión en el primer extremo del cable de tracción 20, que se extiende a través del tubo de deformación 38, y está provisto de un abombamiento que agarra en el extremo del lado del motor del tubo de deformación 38.

Después de un proceso de tensado en el que el cuerpo roscado 18 tiene que moverse con el cable de tracción 20 y el tubo de deformación 38 hacia el motor, el cable 20 recibe, si posteriormente se produce una retención, una fuerza de tracción en la dirección opuesta como consecuencia de la energía cinética del pasajero del vehículo. En esta fase el motor 10 está bloqueado, de modo que el cuerpo roscado 18 y el tubo de deformación 38 adoptan una posición rígida. Como consecuencia de la fuerza de tracción ejercida sobre el cable 20, el cuerpo de deformación 40 penetra en el tubo de deformación 38 ejerciendo sobre éste una deformación plástica. La penetración del cuerpo de deformación 40 permite el aflojamiento del cable de tracción 20 y por tanto una limitación eficaz de la fuerza de retención ejercida sobre el pasajero del vehículo.

Claims (9)

1. Dispositivo para tensar un cinturón de seguridad, con un motor (10) y un medio de transmisión de la tracción (20), uno de cuyos extremos está acoplado a un cierre de cinturón (26) o a un herraje terminal (36) del cinturón de seguridad, donde el medio de transmisión de la tracción (20) está acoplado al motor (10) de tal modo que el movimiento de accionamiento del motor (10) se transforma en un movimiento longitudinal del medio de transmisión de la tracción (20) caracterizado porque el motor (10) está configurado como accionamiento tensor para un tensado de emergencia.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el motor (10) es un motor de corriente continua sin escobillas con rótor interior.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el motor (10) puede funcionar con velocidades diferentes.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor (10) puede funcionar en dos direcciones opuestas.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor (10) lleva acoplado un casquillo roscado (16) con rosca interior y porque en el casquillo roscado (16) se dispone un cuerpo roscado (18) con una rosca exterior correspondiente, a la que se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción (20).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el motor (10) impulsa un piñón (30) que engrana en una cremallera (32), en la que a su vez se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción (20).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque entre el motor (10) y el piñón (30) está previsto un engranaje planetario (34).

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque el rótor interior del motor (10) presenta una rosca interior en la que engrana una rosca exterior de un cuerpo roscado (18), en el que a su vez se fija el otro extremo del medio de transmisión de la tracción (20).

9. Dispositivo según la reivindicación 5 u 8, caracterizado porque en el cuerpo roscado (18) se apoya un tubo de deformación (38) en el cual puede penetrar un cuerpo de deformación (40) asociado al medio de transmisión de la tracción (20), con deformación plástica del tubo de deformación (38).