Brevet FR2005818A1 — publié le 19691219

i 2005818 La présente invention se rapporte d'une façon générale à des harnais de sécurité pour protéger des passagers de véhicules en mouvement contre des blessures dûes à des arrêts brutaux, à des collisions, etc... et l'invention concerne plus particulièrement 5 un nouveau dispositif à tambour à inertie approprié notamment pour être monté sur des automobiles et autres véhicules routiers et actionné par la sangle du harnais de manière à maintenir automatiquement l'utilisateur sur son siège en cas d'urgence. Des harnais de sécurité du type général défini plus haut ont , , x années 10 été mis au point ces dernieres/pour etre utilises dans des avions des véhicules routiers et des véhicules de chemin de fer, etc... Ces dispositifs comportent généralement un boîtier contenant un tambour rotatif qui porte une sangle pouvant être automatiquement ©t déroulé© enroulée/en réponse à des mouvements de l'utilisateur, ledit tam-15 bour entraînant normalement un élément à.inertie sollicité par ressort et coopérant avec des moyens de verrouillage agissant de manière à empêcher le tambour de tourner dans le cas où la sangle et par conséquent l'utilisateur se déplacent par rapport au siège avec une accélération excessive et dangereuse. 20 Généralement ces dispositifs de types connus sont d'une cons truction compliquée et d'une fabrication coûteuse et ils ne fonctionnent pas toujours d'une manière sûre. Egalement, ces dispositifs se bloquent souvent lorsque l'utilisateur essaie de les fixer sur sa ceinture de siège, ce qui se traduit par un inconfort et dans 25 certains cas par l'incapacité de l'utilisateur à fixer la sangle d'épaule sur la ceinture de siège, ce qui empêche le harnais de sécurité de remplir sa fonction. Dans la demande de brevet française n"162.279 déposée le 8/8/68, on a décrit un harnais de sécurité qui est d'un fonctionnement sûr, d'une fabrication peu coûteuse, et 30 qui n'est/Snfluencé par la position de l'utilisateur, ce dispositif pouvant être réglé à des taux d'accélération relativement bas, y compris des valeurs inférieures à la moitié de la vitesse de déroulement de la sangle et comportant des moyens pour empêcher un blocage du tambour pendant que la sangle d'épaule est initialement 35 tirée du tambour pour être fixée sur le corps de l'utilisateur, par exemple par l'intermédiaire de sa ceiAture de siège. L'invention a pour objet un dispositif de sécurité d'un type nouveau présentant les propriétés souhaitables de la construction décrite dans la demande de brevet précitée et qui comprend des mo-40 yens de sécurité perfectionnés pour empêcher un blocage du tan|>our 69 0851 £ 2 2005818 pendant l'opération initiale de déroulement manuel de la sangle de tambour ainsi que des moyens pour assurer un blocage du tambour lorsque la sangle se rapproche de sa position complètement sortie, ce qui empêche une séparation accidentelle de la sangle du tambour 5 en cours d'utilisation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans le suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la Fig. 1 est une vue transversale en coupe du harnais de sé-10 curité selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif de la Fig. 1, montrant comment les différentes parties sont assemblées ; la Fig. 3 est une vue en perspective d'une partie du disposi-15 tif prise dans une direction opposée à celle de la Fig. 2 ; la Fig. 4 est une vue en coupe transversale d'une variante du harnais de sécurité selon l'invention.; la Fig. 5 est une vue en bout/ avec des parties arrachées du harnais de la Fig. 4. 20 Des références numériques identiques sont utilisées sur les différentes Fig. pour désigner des parties identiques. En référence aux Fig. 1 à 3, le support du tambour du dispositif de sécurité est désigné par la référence 1, ce support ayant à peu près une forme de U et comporte une base 1' adaptée pour être 25 fixée sur un élément d'appui désiré du véhiculé, par exemple le dossier du siège de l'utilisateur ou bien un montant de portière lorsque le dispositif doit être utilisé dans un véhicule routier tel qu'une automobile. Les branches verticales ou parois d'extrémité 2 et 3 du support 1 sont munies de trous alignés dans lesquels 30 tourillonne la broche ou axe 4 d'un tambour ou bobine 5, l'axe 4 étant engagé par ses extrémités dans les trous ménagés dans les parois 2, 3. Le fût du tambour 5 a une section droite à peut près en forme de C et sa surface intérieure est légèrement éspàcée de l'axe 4 35 de manière à permettre l'engagement de l'extrémité 7 formant une boucle, d'une sangle 8, cette dernière sortant à l'extérieur par l'ouverture ménagéè dans lé"fût du tambour e'n formé de C. Une partie de la sangle 8 est enroulée autour de l'axe 4 et elle s'étend vers l'extérieur en étant maintenue entre des joues d« guidage 9 40 et 10 fixées aux extrémités du fût dû tambour. Un boîtier 11 porté 69 08515 3 2005818 par les parois d'extrémité 2 et 3 recouvre le tambour 5. L'extrémité libre de la sangle 8 sort à l'extérieur du boîtier eii passant dans l'intervalle ménagé entre le boîtier 11 et la base l' en vue d'être fixée sur le harnais d'épaule de l'utilisateur ou sur sa ± ceinture de siège. Une partie de la sangle 8 est normalement maintenue enroulée autour du tambour 5 au moyen d'un ressort spiral 12 dont l'extrémité extérieure est fixée sur la paroi interne d'une coupelle 13 fixée sur la paroi 2 tandis que sont extrémité interne est ajustée dans une fente 14 ménagée dans une partie terminale A& de diamètre réduit de l'axe 4. Le ressort 12 tend à enrouler la -sangle 8 sur le tambour 5 en faisant tourner l*axe 4 dans les paliers formés dans les parois 2 et 3. Un organe élastique 15 cintré en forme de U est interposé entre la joue de guidage 10 et la paroi d'extrémité 3 de manière JiS que ses branches soient engagées dans des fentes ménagées dans les côtés de l'axe 4 (Fig. 1 et 2) et il s'appuie contre ces parties 10 et 3 de façon à faire tourner le tambour avec l'axe. L'organe élastique 15 ou organe de retenue est également pourvu d'une patte 16 recourbée et engagée dans un trou 17 de la joue 10 de manière à ^maintenir assemblés l'axe 4 et le tambour 5. La partie de l'axe 4 qui dépasse extérieurement de la paroi d'extrémité 3 présente un méplat 18 venant s'ajuster sur un méplat correspondant formé dans le trou non-circulaire d'un flasque 19 de manière que ce dernier tourne avec l'axe 4 en cours d'utilisation. Le flasque 19 comporte î.f un bossage cylindrique 20 excentré radialement par rapport à l'axe 4 et une plaque d'inertie 21 de forme à peu près semi-circulaire est montée de façon rotative sur le bossage 20 dont l'axe passe par le centre de gravité de l'élément d'inertie 21. Deux tétons 22 et 23 espacés l'un de l'autre font saillie du flasque 19 3^ dans une zone adjacente à la plaque d'inertie 21. Un ressort d'étalonnage 24 est relié par une extrémité à un bord de la plaque d'inertie 21 d'un côté du bossage 20 tandis que sont autre extrémité est reliée au téton 22 prévu sur le flasque 19 et il agit de manière à maintenir normalement la plaque d'iner-j 5"tie 21 appliquée contre le téton 23. Comme cela sera précisé dans la suite, la tension du ressort d'étalonnage 24 détermine le réglage d'accélération du harnais de sécurité. Une plaquette de retenue 26 est fixée sur une partie terminale de diamètre réduit de l'axe 4 et elle comporte des trous destinés à s'emboîter sur les extrémités du bossage 20 et du téton 22 de manière à maintenir la 69 08515 4 2005818 plaque d'inertie 21 et le ressort d'étalonnage 24 en position. Un élément circulaire 27 en.foz-ffi® de coupelle comporte un moyeu 28 monté de façon rotative sur 1© moyeu du flasque 19 et s'étend radialement vers l'extérieur ©t sur la plaque d'inertie 21. 5 La surface cylindrique intérieur© de l'élément 27 comporte des dents d'ëncliquetage 29 coopérant avec deux dents 29' analogues prévues sur la surface périphérique do la plaque d'inertie 21. Un ressort d'accouplement 30 fendu et de forme annulaire entoure la surface cylindrique extérieure de l'élément 27. Le bord extérieur 10 de ee ressort d'accouplement 30 est s» contact avec une collerette de retenue 31 formée sur l'élément 27 «t le bord intérieur de ce ressort d'accouplement comporte des doigts 32 espacés et destinés à venir en prise avec la surface extérieure de la paroi d'extrémité 3 en vue de maintenir le rassort sur- l'élément 27. Le res-15 sort 30 s'accroche élastiquement sur la surface périphérique de l'élément 27 en exerçant une pression prédéterminée. En conséquence, le ressort 30 et l'élément 27 constituent tin accouplement préchargé, le ressort 30 ayant ainsi tendance à tourner avec l'élément 27 mais en glissant sur celui-ci lorsqu'il est empêché de tourner par 20 une force supérieure à une valeur prédéterminée. Le ressort d'accouplement 30 comporte une patte 33 ayant une partie fourchue dans laquelle est engagée la languette 34 recourbée d'un levier élastique 35 de poussée. Le levier 35 a une forme plane et à peu près rectangulaire et il est muni d'un trou rectan-25 gulaire 36 incliné de manière à recevoir une extrémité d'une barrette de verrouillage 37 orientée transversalement et articulée par ses extrémités dans des trous 38 en forme de secteurs, ménagés dans les parois d'extrémité 2 et 3 du tambour. La barrette de verrouillage 37 comporte deux dents 39, 39' destinées à entrer res-30 pectivement en contact avec des dents 40 et 40' prévues sur les joues de guidage 9 et 10. Le levier 35 comporte un prolongement élastique étroit 41 qui est disposé le long de la paroi d'extrémité 3 et comporte une extrémité recourbée 66 venant s'engager dans un trou 67 correspondant ménagé dans cette paroi d'extrémité. 35 Le prolongement élastique 41, agissant par l'intermédiaire du levier 35, a tendance à faire tourner la barrette de verrouillage 37 dans le sens des aiguilles d'une montre, en considérait la Pig. 2, à l'intérieur des trous 38 en forme de secteurs ménagés dans les parois d'extrémité 2 et 3 en vue de maintenir normalement les dents 40 39, 39T écartées des dents 40, 40'. L'extrémité du harnais de sé- pr-— 69 08515 5 2005.818 curité comportant la plaque d'inertie 21 et l'es parties associées est représentée enfermée dans un couvercle 52 qui est muni d'attaches à enclenchement élastique pour assurer sa fixation sur la paroi d'extrémité 3. 5 En fonctionnement, lors des mouvements normaux de l'utilisateur» la sangle 8 est tirée par celui-ci lorsqu'il se penche vers l'avant sur son siège, ce qui provoque la mise en tension du ressort 12 et le déroulement de la sangle 8 à partir du tambour 5, le flasque 19 et la plaque d'inertie 21 portée par celui-ci tournant 10 avec le tambour 5 tandis que, lorsque l'utilisateur se déplace en arrière sur son siège, le ressort 12 réenroule la sangle 8 sur le tambour. Cependant, en cas d'accident provoquant une décélération brutale du véhicule, le corps de l'utilisateur a tendance à être brutalement projeté vers l'avant de sorte que la sangle 8 commence 15 à se dérouler avec accélération. En fonction de la tension du ressort d'étalonnage 24, lorsqu'une accélération dangereuse et de valeur prédéterminée a été atteinte par le corps de l'utilisateur la plaque d'inertie 21 a tendance à maintenir sa vitesse initiale et elle tourne par conséquent par rapport à son pivot 20 sur le flas-20 que 19, c'est-à-dire qu'elle tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en considérant la Fig. 2, en s'écartant du téton 22 en opposition à la tension du ressort d'étalonnage 24 de sorte que ses dents d'encliquetagç 29' entrent en contact avec les dents d'encliquetage 29 de l'élément 27 du fait de 1'excentrement 25 de la plaque d'inertie 21 par rapport à l'axe 4 du tambour. Ainsi, l'élément 27 est alors astreint à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre avec le tambour et le ressort d'accouplement 30 tournant avec celui-ci est astreint à actionner par l'intermédiaire de sa patte fourchue 33 le levier 35 et la barrette de ver-30 rouillage 37 reliée à ce dernier dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en considérant la Fig. 2, de sorte que les dents 39 et 39' de la barrette de verrouillage entrent en prise avec les dents 40 et 40' du tambour et bloquent simultanément les deux extrémités de celui-ci en empêchant un déroulement supplémen-35 taire de la sangle 8. Le tambour étant ainsi maintenu solidement par ses deux extrémités, l'axe 4 n'est pas soumis à des forces de torsion élevées qui se produiraient autrement si le tambour n'était bloqué qu'à une extrémité, de sorte que le dispositif est capable de résister à des charges très grandes exercées sur la sangle en 40 cours d'utilisation. Le dispositif qui vient d'être décrit est 69 08515 6 2005818 presque analogue à cëlui décrit dans la demande de brevet précitée. Si les dents 39, 39* au cours de leur déplacement dans la position de verrouillage, entrent en contact avec les parties supérieures des dents 40, 40 ' de façon à ne pas se bloquer instantâné-5 ment, le -ressort d'accouplement 30 glisse momentanément sur le flasque 19 et permet aux dents 39* 39' de la barrette de verrouillage de flotter momentanément puis de se déplacer vers l'intérieur et d'entrer complètement en prise avec les dents 40, 40' suivantes en évitant ainsi une détérioration du mécanisme de verrouillage. En 10 pratique, on a constaté qu'un tambour selon l'invention pouvait être bloqué des milliers de fois sans aucun défaut de fonctionnement. Lorsque la sangle 8 n'est plus soumise à une force, elle revient automatiquement en arrière sous l'action du ressort de rappel 12. Lorsque le ressort commence à se réenrouler, le flasque 19 com-15 menee à tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en considérant la Fig. 2, de sorte que les dents 29* de la plaque d'inertie 21 s'écartent des dents 29 de l'élément 2? et que le ressort d'étalonnage fait tourner la plaque d'inertie pour la ramener contre le téton 23, le prolongement élastique 41 faisant à son tour 20 tourner le levier élastique 35 et la barrette de verrouillage 37 de manière que cette dernière s'écarte des dents 40 et 40' du tambour, en préparant ce dernier pour un autre verrouillage. Il n'existe aucun risque que le dispositif se bloque pendant l'enroulement de la sangle 8; 25 Lorsqu'on utilise le harnais de sécurité selon l'invention sur des véhicules à vitesse assez lente, tels que des automobiles, il est souvent souhaitable.de régler ce dispositif de manière qu'il se bloque pour des taux d'accélération relativement lents de déroulement de la sangle. Des taux d'accélération assez lents, de l'ordre 30 de la moitié de l'accélération de la pesanteur, c'est-à-dire 1/2 g, sont souvent souhaitables. Lorsqu'un dispositif est réglé à de tels taux, de faible valeur, il devient souvent difficile pour 1'utilisateur de dérouler complètement la sangle pour l'étendre en travers de son corps car elle se bloque sous l'effet de la traction initiale 35 exercée à la main et de l'accélération initiale rapide qui en résulte pour la sangle. Pour éviter cet inconvénient, le dispositif selon. 1 '.invention est muni de moyens nouveaux pour empêcher un blocage pendant cette phase initiale de déroulement. Dans ce but, l'axe 4 est pourvu d'une fente 42 destinée à recevoir un eoulisseau 40 fourchu 43 dont l'évidement 44 de la partie fourchue permet d'en 69 08515 200.5818 gager le coulisseau clans les fentes 42 de manière à permettre un glissement transversal de l'axe 4 en cours de rotation. Le coulis-seau 43 comporte à une extrémité une saillie 45 excentrée qui est destinée à pénétrer dans une rainure 46 en spirale ménagée dans 5 la surface interne du couvercle 52 et il est pourvu à son autre extrémité dTune saillie 49 excentrée et agencée de manière à pénétrer dans un redan 47 ménagé dans la plaque d' inertie 21. Le redan 47 est adjacent à un évidement 48 plus profond ménagé dans la partie centrale de la plaque 21. 10 Pendant le mouvement linéaire de la sangle 8, le coulisseau 43 tourne avec le flasque circulaire 19 puisque ces deux parties sont montées de manière à tourner avec l'axe 4. Pendant la phase initiale de traction manuelle exercée sur la sangle, la saillie 45 excentrée est placée dans la rainure 46 en spirale de sorte que la 15 saillie 49 du coulisseau vient buter ©entre le bord du redan 47, grâce à quoi si la plaque d'inerti® 21 tend à tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, en considérant la Fig. 2, sous l'effet d'une accélération initiale excessive de la sangle (ce qui^fest souvent le cas), le bord du redan. 47 empêche un tel snouve-20 ment relatif de rotation de la plaque d'inertie sur le bossage 20 et elle empêche par conséquent les dents 29' d'entrer en prise avec les dents 29 en bloquant le tambour. Cependant, après la phase initiale de traction de la sangle, la saillie 49 pénètre dans 1'évidement 48 plus profond de la plaque d'inertie 21 de sorte que, lors-25 que la sangle 8 est fixée sur le corps de l'utilisateur, toute accélération excessive de cette sangle provoque un blocage du dispositif en protégeant l'utilisateur contre des blessures puisque le bord du redan 47 n'empêche plus une rotation relative de la plaque d'inertie 21 sur son pivot 20. Le cas échéant, le bras 53 du 30 coulisseau fourchu 43 portant la saillie 49 peut être rendu élastique, ce quipermet de mieux contrôler la force d'accélération nécessaire pour bloquer le tambour, comme cela est souhaitable dans certaines..installations. Lorsque la sangle 8 approche de sa position complètement sor-35 tie, par exemple au cours d'une collision, de manière qu'une spire seulement de la sangle reste enroulée autour du tambour 5» le bord biseauté 50 du coulisseau 43 frappe un téton 51 de la plaque d'inertie 21 et, lorsque le coulisseau 43 continue â se déplacer, le téton 51 est entraîné^çrs le haut, en considérant la Fig. 3, en 40 astreignant les dents/à venir en prise avec les dents 29 «t en as- - * BAD ORIGINAL 69 08515 8 2005818 surant le blocage du tambour de sorbe qu'une certaine longueur de sangle reste enroulée autour du tambour 5, en exerçant ainsi une action de frottement et en empêchant un déroulement accidentel de la sangle du 'tambour sous l'effet des tensions importantes se pro-5 duisant après blocage du tambour. Le harnais de sécurité représenté survies Fig. 4 et 5 présente les nouvelles caractéristiques de sécurité de l'invention. Dans ce dispositif, une accélération excessive de la sangle 8 provoque une rotation relative d'un élément d'inertie 53 du type volant par rap-10 port à l'axe ou broche 54 en astreignant des billes 55 à refouler l'élément d'accouplement 56 en vue d© le bloquer contre la paroi d'extrémité 57. L'extrémité élargie de l'axe 54, qui est pourvue de rainures coniques recevant des billes 55» comporta dans sa face externe une 15 fente transversale 57 dans laquelle peut s® déplacer un coulisseau 58 au moyen d'une goupille 59 fixée dans l'axe 54 et portant une bague d'arrêt 60. L'extrémité externe du coulisseau 58 est munie d'une saillie 59 qui passe dans un© rainure 60 en spirale ménagée dans le couvercle 61. Avec le coulisseau 58 tel que représenté sur 20 les Fig. 4 et 5, partie terminale de ce coulisseau pénètre dans une fente transversale 62 ménagée dans la couronne de l'élément d'inertie 53. Dans cette position du coulisseau, la sangle 8 est complètement enroulée sur le tambour 5'. Lorsque la sangle est initialement déroulée manuellement, le coulisseau tournant avec l'axe 25 54 et pénétrant dans la fente 62 de l'élément d'inertie empêche une rotation relative du volant et de l'axe de sorte que le dispositif ne peut pas se bloquer, indépendamment de l'accélération initiale. La sangle 8 continuant à êtr® sortie du "boîtier, la sâillie 59 suit la rainure en spirale 60 ménagée dans le couvercle 61 de 30 manière à se rapprocher en direction du centre du tambour mais, tant que le coulisseau ne libère pas la couronne de l'élément d'inertie en forme de volant, il ne se produit aucun blocage. Lorsque la sangle continue à être sortie et que le coulisseau se rapproche du centre du tambour comme pendant le fonctionnement normal du dis-35 positif, il se produit un blocage de ce dernier lorsqu'un® accélération suffisante est exercée sur la sangle 8, du fait qu'une rotation relative de l'élément d'inertie et de l'axe 54 est permise. Lorsque la sangle se rapproche de la position complètement sortie, une surface biseautée 63 prévue sur le coulisseau pénètre 40 dans une fente transversale 64 ménagée dans la couronne du volant 3AD ORIGINAL 69 08515 9 2005818 et elle entre en contact avec un bord biseauté 65 qui entraîne l'élément d'inertie dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en considérant la Fig. 5, ce qui provoque un mouvement différen tiel entre l'axe 54 et l'élément d'inertie 53 et par conséquent un 5 blocage du tambour, la sangle étant ainsi empêchée de se dérouler du tambour 5'. En conséquence, on voit que le harnais de sécurité selon l'invention est d'une construction simple et qu'il présente des caractéristiques de sécurité empêchant un blocage intempestif du dis-10 positif pendant la phase initiale de déroulement de la sangle tout en empêchant un déroulement intempestif de la sangle du tambour lorsque cette sangle est sortie du fait de l'action de frottement exercée par la partie de la sangle restant encore sur le fût du tambour. 15 Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. 69. 08515 10 2005818 REVENDICATIONS 1) Harnais de sécurité, caractérisé en ce qu'il comprend un support pourvu d'un couvercle, un tambour monté de façon rotative dans le support, une sangle enroulée sur le tambour, un élément 5 d'inertie porté .par le tambour et monté de manière à effectuer un mouvement de rotation limité par rapport à celui-ci, un mécanisme de verrouillage actionné par l'élément d'inertie et agencé de façon à empêcher le tambour de tourner en cas d'accélération excessive de la sangle se déroulant du tambour, ainsi que des organes 10 de sécurité empêchant un blocage du tambour pendant la phase initiale de déroulement manuel de la sangle, lesdits organes de sécurité comprenant un coulisseau porté par le tambour et pouvant tourner avec lui pendant le déplacement de la sangle, ledit couvercle étant muni d'une rainure en spirale, ledit coulisseau comportant 15 une saillie s'engageant dans la rainure en spirale du couvercle de façon à permettre un glissement du coulisseau par rapport à l'élément d'inertie pendant le mouvement de la sangle, ledit coulisseau étant positionné, pendant la phase initiale du déroulement de la sangle, de manière ,àr-eïvErër en prise avec l'élément d'inertie pour 20 empêcher un bloeâge du tambour, ledit coulisseau s'écartant de l'élément d'iftertie pendant le fonctionnement normal du harnais de sécurité pour permettre un blocage du tambour en cas d'accélération excessive du déroulement de la sangle. 2) Harnais de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé 25 en ce que le coulisseau, se déplaçant lorsque la sangle approche de sa position complètement sortie, agit de façon à entrer en contact avec l'élément d'inertie pour que le mouvement relatif entre cet élément et le tambour produise 1'actionnement du mécanisme de verrouillage en vue de bloquer le tambour et d'empêcher par consé-30 quent le déroulement de la sangle lorsque celle-ci approche de sa position complètement sortie, l'action de frottement de la sangle sur le tambour servant à maintenir cette sangle sur ce dernier. 3) Harnais de sécurité suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le coulisseau comporte une saillie élastique destinée à 35 entrer en prise avec l'élément d'inertie pendant la phase initiale du déroulement de la sangle en vue d'exercer un contrôle variable et prédéterminé de l'accélération que peut prendre l'élément d'inertie pour actionner le mécanisme de verrouillage en vue de bloquer le harnais de sécurité.