Brevet FR2440204A1 — publié le 19800530

L'invention se rapporte d'une manière générale aux ceintures de sécurité obligatoirement installées dans les véhicules automobiles afin de retenir chaque occupant sur son siège en cas de collison ou décélaration brusque. Plus particulièrement, l'invention concerne les ceintures de sécurité du type dit "à trois points", constituées par une sangle dont les extrémités sont fixées en des points d'ancrage respectivement bas et haut situés diun même côté du siège équipé, par exemple sur le plancher et sur un montant de l'habita- cle, et dont la partie médiane en position d'utilisation est bouclée par dessus ledit siège et ancrée de manière détachable sur une pièce de fixation située sur son côté opposé, de sorte que les deux brins de la sangle ainsi bouclée forment respectivement une ceinture sous-abdominale et une ceinture diagonale ou baudrier. Encore plus particulièrement - mais à titre optionnel seulement - 1' invention concerne les ceintures de sécurité à trois points comportant une sangle continue qui coulisse librement dans des chapes de renvoi agencées aux points d'ancrage médian et haut, et aboutit à un enrouleur ou autre rétracteur qui maintient en permanence les deux brins de la sangle sous légère tension et se bloque automatiquement lorsque ladite sangle est soumise à une brusque traction et/ou lorsque le véhicule décélère brutalement. Les ceintures de sécurité à trois points et notamment celles à enrouleur sont d'une grande efficacité, puisque leurs deux brins correctement disposés et tendus sur le corps sont à même de maintenir fermement l'utilisateur sur son siège en toutes circonstances. Cette efficacité peut toutefois s'avérer néfaste et même dangereuse dans certaines circonstances extrêmes, à savoir et par exemple après un grave accident ayant entrainé le renversement et l'incendie du véhicule, auquel cas l'utilisateur entravé par sa ceinture doit néanmoins pouvoir s'en libérer par lui-même s'il est conscient, ou an être libéré par un sauveteur intervenant de l'extérieur s'il est inconscient. Dans les deux cas, le débouclage normal de la ceinture par déverrouillage de son ancrage médian peut s'avérer impossible à effectuer soit par l'utilisateur conscient suspendu à sa ceinture, soit par le sauveteur empêché de pénétrer dans l'habitacle. Pour pallier cet inconvénient, une solution connue (voir par exemple le Brevet français No 2.350.113) consiste à interposer entre la sangle et l'un de ses points d'ancrage latéral bas ou haut un dispositif de fixation détachable qui en service normal reste dûment verrouillé, mais qui en cas d'urgence peut être facilement libéré, notamment en intervenant de l'extérieur du véhicule. L'invention a précisément pour but la réalisation d'un tel dispositif dont l'agencement permette l'installation dans tout véhicule et garantisse le bon fonctionnement sur une action de commande exécutable en toutes circonstances. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de libération de l'an crage haut d'une ceinture de sécurité à trois points, essentiellement caractérise rl I'il est constitué par l'empilage d'une chape d'attacha ou de renvoi de la sangle et d'un verrou d'arrêt librement enfilés sur un axe de fixation pourvu en bout d'une gorge formant gâche, ledit verrou comprenant un boîtier renfermant au moins un chien ou pêne transversal radialement mobile, que des moyens de rappel élastique maintiennent normalement engagé dans ladité gorge, dont il peut être dégagé en cas d'urgence par percussion ou pression axiale d' un organe de commande faisant saillie an bout du boîtier. Le verrou peut comporter plusieurs chiens ou pênss répartis en symétrie circulaire autour de l'axa, auquel cas les positions angulaires relatives de la chape et du boîtier sont indifférentes, ou bien de préférence un unique chien ou pêne, dont la direction de déplacement radial est alors maintenue orientée vers la sangle par des moyens de solidarisation angulaire de la chape et du boîtier. Selon un mode de réalisation simple et avantageux, le boîtier est de forme annulaire plate et renferme au moins un chien mobile en forme de segment de rondelle confronté à un semblable chien ou à une butée fixe en forme de demirondelle, les deux pièces étant enserrées par un anneau élastique, ou bien chaque chien mobile étant repoussé vers l'axe par un ressort de rappel individuel. L'organe de commande peut être constitué par exemple par un étrier pourvu de rampes pour faire office de coin d'écartement de chaque chien mobile, ou bien par une lame élastique incurvée formant genouillère. Ces dispositions, qui ne sont nullement limitatives, ont pour avantages de permettre la libre orientation de la chape et donc de la sangle, de réduira l'encombrement axial de l'empilage de cette chape etdutbbitier et donc la saillie du dispositif dans l'habitacle. En outre, la longueur réduite de l'axe de fixation facilite la libération de la ceinture par l'effet de la traction de la sangle - auquel cas la chape sollicitée obliquement est avantageusement montée sur une douille épaulée évitant son coincement dans la gorge de l'axe - et éventuellement par l'effet d'un ressort d'éjection repoussant ladite chape vers 1' extrémité de l'axe. Enfin, l'ensemble du dispositif peut être enfermé dans un capot monté coulissant sur le boîtier et offrant en bout une large surface plane de percussion ou pression. Ce capot peut par ailleurs assurer la solidarisation angulaire de la chape et du boîtier, les maintenir assemblés après leur éjection pour faciliter leur remontage sur l'axe, et éventuellement faire office de "sceau" dont la rupture ou la déformation constata que le dispositif de libération a été actionné et doit faire l'objet d'une vérification avant remontage, Dans toutes ses variantes possibles de réalisation, le dispositif conserve l'avantage essentiel d'être libérable par simple pression ou percussion, D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de deux exemples de réalisation nullement limitatifs illustrés par les dessins annexés, sur lesquels La Figure 1 montre de manière schématique la disposition d'une ceinture de sécurité à trois points et enrouleur équipant un siège individuel de véhicule automobile vu de l'avant de l'habitacle; La Figure 2 est une vue en coupe axiale d'un premier exemple de réalisation du dispositif conforma à l'invention en état de service; La Figure 3 est une vue axialement éclatée de ce dispositif après sa libération de l'axe de fixation; La Figure 4 montre en demi-coupes axiale et radiale les éléments actifs du dispositif en positions de service et de libération;; Les Figures 5 et 6 sont des vues en perspective de ces éléments actifs; et Les Figures 7 et 8 sont des coupes respectivement axiale et radiale d' un autre exemple de réalisation du dispositif salon l'invention. La ceinture de sécurité représentée sur la Figure 1 comprend une sangle souple, inextensible et continue désignée 5 et dessinée en trait fort, ainsi que trois pièces de fixation A,B+C et D pour son ancrage sur la structure du véhicule - figurée par deux parois hachurées l'une horizontale et l'autre verticale ou latérale - et un enrouleur E ou autre rétracteur maintenant la sangle an permanence sous légère tension et s'opposant à son extraction brusque. Cet enrouleur est optionnel, la sangle 5 pouvant aussi bien être attachée au point d'ancrage D dans le cas d'une ceinture dite "statique". Les pièces de fixation A et B sont respectivement constituées par une chape coudée et par un pédoncule ancrés sur le plancher de l'habitacle de part et d'autre du fauteuil F qu'équipe la ceinture. Le pédoncule 8 porte en bout une moitié d'un système de bouclage dont l'autre moitié coulisse sur la sangle S, ou bien un simple crochet dans lequel est engagée ladite sangle. La pièce de fixation D est une simple chape d'attache ou de renvoi de la sangle ancrée sur la paroi latérale de l'habitacle à l'aplomb de la pièce A, par exemple sur un montant de portière, sensiblement au niveau de l'appui-tate du fauteuil F. L'enrouleur E s'il existe est fixé sur cette même paroi à une hauteur intermédiaire. De la sorte, lorsque la ceinture est en service, les dieux brins de la sangle bouclée en C forment respectivement une ceinture sous-abdominale Sa et une ceinture diagonale ou baudrier Sb par lesquelles le corps de l'utilisateur est fermement maintenu sur le fauteuil F en toutes circonstances, et notamment est protégé contre tout choc contre les parois ou équipements de l'habitacle en cas de collision ou de décélération brusque du véhicule. Les Figures 2 à o illustrent en détail un premier exemple de réalisation d'un dispostif conforme à l'invention, destiné à être substitué à la pièce d'ancrage D de la ceinture de la Figure 1 pour en permettre la libération immédiate en cas d'urgence La pièce de fixation proprement dite est un axe 10 dont l'extrémité Il est vissée ou autrement retenue dans un élément de la paroi latérale de l'habitacle faisant partie de la structure du véhicule, tel qu'un montant de portière. La portion saillante de l'axe 10 comprend successivement un collet de butée 12 et une portée cylindrique pourvue en bout d'une gorge 13 destinée à faire office de gâche, comme on le verra ci-après. Un tel axe de fixation équipe d'origine la plupart des véhicules automobiles neufs, ou peut être facilement substitué à la pièce de fixation existant dans tout véhicule en circulation. Sur la portion cylindrique saillante de l'axe 10 sont librement enfilés d'abord une chape 20 d'attache ou de renvoi de la sangle S, puis un verrou 30 coopérant avec la gorge 13 pour immobiliser l'empilage sur l'axe 10 La chape 20 est constituée par une plaque ou ferrure 21 découpée dans une tôle forte, de contour extérieur sensiblement triangulaire; percée d'un trou circulaire pour le passage de l'axe 10 et d'une fente linéaire 23 pour l'amarrage ou le renvoi de la sangle, coudée entre ce trou et cette fente et enrobée de metière plastique 22 qui d'une part englobe les lèvres de la fente 23 pour éviter l'usure de la sangle par abrasion et d'autre partfbrme autour du trou des lama ges 24 dont l'intérêt apparaîtra ci-après. En effet, dans le but de faciliter le passage sur la gorge 13 de la chape 20 libérée et sollicitée obliquement par la traction de la sangle S, il est avantageux d'interposer entre le trou de la ferrure 21 et la portée cylindrique de l'axe 10 une douille épaulée 25 par exemple faite de matière plastique et de longueur supérisure à la largeur de la gorge 13 comme à l'épaisseur de la ferrure 21, auquel cas une rondelle de semblable nature 26 est avantageusement interposée entre cette dernière et le collet 12 de l'axe pour garantir leur bonne portée mutuelle.Les lamages précités permettent dans ce cas - illustré par les Figures 1 et 2 - de ne pas péjorer pour autant l'encombrement axial du dispositif, dont la saillie dans l'habitacle doit âtre aussi faible que possible et est en fait limités à quelques 25 mm par les normes en vigueur. Le verrou 30 doit pour ces mêmes raisons être aussi plat que possible tout en présentant une très forte résistance à l'arrachement, de ltrdre de 1,5 à 2 tonnes-force, pour pouvoir supporter la traction de la sangle en cas de collision ou de décélération brutale développant des forces inertielles importantes. Cette double condition s'allie à la nécessité d'éviter toute saillie susceptible de causer des blessures et de garantir la facilité de commande de libération du dispositif pour justifier la conception particulière du verrou 30 représenté. Ce verrou 30 comprend un boîtier annulaire plat formé par l'assemblage d'un fond 31 et d'un couvercle 32 constitués par des pièces de révolution décolletées ou embouties, délimitent une cavité à parois radiales planes dans laquelle sont disposées des pièces en table découpée 33 dont la forme en segment de rondelle apparaît clairement sur la vue en perspective de la Figure 6. Dans cet exemple de réalisation, les deux pièces 33 sont montées libres dans la cavité du boîtier et enserrées par un ressort à boudin annulaire 34 qui tend à les retenir an butée mutuelle, dans la position relative montrée sur cette même Figure 6 comme dans les coupes des Figures 2 et 3.Ces dernières montrent encore que le fond 31 du boîtier porte deux saillies 35 correspondant à des secteurs opposés d'un manchon axial s'ajustant sur la portée cylindrique de l'axe 10 et terminé par un collet d'appui contre la douille épaulée 25 de la chape 20. La longueur axiale de ces saillies 35 est telle que lorsque le dispositif formé par empilage sur 11 axe 10 de la chape 20 puis du verrou 30 est en état de service comme montré sur la Figure 2, les pièces 33 se trouvent au droit de la gorge 13. Par ailleurs, l'épaisseur de ces pièces est légèrement inférieure à la largeur de la gorge, et leur diamètre intérieur à peine supérieur au dia matira du fond de gorge, et donc nettement plus faible que le diamètre de l'axe. Dans ces conditions, les pièces 33 s'enclenchent à la manière de pênes ou chiens dans la gorge 13 faisant office de gâche, de sorte que le verrou 30 et par suite la chape 20 sont immobilisés sur l'axe 10, autour duquel ils peuvent toutefois tourner librement pour permettre l'orientation correcte de la sangle S. Toute traction, même très importante, exercée par cette sangle sur la chape 20 est transmise par le fond 31 du verrou aux chiens 33 bloqués dans la gorge 13, et donc est finalement appliquée à l'axe de fixation 10. L'ancrage de la sangle ainsi réalisé est très robuste et peut supporter les efforts inertiels importants développés en cas de violente collision. Après une telle collision, il peut être indispensable que l'utilisateur de la ceinture s'en libère ou en soit libéré très rapidement, par exemple en cas d'incendie du véhicule, et ce par une action de commande d'exécution simple et possible en toutes circonstances A cet effet, le verrou 30 comporte un organe 36 de commande de déver- rouillage, disposé en saillie axiale sur son couvercle 32 et pouvant être actionné par percussion ou pression d'intensité modérée.Comme le montre clairement la vue en perspective de la Figure 5, cet organe 36 se présente sous la forme d' un étrier dont les branches parallèles37 d'écartement au moins égal au diamètre de l'axe 10 mais inférieur au diamètre extérieur des chiens 33 - présentent des chants convergents 38 formant des rampes symétriques, et portent en bout un retour extérieur 39 de plus grande largeur. La justification de cette conformation particulière de l'étrier 36 apparaît notamment dans la Figure 4. Les moitiés gauche et droite de cette Figure 4 illustrent essentiellement les positions relatives de l'étrier 36 et des chiens 33 lorsque le dispositif est respectivement à l'état verrouillé ou est libéré Les branches parallèles 37 de l'étrier traversent des échancrures pratiquées sur les rebords internes des chiens 33, comme montré sur la Figure 6. Lorsque les chiens sont accollés an butée mutuelle (position de verrouillage), l'écartement des lèvres en vis à vis de ces échancrures est égal au moindre écartement des rampes 38 des branches de l'étrier, dont les retours 39 sont en appui contre la face interne des chiens. Lorsque l'étrier 36 est enfoncé par pression ou percussion axiale1 las rampes 38 agissent pour écarter radialement les deux chiens 33 jusqu'à ce que leurs rebords intérieurs soient dégagés de la gorge 13 de l'axe 10. Le verrou 30 ainsi libéré est chassé par la chape 20 sous l'effet de la traction exercée par la sangle S. La chape elle-meme glisse sur la portée cylindrique de l'axe et grâce à la présence de la douille épaulée 25 - franchit sans risque d'accrochage la gorge 13 pour être à son tour libérée. L'ancrage haut de la sangle S étant ainsi supprimé, l'utilisateur de la ceinture peut s'en dégager ou en être dégagé facilement sans qu'il soit besoin de la déboucler par ailleurs. Le dispositif qui vient d'être décrit est donc parfaitement fonctionnel puisqu'il permet l'ancrage solide de la ceinture en service normal, et sa libération immédiate en cas d'uryence par une action de commande facile à exécuter en toutes circonstances. Il peut néanmoins faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation et de divers perfectionnements, notamment dans le but de tenir compte de la direction oblique de la traction exercée par la sangle S sur la chape 20 et d'empêcher le déclenchement inconsidéré du verrou 30, tout en facilitant encore son déclenchement volontaire. Ainsi et par exemple, le dispositif représenté sur les Figures 7 et 8 diffère du précédent par les points suivants L'axe 10 est équipé d'un ressort d'éjection 14 en forme de coupelle dont l'âme annulaire plane est emprisonnée sous le collet 12 et dont la périphérie crénelée forme une pluralité de pattes radiales exerçant une forte pression axiale sur la chape 20 en position de service, pour en amorcer l'éjection dès que la verrou 40 est déclenché. On remarquera que ce ressort reste alors en place, et qu'il prend de préférence directement appui sur la ferrure de la chape. Ce verrou 40 est formé d'un fond 41 pourvu d'un manchon axial complet, et d'un couvercle 42 largement échancré pour des raisons qui apparaîtront plus loin, dont l'assemblage forme un boîtier annulaire plat dans lequel sont enfer- més d'une part un chien mobile 43 et d'autre part une butée 44 immobilisée par un goujon ou rivet 45, ces deux pièces ayant la forme générale respectivement d'un segment et d'une moitié de rondelle plane en tôle découpée. L'organe de commande de libération du verrou 40 est constitué par une lame élastique cambrée 46 dont les extrémités opposées comportent chacune deux pattes rabattues 47 encadrant une échancrure 48 livrant passage à une patte 49 formée en correspondance mais rabattue en sens inverse sur les sommets tronqués du chien 43 et de la butée 44.L'organe 46 ainsi conformé peut donc faire office d'une part de ressort de rappel du chien 43 en position de verrouillage an exer çant une pression centripète sur les sommets tronqués des pièces 43 et 44 par 1' intermédiaire de ses pattes rabattues 47, et d'autre part de genouillère dont la pression ou percussion axiale provoque l'écartement radial du chien 43 par appui du fond de ses échancrures 48 sur les pattes 49 pour exercer une pression cen tri- fuge sur le chien, s'il y a lieu contre l'action de son ressort de rappel R. L'ensemble du dispositif est enfermé sous un capot mobile 50 dont le fond plat 51 au contact du sommet de la lame élastique cambrée 46 offre une plus large et plus commode surface de percussion ou pression, et dont la jupe cylindrique 52 est montée librement coulissante sur la périphérie du verrou 40 pour permettre cette action. L'extrémité de cette jupe peut comporter des pattes rabattues derrière le fond 41 du boîtier pour former butée contre la pression axial le exercée sur son fond 51 par la lame élastique 46 ou par un ressort de rappel optionnel 53. De préférence et comme représenté, la jupe 52 est prolongée au-delà du verrou 40 jusqu'à la chape 20 pour d'une part envelopper cette dernière et ainsi la solidariser du verrou - de manière que le dispositif forme un ensemble cohérent lorsqu'il est libéré de l'axe 10 et donc soit plus facile à remettre en place - et d'autre part former une patte axiale 54 insérée dans la fente 23 de de la chape 20 pour fixer l'orientation angulaire relative du verrou 40 de manière que le chien mobile 43 reste sensiblement aligné avec la sangle, étant entendu qu'une patte fourchue 55 diamètralement opposée est rabattue derrière le fond 41 du boîtier pour encadrer la tête du goujon ou rivet 45. On remarquera que le capot 50 ne peut âtre monté qu'après la mise en place sur l'axe 10 de la chape 20 puis du verrou 402 sur lequel doit être exercée pour ce faire une forte pression axiale destinée à vaincre la résistance de la coupells d'éjection 14 sans interférence avec le rappel en position de verrouillage du chien mobile 43 et donc sans action sur la lame élastique 46. C'est dire que le capot 50 peut en outre faire office de "sceau" attestant le montage correct du dispositif par une personne compétente et aussi bien - pourvu que sa jupe 52 ou au moins sa patte axiale 54 se termine assez près de la paroi d'ancrage - d'une utilisation justifiée ou non du dispositif impliquant sa vérification. A cet effet, le capot 50 peut âtre fait d'un matériau élastique ou plastique mais fragile, tel qu'une matière plastique thermodurcissable, afin que son actionnement laisse des traces indélébiles. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux exemples de réalisation décrits et illustrés, mais au con traira comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des dispositions mentionnées et entrant dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de libération en cas d'urgence de l'ancrage haut d'une ceinture de sécurité dite à trois points pour véhicule automobile, caractérise en ce qu'il est essentiellement constitué par l'empilage d'une chape 20 d'attache ou de renvoi de la sangle S et d'un verrou d'ancrage S 40 librement enfilés sur un axe de fixation 10 pourvu en bout d'une gorge 13 formant gâche, ledit verrou comportant un boîtier 31+32/41+42 renfermant au moins un chien ou pêne transversal 33/43 radialement immobilisé mais radialement mobile, qui en service normal est élastiquement maintenu engagé dans ladite gorge, dont il peut être dégagé en cas d'urgence par percussion ou pression axiale d'un organe de commande 36/46 faisant saillie en bout du boîtier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier précité délimite une cavité à parois radiales planes normalement située au droit de la gorge précitée et renfermant au moins un chien ou pêne mobile et éventuel- lement une pièce fixe de butée d'épaisseur correspondante. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cavité précitée est annulaire et renferme des chiens et/ou butées en forme de segments de rondelle plate, éventuellement entourés par un anneau élastique. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un seul chien mobile en direction de la sangle et confronté à une butée diamètralamant opposée, 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de commande précite est un etrier 36 comportant au moins deux branches 37 parallèles à l'axe dont les chants obliques 38 forment des rampes d'écartement radial de chaque chien mobile. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de commande précite est une lame élastique cambrée 46 dont les extrémites des bras radiaux sont liées aux chiens et/ou butées pour former une genouillère d'écartement radial de chaque chien mobile. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort d'éjection 14 monté sur l'axe 10 de manière à repousser énergiquement la chape 20 et le verrou 30/40 libéré. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un capot cylindrique 50 axialement mobile qui recouvre au moins le verrou 30/40 et son organe de commande 36/46 et offre une plus large surface de percussion ou pression. 9. Dispositif salon la revendication 8, caractérisé en ce que le capot précité est prolongé autour de la chape 20 et agencé pour maintenir le verrou dans une position axiale et/ou une orientation angulaire relatives déterminées. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9, caractérisé en ce que le capot précité est au moins localement frangible ou déformable et fait officede sceau attestant l'état du dispositif.