ES2323305T3 - Pretensor de cinturon de seguridad. - Google Patents
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Abstract
Pretensor (1) de cinturón de seguridad en un vehículo automóvil que comprende un accionador pirotécnico (2) provisto de un pistón (9) y un cordón (3) del que un extremo (16) está unido a una hebilla de cierre de dicho cinturón, i - comprendiendo dicho accionador pirotécnico (2) un cuerpo hueco (5) que incluye un generador de gas pirotécnico (6) y una cámara de deslizamiento (12) en la cual puede desplazarse el pistón (9), encontrándose dicha cámara (12) en continuidad de dicho generador (6), ii - presentando dicho pistón (9) un cuerpo (10) prolongado por un vástago (11) de menor diámetro, siendo el diámetro de dicho cuerpo (10) sustancialmente inferior al diámetro interno de la cámara de deslizamiento (12) y comprendiendo dicho cuerpo (10) una junta de estanqueidad (22), iii - presentado dicha cámara (12) una abertura de la cual emerge el extremo libre del vástago (11), desembocando dicha abertura en un estuche de deslizamiento (4) delimitado por una pared sólida y atravesado por el cordón (3) y presentando dicho extremo libre un terminal ensanchado (14) provisto de una garganta, caracterizado porque dicho pretensor (1) presenta un dispositivo de guiado del pistón (9) que implica unas espigas (18) dispuestas sobre el terminal ensanchado (14), y unas aberturas (17) practicadas en la pared del estuche (4).
Description
Pretensor de cinturón de seguridad.
El campo técnico de la invención es el de los
pretensores de cinturón de seguridad en los vehículos automóviles y
más especialmente los que implican una carga pirotécnica.
Generalmente, los pretensores conocidos en el
estado de la técnica implican un accionador pirotécnico, una polea
y un cordón, comprendiendo dicho accionador un pistón y un generador
de gas pirotécnico y estando dicho cordón unido, por una parte, a
una hebilla de cierre de un cinturón de seguridad y, por otra parte,
al pistón del accionador. El encendido del generador provoca el
desplazamiento del pistón en el accionador sin que salga del mismo,
tirando dicho pistón entonces del cordón, provocando la aproximación
de dicha hebilla de cierre hacia el accionador. El mecanismo está
facilitado por una polea alrededor de la cual pasa el cordón
favoreciendo así el desplazamiento de dicho cordón. Para este tipo
de pretensor, la carrera del cordón es sustancialmente la misma que
la del accionador.
Los pretensores según la invención permiten
incrementar la carrera del cordón con respecto a la del accionador,
lo que los hace poco voluminosos y particularmente rendibles. Están
por tanto perfectamente adaptados a los vehículos automóviles para
los cuales se busca una ganancia de espacio de forma permanente.
La patente US nº 6.419.271 B1 describe un
pretensor de cinturón de seguridad según el preámbulo de la
reivindicación 1.
El objeto de la presente invención se refiere a
un pretensor de cinturón de seguridad en un vehículo automóvil que
comprende un accionador pirotécnico provisto de un pistón y un
cordón del que un extremo está unido a una hebilla de cierre de
dicho cinturón, caracterizado porque el accionador se expande para
provocar una curvatura de dicho cordón. De manera más precisa, la
expansión del accionador se efectúa por medio del pistón que, bajo
una orden dada, se desplaza en un sentido que incrementa la longitud
total de dicho accionador incluyendo dicho pistón, para provocar un
arrollado parcial del cordón alrededor de dicho pistón. De esta
manera, la carrera del cordón es superior a la del accionador.
Preferentemente, el cordón está ya tensado antes
del funcionamiento del pretensor. El objetivo final del alargamiento
del accionador es provocar el desplazamiento de la hebilla de
cierre de manera que tire del cinturón para apretarlo mejor sobre
el cuerpo del conductor o del pasajero.
Ventajosamente, el otro extremo del cordón está
unido a una parte fija del vehículo automóvil.
De manera preferida, el accionador pirotécnico
comprende un cuerpo hueco que incluye un generador de gas
pirotécnico y una cámara de deslizamiento en la cual está alojado
el pistón, encontrándose dicha cámara en continuidad de dicho
generador.
De manera ventajosa, el generador de gas
comprende una carga pirotécnica y un dispositivo de encendido de
dicha carga.
Ventajosamente, la carga pirotécnica está
constituida por un bloque de propergol cuyo tiempo de combustión es
sustancialmente igual al tiempo de tracción sobre el cinturón por el
cordón.
De manera preferida, el accionador comprende una
cámara de combustión situada entre el generador de gas pirotécnico
y el cuerpo del pistón, presentando dicha cámara un limitador de
presión. Dicho limitador puede estar constituido, por ejemplo, por
una válvula de escape convencional.
Preferentemente, el pistón presenta un cuerpo
prolongado por un vástago de menor diámetro, siendo el diámetro de
dicho cuerpo sustancialmente inferior al diámetro interno de la
cámara de deslizamiento y comprendiendo dicho cuerpo una junta de
estanqueidad. De esta manera, el pistón puede deslizar de forma
estanca en dicha cámara.
Así, la producción de gas en la cámara de
combustión se efectúa durante toda la duración de desplazamiento
del pistón empujador, sin ninguna pérdida parásita de gas en dicha
cámara de combustión. Cuando la presión en dicha cámara alcanza un
valor umbral, el limitador de presión se dispara para evacuar el
exceso de gas, permitiendo al pistón desplazarse proporcionando un
esfuerzo constante.
Ventajosamente, la cámara presenta una abertura
de la cual emerge el extremo libre del vástago, desembocando dicha
abertura en un estuche de deslizamiento delimitado por una pared
sólida y atravesado por el cordón.
De manera preferida, el extremo libre del
vástago se apoya contra el cordón, provocando así la tensión de
dicho cordón.
Según un modo de realización preferido de la
invención, el cordón forma sustancialmente un ángulo recto a ambos
lados de dicho extremo libre.
De manera ventajosa, dicho extremo libre
presenta un terminal ensanchado provisto de una garganta. De esta
manera, el cordón, que está destinado a pasar por dicha garganta no
presenta ningún riesgo de deslizar sobre dicho terminal ni de
desolidarizarse del accionador.
Preferentemente, el desplazamiento del pistón en
el estuche de deslizamiento provoca un arrollado parcial del cordón
alrededor del extremo libre de dicho pistón, permitiendo así que la
hebilla de cierre del cinturón se aproxime a dicho recinto.
Ventajosamente, el pistón se desplaza hasta que
el extremo libre del vástago quede a tope contra la pared del
estuche de deslizamiento. De esta manera, el desplazamiento de la
hebilla de cierre es constante.
Preferentemente, el pretensor según la invención
presenta un dispositivo de guiado del pistón que implica unas
espigas dispuestas sobre el terminal ensanchado y unas aberturas
practicadas en la pared del estuche. Dichas espigas emergen de
dichas aberturas que sirven de ranuras de guiado para el pistón
cuando tiene lugar su desplazamiento en el estuche.
Los pretensores según la invención presentan la
ventaja de poder ser montados sobre un cinturón ya existente en
razón del desacoplamiento entre el accionador pirotécnico y el
cordón que une la hebilla de cierre del cinturón de seguridad.
Además, los accionadores pirotécnicos que implican un pistón y que
incrementan su longitud en razón del desplazamiento de dicho
pistón, tienen un funcionamiento fiable y rendible en razón del
control de su encendido y de la gran variabilidad de las
composiciones pirotécnicas que pueden ser consideradas para dichos
accionadores. Por último, son poco voluminosos en razón del tamaño
reducido de las cargas pirotécnicas implicadas que conservan su
prestación en unos dispositivos miniaturizados.
Se proporciona a continuación la descripción
detallada de un modo de realización preferido de un pretensor de
cinturón según la invención haciendo referencia a las figuras 1 a
3.
La figura 1 es una vista en sección axial
longitudinal de un pretensor según la invención que no ha
funcionado
aún.
aún.
La figura 2 es una vista en perspectiva parcial
de un pretensor según la invención que no ha funcionado aún.
La figura 3 es una vista del accionador de la
figura 2 pero que ha funcionado.
Haciendo referencia a la figura 1, un pretensor
1 de cinturón según la invención comprende un accionador pirotécnico
2, un cordón 3 deformable, y un estuche 4 de deslizamiento. El
accionador pirotécnico 2 comprende un cuerpo 5 cilíndrico hueco,
donde se distingue una parte corriente arriba destinada a alojar un
generador 6 de gas pirotécnico provisto de una carga pirotécnica 7
y de un sistema de encendido 8 electropirotécnico, y una parte
corriente abajo en continuidad de la parte corriente arriba y que
permite definir una cámara de deslizamiento 12 para el pistón 9.
Dicho pistón 9 presenta un cuerpo 10 cilíndrico prolongado por un
vástago cilíndrico 11 de menor diámetro, siendo el diámetro de
dicho cuerpo 10 sustancialmente inferior al diámetro interno de la
cámara de deslizamiento 12. Entre la carga pirotécnica 7 y el cuerpo
10 del pistón 9 subsiste un espacio libre 13 situado en la parte
corriente arriba del cuerpo 5 hueco del accionador 2, pudiendo dicho
espacio 13 ser asimilado a una cámara de combustión. La cámara de
deslizamiento 12 presenta una abertura de la cual emerge el vástago
11 del pistón 9, presentando el extremo libre de dicho vástago 11 un
terminal ensanchado 14 análogo a un tapón y que presenta una
garganta. La abertura de la cámara de deslizamiento 12 desemboca en
el estuche 4 de deslizamiento de manera que el extremo libre del
vástago 11 que presenta el terminal ensanchado 14 se encuentra de
nuevo en dicho estuche 4. El estuche 4 se presenta en forma de una
caja alargada según un eje longitudinal y que prolonga el cuerpo
hueco 5 del accionador 2. El estuche 4 presenta una abertura
lateral cuyo eje es perpendicular al eje longitudinal de dicho
estuche 4 así como una abertura longitudinal cuyo eje es paralelo
al eje longitudinal de dicho estuche 4, por los cuales pasa el
cordón 3. De esta manera, el cordón 3 atraviesa el estuche 4 de
deslizamiento. El extremo 15 del cordón 3 que emerge de la abertura
longitudinal está unido a una parte fija del vehículo automóvil y el
extremo 16 que sale de la abertura lateral del estuche 4 está unido
a la hebilla de cierre del cinturón de seguridad. El pistón 9 está
posicionado en la cámara de deslizamiento 12 de manera que el
terminal ensanchado 14 quede apoyado contra el cordón 3, pasando
dicho cordón por la garganta de dicho terminal 14 y formando
sustancialmente un ángulo recto a ambos lados de dicho terminal 14.
Este apoyo provoca una tensión de dicho cordón 3. El estuche 4 de
deslizamiento comprende dos caras planas longitudinales paralelas
entre sí y opuestas, que presentan cada una abertura 17 longitudinal
alargada paralela una a la otra. El terminal ensanchado 14 del
extremo libre del vástago 11 del pistón 9, presenta dos espigas 18
diametralmente opuestas destinadas a emerger cada una de una
abertura 17 longitudinal del estuche 4 de deslizamiento, sirviendo
dichas aberturas 17 longitudinales de ranuras de guiado para el
terminal 14 ensanchado del pistón 9. Dicho estuche 4 presenta un
extremo
redondeado 19.
redondeado 19.
El accionador pirotécnico 2 presenta un
dispositivo antirretorno constituido por una pluralidad de bolas 20
dispuestas alrededor del cuerpo 10 del pistón 9 en una separación
situada entre dicho cuerpo 10 y la pared interna de la cámara de
deslizamiento 12, presentado dicha separación una altura variable
según el eje de dicha cámara 12.
El modo de funcionamiento de un pretensor según
la invención sigue las etapas siguientes.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, el
encendido del generador 6 de gas pirotécnico provoca una acumulación
de gas en el espacio 13 libre que constituye la cámara de
combustión. Más allá de una presión umbral, el pistón 9 se desplaza
en la cámara 12 de deslizamiento alejándose del generador 6 de gas,
siendo dicho pistón 9 guiado por las espigas 18 del terminal
ensanchado 14 que deslizan en las aberturas 17 longitudinales
alargadas del estuche 4.
El pistón 9 acaba su carrera cuando el terminal
ensanchado 14 de su vástago 11 queda a tope contra el extremo
redondeado 19 del estuche 4. Durante el desplazamiento del pistón 9,
las bolas 20 del dispositivo antirretorno se han acuñado entre el
cuerpo 10 de dicho pistón 9 y el cuerpo hueco 5 del accionador 2 en
la separación a nivel de su altura más pequeña, impidiendo
cualquier desplazamiento inverso del pistón 9 en la cámara de
deslizamiento 12. Durante el desplazamiento del pistón 9, el cordón
3 ha deslizado en la garganta del terminal ensanchado 14, y se ha
arrollado parcialmente alrededor del extremo libre de dicho pistón
9, que se ha introducido en el estuche 4 de deslizamiento. El
desplazamiento de dicho pistón 9 tiene como consecuencia una
aproximación de la hebilla de cierre dispuesta en el cabo de un
extremo 16 del cordón 3, de dicho estuche 4. Esta aproximación cesa
en cuanto el terminal ensanchado 14 queda a tope contra la parte
redondeada 19 del estuche 4. Para esta configuración, la carrera de
tracción del cinturón es dos veces más elevada que la del accionador
2. En razón de la puesta a presión de la cámara de combustión 13 y
del dispositivo antirretorno 20, el pistón 9 permanece fijado en
esta posición final de expansión máxima.
Claims (9)
1. Pretensor (1) de cinturón de seguridad en un
vehículo automóvil que comprende un accionador pirotécnico (2)
provisto de un pistón (9) y un cordón (3) del que un extremo (16)
está unido a una hebilla de cierre de dicho cinturón,
- i -
- comprendiendo dicho accionador pirotécnico (2) un cuerpo hueco (5) que incluye un generador de gas pirotécnico (6) y una cámara de deslizamiento (12) en la cual puede desplazarse el pistón (9), encontrándose dicha cámara (12) en continuidad de dicho generador (6),
- ii -
- presentando dicho pistón (9) un cuerpo (10) prolongado por un vástago (11) de menor diámetro, siendo el diámetro de dicho cuerpo (10) sustancialmente inferior al diámetro interno de la cámara de deslizamiento (12) y comprendiendo dicho cuerpo (10) una junta de estanqueidad (22),
- iii -
- presentado dicha cámara (12) una abertura de la cual emerge el extremo libre del vástago (11), desembocando dicha abertura en un estuche de deslizamiento (4) delimitado por una pared sólida y atravesado por el cordón (3) y presentando dicho extremo libre un terminal ensanchado (14) provisto de una garganta,
caracterizado porque dicho pretensor (1)
presenta un dispositivo de guiado del pistón (9) que implica unas
espigas (18) dispuestas sobre el terminal ensanchado (14), y unas
aberturas (17) practicadas en la pared del estuche (4).
2. Pretensor según la reivindicación 1,
caracterizado porque el otro extremo (15) del cordón (3) está
unido a una parte fija del vehículo automóvil.
3. Pretensor según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el generador de gas (6) comprende una
carga pirotécnica (7) y un dispositivo de encendido (8) de dicha
carga (7).
4. Pretensor según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el extremo libre
del vástago (11) queda apoyado contra el cordón (3).
5. Pretensor según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el cordón (3)
forma sustancialmente un ángulo recto a ambos lados de dicho
extremo libre.
6. Pretensor según la reivindicación 5,
caracterizado porque el desplazamiento del pistón (9) en el
estuche de deslizamiento (4) provoca un arrollado parcial del
cordón (3) alrededor del extremo libre de dicho pistón (9).
7. Pretensor según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el pistón (9) se
desplaza hasta que el extremo libre del vástago (11) quede a tope
contra la pared del estuche de deslizamiento (4).
8. Pretensor según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la carga
pirotécnica (7) está constituida por un bloque de propergol cuyo
tiempo de combustión es sustancialmente igual al tiempo de tracción
sobre el cinturón por el cordón (3).
9. Pretensor según cualquiera de la
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el accionador
(2) comprende una cámara de combustión (13) situada entre el
generador (6) de gas pirotécnico y el cuerpo (10) del pistón (9),
presentando dicha cámara (13) un limitador de presión (21).
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