Brevet FR2354951A1 — publié le 19780113

L'invention a pour objet un dispositif d'enrouleur-dérouleur, notamment pour sangle de ceinture de sécurité et, en particulier, pour ceinture de sécurité d'automobile. Elle a également pour objet-une ceinture de sécurité d'automobile comprenant un tel dispositif. On connaît djà de nombreux enrouleurs-drouIeurs de sangle pour ceinture de sécurit4, c'est-à-dire des dispositifs dans lesquels la sangle est constamment sollicite à l'enroulement, d'une part, et qui, d'autre part1 autorisent le deroulement de la sangle aussi longtemps que celui-ci est effectue avec une accélération inférieure à une valeur prodéterminée, tandis que ce dEroulement est interdit s'il est effectue avec une aecélération supérieure à ladite valeur. Ces dispositifs connus sont relativement complexes et d'un encombrement souvent trop important. Ils sont en outre réalises de manière telle que le blocage de la sangle n'a lieu, lorsque celleci est soumise à une accélération de valeur supérieure à ladite valeur prediterminee-, qu'après deroulement d'une certaine longueur de sangle, d'ailleurs variable pour des blocages successifs. Enfin, les dispositifs connus ne permettent un deroulement de la sangle, après blocages que Si ladite sangle est d'abord réenroulée sur une courte longueur. C'est un but de l'invention de fournir un dispositif d'enrou leur-derouleur, notamment pour sangle de ceinture de sécurité, dont le mécanisme d'autorisation ou d'interdiction de deroulemeat de la sangle en correspondance de l'accélération avec laquelle la sangle est tirée, soit à la fois simple et robuste C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un dispositif d'enrouleur-dérouleur dans lequel le blocage de la sangle ait lieu pratiquement sans extraction de sangle et, dans tous les cas, de manière uniforme pour tous les dispositifs d'un même type et pour des blocages successifs. C'est, encore, un but de l'invention de fournir untel dispositif dans lequel, après un blocage à l'extraction de la sangle, celle-ci puisse être à nouveau déroulez sans qu'il soit nécessaire de réenrouler la sangle au préalable. C'est un autre but de l'invention de fournir un tel dispositif dans lequel le mécanisme qui autorise ou interdit le déroulement de la sangle et qui est un mécanisme à inertie ne comprenne ni moyens de lubrification, ni moyens de joint. C'est également un but de l'invention de fournir un tel dispositif dans lequel le mécanisme à inertie soit de faible encombrement, d'une part, et qui, d'autre part, puisse autre facilement ajuste pour satisfaire aux diffrentes normes établies par les administrations compétentes en matière de s8curit6. C'est, enfin, un but de l'invention de fournir un enrouleurdérouleur de sangle dont le fonctionnement soit silencieux, lors du fonctionnement normal au dOroulement de la sangle, et cela contrairement aux dispositifs connus qui, en particulier lorsqu'ils font application de roues à rochet ou de cliquets, sont genérale- ment bruyants. Un dispositif d'enrouleur-derouleur pour sangle selon l'invention, comprenant sur un bâti un arbre rotatif soumis à l'action d'un ressort qui tend constamment à enrouler ladite sangle sur l'arbre, avec un mécanisme à inertie autorisant l'enroulement de la sangle ainsi que le déroulement de cette dernière aussi longtemps que le déroulement est effectué avec une accélération infF- rieure à une valeur prédéterminée alors qu'il est interdit lorsqu'est dopasse ladite valeur, est caractérise en ce que ledit mécanisme est un dispositif de roue libre comprenant une pièce d'inertie enfermant partiellement des moyens comme des billes, galets, rouleaux, sprags ou analogues interposes entre une partie fixe solidaire du bSti et un axe associ à l'arbre sur lequel est accroche la sangle ou ledit arbre lui-mme, ladite pièce d'inertie étant constamment sollicitée par un organe plastique exerçant un couple de rappel preditermind dans le sens correspondant au déroulement de la sangle. L'organe exerçant la force lastique est avantageusement un ressort spiral ou un ressort à lame ou un ressort du type corde à piano. Dans une forme de rdalisation preférée, les rampes du dispositif de roue libre, c'est-à-dire les surfaces qui amènent les moyens de billes, galets, rouleaux, sprags ou analogues à coopérer à coincement avec la partie fixe solidaire du bSti sont mFnagFes par des brasures périphériques de l'arbre sur lequel est accrochée la sangle ou de l'axe associez audit arbre. Dans une autre forme de ralisation, l'arbre ou l'axe porte un plateau présentant des creusures dont les fonds constituent les rampes, tandis que la pièce d'inertie est constitué par un manchon dont une extrémité est fermée par un voile ou disque interpose entre ledit plateau et un flasque fixe solidaire du bâti de l'enrouleurdérouleur. L'invention sera bien comprise par la description oui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale avec arrachement partiel d'un dispositif selon l'invention pour une première forme de réalisation; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1:: la figure 3 est une vue en coupe, à plus grande celle, selon la ligne 3-3 de la figure 1; la figure 4 est une vue en élévation d'une pièce d'inertie du dispositif selon l'invention; la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4; la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 1 mais pour une autre forme de réalisation; la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne 7-7 de la figure 6; la figure 8 est une vue par bout, suivant la direction de la flèche A, du mécanisme à inertie du dispositif montre sur les figures 6 et 7, bottier de protection enlevé; la figure 9 est une vue en élévation de la pièce d'inertie du dispositif de roue libre montrez sur les figures 6 et 7; ; la figure 10 est une vue en coupe selon la ligne 10-10 de la figure 9. On se réfère d'abord aux figures 1 à 5 illustrant une première forme de realisation d'un dispositif d'enrouleur-drouleur de sangle selon l'invention. Le dispositif comprend un arbre 10 mont à rotation dans des flasques fixes 11 et 12 d'un bati 13. Sur l'arbre 10 est accroche une extrémité d'un ressort de rappel 14 qui sollicite constamment l'arbre 10 dans le sens de rotation correspondant à l'enroulement sur ledit arbre d'une sangle S, par exemple la sangle d'une ceinture de securite fixe à une de ses extremites sur ledit arbre dans une lumière longitudinale 15 qu'il présente.Un mécanisme 16, enferm dans un bottier 17, figure 2, permet le libre enroulement de la sangle S sur l'arbre 10 sous l'action du ressort 14 ainsi que le droulement de ladite sangle à partir de la réserve R forme par les spires garnissant l'arbre 10 lorsque la sangle S est tirée suivant la direction de la flèche P par un mouvement dont l'accelOration est inférieure à une valeur prédéterminée, tandis que le déroulement de la sangle est interdit lorsque l'accélFration est supérieure à ladite valeur. Le mécanisme 16, disposé à l'extrémité de l'arbre 10 opposée à celle d'accrochage du ressort 14, est constitu par un dispositif de roue libre dont l'organe "menant" est l'extrémité 20 de l'arbre 10, ladite extrémité presentant un épaulement 21 à sa jonction avec un bout d'arbre 21'. A la périphéfle de la partie 20 de l'arbre 10 sont ménagés au moins trois évidements 22 qui, comme visible sur la figure 2, sont conformés suivant des ébrasures limitées chacune par une rampe 23 et une paroi de fond 24 parallèles à l'axe 25 de l'arbre lu ainsi que par une surface 26 perpendiculaire audit axe. Dans chacun des évidements 22 est partiellement logé un rouleau 27 d'un diamètre supérieur à la dimension de la paroi 24, mesurée perpendiculairement à l'axe 25, de sorte que les rouleaux 27 font saillie par rapport à la surface latérale externe 28 de la partie d'extrémité 20. L'arbre 10 supporte sur l'épaulement 21 une pièce 30, figures 4 et 5, constituée en tant que pièce d'inertie avec un manchon 31 percé de créneaux 32 de longueur périphérique très légèrement supérieure au diamètre des rouleaux 27 en partie logés dans lesdits créneaux et un anneau 33 dont la périphérie porte des dents 34.La pièce 30, qui forme une cage pour les rouleaux 27, est montée folle sur l'arbre 10 et elle est constamment sollicitée avec un couple de rappel prédéterminé, de meme que les rouleaux 27; par un ressort spiral 35 dont une extrémité 36 est accrochée sur l'anneau 33 et dont l'autre extrémité 37 est engagée dans une fente du bout 21' de l'arbre- 10, ledit ressort étant protégé par une plaauette de retenue 38 fixée de toute manière appropriée sur le bout d'arbre 21'. Le dispositif de roue libre comprend en outre un anneau 40, solidaire du flasque 12 ou venu d'une pièce avec lui et qui est en un matériau résistant aux efforts de compression radiaux. Le rayon interne du manchon 40 est légèrement supérieur à celui du manchon 31 et également à la distance de l'axe 25 à la pEripherie externe d'un rouleau 27 lorsque celui-ci est au contact de la paroi 24, comme montré sur la figure 2. Cette distance devient cigale audit rayon lorsquele rouleau 27 est déplacé vers 1'ext4- rieur de l'arbre 10 par la rampe 23, de sorte que lesdits rouleaux peuvent venir coopérer à coincement avec l'anneau 40. Dans une variante, non représentée, l'organe "menant" du dispositif de roue libre est un axe associé à l'arbre 10, par exemple couplé audit arbre par une transmission mécanique à roues d 'engrenage Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque l'arbre 10 est entrain en rotation dans le sens de la flèche f, qui est celui correspondant à l'enroulement de la sangle sur l'arbre 10, les rouleaux -27 sont au contact des parois 24 de sorte que ledit arbre tourne librement. Lorsqu'on déroule la sangle S, c'est- & dire lorsqu'on l'extrait de la réserve R, l'arbre 10 est mis en rotation dans le sens de la flèche f'; le ressort spiral 35 sollicite constamment la pièce 30 et les rouleaux 27 dans le sens de la flèche f',-inverse de f-, et maintient les rouleaux au contact des parois 24 de sorte que arbre 10 tourne librement aussi longtemps que l'accélération angulaire dudit arbre ne dépasse pas une valeur de seuil prEdOter- minée, fixée par le couple de rappel du ressort 35 qui maintient la pièce 30 et les rouleaux 27 en condition non opératoire.Cette phase de fonctionnement correspond, par exemple, à la mise en place de la ceinture de sécurité par l'utilisateur ou encore à des mouvements relativement lents de l'utilisateur portant la ceinture, comme des mouvements vers la botte à gants ou le tableau de bord d'une automobile, dans le cas d'une ceinture de sécurité pour un tel véhicule. Lorsque, par contre, l'accélération angulaire de l'arbre 10 dépasse la valeur de seuil prédéterminée, l'inertie de la pièce 30 fait aue ladite pièce est décalée angulairement par rapport à l'arbre 10 dès qu'est surmonte le couple de rappel antagoniste du ressort 35.Ce décalage angulaire de la pièce 30 entrain le déplacement relatif simultané, et en phase, des rouleaux 27 dans le sens de la flèche f et la coopération de ces rouleaux et des rampes 23, -en faisant crotte la saillie des rouleaux par rapport à la surface externe 28 de l'extrémité 20 de l'arbre 10-, amène lesdits rouleaux en coincement entre la surface 23 des rampes et la surface interne de l'anneau 40;; il s'ensuit le blocage en rota tion de l'arbre 10, interdisant toute extraction complémentaire de sangle hors de 1a réserve R. Un tel fonctionnement est, par exemple, celui qui apparais lors d'une dcél8ration brutale du véhicule équipé d'un tel enrouleur qui, en outre, comprend les moyens usuels de pendule ou analogue interdisant également l'extraction de la sangle lors d'un retournement de l'automobile. Dans un tel cas, ce sont les dents 34 de la pince d'inertie 30 qui servent à l'entrat- nement de ladite pièce dans un sens provoquant le blocage de l'arbre 10 lorsque le dispositif est soumis à une décélération brutale sans extraction de sangle. Dans un dispositif selon l'invention, le-blocage de la sangle a lieu sans extraction importante de la sangle hors de la réserve R. En outre, si l'on désire dérouler la sangle après le blocage, il suffit de relâcher l'effort exercé sur ladite sangle sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un retour en arrière, comme dans les dispositifs connus où un tel retour est exigé pour extraire un cliquet d'une denture. Dans la réalisation des figures 6 à 10, l'enrouleur-dérouleur est de structure générale analogue à celle de la forme de réalisa- tion décrite ci-dessus. I1 comprend également un bati 45, à flasques transversaux 46 et 47 dans lesquels est monté à rotation un arbre 48 d'axe 49. Sur l'arbre 48 est accroché un ressort de rappel 50, qui sollicite constamment l'arbre 48 dans le sens de rotation correspondant à l'enroulement de la sangle sur ledit arbre suivant les spires d'une réserve de sangle R. Le mécanisme de roue libre 51, enfermé dans un bottier 52 et destiné à jouer le roule du mécanisme 16 de la forme de réalisation précédente est, ici, du- type "axial". I1 comprend un plateau 53 solidaire en rotation de l'arbre 48 et sur la face frontale interne 54 du plateau 53 des creusures 55 dont le contour en plan est celui de boutonnières curvilignes à extrémités incurvées 56 et 57, figure 7, et dont le fond est une rampe 58. Dans les creusures 55 sont partiellement logées des billes 59, également reçues en partie dans des ouvertures 60 d'une pièce d'inertie 61, figures 9 et 10, montée folle par son ouverture centrale 62 sur 1 'arbre 48 et qui comprend un manchon 63 fermé à l'une de ses extrémités par un disque ou voile 64. La pièce d'inertie 61, coaxiale à l'arbre 48, entoure le plateau 53 et est reliée à ce dernier par un ressort 65, figure 8, dont une extrémité 66 est introduite dans une encoche du manchon 63 et dont l'autre extrémité 67 est introduite dans une encoche de l'arbre 48 solidaire du plateau 53. Dans cette forme de réalisation, l'organe fixe du dispositif de roue libre, avec lequel coopèrent les billes 59, est formé par le flasque 47. Le fonctionnement de cette forme de réalisation est analogue à celui de la forme de réalisation précédente. Le dispositif de roue libre 51 autorise l'enroulement de la sangle sur l'arbre 48, sous l'action du ressort de rappel 50, et autorise également le déroulement à partir dudit arbre aussi longtemps que l1accéléra- tion angulaire de l'arbre est inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, définie par le ressort 65. Lorsaue cette valeur de seuil est dépassée, la pièce d'inertie 61 est décalée angulairement par rapport au- plateau 53 et celui-ci provoque, par les rampes 58 de ses creusures 55, le coincement des billes 59 entre la paroi 47 fixe et le plateau 53 et, de ce fait, le blocage de l'arbre 48. - REVENDICATIGGS 1. - Dispositif d'enrouleur-dérouleur pour sangle, comprenant sur un bati un arbre rotatif soumis à l'action d'un ressort qui tend constamment à enrouler ladite sangle sur l'arbre avec un mécanisme à inertie autorisant l'enroulement de la sangle ainsi que le déroulement de cette sangle aussi longtemps que celui-ci est effectué avec une accélération inférieure à une valeur prédéterminée, alors qu'il est interdit lorsqu'est dépassée ladite valeur, ledit mécanisme comportant un dispositif de roue libre comprenant une pièce d'inertie enfermant partiellement des moyens came des billes, interposés entre une partie fixe solidaire du b ti et un second arbre associé à l'arbre sur lequel est accrochée la sangle, ladite pièce d'inertie étant constamment sollicitée par un organe élastique exerçant un couple de rappel prédéterminé dans le sens correspondant au déroulement de la sangle, ledit second arbre comportant des évidements périphériques propres à amener les moyens comme des billes a coopérer d coincement avec la partie fixe solidaire du bati, caractérisé en ce que ladite pièce d'inertie comporte des dents sur sa périphérie, lesdites dents étant propres à coopérer avec des moyens de pendule ou analogue pour interdire le déroulement de la sangle lors d'un retournement du dispositif. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie fixe solidaire du bâti présente une surface de coincement de forme cylindrique et de section circulaire. 3. - Ceinture de sécurité, notamment d'automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'enrouleur-dérouleur de sangle selon l'une quelconque des revendications précédentes.