Int. Cl.: 72 Inventor/es: Ford, Brian. 74 Agente: Torner Lasalle, Elisabet

Transcripción

1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl.: B60R 21/16 ( ) 12 TRADUCCIÓN DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación : Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Módulo de airbag con conmutador de bocina. 30 Prioridad: US Titular/es: KEY SAFETY SYSTEMS, Inc Nineteen Mile Road Sterling Heights, Michigan 48314, US 45 Fecha de publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Ford, Brian 45 Fecha de la publicación del folleto de la patente: Agente: Torner Lasalle, Elisabet ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, Madrid

2 Módulo de airbag con conmutador de bocina. DESCRIPCIÓN Esta invención concierne en general a un módulo de airbag del lado del conductor que tiene un conmutador de bocina integral. Un módulo de airbag del lado del conductor está montado típicamente sobre un volante de conducción del vehículo. Un módulo típico incluye una placa de montaje o carcasa fijada al cubo del volante, un inflador montado en la placa de montaje, una bolsa de aire o airbag y una cubierta. La técnica anterior enseña que se pueden colocar conmutadores de bocina dentro de unos radios del volante. La colocación de este tipo de conmutadores de bocina puede ser fastidiosa porque es difícil instalarlos en el volante, no es agradable estéticamente, y a menudo resulta difícil para el conductor del vehículo encontrar y activar la bocina. Algunos otros diseños han incorporado varios mecanismos de bocina en el interior del módulo de airbag. Hay una clase de módulos de vehículo que se hacen flotar sobre un muelle dentro de un conjunto de volante en relación con un conmutador de bocina fijo instalado externamente, montado también sobre el volante. Tanto en el módulo como en el volante está situado un contacto eléctrico del conmutador de bocina. Para hacer funcionar la bocina todo el módulo es desplazado hacia el cubo del volante, cerrando los contactos y activando la bocina. Este método de diseño de conmutador de bocina es caro y requiere un gran espacio de separación entre el módulo y el volante de manera que el módulo pueda flotar. Otro problema con las bocinas/módulos flotantes es que son susceptibles de vibración debido a que el peso del módulo debe ser soportado por los muelles. Como resultado, deben usarse grandes muelles para evitar un accionamiento indeliberado durante una vibración, sacudida, bote, etc., lo que a su vez lleva a grandes fuerzas o desplazamientos para activar la bocina. Otro tipo de conmutador de bocina monta un delgado conmutador de membranas flexible sobre la parte trasera o superficie interior de la cubierta del módulo de airbag. Los conmutadores de membrana comprenden convencionalmente dos láminas no conductivas muy delgadas que tienen recubrimientos conductivos separadas por separadores delgados. Una presión sobre el conmutador desplaza las superficies conductivas la una hacia la otra para cerrar un circuito eléctrico y actuar la bocina. Los conmutadores de membrana son caros y su instalación requiere mucho trabajo. En el caso de un mal funcionamiento del conmutador de bocina, toda la cubierta debe ser reemplazada, puesto que el conmutador de membranas es una parte integral de la cubierta. Las bocinas de membranas tienen una apariencia y un funcionamiento adecuados, pero también tienen problemas con un accionamiento indeliberado de la bocina. Esto se produce típicamente cuando el airbag no está plegado apropiadamente, o se expande con el tiempo, aplicando una presión indebida sobre la membrana. En otros casos, unas temperaturas extremadamente calientes o frías pueden ocasionar que la cubierta se expanda o contraiga, lo que activa el conmutador haciendo que la bocina actúe. La patente US da a conocer un módulo de airbag del lado del conductor que tiene unos contactos eléctricos superior e inferior incrustados en un conmutador de membranas en forma de almohadilla. La almohadilla está soportada por un miembro de carcasa inferior y está previsto para ser presionado por un miembro de carcasa superior para la activación de la bocina. El miembro de carcasa superior se deforma bajo la presión aplicada por el conductor para hacer contacto con la almohadilla. El miembro de carcasa superior está acoplado al miembro de carcasa inferior por medio de fijaciones por deformación elástica a presión. La patente US 5,738,369 concierne a un módulo de airbag del lado del conductor capaz de ser colocado por deformación elástica a presión sobre la armadura del volante implicado. Los contactos eléctricos que activan la bocina están incorporados fuera del cojín del airbag, debajo del inflador. Se produce el funcionamiento cuando se aplica una fuerza sobre la carcasa externa del módulo, lo que, a su vez, presiona los contactos. La patente de DE da a conocer un actuador que no tiene conexión con un módulo de airbag, El resumen de patente japonesa JP tiene relación con un módulo de airbag del lado del conductor en el que los contactos eléctricos para activar la bocina están dentro del cojín del airbag, dispuestos sobre el inflador. La activación de los contactos es accionada por la carcasa externa a través de una placa de bocina. Un contacto inferior está fijado a una carcasa inferior, mientras que un contacto superior está asegurado a la placa de bocina superior. Las bocinas de automoción contenidas en módulos de airbag también han demostrado ser extremadamente difíciles de fabricar debido a los estrictos requerimientos que recaen sobre los mismos. Estos incluyen requerimientos específicos sobre la fuerza y el desplazamiento usado para activar la bocina, la apariencia, y la resistencia para una activación indeliberada debido a la vibración. La presente invención elimina estas preocupaciones aportando un módulo de airbag con un conmutador de bocina fiable, que permita obtener un módulo de tamaño reducido. En el ejemplo de realización preferido, el conmutador de bocina comprende seis componentes: una carcasa inferior, una carcasa superior, un contacto inferior, un contacto superior, un muelle ondulado opcional, un mazo de cableado, y un disco adhesivo. La activación de la bocina se produce cuando el contacto superior toca el contacto inferior, completando un circuito eléctrico. 2

3 Breve descripción de los dibujos La Fig. 1 es una vista en explosión del módulo de airbag del conductor de acuerdo con la invención. 5 La Fig. 2 es una sección transversal del módulo de airbag del conductor. La Fig. 3 es un conjunto de inflador y conmutador de bocina. 10 La Fig. 4 es un conjunto de un inflador y una carcasa inferior del conmutador de bocina. La Fig. 5 es una vista en explosión del conjunto de conmutador de bocina. La Fig. 6 es una vista superior de un inflador con una característica de sujeción alternativa. 15 La Fig. 7 es una vista en perspectiva superior de la carcasa inferior del conjunto de conmutador de bocina. La Fig. 8 es una vista en perspectiva inferior de la carcasa inferior del conjunto de conmutador de bocina La Fig. 9 es una vista inferior de la carcasa superior. La Fig. 9a es una vista en sección transversal a través de la sección 9a-9a de la Fig. 9. La Fig. 10 es una vista superior del mecanismo de bocina alternativo colocado en posición sobre la parte superior del inflador. La Fig. 11 es una vista superior del mecanismo de bocina girado en la posición sujetada con la carcasa superior del conmutador de bocina retirado para mayor claridad. La Fig. 12 es una vista en sección transversal del diseño de bocina alternativo en la posición sujetada. Descripción detallada de la invención En la Fig. 1, la presente invención comprende seis componentes principales: un inflador 10, un airbag 12, un anillo de retención 14, una cubierta 16, una placa de montaje 18, y un conjunto de conmutador de bocina 20, los cuales forman un módulo de airbag 22. El módulo de airbag 22 se instala colocando el anillo de retención 14 dentro de una abertura 12a en el cuello del airbag 12. El airbag sólo se muestra parcialmente. Los vástagos fileteados 24 contenidos en el anillo de retención 14 pasan a través de sus correspondientes aberturas 12b. El conjunto de conmutador de bocina 20 está unido mecánicamente o adhesivamente a una superficie superior 26 del inflador 10. Un par de cables 28, 28a procedentes del conjunto de conmutador de bocina 20 están pasados a través de la abertura 12a del airbag. Una abertura opcional 30 puede estar incorporada en el airbag 12 para los cables. Los cables serán pasados a través de una ranura 31 en la placa de montaje 18 para conectar eléctricamente el conjunto de conmutador de bocina con un mazo de cableado 62. Después de que el airbag 12, con el anillo de retención en su interior, ha sido plegado, los vástagos del anillo de retención son pasados a través de las aberturas en la placa de montaje. Estas partes son montadas sobre la cubierta 16 y luego el inflador 10 con el conjunto de conmutador de bocina 20 es sujetado fijamente a la placa de montaje 18 conectándolo a los vástagos fileteados 24 del anillo de retención 14. Según es conocido, una capa opcional de Tyvek o polímero de envoltorio por encogimiento puede ser envuelta alrededor del airbag 12 después de que sea plegado para impedir que entren contaminantes al airbag. En la Fig. 1, la cubierta 16 incluye una costura desgarrable 32 situada en el lado inferior de la parte superior del centro de la cubierta 16, permitiendo que el airbag 12 se despliegue a su través en un choque. La Fig. 2 es una sección transversal del módulo 22. La cubierta 16 está sujetada a la placa de montaje 18 por elementos de deformación elástica a presión o remaches, según se conoce en la técnica. El conjunto de conmutador de bocina 20 de este ejemplo de realización está acoplado adhesivamente a la superficie superior 26 del inflador 10. Entre la superficie lateral 34 de la cubierta 16 y la superficie superior 36 del conjunto de conmutador de bocina 20 está dispuesto el airbag 12. Tal como se muestra en la Fig. 2, se prefiere que una cantidad controlable de tejido esté dispuesta entre superficie superior 36 del conjunto de conmutador de bocina 20 y la superficie interior 34 de la cubierta 16. Aunque se pueden tolerar varias capas de tejido del airbag 12, es preferible tener tan pocas capas como sea práctico. Cuantas más capas de tejido haya, menos sensible será la bocina, y mayor la posibilidad de que los pliegues ocasionen un accionamiento indeliberado del conjunto de conmutador de bocina 20. La Fig. 3 muestra el inflador 10 de la Fig. 1 con el conjunto de conmutador de bocina 20 montado sobre el mismo. El conjunto de conmutador de bocina 20 puede ser acoplado al inflador 10 por una almohadilla adhesiva 37. Tal como se muestra en las Figs. 4 y 5, el conjunto 20 tiene unas carcasas superior 40 e inferior 42 con unos componentes de contacto eléctrico superior e inferior 43, 44 dispuestos entre las mismas. 3

4 Cuando el inflador 10 es instalado en el módulo 22, y con el mismo la bocina, el problema de un airbag plegado irregularmente es menos severo. Esto se debe a que el conjunto de conmutador de bocina 20 es ligeramente más pequeño en cuanto a diámetro que el inflador 10, forzando al material del airbag a alejarse del conjunto de conmutador de bocina 20. El problema de las vibraciones que ocasionan un funcionamiento indeliberado de la bocina también está reducido drásticamente debido a la manera en la que la bocina está instalada. Esto se debe a que el peso de las pocas capas de tejido por encima de la bocina es despreciable en comparación con el peso de todo el módulo que debe ser contrarrestado por una bocina flotante. La fuerza del muelle para la bocina puede minimizarse debido a que una vibración necesaria para ocasionar la activación es mucho más severa que en una bocina flotante convencional. La Fig. 5 es una vista en explosión del conjunto de conmutador de bocina mostrando el miembro de carcasa superior 40, el miembro de carcasa inferior 20, y una almohadilla adhesiva 37 de doble cara para montar el conjunto de conmutador de bocina 20 en el inflador 10. Entre las carcasas superior 40 e inferior 42 están los contactos superior 43 e inferior 44, y, opcionalmente, un muelle ondulado 46. Los contactos superior e inferior están asegurados a la carcasa inferior 42. Cuando se usa, el muelle ondulado 46, el cual está asentado sobre un primer miembro de caballete 48 formado sobre la superficie interior 50 de la carcasa inferior 42, actúa para empujar adicionalmente el lado inferior 52 de la carcasa superior 40 alejándola de la carcasa inferior 42. El muelle ondulado aumenta la fuerza que debe aplicarse para activar la bocina, tal como puede ser necesario en algunas aplicaciones. En la Fig. 7, la carcasa inferior tiene una primera pared anular 56, la cual puede ser segmentada, y que soporta un anillo o resalte de cierre 57 por encima de la base 42a de la carcasa inferior 42. El resalte de cierre 57 tiene una pluralidad de muescas 61 dispuestas en el mismo para aceptar una pluralidad de miembros de lengüeta de cierre 55 dispuestos sobre la superficie inferior de la carcasa superior. El resalte de cierre 57 actúa para proporcionar un emplazamiento para los miembros de lengüeta de cierre 55 de la carcasa superior, y para aplicar una presión radial a los mismos para fijarlos por deformación elástica a presión, de manera que las carcasas superior 40 e inferior 42 se mantienen juntas, tal como se muestra en las Figs. 9 y 9a. Las carcasas superior 40 e inferior 42 se acoplan la una a la otra de manera deslizante para permitir un movimiento a lo largo de un primer eje 54. Las tolerancias entre paredes de los miembros de lengüeta de cierre 55 y las muescas 61 impide que las carcasas superior 40 e inferior 42 se muevan radialmente la una respecto a la otra. El movimiento axial de las carcasas superior 40 e inferior 42 la una respecto a la otra ocasiona que los contactos superior e inferior 43, 44 se acoplen y cierren eléctricamente el circuito, activando la bocina. En las Figs. 7 y 8, la carcasa inferior 42 tiene un par de estructuras flanqueadas por paredes o surcos 66, 106 para recibir de manera deslizante un cable del mazo de cables. Los surcos 66 actúan para aguantar el mazo de cables 62 en un emplazamiento fijo respecto a la carcasa inferior 42, permitiendo la soldadura del cable 28, 28a a los contactos superior 43 e inferior 44. La porción de acoplamiento del cable tiene una protección frente a tirones 68 moldeada integralmente en la misma. El conjunto de carcasa inferior 42 tiene dispuesto en su interior un primer juego de ranuras 100 y un segundo juego de ranuras 102 para recibir respectivamente los extremos de los contactos superior e inferior. En las Figs. 5, 7 y 8, el contacto inferior 44 tiene cuatro patas flexibles 104. Los extremos de cada pata forman una porción de lengüeta 60 que está pasada a través de una de las ranuras 102 y doblada. Una de las lengüetas está capturada entre una estructura flanqueada por paredes 106 para facilitar la fijación a uno de los cables 28. El contacto superior 43 está dispuesto radialmente alrededor y por encima del contacto inferior 44. El contacto superior 43 incluye un anillo 110 y cuatro miembros de contacto superior 64 flexibles. Extendiéndose hacia abajo desde el anillo hay cuatro patas 112, y un extremo de cada pata forma una correspondiente lengüeta 58 que está ensamblada con la carcasa inferior 42. Cada una de las lengüetas 58 está alojada a través de una de las ranuras 100 y doblada. Una de las lengüetas dobladas 58 está alojada dentro de otra de las estructuras flanqueadas por paredes 66, la cual actúa como un emplazamiento de conexión con un segundo cable 28a del mazo de cables 62. Los cuatro miembros de contacto superior 64 están inclinados por encima del contacto inferior 44 y también actúan para aplicar unas fuerzas de empuje elástico sobre la carcasa superior 40 para separar la carcasa inferior 42 de la carcasa superior 40. Cuando se aplica una fuerza a la superficie 36 de la carcasa superior 40, el lado inferior 52 de la carcasa superior 40 aplica una fuerza a los miembros de contacto superiores 64. Los miembros de contacto superiores 64 son entonces presionados elásticamente al interior de los miembros de contacto inferiores 44, completando así el circuito eléctrico. Cuando se retira la fuerza sobre la superficie superior 36 de la carcasa superior 40, los miembros de contacto superiores 64 actúan como muelles de lámina, separando los contactos superior 43 e inferior 44 y las carcasas superior 40 e inferior 42, desconectando así los contactos superior 43 e inferior 44. Se puede añadir un muelle ondulado 46 al conjunto para aumentar la constante elástica efectiva y ayudar a separar los contactos superior 43 e inferior 44 y las carcasas superior 40 e inferior 42. La Fig. 9 es una vista inferior de la carcasa superior 40 mostrando la pluralidad de miembros de lengüeta de cierre 55, también mostradas en la Fig. 9a, las cuales se aparean con las muescas 61 existentes en el resalte superior 57 de la carcasa inferior 42. Asimismo se muestra un anillo de soporte 70 con unos miembros de nervadura radiales 72. Estos miembros de nervadura radiales 72 sirven para rigidizar la carcasa superior 40. El anillo de soporte 70 está configurado con el propósito de no interferir con la región de acoplamiento del mazo de cables en la carcasa inferior 4

5 o con la porción de resalte superior 57 de la carcasa inferior 42. La carrera del conjunto de conmutador está limitada por la longitud de los miembros de lengüeta de cierre 55, el buje 116 y por el resalte superior 57 de la carcasa inferior 42. Como consecuencia de un presionado completo del miembro de conmutador, el resalte superior 57 de la carcasa inferior 42 se acopla con el lado inferior 52 de la carcasa superior 40. El lado inferior 52 también incluye un buje 116 que se extiende centralmente, el cual se acopla con los miembros de contacto superiores 64. Las Figs. 6 y muestran un ejemplo de realización alternativo en el que la carcasa inferior 42 se acopla de manera bloqueable con el inflador en lugar de usar el adhesivo según se ha descrito más arriba. La carcasa inferior 42 se acopla con el miembro de bloqueo mecánico 39 dispuesto sobre el inflador 10. El miembro de bloqueo 39 tiene una pluralidad de dientes 38 dirigidos hacia dentro, los cuales se usan para acoplarse con la carcasa inferior 42 del conjunto de conmutador de bocina 20. Los dientes 38 de bloqueo, y ranuras, están indexados para permitir que se obtenga la orientación adecuada del conjunto de conmutador de bocina 20 sobre el conjunto de inflador 10. Las ranuras en la carcasa inferior 42 están alineadas con unos dientes correspondientes y la carcasa inferior es forzada hacia abajo hacia el inflador. La carcasa inferior 42, es decir, todo el conjunto 20, se hace girar desplazando cada ranura fuera de la alineación con un diente 38, tal como se muestra en la Fig. 11. La Fig. 10 muestra el conjunto de bocina 20 en posición sobre el inflador 10. La Fig. 12 muestra una vista en sección transversal parcial del conjunto 20 en acoplamiento con uno de los dientes 38. Un método para producir un conjunto de módulo de airbag 22 incluye los pasos de: aportar una cubierta de airbag 16, una placa de montaje 18, un anillo de retención 14, un inflador 10, un airbag 12, y un conjunto de conmutador 20. El conjunto de conmutador 20 se acopla a la superficie del inflador 10 aplicando una capa de adhesivo de doble cara 37 o por una conexión mecánica. El anillo de retención 14 se coloca dentro del airbag. El airbag 12 se acopla a la placa de montaje

6 REIVINDICACIONES Un módulo de airbag del lado del conductor (22) que tiene una cubierta (16), un airbag (12), un inflador (10), y un conjunto de conmutador de bocina (20), comprendiendo dicho conjunto de conmutador de bocina (20) un miembro de carcasa superior (40) y un miembro de carcasa inferior (42) dispuesto adyacente a dicho miembro de carcasa superior (40), y teniendo unos contactos eléctricos inferior (44) y superior (43), donde dicho contacto eléctrico inferior (44) y dicho contacto eléctrico superior (43) están ambos asegurados a dicho miembro de carcasa inferior (42), caracterizado porque dicho conjunto de conmutador de bocina (20) está mecánicamente o adhesivamente unido a una superficie superior (26) de dicho inflador (10) y porque dicho contacto eléctrico superior (43) está dispuesto radialmente alrededor y por encima del contacto eléctrico inferior (44). 2. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 1, en el que el miembro de carcasa superior tiene una pluralidad de configuraciones de fijación por deformación elástica a presión (55), y dicho miembro de carcasa inferior (42) tiene un resalte (57) capaz de acoplarse con dichas configuraciones de fijación por deformación elástica a presión (55). 3. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 2, comprendiendo además un muelle ondulado (46) dispuesto entre dichos miembros de carcasa superior (40) e inferior (42). 4. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 2, en el que dichos contactos superior (43) e inferior (44) tienen una pluralidad de porciones de lengüeta (58, 60) para acoplar mecánicamente los contactos superior (43) e inferior (44) a dicho miembro de carcasa inferior (42). 5. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 4, en el que las porciones de lengüeta (58, 60) con capaces de acoplar eléctricamente los contactos superior (43) e inferior (44) a un mazo de cables (62) del vehículo. 6. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 1, en el que el conjunto de conmutador de bocina (20) está situado dentro de dicho airbag (12). 7. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 1, en el que dicho contacto eléctrico superior (43) actúa como un conjunto de muelle dispuesto entre dichos miembros de carcasa superior (40) e inferior (42) para empujar dichos miembros de carcasa superior (40) e inferior (42) para separarlos. 8. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 2, en el que dicho contacto eléctrico superior (43) actúa como un conjunto de muelle dispuesto entre dichos miembros de carcasa superior (40) e inferior (42) para empujar dichos miembros de carcasa superior (40) e inferior (42) para separarlos, y dicho resalte (57) es circular en general y dichos miembros de contacto superior (43) e inferior (44) están dispuestos dentro de dicho miembro de resalte (57). 9. El módulo de airbag del lado del conductor (22) de la reivindicación 8, en el que dicho contacto eléctrico superior (43) está cerrado dentro de dicho resalte

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