Accionamiento para tensor de cinturón.

Accionamiento (1) para tensor de cinturón para tensar un cinturón (2) de seguridad que puede arrollarse alrededor de un árbol (4) de arrollamiento,

que comprende

- un árbol (13) de husillo accionado por una unidad (3) de accionamiento, y

- un mecanismo (10) de transmisión de tornillo sin fin con un tornillo (12) sin fin montado sobre el árbol (13) de husillo con un momento de giro solidario y con una rueda (11) accionada, que se engrana con el mismo, montada con un giro solidario sobre el árbol (4) de arrollamiento,

caracterizado porque

- el tornillo (12) sin fin presenta una primera sección (a) de dentado con una primera geometría (14) de dentado, engranándose en la primera posición (I) del tornillo (12) sin fin la primera sección (a) de dentado con la rueda (11) accionada,

- el tornillo (12) sin fin presenta al menos una segunda sección (b) de dentado adyacente a la primera sección (a) de dentado con una segunda geometría (15) de dentado, estando configuradas la primera y segunda geometría (14, 15) de dentado de manera distinta, y

- en función de una introducción de fuerza axial en el tornillo (12) sin fin, se provoca un desplazamiento axial del tornillo (12) sin fin entre una primera posición (I), en la que el tornillo (12) sin fin se engrana con la rueda (11) accionada a través de la primera sección (a) de dentado, y una segunda posición (II) que se engrana con la rueda (11) accionada a través de su segunda sección (b) de dentado.

Accionamiento para tensor de cinturón

La invención se refiere a un accionamiento para tensor de cinturón para tensar un cinturón de seguridad que puede arrollarse alrededor de un árbol de arrollamiento según el preámbulo de la reivindicación 1.

Un accionamiento para tensor de cinturón reversible de este tipo se conoce por ejemplo por el documento DE 10 2008 048 339 A1, en el que un motor eléctrico acciona un árbol de husillo a través de un primer mecanismo de transmisión configurado como mecanismo de transmisión de rueda helicoidal, que a través de un segundo mecanismo de transmisión acciona a su vez una rueda accionada, que para el arrollamiento de un cinturón de seguridad está dispuesta con un giro solidario sobre un árbol de arrollamiento. Este segundo mecanismo de transmisión se forma por un tornillo sin fin dispuesto sobre el árbol de husillo y un dentado oblicuo exterior de la rueda accionada.

Un tensor de cinturón reversible se activa en caso necesario, es decir, por ejemplo, en caso de un impacto ligero o en caso de un impacto inminente, en caso de desplazamientos por terrenos escarpados o en caso de que aparezcan fuertes retardos de frenado del vehículo, con lo cual se provoca un tensado del cinturón de seguridad. Para mantener el tensado del cinturón en tales situaciones, el motor eléctrico se alimenta con una alta intensidad de corriente, con lo cual la red de a bordo del vehículo se carga mucho de manera no deseada.

La activación del tensor de cinturón en caso de impacto tiene lugar de manera pirotécnica y representa un tensado a plena carga, que conduce a un desacoplamiento del tensor de cinturón del motor eléctrico. La retención posterior del cinturón de seguridad por medio del accionamiento eléctrico mediante la alimentación residual del motor eléctrico conduce a que éste vuelve a acoplarse al tensor de cinturón y a este respecto pueden aparecer interferencias en la limitación de fuerza. Además, esta alimentación residual del motor eléctrico carga la red de a bordo del vehículo.

Además, en caso de un tensado a plena carga aparecen estados de carga altamente dinámicos. Estos conducen a altos momentos de giro (momentos de retención) en la fase accionada del tensor de cinturón y, por tanto, a altas fuerzas de dentado, en particular en el caso de un dentado oblicuo de los componentes de dentado empleados puede conducir también a altas fuerzas axiales, que provocan una deformación de los componentes de dentado, tales como cuerpos de rueda y los puntos de apoyo en la carcasa del tensor de cinturón y, por tanto, a una pérdida de la capacidad de carga, y en definitiva a un daño y a una avería mecánica de los componentes de dentado.

El objetivo de la invención es proporcionar un accionamiento para tensor de cinturón del tipo mencionado al principio, en el que se absorban condiciones pasivas de carga elevada, superiores a la carga tensora activa del tensor de cinturón, sin que exista el riesgo de un daño o de una avería de los componentes de dentado y, a este respecto, sin que se reduzca al menos la capacidad de carga. Además, en caso de una activación del tensor de cinturón, deberá posibilitarse un tensado rápido.

Este objetivo se soluciona mediante un accionamiento para tensor de cinturón con las características de la reivindicación 1.

Un accionamiento para tensor de cinturón de este tipo para tensar un cinturón de seguridad que puede arrollarse alrededor de un árbol de arrollamiento, que comprende un árbol de husillo accionado por una unidad de accionamiento y un mecanismo de transmisión de tornillo sin fin con un tornillo sin fin montado sobre el árbol de husillo con un momento de giro solidario y con una rueda accionada, que se engrana con el mismo, montada con un giro solidario sobre el árbol de arrollamiento, se caracteriza según la invención porque

- el tornillo sin fin presenta una primera sección de dentado con una primera geometría de dentado, engranándose en la primera posición del tornillo sin fin la primera sección de dentado con la rueda accionada,

- el tornillo sin fin presenta al menos una segunda sección de dentado adyacente a la primera sección de dentado con una segunda geometría de dentado, estando configuradas la primera y segunda geometría de dentado de manera distinta, y

- en función de una introducción de fuerza axial en el tornillo sin fin, se provoca un desplazamiento axial del tornillo sin fin entre una primera posición, en la que el tornillo sin fin se engrana con la rueda accionada a través de la primera sección de dentado, y una segunda posición que se engrana con la rueda accionada a través de su segunda sección de dentado.

Con una configuración según la invención del tornillo sin fin, en función de la introducción de fuerza axial en el tornillo sin fin se engancha con la rueda accionada aquella sección de dentado con la correspondiente geometría de dentado mediante desplazamiento axial del tornillo sin fin con un giro solidario, en la que la geometría de dentado puede configurarse de tal modo que se consiga el rendimiento deseado del mecanismo de transmisión de tornillo sin

fin, es decir, con una carga reducida se produce un gran rendimiento y con una carga elevada en la rueda accionada se produce un rendimiento pequeño.

Así, en la primera posición como posición nominal del tornillo sin fin la primera geometría de dentado puede seleccionarse de tal modo que se consiga una transmisión de giro rápida para eliminar rápidamente la holgura del cinturón con una transmisión de momento de giro reducida y, a continuación, con una carga creciente en la rueda accionada mediante desplazamiento axial del tornillo sin fin, la segunda geometría de dentado se engancha con la rueda accionada, que se selecciona de tal modo que en esta posición del tornillo sin fin puede producirse un rendimiento menor asociado con una alta transmisión de momento de giro. Así, por parte de la rueda accionada se consigue una alta fuerza de acoplamiento, de modo que pueden reducirse las sobrecargas mediante este deslizamiento axial del tornillo sin fin. Así se mejora considerablemente la capacidad de carga del accionamiento para tensor de cinturón, pudiendo diseñarse al mismo tiempo la solidez del mecanismo de transmisión del mecanismo de transmisión de tornillo sin fin según las cargas "normales" de desplazamiento hacia delante de los ocupantes.

A este respecto la segunda geometría de dentado del tornillo sin fin que conduce a un rendimiento reducido puede configurarse de tal modo que el rendimiento reducido lleve a un autobloqueo del mecanismo de transmisión de tornillo sin fin y por tanto se retenga una gran carga que actúa sobre la rueda accionada sin una alimentación de corriente inversa de la unidad de accionamiento configurada como motor eléctrico.

Según una configuración de la invención resulta especialmente ventajoso que el tornillo sin fin esté dispuesto sobre el árbol de husillo de manera que pueda desplazarse entre la primera posición y la segunda posición. De este modo puede conseguirse una estructura más sencilla desde el punto de vista constructivo del tensor de cinturón.

En una configuración adicional de la invención está previsto un elemento de resorte, que pretensa el tornillo sin fin en dirección a la primera posición. De este modo una introducción de fuerza para el desplazamiento del tornillo sin fin sólo es necesaria en dirección a la segunda posición, porque el tornillo sin fin puede volver a desplazarse automáticamente de la segunda posición a la primera posición mediante la fuerza de resorte del elemento de

resorte.

Ventajosamente, según una configuración adicional de la invención, para crear la introducción de fuerza axial en el tornillo sin fin está previsto un actuador, mediante el cual se provoca el desplazamiento entre la primera posición y la segunda posición. En el caso de un tornillo sin fin pretensado mediante un elemento de resorte en dirección a la primera posición, este actuador sólo provoca el desplazamiento de la primera posición a la segunda posición, porque en el sentido inverso el tornillo sin fin se desplaza de vuelta a la primera posición por la fuerza de resorte del elemento de resorte.

Un actuador de este tipo está configurado preferiblemente como unidad de motor con una rueda dentada, presentando el tornillo sin fin un contorno de cremallera en unión operativa con la rueda dentada. De este modo el tornillo sin fin puede rotar libremente, pero a pesar de ello puede regularse axialmente a través de la rueda dentada que se engancha en el contorno de cremallera del tornillo sin fin.

Alternativamente, en lugar de la unidad de motor, está previsto un sistema... [Seguir leyendo]

1. Accionamiento (1) para tensor de cinturón para tensar un cinturón (2) de seguridad que puede arrollarse alrededor de un árbol (4) de arrollamiento, que comprende

- un árbol (13) de husillo accionado por una unidad (3) de accionamiento, y

- un mecanismo (10) de transmisión de tornillo sin fin con un tornillo (12) sin fin montado sobre el árbol (13) de husillo con un momento de giro solidario y con una rueda (11) accionada, que se engrana con el mismo, montada con un giro solidario sobre el árbol (4) de arrollamiento,

caracterizado porque

- el tornillo (12) sin fin presenta una primera sección (a) de dentado con una primera geometría (14) de dentado, engranándose en la primera posición (I) del tornillo (12) sin fin la primera sección (a) de dentado con la rueda (11) accionada,

- el tornillo (12) sin fin presenta al menos una segunda sección (b) de dentado adyacente a la primera sección (a) de dentado con una segunda geometría (15) de dentado, estando configuradas la primera y segunda geometría (14, 15) de dentado de manera distinta, y

- en función de una introducción de fuerza axial en el tornillo (12) sin fin, se provoca un desplazamiento axial del tornillo (12) sin fin entre una primera posición (I), en la que el tornillo (12) sin fin se engrana con la rueda (11) accionada a través de la primera sección (a) de dentado, y una segunda posición (II) que se engrana con la rueda

(11) accionada a través de su segunda sección (b) de dentado.

2. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (12) sin fin está dispuesto de manera que puede desplazarse entre la primera posición (I) y la segunda posición (II) sobre el árbol (13) de husillo.

3. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está previsto un elemento (16) de resorte, que pretensa el tornillo (12) sin fin en dirección a la primera posición (I).

4. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para crear la introducción de fuerza axial en el tornillo (12) sin fin está previsto un actuador (20).

5. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 4, caracterizado porque el actuador (20) y el elemento (16) de resorte están configurados de manera que el tornillo (12) sin fin se desplaza en función de la introducción de fuerza axial creada por el actuador (20) en contra de la fuerza de resorte del elemento (16) de resorte de la primera posición (I) a la segunda posición (II).

6. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el actuador está configurado como unidad (20) de motor con una rueda (21) dentada y el tornillo (12) sin fin presenta un contorno (19) de cremallera en unión operativa con la rueda (21) dentada.

7. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el actuador está configurado como sistema (20) magnético con un conmutador (22) basculante que puede pivotar entre dos posiciones de conmutación, estando el conmutador (22) basculante en unión operativa con el tornillo (12) sin fin con el sistema (20) magnético activado.

8. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 3, caracterizado porque la introducción de fuerza axial en el tornillo (12) sin fin se produce mediante una carga que actúa sobre la rueda (11) accionada, provocándose en función de esta carga que actúa sobre la rueda (11) accionada un desplazamiento axial del tornillo

(12) sin fin de la primera posición (I) en contra de la fuerza de resorte del elemento (16) de resorte a la segunda posición (II).

9. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (12) sin fin está configurado con una primera y segunda geometría (14, 15) de dentado, en las que los pasos (Pi, P2) presentan valores distintos.

10. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 2, caracterizado porque la segunda geometría (15) de dentado presenta un paso (P2) menor que la primera geometría (14) de dentado.

11. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el tornillo (12) sin fin está configurado con una primera y segunda geometría (14, 15) de dentado, en las que el valor del paso (P2) de

la segunda geometría (15) de dentado es un divisor de número entero del valor del paso (Pi) de la primera geometría (14) de dentado.

12. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el 5 tornillo (12) sin fin está configurado con una primera y segunda geometría (14, 15) de dentado, en la que está

prevista una transición continua entre la primera y segunda geometría (14, 15) de dentado.

13. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (12) sin fin está configurado con una primera y segunda geometría (14, 15) de dentado, en las que la segunda geometría (15)

de dentado está configurada con un mayor grosor de diente que la primera geometría (14) de dentado.

14. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según la reivindicación 6, caracterizado porque el tornillo (12) sin fin está configurado con una primera y segunda geometría (14, 15) de dentado, en las que la segunda geometría (15) de dentado aumenta de manera continua empezando con un grosor de diente correspondiente al grosor de diente

de la primera geometría (14) de dentado.

15. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la geometría de dentado de la rueda (11) accionada está configurada de manera abombada.

16. Accionamiento (1) para tensor de cinturón según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el

tornillo (12) sin fin está configurado con un elemento (17) de tornillo sin fin, dispuesto de manera que puede desplazarse sobre el árbol (13) de husillo y que presenta la primera y segunda sección (a, b) de dentado, y con un elemento (18) de accionamiento unido con un giro solidario con el árbol (13) de husillo, presentando el elemento (17) de tornillo sin fin un acoplamiento de giro con el elemento (18) de accionamiento y estando dispuesto el elemento 25 (16) de resorte entre el elemento (17) de tornillo sin fin y el elemento (18) de accionamiento.