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 180 ⁹ 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 35 _¾ 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.