Brevet FR2323407A1 — publié le 19770408

La présente invention concerne un enrouleur pour ceinture de sécurité comportant un ressort en spirale,un arbre sur lequel une ceinture de sécurité est enroulée et un dispositif à couple variable accouplant le ressort en spirale à l'arbre. Les enrouleurs pour ceintures de sécurité comportent habituellement un arbre qui est entratné par un ressort en spirale pour enrouler la ceinture quand elle a été libérée d'une attache ou d'une boucle. Le ressort est accouplé à l'arbre de façon à être remonté quand la ceinture est enroulée. Le ressort doit permettre à l'arbre de tourner d'un nombre suffisant de tours pour que la ceinture puisse être déroulée suffisamment pour pouvoir s'adapter b l'occupant le plus grand d'un véhicule, avec les positions extrêmes du siège. I1 doit être aussi suffisamment puissant pour assurer un enrou1ement-complet sur l'arbre de la ceinture quand elle n'est pas utilisée.Cela crée un problème dans le cas d'un ressort en spirale parce que l'énergie emmagasinée dans le ressort est faible quand la ceinture est à peu près complètement enroulée. Cependant, le ressort ne doit pas être trop puissant pour ne pas exercer sur la ceinture une traction pouvant incommoder l'utilisateur. Ces conditions contraires sont aggravées par l'augmentation du diamètre de la ceinture enroulée sur l'arbre. La présente inventioX dsoud les problèmes précités au moyen d'un dispositif à couple variable accouplant le ressort en spirale à l'arbre d'enroulement afin de mieux utiliser l'énergie emmagasinée dans le ressort. Conformément à l'invention,un enrouleur de ceinture de sécurité comporte un ressort en spirale,un arbre sur lequel la ceinture de sécurité est enroulée et un dispositif à couple variable couplant le ressort à l'arbre, le dispositif à couple variable comportant au moins un élément hélicoïdal ou en spirale,un éliment en prise aveo ledit élément hdlicoldal ou en spirale et des moyens pour permettre un mouvement de translation de l'élément hélicoTdal ou en spirale quand le ressort est enroulé ou déroulé du rait du déroule- ment ou de l'enroulement de la ceinture afin que le couple à la sortie de ce dispositif varie pour ajuster la force exercée sur la teinture. Le ressort et l'arbre peuvent entre fixés contre un mouve ment de translation, car l'élément hélicoïdal o46n spirale peut lui- m8me avoir un mouvement de translation pour raire varier la distance entre l'extrémité du ressort produisant le couple et l'axe de rotation de l'arbre afin que le couple varie. De préférence,l'é- lément hélicoïdal ou en spirale comporte une surface d'entraine ment s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de rotation de l'arbre. Cela permet de conserver de la plae dans un enrouleur de ceinture de sécurité,en particulier dans la direotion dans laquelle s'étend l'arbre.De préférence1 l'élément en prise avec l'élément hélicoTdal ou en spirale est rigide, pouvant etre par exemple un galet ou un pignon pour assurer un entraînement positif entre l'arbre et l'élément hélicoTdal ou en spirale. L'éliment en prise peut être un pignon engrenant avec les dents de l'élément en spirale ou hélicoTdal ayant la forme d'un engrenage en spirale ou hélicoTdal. Un galet peut Entre prévu en contact avec une paroi de guidage s'étendant le long de la surface d'entralnement hélicoïdale ou en spirale de façon à assurer l'en- grènement des dents. Suivant un mode de mise en oeuvre de l'invention,l'élé- ment en prise est solidaire d'une extrémité de l'arbre,un galet est monté rotatif à coté de cet élément et un engrenage en spirale s'étend à partir d'un épaulement définissant ladite paroi de guida- ge .1" engrenage en spirale et 1 'épaulement s'étendent à partir d'un disque fixé à un second arbre sur lequel le ressort est enroulé. Le disque comporte un troisième arbre coaxial par rapport au se cond arbre, le second et le troisième arbres étant fixés dans des fentes respectives d'un bottier pour permettre le mouvement de translation quand l'arbre d'enroulement de la ceinture tourne. Une combinaison inverse est possible dans laquelle l'élément est entraîne par le ressort en spirale et l'arbre d'enroulement de la ceinture forme ou est accouplé à un engrenage en spirale ou hélicoïdal. Suivant un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif à couple variable comporte une paire d'éléments respectivement en prise avec une paire de pignons hdlicotuaux ou en spirale,ayant des dentures en spirale de pas similaires mais s'enroulant en sens inverses, tel que le couple du ressort agissant sur arbre d'enroulement de la ceinture varie quand le ressort est enroulé ou déroulé, l'arbre et le centre du ressort étant fixés en translation Les engrenages peuvent tre montés sur les côtés respectifs d'un disque, un second arbre accouplant l'extrémité intérieu- re du ressort en spirale avec un pignon engrenant avec l'un des engrenages en spirale, le premier arbre ou arbre d'enroulement de la ceinture comportant aussi un pignon engrenant avec l'autre engrenage en spirale. and le disque tourie, il se déplace laté- raclement par rapport au premier et au second arbres, et des moyens sont de préférence utilisés pour guider le disque pendant ce ou- vexent latéral et pour assurer que les pignons restent engagés sur les engrenages en spirale respectifs.Le disque peut être placé verticalement par rapport aux axes horizontaux des arbres la denture de chaque engrenage en spirale s'tendant latéralement par rapport au disque pour engrener avec les pignons respectifs. En variante, le disque peut etre incliné par rapport aux axes longitudinaux des arbres et les engrenages en spirale peuvent Entre formés à la surface du disque pour engrener avec les pignons respectifs. Quand les engrenages sont hélicoïdaux , les dentures de chaque engrenage s'étendent latéralement dans des directions opposées pour former un bloc d'engrenage logé entre les pignons respectifs. Les caractéristiques de l'invention ressortiront plus particulièrement de la description suivante,donnde à titre d'exem- ple non limitatif et raite en se référant aux dessins annexés,sur lesquels: Fig.l représente une coupe d'un enrouleur de ceinture de sécurité selon un premier mode de réalisation de l'invention; Fig.2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; Fig.3 est une vue agrandie d'un détail de la figure 1; Fig.4 représente en perspective les éléments principaux d'un dispositif à couple variable suivant un second mode de réalisation de l'invention; ; Fig.5 est une coupe d'un dispositif à couple variable selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et Fig.6 est une vue en perspective d'un dispositif à couple variable selon un quatrième ode de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 3 représentent un enrouleur de ceinture de sécurité qui comporte un arbre d'enroulement supportant une ceinture (non représentée). Les tourillons et le mécanisme de verrouillage par inertie de l'enrouleur , qui sont bien connus,ne sont pas représentés. La ceinture de sécurité est normalement enroulée sur l'arbre 1 par un ressort en spirale 8. L'extrémité exté- rieure du ressort en spirale 8 est fixée b un bottier 11 et son extrémité intérieur. est rixée à un arbre 7. L'arbre 7 traverse -une fente rectiligne 6 d'une plaque support 4 et un arbre 12 coaxial et solidaire de l'arbre 7 traverse une fente rectiligne 13 d'une plaque support 5. Les arbres 7 et 12 sont solidaires d'un disque 14 qui comporte une surfaee d'entraînement ayant la forme d'un engrenage en spirale 3. L'engrenage 3 engrène avec un élément mené 2 tel qu'un pignon solidaire de l'arbre 1. Le pignon 2 comporte un tourillon qui supporte un galet 10, ce galet venant en contact avec une surface de guidage qui est la surface d'un épaulement g ayant le même développement que l'engrenage en spirale 3. Cela apparatt plus clairement sur la figure 3. Le contact du galet 10 sur la surface de guidage appartenant à l'épaulement 9 maintient le pignon 2 en prise avec l'engrenage en spirale 3. La figure 2 montre l'enrouleur quand la ceinture de sé cuité 4non représentée) est complètement enroulée sur l'arbre 1. Quand une traction est exercée sur la ceinture, l'engrenage en spirale 3 tourne en remontant le ressort 8 et en provoquant le déplacement des arbres 7 et 12 le long des fentes 6 et 13 correspondantes. Quand la ceinture est déroulée de l'arbre l,le pignon 2 est entraîné à une distance radiale croissant constamment par rapport aux arbres 7 et 12 et par suite par rapport à l'extrémité intérieure du ressort 8. Par suite,la vitesse d'enroulement du ressort 8 décrott à mesure que la ceinture est déroulée de l'arbre 1. De préférence,la variation-du rapport d'engrènement est de 4/1 pour 20 tours de l'arbre 1. Cependant,d'autres combinaisons d'entratnement sont possibles pour obtenir le résultat nécessaire. La figure 4 représente un dispositif à couple variable qui est accouplé à un ressort es spirale 21 ayant une extrémité extérieure 22 fixée, par exemple, au bottier de l'enrouleur de ceinture de sécurité,l'extrémité intérieure du ressort étant fi- xée à un arbre 23. L'extrémité de l'arbre 23 est munie d'un pignon 24 . L'arbre 23 transmet la force motrice pour l'entratne- ment dtun arbre 25 auquel est fixée la ceinture de sécurité (non représentde),la transmission étant assurée par l'intermédiaire du dispositif à couple variable comportant une paire d'engrenages en spirale 26 et 27.Les engrenages 26 et 27 sont situés ciste à côte , et peuvent s'étendre en spirale sur les surfaces principales correspondantes d'un élément en forme de disque (non représenté) avec lesquelles ils sont fixés ou dont ils constituent une partie intégrante.-UfleextrémIté de l'arbre 25 est munie d'un pignon 28. Les dentures des engrenages en spirale 26 et 27 ont le 6 e pas mais elles s'enroulent en spirale en sens contraires. Le disque est de préférence guidé,par exemple,dans des rainures (non reprdsentées)sur les deux cootés de l'ensemble représenté sur la figure 4. Pour maintenir les pignons 24 et 28 engagés sur les engrenages 26 et 27 correspondants,un galet peut etre associé à chaque pignon de façon à porter sur le coté intérieur lisse de la denture en spirale correspondante. Chaque galet peut être porté, par exemple,par une branche d'un support en U dont l'autre branche supporte le pignon 24 ou 28 correspondant. Quand la ceinture enroulée sur 1'arbre 25 est tirée,elle provoque la rotation du pignon 28. Le pignon 28 entrains ltengrena- ge en spirale 27 qui est déplacé latéralement par rapport b 1'axe de l'arbre 25 en raison du pas de la spirale. Comme l'engrenage en spirale 26 est solidaire de l'engrenage en spirale 27, il tourne aussi et est déplacé latéralement en faisant tourner le pignon 24 de sorte que le ressort 21 est enroulé. Quand le ressort 21 est enroulé, son couple agissant sur l'arbre 25 par l'intermédiaire du dispositif à couple variable décrott du fait des spirales 26 et 27 . Quand la ceinture est libérée, le ressort 21 entraîne le pignon 24 qui rait tourner les engrenages 26 et 27 qui entraînent l'arbre 25 afin d'enrouler la ceinture.Quand le ressort 21 se déroule, le couple agissant sur l'arbre 25 augmente du fait de la forme en spirale des engrenages 26 et 27 en assurant ainsi un enroulement forcé de la ceinture. La figure 5 représente un troisième mode de réalisation de l'invention dans lequel le dispositif à couple variable comporte un disque 30 monté rotatif sur un arbre 31 traversant des fentes 32 et 33 de deux parois 34 et 35 dirigées vers l'intérieur d'un boîtier 36. Les parois 34 et 35 supportent le disque 30 pendant la rotation.Le disque 30 comporte des dentures en spirale 37 et 38 sur ses faces principales, Ces dentures en spirale ayant le meme pas mais étant enroulées en sens opposés. La denture 38 engrène avec un pignon 39 solidaire d'un arbre 40 sur lequel est enroulée la ceinture de sécurité. Un pignon 41 engrène avec la denture 37, ce pignon étant solidaire de l'arbre 42 auquel est fixée l'extrémité intérieure d'un ressort en spirale 43. Le fonctionnement du dispositif de la figure 5 est similaire à celui du dispositif de la figure 4. la figure 6 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention,dans lequel le dispositif à couple variable comporte un bloc 50 sur lequel sont formées des dentures hélicoTdales 51 et 52. Les dentures hilicoidales 51 et 52 engrènent avec les pignons correspondants 53 et 54. Le pignon 53 est solidaire d'un arbre 55 à l'autre extrémité duquel est fixée l'extrémité intérieu- re d'un ressort en spirale 56. Le pignon 54 est solidaire de l'ar- bre 57 sur lequel est enroulée la ceinture de sécurité. Dans le dispositif de la figure 6,le bloc 50 se déplace axialement dans la- direction des axes longitudinaux des arbres 55 et 57,ainsi que transversalement par rapport à ces axes,quand le ressort en spirale 56 est enroulé et déroulé. Ces mouvements peuvent être permis par des guides ou des rainures inclinés, non représentés,dans lesquels sont engagés des paliers (non représentés) supportant le bloc 50. Les variantes des figures 5 et 6 imposent moins de limitations aux dimensions des pignons engrenant avec les engrenages en spirale ou hélicoidaux que la variante de la figure 4,car les pignons 24 et 28 de celle-ci doivent Etre logés entre les spires consécutives des dentures respectives des engrenages 26 et 27 ,ce qui limite leur encombrement. Bien entendu,la description qui précède n'est pas limitative et l'invention peut Etre mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre -REVENDICATIONS- 1. Enrouleur de ceinture de sécurité,caractérisé en ce qu'il comprend un ressort en spirale,un arbre sur lequel la ceinture de sécurité est enroulée et un dispositif à couple variable accouplant le ressort à l'arbre, le dispositif à couple variable comportant au moins un élément hélicoïdal ou en spirale,un élément en prise avec ledit élément hélicodaI ou en spirale et des moyens pour permettre un mouvement de translation de l'élément hélicordal ou en spirale quand le ressort est enroulé ou déroulé du fait du déroulement ou de l'enroulement de la ceinture, de façon que le couple transmis par le dispositif varie pour ajuster la force exercée sur la ceinture. 2. Enrouleur selon la revendication l,caractérisé on ce que le dispositif à couple variable est placé entre l'extrémité intérieure du ressort en spirale et une extrémité de l'arbre, lesquelles sont respectivement fixées en translation. 3. Enrouleur selon l'une des revendications 1 et 2,carac- térisé en ce que ledit élément en spirale a une surface d'entraRne- ment en spirale s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de rotation de l'arbre. 4. Enrouleur selon l'une des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que l'élément en prise est un pignon et en ce que l'élément en spirale comporte un engrenage en spirale engrenant avec ledit pignon. 5. Enrouleur selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'engrenage en spirale est accolé à un élément en forme de disque comportant une surface de guidage ayant le mime développement que la surface d'entraînement en spirale et en ce que l'élément en prise est un pignon associé à un galet qui vient en contact avec ladite surface de guidage pour assurer l'engrènement entre le pignon et 1 'engrenage en spirale. 6. Enrouleur selon la revendication 5caractérisé en ce que l'élément en forme de disque comporte un second et un troisième arbres coaxiaux, le ressort en spirale étant enroule sur le second arbre et le troisibme arbre étant disposé de façon à permet-~ tre un mouvement de translation de l'élément en forme de disque. 7. Enrouleur selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier muni de fentes opposées destinées à recevoir le second et le troisième arbres. 8. Enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à couple variable comporte une paire d'éléments engrenant respectivement avec deux. engrenages hélióSdaux ou en spirale ayant des dentures de nI.me pas ni. enroulées en sens inverses de telle sorte que le couple du ressort agissant sur l'arbre d'enroulement de la ceinture varie quand le ressort est enroulé et déroulé,ledit arbre et l'extrémité intérieure du ressort étant fixés en translation. 9. Enrouleur selon la revendication 8 > caractérisé en ce que les engrenages sont montés sur les côtés opposés d'un disque. 10. Enrouleur selon la revendication 91 caractérisé en ee que l'extrémité intérieure du ressort est fixée à un second arbre qui porte un pignon engrenant avec l'un des engrenages helicoIdaux ou en spirale,un autre pignon solidaire d'une extrémité de l'arbre d'enroulement de la ceinture engrenant avec l'autre engrenage hélicoïdal ou en spirale. 11. Enrouleur selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour guider le disque pendant son mouvement de translation de telle sorte que les pignons restent en prise~avee les engrenages hélicoTdaux ou en spirale respectifs. 12. Enrouleur selon l'une des revendications 9 à carac- térisé en ce que le disque est sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation de l'arbre d'enroulement de la ceinture. 13. Enrouleur selon l'une des revendications 10 et 118 caractérisé en ce que le disque est incliné par rapport aux axes de rotation du premier et du second arbres et est supporté par un troisième et un quatrième arbres coaxiaux qui peuvent coulisser dans des fentes d'un guide. 14. Enrouleur selon la revendication 8,caractérisé en ce que les engrenages sont hélicoSdaux et s'étendent en sens opposés pour former un bloc d'engrenages situé entre des pignons solidaires respectivement de l'extrémité intérieure du ressort et d'une extrémité de l'arbre d'enroulement de la ceinture.