Cinturones con pretensor

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Cinturones con pretensor
5. Cinturones con pretensor
Los cinturones de seguridad actuales han dejado de ser una mera sujeción del cuerpo del
ocupante del vehículo y han pasado a convertir se en un eficaz complemento del Airbag gracias a la
incorporación del sistema de «Pretensado». La mayoría de vehículos actuales incorporan en sus
cinturones de seguridad el sistema de pretensado, mediante el cual, en caso de impacto, el cinturón
no sólo im pide el desplazamiento del ocupante del vehículo, si no que también interviene
activamente para aferrarlo contra el asiento. Esto se consigue tensando por medios pirotécnicos
(como un Airbag) o mecánicos, alguno de los puntos de sujeción del cinturón, como pueden ser el
carrete (donde se recoge el cinturón cuando no está abrochado) o el cierre (en donde se encaja la
hebilla del cinturón).
Existen diferentes modelos de cinturones con pretensor en función de su disposición,
funcionamiento, etc. Esta podría s er una posible clasificación:
??
En función de la zona de actuación:
??Pretensor de carrete.
??Pretensor de cierre.
??
En función de tipo de disparo:
??
Mecánico.
??
Pirotécnico con disparo mecánico.
??
Pirotécnico con disparo eléctrico.
El pretensor de carrete se en cuentra en la zona en la que se recoge el cinturón de seguridad
cuando no está desenrollado. EI pretensor hace girar el carrete enroIlando el cinturón en caso de
impacto. En la figura 27 se aprecia la forma y disposición de este sistema.
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1 Carrete de
enrollamiento del
cinturón
2 Cable de acero
3 Emboto fijado al
cable de acero
4 Detonador
El pretensor de cierre, sin embargo, tensa la hebilla en la que se engancha el cinturón al bastidor
del asiento. Este es el sistema más habitual, aunque en algún vehículo se pueden encontrar los dos
sistemas (el de cierre y el de carrete) combinados, ofreciendo una insup erable sujección del
ocupante tanto en la región abdominal como en la zona torácica.
En cuanto al tipo de disparo del pretensor, se comenzará explicando el más sencillo, el pretensor
mecánico.
5.1. Pretensores mecánicos
Un sistema de pretensor para cint urón de seguridad está diseñado para que, en el momento de
un impacto frontal, un mecanismo tense el cinturón, evitando el recorrido muerto de los cinturones
convencionales. Este recorrido muerto en un cinturón de seguridad convencional está provocado por
el sistema de recogida del carrete en donde se instala el mecanismo de inercia. Este mecanismo
bloquea el cinturón cuando se desenrolla con demasiada rapidez como consecuencia de un impacto.
En la figura 28 se puede ver la forma interna de un sistema de pr etensor mecánico.
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Como se observa, el sistema es muy sencillo. En primer lugar, se tiene un muelle con un tarado
muy fuerte y en estado de compresión. Un extremo del muelle hace tope contra la base interna del
sistema de pretensado, mientras que el otro e xtremo está conectado, mediante un cable de acero, a
la hebilla en donde se sujeta el cinturón de seguridad. En estado de reposo, el muelle se encuentra
retenido por un saliente que, a su vez, está conectado a una palanca mediante una masa sensora.
Cuando tiene lugar un accidente frontal, la inercia que ha acumulado durante la marcha la masa
sensora, provoca su desplazamiento, al desplazarse actúa sobre la palanca, y ésta, a su vez, libera
el muelle. EI muelle se estira, y retrae todo el sistema de anclaje
del cinturón de seguridad unos 8
cm en sentido de tensado. De esta forma, tras el impacto, el recorrido del ocupante del vehículo es
muy reducido, gracias a la acción tensora del pretensor, reduciendo de forma muy importante las
consecuencias del accidente .
EI sistema de pretensado mecánico tiene la desventaja de que no es muy preciso, ya que
incluso con golpes laterales fuertes o vibraciones producidas durante una reparación de chapa en
las proximidades del pretensor, puede Ilegar a dispararse. Por otro l ado, la fuerza del muelle que
provoca el tensado del cinturón se va perdiendo con el paso del tiempo restando eficacia al sistema.
Por este motivo, se diseñaron los sistemas de pretensado pirotécnico, en el que la fuerza de tensado
se crea mediante una exp losión controlada (como en un Airbag).
1 Hebilla de cierre
2 Sistema de r etención
(antiretorno)
3 Muelle precargado en
compresión
4 Masa sensora
5 Palanca de actuación
6 Pestillo de sujeción del
muelle
7 Cable de acero
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5.2. Pretensor pirotécnico de mando mecánico
En la siguiente figura se ilustra la forma interna de un sistema de pretensado pirotécnico con mando
mecánico (sistema de pretensado de carrete).
A Cilindro y masa
sensora
B Embolo conectado
al cable de acero
C Cable de acero
conectado a la
hebilla de cierre
D Cartucho
detonante
E Percutor
F Bisagra
G Pestillo de
retención del
percutor
H Cámara para la
detonación
Como se puede o bservar, en el interior del pretensor existe una pequeña carga explosiva
(cartucho detonante). Dicha carga está conectada a un cilindro en el que puede desplazarse un
émbolo conectado a la hebilla del cinturón de seguridad. Cuando la carga explosiva se det ona se
crea una gran presión en el cilindro, arrastrando de forma muy rápida el émbolo conectado al carrete
del cinturón, provocando el tensado en el momento del impacto del vehículo. Para detonar el
sistema se utiliza un mando mecánico mediante percutor. Como se puede ver en la figura, se coloca
un muelle que retiene en su posición de reposo un percutor. Cuando se produce un impacto, la
inercia arrastra el cilindro (A) hacia afuera liberando el percutor. Dicho percutor actúa sobre la carga
explosiva, igual que en una pistola actúa el percutor sobre la bala, provocando la explosión de la
carga.
Corno ya se comentaba anteriormente, el principal inconveniente de los sistemas de
pretensado
mediante mando mecánico, bien sean pirotécnicos o no, es que no son demasiado precisos.
Pueden dispararse por vibraciones o golpes que no requieran la entrada en funcionamiento del
sisterna. Además son muy delicados a la hora de su manipulación por el riesgo de disparo fortuito.
Por todo esto se diseñaron los sistemas pirotéc nicos de mando eléctrico, que se estudian a
continuación.
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5.3. Pretensor pirotécnico de mando eléctrico
En la siguiente figura se representa la forma interna de un sistema de pretensado pirotécnico con
mando eléctrico:
1 Hebilla de cierre
2 Cable de acero
3 Cámara para la
detonación
4 Émbolo conectado al
cable de acero
5 Cilindro
6 Conexión eléctrica hacia
unidad de control
7 Detonador
EI principio de funcionamiento es muy parecido al del pretensor pirotécnico de mando
mecánico. La explosión controlada dentro de un cilindro provoca el arrastre del sistema de anclaje
del cinturón de seguridad y por lo tanto el tensado del sistema. La diferencia estriba en el tipo de
mando para el disparo. Como se podía observar en la figura anterior, la carga explosiva responsable
del tensado dispone de una conexión eléctrica conectada a la unidad de control (la misma que el
Airbag, por lo general). Con este sistema, el disparo lo prod uce una unidad de control (ya explicado
su funcionamiento en el capitulo 4), en la que los riesgos de un disparo impreciso o accidental son
prácticamente nulos. De esta manera, se tiene un sistema muy seguro y eficaz. En la figura
siguiente se observa el d isparo de uno de estos pretensores:
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Una vez disparado el pretensor, ya sea mecánico o pirotécnico, se bloquea en la posición de
máximo tensado. Los sistemas más usados son los de serreta (parecido a la retención de una
palanca de freno de mano) y los d e bolas de acero. Este último sistema es el que se ilustra en la
figura anterior. Después del disparo, las bolas de acero hacen cuña en la parte final del recorrido del
émbolo conectado a la hebilla del cinturón de seguridad, evitando el retorno de dicho é mbolo.
EI disparo del pretensor en los sistemas de mando eléctrico siempre se hace de forma
simultánea al Airbag. Es decir, si es necesario que entre el Airbag los pretensores se disparan. Si
el impacto no es suficientemente grave, no se dispara ni el Air bag ni los pretensores, dejando que el
cinturón de seguridad con su sistema de inercia se encargue de la seguridad de los ocupantes del
vehículo. Sin embargo, aunque el disparo de Airbag y pretensor va ligado, los tiempos de
funcionamiento son diferentes. Así, el Airbag se suele disparar unas 20 milésimas de segundo
después del impacto, mientras que los pretensores se disparan alrededor de unas 10 milésimas de
segundo antes. Esto se hace porque, en primer lugar, lo que se pretende es frenar el
desplazamient o del ocupante con el cinturón, para, posteriormente, amortiguar el impacto con el
Airbag. Esta combinación de sistemas de Airbag y pretensor resulta excepcionalmente eficaz.
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5.4. Precauciones especiales
Las precauciones eléctricas que se deben tener a l a hora de manipular un sistema de pretensor
son las mismas que las descritas en el apartado de Airbag, sobre todo en lo que respecta al
intervalo de espera después de desconectar la batería antes de cualquier intervención sobre el
sistema. En cuanto a las precauciones mecánicas, simplemente recordar que, sobre todo en el
caso de los pretensores con mando mecánico, las vibraciones pueden provocar el disparo
accidental, por lo que la manipulación de los pretensores debe hacerse con mucho cuidado.
Un punto muy importante a tener en cuenta en la manipulación de los pretensores es que la
mayoría de ellos disponen de un sistema de seguridad para desconectarlo en caso de que
tengamos que manipularlos. Normalmente se hace roscando un tornillo en un orificio especia l del
pretensor o pasando una brida a su través, también por un orificio especialmente diseñado a tal
efecto. Con esto se evitan disparos accidentales. La forma de identificar si el pretensor está o no
activado es muy variada dependiendo del fabricante. En algunos modelos existe una ventana de
comprobación con varios colores (rojo desactivado, verde activado por ejemplo); en otros se
identifica mediante un pasador, etc.
Otro punto importante a tener en cuenta es que siempre se debe sujetar el tensor por al gún sitio
especial definido por el fabricante. Una norma básica que se puede aplicar a todos los pretensores
es sujetarlos por la hebilla en la que se engancha el cinturón. Este es un sitio seguro, ya que en caso
de disparo accidental del pretensor las per sonas no sufrirán daño alguno. En la figura siguiente se
puede observar esta zona:
5.5. Después de un accidente
Al igual que los sistemas de Airbag, tras un accidente se deben sustituir los pretensores. Hay
que cambiarlos por parejas, aunque uno de los pretensores no se haya disparado, ya que ambos
son iguales, y si uno de ellos no se ha disparado es que está defectuoso. Para saber si un pretensor
se ha disparado o no, basta con fijarse en el brazo que va desde la hebilla de anclaje al cuerpo del
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preten sor. Si se ha disparado apreciaremos que este brazo es muy corto, encontrándose la hebilla
de anclaje prácticamente pegada al pretensor.
5.6. Instalación eléctrica
La instalación eléctrica de un sistema con pretensores es muy sencilla. En la figura que v
continuación se observa el esquema eléctrico, que ya se había visto anteriormente:
iene a
La unidad de control debe disponer de dos salidas mas, además de las de los detonadores de los
Airbag, y que serán las correspondientes a los detonadores de los p retensores. No hacen falta
sensores especiales ni variaciones en la instalación ya que, como ya se ha comentado, el sistema
funciona al mismo tiempo y por el mismo tipo de accidentes que el sistema Airbag.
No hay comprobación eléctrica posible para los cin turones con pretensor, ya que los detonadores
son iguales a los empleados en los airbag, lo que significa que no se pueden comprobar con ningún
aparato de medida sin correr el riesgo de un disparo accidental.