Brevet FR2460407A1 — publié le 19810123

invention concerne un dispositif de traction à course irréversible, plus particulièrement pour ceinture de sécurité, le dispositif comprenant un cylindre dans lequel coulisse un piston, des moyens de propulsion du piston, et des moyens de coincement du piston dans le cylindre. On connais, par exemple, par les brevets français nO 2 190 015 et 2 212 758, des dispositifs de traction de ceinture de sécurité comprenant un cylindre dans lequel se déplace sous l'action d'un gaz de propulsion un piston dont ltextrémi- té de la tige est formée de manière à recevoir la ceinture. Des moyens de coincement portés par le cylindre ou par la tige du piston et susceptiblesd'emptcher directement ou indirectement la course du piston dans la direction opposée au déplacement provoqué par le gaz de propulsion. les moyens jusqu'à présent utilisés comportent des rampes coniques agissant sur une pièce conique ou sur des billes pour bloquer la tige du piston, ou des rondelles élastiques coniques s'arcboutant entre la tige et le cylindre. le blocage2 s'effectuant sur de petites surfaces, ne présente pas une sécurité suffisante et peut laisser une possibilité de glissement qui dans les cas de fort impact annihile au moins partiellement les avantages recherchés. L'invention concerne des dispositifs du meme genre mais dans lesquels aucun glissement n'est possible. le dispositif de traction à course irréversible, selon l'invention,fmantun vérin comprenant un cylindre dans lequel peut coulisser unidirectionnellement un piston dont la tête porte des moyens de coincement sensiblement annulaires qui permettent le blocage de ce piston en une position quelconque, la surface interne de ces moyens de coincement étant au contact du piston et la surface externe étant au contact du cylindre, est remarquable en ce que les moyens de coincement sont mobiles par rapport au piston et comportent au moins une arête vive en contact avec la surface interne du cylindre. tes explications et les-figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure 1 est une vue en coupe d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'une partie du dispositif selon une deuxième forme de réalisation. La figure 3 est une vue en coupe d'une troisième forme de réalisation. La figure 3A est une vue en plan des moyens de coincement. la figure 4 est une vue en coupe d'une quatrième forme de réalisation. L'exemple de réalisation du dispositif, selon lin- vention, représenté figure 1 forme un vérin constitué d'un cylindre 1 dans lequel peut coulisser unidirectionnellement par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité un piston dont ltextré- mité 2 porte des moyens de coincement 3 sensiblement annulaires qui permet le blocage du piston dans une position quelconque, la surface interne des moyens de coincement étant au contact du piston et la surface externe au contact du cylindre. les moyens de coincement 3 constituent la tête du piston, sont mobiles par rapport au piston, et comportent au moins une arête vive 4 en contact avec la surface interne du cylindre 1. la tige de piston 5 porte à son extrémité un anneau de fixation de la ceinture et le cylindre 1 porte à sa périphérie des bagues 7 permettant sa solidarisation avec des moyens appropriés fixés, par éxemple, sur le plancher du véhicule. La chambre 8 reçoit le fluide de propulsion. Selon les différentes formes de réalisation représentées, le fluide de propulsion, pour les figures l et 4, est de l'air ou un fluide liquide tandis que pour les figures 2 et 3, le gaz de propulsion est produit par une charge pyrotechnique 9 dont l'allumage est déclenché par un allumeur électrique 10 actionné par un détecteur d'impact non représente. Selon 1' exemple de réalisation de la figure 1, les moyens de coincement 3 forment une bague annulaire qui se déplace orthogonalement par rapport à l'axe du cylindre lors du déplacement du piston dans le sens de la traction indiqué par la flèche et qui bascule dès que le piston tend à se déplacer dans le sens contraire du mouvement initial en bloquant le piston. Cette bague porte sur ses faces interne et externe des joints d'étanchéité Il et constitue en elle-même la tête de piston contre laquelle s'exerce la pression du fluide de propulsion. La tête de piston entratne la tige 5 par ltintermédiaire d'une butée circulaire 12 prévue sur ou contre un collet 13 formé à l'extrémité de la tige du piston.Selon la réalisation montrée, la tête de piston stappuie contre une surface diédrique de la butée t2, constituée par une face 14 orthogonale à l'axe du cylindre et par une surface 15 inclinée, la tige du piston étant concentrique à cet axe qui intercepte cette surface dièdrique au niveau de la face inclinée. le sommet ou arête 16 du dièdre est donc décentré par rapport à l'axe, la distance diamétrale de la face 14 à l!arête 16 du dièdre étant inférieure à celle de la face 15 au même sommet. lorsque le piston est propulsé dans le sens de traction indiqué par la flèche, la résultante des forces dues à la pression qui règne dans la chambre 8 est axiale et induit un couple tendant à faire basculer la bague annulaire 3 autour de l'arête 16 de la butée 12, mais ce couple de renversement est compensé par les forces de frottement que le cylindre 1 exerce sur les arêtes 4 de la bague annulaire, les actions de contact cylindre + bague annulaire étant plus intenses dans la partie haute que dans la partie basse de cette bague telle que représentée à la figure 1. Lorsque le piston est tiré en sens inverse de la flèche, la résultante des forces dues à la pression induit toujours un couple de renversement, mais les actions de contact cylindre + bague annulaire subissent une inversion de sens et créent également un autre couple de renversement, ce qui provoque le basculement de la bague annulaire 3 autour de l'arête 16, cette bague venant s'appliquer sur la face inclinée 15 de cette butée, et les arêtes 4 de cette bague pénétrant dans la surface interne du cylindre. La figure 2 est un second exemple de réalisation, dans laquelle la bague 3 formant tête de piston stappuie, par l'intermédiaire du joint d'étanchéité 17 sur une surface de révolution 18 constituée d'une portion de sphère (ou de cylindre), ménagée à l'extrémité de la tige du piston qui est excentrée par rapport à l'axe du cylindre. La bague 3 porte, comme dans l'exemple précédent, des arrêtes vives 4. les extrémités des parois de la chambre 9 contenant le mélange pyrotechnique sont serties sur la bague annulaire 3 et ltallumeur 10 est commandé de façon connue au travers de la bague. Lorsque la tige de piston est tirée dans le sens inverse du mouvement initial représenté par la flèche, la partie de révolution 18 de la tige de piston, du fait de son excentre ment, induit un couple de renversement et ltinversion de sens des actions de contact cylindre + bague annulaire crée également un autre couple de renversement ce qui provoque la rotation de la bague 3 qui vient se placer en biais dans le cylindre en faisant pénétrer dans les parois les arêtes vives 4. L'exemple de réalisation montré figure 3 comporte une tige de piston 5 solidaire de la tête 19 qui porte un joint dtétanchéité périphérique 20. A l'extrémité de la tête est prévu un champignon dont le pied 21 est conique. Entre la tête 22 et le pied 21 du champignon sont placés les moyens de coincement 23 formés dtau moins deux secteurs circulaires et de préférence de trois secteurs (figure 3A). Chaque secteur comporte une surface interne 24 conique correspondant à la portée conique du pied 21. La partie périphérique des secteurs présente une conicité inverse de celle de la surface interne qui détermine une arête vive 4 de coincement. la propulsion du piston est assurée par une charge pyrotechnique 9.Sous l'action des gaz produits par l'inflammation de la charge, le piston se déplace dans le sens de la flèche. les secteurs 23 viennent se placer contre la surface 25 du piston en permettant leur rapprochement maximal du fait de la conicité du pied 21 et le libre déplacement du piston. lorsque le piston est sollicité en direction inverse, les segments 23 sont écartés par la conicité du pied 23 et viennent se rabattre contre la partie inférieure du chapeau 22 formantbltée inclinée 26. les secteurs sont alors coincés entre la partie inclinée du chapeau et la paroi du cylindre dans laquelle pénètrent les arêtes 4. la figure 4 représente une quatrième forme de réalisation de l'invention dans laquelle, comme pour la réalisation précédente, la tige de piston 5 est solidaire de la tête 19 qui porte un joint d'étanchéité 20. La tête de piston porte un tronc de pyramide 27, dont le sommet est virtuellement situé sur l'axe formant une butée inclinée pour les moyens de coincement 3 formés de quatre secteurs de bague 31 et 32 dont la surface interne présente un plan incliné correspondant à ceux du tronc de pyramide. la périphérie des secteurs de bague est rainurée pour former des arrêtes vives 4. Afin de permettre la tenue des secteurs de bague lors du déplacement du piston dans le sens-de la flèche, une rondelle ressort ondulée 28 est placée entre la tête de piston et la base des secteurs de bague. Ce ressort maintient les arêtes 4 des bagues en léger frottement contre la paroi du cylindre. lors du déplacement du piston en sens inverse, le tronc de pyramide 27 écarte les secteurs de bague dont les arêtes pénètrent dans la paroi du cylindre et d'autant plus fortement que la traction est plus forte et plus prolongée. Selon une autre forme de réalisation, la butée inclinée se présente sous forme d'un tronc de cône, les secteurs de bague présentant sur leur face intérieure un alésage conique correspondant. Afin d'éviter que le dispositif puisse être mis dans un état tel que l'efficacité de son fonctionnement soit diminuée, on prévoit des moyens de maintien sur la tige du piston. La bague 29 empêche que le piston soit inopinément poussé à fond de course, rendant impossible toute traction sur la cein turne. La bague 30 empoche le mouvement inverse qui aboutirait à la disparition de la chambre 8 et à l'impossibilité dtintro- duire le fluide de propulsion. la force de maintien de la bague 29 est prévue de manière à ce qu'elle puisse s'opposer à une poussée normale qui est inférieure à celle produite par le fluide propulseur. La bague 29 est constituée d'une rondelle légèrement sertie sur la tige, ou d'un jonc élastique coopérant avec une gorge de la tige. il est également possible- d'utiliser, comme moyens de maintien, une goupille dont la résistance est calculée pour céder sous l'action du fluide propulseur. les moyens de maintien 30 peuvent autre constitués d'un élément fixé à la tige de piston afin d'éviter tout mouvement contraire qui aurait pour effet de provoquer un début de coincement du dispositif risquant dtavoir une action défavorable sur son fonctionnement ultérieur. Parmi les nombreux avantages que présentent les dispositifs selon l'invention, il faut considérer - ltirréversibilité absolue de la course du piston lorsque l'action du fluide de propulsion cesse; - le coincement définitif du piston par l'utilisation combinée de la rotation du plan des moyens de coincement et de la coopération d'arêtes d'arêtes de coincement de grande dimension avec la surface intérieure du cylindre; - la simplicité de fabrication et de montage du dispositif, ainsi que son faible encombrement. REVENDICATIONS 1. Dispositif de traction à course irréversible formant vérin comprenant un cylindre dans lequel peut coulisser unidirectionnellement un piston dont la tête comporte des moyens de coincement sensiblement annulairoequi permettent le blocage de ce piston dans une position quelconque, la surface interne de ces moyens de coincement étant au contact du piston et la surface externe étant au contact du cylindre, caractérisé en ce que ces moyens de coincement sont mobiles par rapport au piston et comportent au moins une arête vive en contact avec la surface interne du cylindre. 2. Dispositif de traction selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de coincement sont formés par une bague annulaire susceptible de se déplacer orthogonalement par rapport à ltaxe du vérin lors du déplacement du piston dans le sens de la traction, et de basculer dès que le piston tend à se déplacer dans Ae sens contraire au sens de la traction en assurant le blocage de ce piston. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bague est munie de joints d'étanchéité intérieur et extérieur, et constitue la tête du piston. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la bague annulaire coopère avec une surface de révolution prévue à l'extrémité de la tige du piston, ladite tige étant excentrée par rapport à l'axe du cylindre. 5. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la bague annulaire coopère avec une surface dièdrique constituée par une face orthogonale à l'axe du cylindre et par une surface inclinée, la tige du piston étant concentrique à cet axe qui intercepte cette surface dièdrique au niveau de la face inclinée. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface dièdrique est constituée par une face d'une rondelle en appui sur l'extrémité de-la tige du piston. 7. Dispositif selon la revendication 1, 2 caractérisé en ce que les moyens de coincement sont constitués d!au moins deux secteurs annulaires. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque secteur comporte une surface interne conique et en ce que le piston présente une portée conique correspondante. 9, Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ltextrémité du piston porte une butée inclinée permettant le basculement de chaque secteur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la butée inclinée forme un dièdre dont l'arête est située selon un diamètre. 11. Dispositif selon l'.une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide moteur est le gaz de combustion d'une charge pyrotechnique. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps du vérin porte sur sa périphérie des bagues d'arrêt coopérant avec des moyens appropriés destinés à le recevoir.