Brevet FR2468487A1 — publié le 19810508

1.' La présente invention concerne les systèmes de ceinture de sécurité utilisant des enrouleurs de sangle, plus particulièrement pour les véhicules automobiles. On connaît un système de ceinture de sécurité lar- gement utilisé qui comprend un seul enrouleur de sangle à blocage d'urgence monté sur le châssis du véhicule, par exem- ple sur un montant latéral du châssis. Une longueur unique de sangle peut être extraite de l'enrouleur pour former une boucle continue définissant des brins de baudrier et de ven- trière. On a également proposé un autre type de système de ceinture de sécurité, convenant plus particulièrement pour les agencements dits passifs, dans lequel l'enrouleur est monté sur le châssis du véhicule, par exemple sur le plancher, sur le côté intérieur du siège. Avec de tels systèmes, lors d'une collision, ou de toute autre condition critique, la force inertielle de l'occupant du véhicule est transmise par les sangles au châssis du véhicule pour être absorbée par l'intermédiaire de l'enrouleur et/ou des ferrures d'ancrage. Un problème majeur rencontré avec de tels systèmes réside dans la friction considérable à laquelle est soumise la san- gle de ceinture de sécurité qui s'étend, sur son trajet, sur un certain nombre de ferrures ou de renvois, ce qui nécessi- te d'une part une force accrue pour déployer la sangle autour -de l'occupant mais également un ressort d'enroulement large- 2. ment dimensionné pour permettre un enroulement ou rembobinage complet et efficace de la sangle. On a proposé, plus particulièrement dans les systé- mes de ceinture de sécurité dits passifs,de monter les en- rouleurs de ceintures directement sur les sièges de véhicule, pour réduire ces problèmes de frictions. Comme les sièges sont généralement réglables, il a fallu prévoir différents moyens pour transférer au châssis du véhicule les forces transmises, en cas d'accident, à l'enrouleur. Ces moyens doi- vent donc être flexibles et réglables pour accommoder les différentes positions du siège. On a constaté toutefois que, même avec de tels moyens de transfert de charge, les enrou- leurs de ceintures à verrouillage d'urgence montés sur les sièges d'un véhicule peuvent,dans une situation critique, laisser dévider des longueurs excessives de sangles, même si l'arbre de l'enrouleur est bloqué en rotation dans la di- rection de dévidage, en raison de l'effet dit de bobinage ré- sultant de l'empilage plus ou moins serré d'un certain nombre de spires de sangle autour de cet arbre. De ce fait, lorsque l'occupant exerce une force sur la sangle, les spires de la sangle enroulées sur le tambour de l'enrouleur se resserrent en glissant les unes contre les autres, ce qui résulte en une extraction additionnelle dans le sens du dévidage d'une certaine longueur de sangle avant que tout autre complément de déplacement vers l'avant de l'occupant ne puisse être ef- fectivement bloqué. Cet effet de bobinage a également été constaté dans les systèmes de ceintures de sécurité actifs, mais il présente un caractère nettement plus prononcé dans les systèmes de ceinture de sécurité passifs du fait que dans ceux-ci,par rapport aux systèmes actifs, des longueurs de sangles bien plus importantes sont enroulées sur le tambour de l'enrouleur lorsque la sangle est positionnée autour de l'occupant. Le besoin s'est fait donc sentir de mettre au point un système de ceinture de sécurité permettant de transférer efficacement les charges d'impact à la structure du véhicule tout en limitant l'enroulement et les effets de bobinage af- 3. férents de la sangle sur l'enrouleur. La présente invention a précisément pour objet de proposer un système de retenue à ceinture de sécurité destiné à équiper un véhicule, comprenant: - un moyen d'enrouleur de ceinture de sécurité des- tiné à être monté dans le véhicule; - une sangle de ceinture de sécurité emmagasinée dans le moyen d'enrouleur et agencée pour pouvoir être dévi- dée hors de celui-ci et réenroulée dans le moyen d'enrouleur; - un moyen de transfert de charge pour transférer les forces agissant sur le moyen d'enrouleur à une partie de reprise de charge du véhicule; et - un moyen de serrage, associé opérativement au moyen de transfert de charge et adapté pour coopérer en con- tact d'engagement avec la sangle enroulée sur le moyen d'en- rouleur sous l'effet d'un mouvement relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrouleur résultant des forces agissant sur le moyen d'enrouleur, de façon à empêcher le dévidage de la sangle hors du moyen d'enrouleur. Selon une autre caractéristique de la présente in- vention, il est prévu un système de retenue d'un passager sur un siège, destiné à être installé dans un véhicule et compre- nant, outre le moyen d'enrouleur de sangle susmentionné, l'équipage de sangle et le moyen de transfert de charge, un moyen de détection, actionnable pour détecter une condition d'urgence ou une condition critique du véhicule, et un moyen de serrage associé opérativement au moyen de transfert de charge et adapté pour coopérer en contact d'engagement avec la sangle sur le moyen d'enrouleur sous l'effet d'un déplace- ment relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrou- leur résultant de l'actionnement du moyen de détection,de fa- çon à empêcher tout dévidage de la sangle hors du moyen d'en- rouleur. La présente invention prévoit également un système de retenue à sangle de sécurité destiné à être installé dans un véhicule,comprenant le moyen d'enrouleur de sangle, l'équi- page de sangle et le moyen de transfert de charge, ainsi 2468487- 4. qu'un moyen de blocage actionnable pour bloquer le moyen d'enrouleur en réponse à une condition d'urgence du véhicule, et un moyen de serrage, associé opérativement au moyen de transfert de charge et adapté pour coopérer en contact d'en- gagement avec la sangle sur le moyen d'enrouleur sous l'ef- fet d'un déplacement relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrouleur résultant de l'actionnement du moyen de blocage, de façon à empêcher un dévidage de la sangle hors du moyen d'enrouleur et à transférer les forces agissant sur le moyen d'enrouleur au châssis du véhicule. La présente invention convient tout particulière- ment aux systèmes de ceintures de sécurité passifs dans les- quels l'enrouleur est monté sur le siège du véhicule et peut se déplacer par rapport au moyen de serrage sous l'effet des forces agissant sur l'enrouleur à la suite d'un impact ou d'une condition critique du véhicule, et dans lequel le moyen de serrage est relié à un mécanisme d'enrouleur séparé pour permettre un déplacement du moyen de serrage simultanément avec le siège, ainsi qu'on le verra plus en détail ci-dessous. La présente invention propose ainsi des moyens pour éliminer ou réduire l'effet de glissement dit de bobinage de la sangle enroulée dans un enrouleur de ceinture de sécurité tout en permettant simultanément de transférer efficacement les forces agissant sur l'enrouleur à une partie structurel- le du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nulle- ment limitatif, faite en relation avec les dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un système de- retenue à ceinture de sécurité selon la présente invention dans une configuration de système de ceinture de sécurité passif; La figure 2 est une vue latérale des enrouleurs du système de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 5. 2-2 de la figure 2; et La figure 4 est une vue de côté analogue à la figu- re 3 mais montrant un autre mode de réalisation de la pré- sente invention. On a représenté sur les figures 1 à 3, un système de ceinture de sécurité 10 comprenant un enrouleur 12 monté sur le côté intérieur d'un siège 14 dans un véhicule. L'en- rouleur 12 comprend un tambour d'enroulage 18 tourillon- nant entre des flasques latéraux 20 et sur lequel sont en- rouléesiles spires d'une sangle de ceinture de sécurité 16. Au moins une roue à rochet de verrouillage 22, comportant sur sa périphérie des dents de verrouillage 24, est montée à rotation dans l'enrouleur 12. Un loquet de blocage 26 est agencé pour venir sélectivement engager les dents de ver- rouillage 24 sous l'effet de la détection d'une décélération ou d'une modification brutale de cap du véhicule par un pen- dule 28 relié opérativement au loquet 26 de façon connue en soi. Conformément à la présente invention l'enrouleur 12 est monté sur le bâti 15 du siège 14 par un rivet à cisail- lement 30, conçu pour se briser sous l'effet d'une charge prédéterminée relativement faible appliquée sur l'enrouleur. Un organe de serrage de sangle 32 est monté sur une partie de connexion 21 du bottier de l'enrouleur 12 par l'intermé- diaire d'un élément en acier à ressort 34. L'organe de ser- rage 32, qui se présente ici sous la forme d'un coin, com- prend une surface latérale 36 destinée à venir en contact d'engagement serré avec la sangle 16 enroulée sur le tambour de l'enrouleur 12. Dans le mode de réalisation représenté, l'organe de serrage 32 a la forme générale d'un Y et comprend une seconde surface latérale 38 destinée à venir en contact d'engagement avec une sangle 40 enroulée sur le tambour d'un autre enrouleur 42 associé à une position assise adjacente au siège 14, par exemple pour des sièges baquet en tandem ou pour un siège banquette. On comprendra, toutefois, qu'une seule surface de serrage pour serrer ou coincer la sangle enroulée sur un enrouleur unique peut être utilisée. On com- 6. prendra également que l'organe de serrage ou de coincement 32 peut avoir toute forme adéquate. A une patte 44 de l'organe de serrage 32 est fixée une extrémité d'une sangle 46 passant au travers d'une fenêtre 48 formée dans la branche 44 et rabattue sur elle-même avec cousage, tout autre moyen de fixation pouvant être envisagé. L'autre extrémité de la sangle 46 est reliée à un enrouleur , qui peut se présenter sous la forme d'un enrouleur con- ventionnel à blocage d'urgence. Comme représenté, l'enrouleur 50 comprend une roue à rochet de blocage 52 avec des dents de blocage 54, et un loquet de blocage 56 susceptible de coopé- rer en engagement avec les dents 54 et actionnable par un or- gane d'actionnement sous la forme d'un pendule 58 pour amener le loquet 56 en engagement avec les dents 54. Dans le mode de réalisation représenté, l'enrouleur-50 est également monté sur le bâti du siège par l'ancrage 51 mais peut être en varian- te monté sur une partie structurelle du châssis du véhicule, par exemple sur le plancher ou le tunnel de transmission. La sangle 46 s'étend depuis l'enrouleur 50 autour d'une ferrure en U 60 fixée par des boulons 62 au plancher du véhicule,par exemple au tunnel.de transmission 64, pour remonter vers le haut jusqu'à la patte 44 de l'organe de serrage 32. L'autre extrémité de la sangle de ceinture de sécurité 16 peut être reliée à une porte adjacente du véhicule pour réaliser un système de ceinture de sécurité du type passif. Toutefois, comme mentionné plus haut, la présente invention peut égale- ment être utilisée dans un système de ceinture de sécurité du type actif, dans lequel l'autre extrémité de la sangle de cein- ture de sécurité 16 est reliée à une languette pour être en- fichée dans une boucle d'ancrage. Dans les conditions normales d'évolution du véhicu- le, les sangles 16 et 40 peuvent être complètement dévidées hors des enrouleurs 12 et 42, respectivement, sans venir en contact avec les surfaces 36 et 38 de l'organe de serrage 32 du fait que celui-ci est maintenu écarté des tambours des en- rouleurs 12 et 14 par l'organe de support élastique 34, réali- sant ainsi un système de ceinture de sécurité à friction rela- 7. tivement faible. Le siège 14 peut être réglé de toute maniè- re adéquate, de façon manuelle ou par déplacement mécanique, sur des glissières fixées sur le plancher du véhicule (non représentées), le siège pouvant également être inclinable. Lorsque le siège 14 est déplacé sur le plancher du véhicule des longueurs additionnelles de la sangle 46 sont extraites de l'enrouleur 50 qui agit comme une réserve de longe,d'amas- sage, de sorte que l'organe de serrage 32 se déplace en même temps que les enrouleurs 12 et 42 simultanément avec le siè- ge de véhicule 14. L'organe de serrage 32 n'est donc pas mis en oeuvre et ne produit aucun effet d'interférence lors des déplacements de réglage normaux du siège du véhicule 14.Par contre, en cas de collision ou dans toute autre condition critique, le pendule 28 amène le loquet 26 en engagement avec les dents de blocage 24 de la roue à rochet 22 de l'en- rouleur 12 pour bloquer l'arbre de l'enrouleur 12 et l'empê- cher de tourner dans la direction de dévidage de la sangle. Simultanément, le pendule 58 amène le loquet 56 en engagement avec les dents 54 de la roue à rochet 52 de l'enrouleur 50 pour empêcher celui-ci de tourner dans la direction de dévi- dage de la sangle d'amassage 46. Si les forces de décéléra- tion sont suffisamment importantes pour que l'occupant exer- ce une force de traction sur la sangle 16, cette force est transférée à l'enrouleur 12 et détectée par celui-ci avant tout resserrement significatif des spires enroulées de la san- gle 16 sur l'enrouleur 12. Cette charge initiale, relative- ment faible, appliquée sur l'enrouleur 12 est malgré tout suf- fisante pour provoquer la cassure du rivet à casser 30 amenant la séparation de l'enrouleur 12 du bâti 15 du siège. Il s'en suit que l'enrouleur 12 se déplace alors vers l'avant par rapport au siège 14. Un déplacement vers l'avant de l'organe de serrage 32 par rapport au siège 14 est par contre empêché par l'organe de support élastique 34, qui s'allonge en se dé- formant sous l'effet du déplacement vers l'avant du boîtier de l'enrouleur. De ce fait, l'enrouleur 12 et les spires de la sangle 16 enroulées autour de son tambour viennent en contact avec l'organe de serrage 32. 8. Lors du déplacement.de l'enrouleur 12 vers l'organe de serrage 32, le cylindre de ces spires de sangle enroulées 16 est amené en contact sous pression avec la surface de ser- rage 36 de sorte que la sangle 16 est pincée ou écrasée sur le tambour de l'enrouleur 12. Il s'en suit que les spires d'enroulement de la sangle ne peuvent plus se resserrer et que l'effet de glissement de bobinage ne se produit pas. Com- me la sangle 16 est effectivement coincée pour empêcher tout dévidage complémentaire de la sangle, et que les enrouleurs 12 et 50 demeurent bloqués en rotation dans la direction de dévidage des sangles associées, les forces supplémentaires exercées,lors du choc,par l'occupant sur la sangle 16 sont effectivement transférées par l'enrouleur 12 à l'organe de serrage 32 et, par la patte 44 de celui-ci, à la sangle 46 de l'enrouleur d'attache 50 et à la ferrure 60 autour de la- quelle est partiellement enroulée la sangle 46. Il s'en suit que la charge appliquée par l'occupant sur la sangle 16 est transmise au châssis du véhicule par les boulons 62. A titre d'exemple, le rivet ou le boulon à casser 30 servant normalement au montage de l'enrouleur 12 peut être conçu pour être cisaillé sous une force prédéterminée de l'ordre de 220 kg exercée sur l'enrouleur 12 sous l'effet d'un déplacement de l'occupant contre son harnais de sangla- ge. L'enroulement des spires de la sangle 16 vient alors en contact avec l'organe de serrage 32 dont l'action effective de serrage empêche tout complément de déplacement vers l'avant de l'occupant sur son siège. Des forces additionnelles appli- quées par l'occupant sur sa sangle sont transmises directe- ment au châssis du véhicule. Le serrage de la sangle de cein- ture de sécurité 40 sur son enrouleur 42 s'effectue exacte- ment de la même façon. Dans le second mode de réalisation représenté sur la figure 4, le bottier des enrouleurs 12 et 42 est fixé au bâti du siège 15 par l'intermédiaire d'un ressort 66 qui main- tient normalement les enrouleurs dans une position déterminée à l'écart de l'organe de serrage 32. Sous l'effet du transfert des forces de charge initiales transmises par la sangle de 9. ceinture de sécurité à l'enrouleur, celui-ci se déplace vers l'avant à l'encontre de la force de sollicitation du ressort 66 pour venir en contact d'engagement de serrage avec l'orga- ne de serrage 32, ce qui résulte en un pincement ou en un écrasement de l'enroulement des spires de la sangle sur l'en- rouleur comme le mode de réalisation précédent. On notera que les modes de réalisation détaillés ci-dessus sont donnés à titre purement illustratif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées. Par exemple les enrouleurs peuvent être des enrouleurs à blocage d'urgen- ce du type à sensibilité sangle ou simultanément à sensi- bilité sangle ou à sensibilité véhicule. De plus, les en- rouleurs 12 et 42 peuvent être montés en d'autres endroits du véhicule, par exemple sur les glissières des sièges, sur le plancher, sur les montants de porte avant ou arrière, ou encore sur le toit. Pour des sièges individuels, les enrou- leurs 12 et 42 sont de préférence logés dans des bottiers sé- parés fixés sur chaque siège. On peut en outre prévoir pour l'organe de serrage des moyens de montage déconnectables ou à briser pour amener l'organe de serrage à venir en contact de serrage avec l'enroulement des spires de sangle sur l'enrou- leur. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 10. REVEND ICATIONS 1 - Système de retenue à ceinture de sécurité pour véhicule comprenant - un moyen d'enrouleur de ceinture de sécurité agen- cé pour être monté dans le véhicule; et - une sangle de ceinture de sécurité emmagasinée dans le moyen d'enrouleur et agencée pour être dévidée de celui-ci et rembobinée dans le moyen d'enrouleur; caractérisé en ce qu'il comprend: - un moyen de transfert de charge pour transférer les forces agissant sur le moyen d'enrouleur à une partie de reprise de charge du véhicule; et - un moyen de serrage associé opérativement au moyen de transfert de charge et adapté pour venir en contact d'engagement avec l'enroulement de sangle sur le moyen d'en- rouleur sous l'effet d'un déplacement relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrouleur résultant des forces agis- sant sur le moyen d'enrouleur, de façon à empêcher le dévida- ge de la sangle hors du moyen d'enrouleur. 2 - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de dé- tecteur actionnable pour détecter une condition d'urgence du véhicule, le déplacement relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrouleur survenant à la suite de l'actionnement du moyen de détecteur, et un moyen de blocage actionnable pour bloquer le moyen d'enrouleur dans une direction de dévi- dage de la sangle en réponse à l'actionnement du moyen de détecteur, le déplacement relatif entre le moyen de serrage et le moyen de rétracteur survenant à la suite de l'actionne- ment du moyen de blocage. 3 - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'at- tache pour fixer de façon détachable le moyen d'enrouleur à une partie du véhicule, ces moyens d'attache permettant un dé- placement du moyen d'enrouleur par rapport à la partie du vé- hicule en réponse à une extension de la sangle résultant d'un déplacement de l'occupant contre cette sangle, à la suite de 11. l'actionnement du moyen de blocage, de sorte que le moyen d'enrouleur vient en contact d'engagement avec le moyen de serrage. 4 - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que le moyen d'enrouleur est fixé de façon séparable à un siège du véhicule, la sangle de ceinture étant agencée pour être automatiquement position- née autour d'un occupant du siège du véhicule, et en ce que le moyen de transfert de charge comprend des moyens permet- tant le réglage de la position du moyen de serrage dans le véhicule simultanément avec le réglage de la position du siè- ge dans le véhicule. - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que les moyens de réglage com- prennent un second moyen d'enrouleur destiné à être monté dans le véhicule et une seconde sangle ayant une extrémité re- liée au second moyen d'enrouleur et son autre extrémité reliée au moyen de serrage, cette seconde sangle étant emmagasinée dans le sens moyen d'enrouleur et étant agencée pour être ex- traite de celui-ci et rembobinée dans celui-ci, et en ce qu'il comprend un second moyen de blocage pour bloquer le se- cond moyen d'enrouleur en réponse à une condition d'urgence. 6 - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la sangle de ceinture est agencée pour être automatiquement positionnée autour d'un oc- cupant d'un siège dans le véhicule. 7 - Système de ceinture de sécurité selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le moyen de transfert de charge permet le réglage de la position du moyen de serrage dans le véhicule simultanément avec le réglage de la position d'un siège dans le véhicule. 8 - Système de retenue à ceinture de sécurité pour véhicule, comprenant: - un moyen d'enrouleur de ceinture de sécurité agen- cé pour être monté dans le véhicule; et - une sangle de ceinture de sécurité emmagasinée dans le moyen d'enrouleur et agencée pour en être extraite et Z468487 12. pour y être rembobinée; caractérisé en ce qu'il comprend - un moyen de transfert de charge pour transférer les forces agissant sur le moyen d'enrouleur à une partie de reprise de charge du véhicule; - un moyen de détecteur actionnable pour détecter une condition d'urgence du véhicule; un moyen de serrage associé opérativement au moyen de transfert de charge et agencé pour venir en contact d'engagement avec la sangle de ceinture enroulée dans le moyen d'enrouleur sous l'effet d'un déplacement relatif entre le moyen de serrage et le moyen d'enrouleur suivant un action- nement du moyen de détecteur, de façon à empêcher le dévida- ge de la sangle hors du moyen d'enrouleur. 9 - Système de retenue à ceinture de sécurité pour véhicule comprenant: - un moyen d'enrouleur de ceinture de sécurité agen- cé pour être monté dans le véhicule; - une sangle de ceinture de sécurité emmagasinée sous la forme d'un enroulement dans-le moyen d'enrouleur et agencée pour en être extraite et pour y être rembobinée; et - un moyen de blocage agencé pour bloquer le moyen d'enrouleur contre tout déplacement dans une direction per- mettant le dévidage de la sangle; caractérisé en ce qu'il comprend - un moyen de serrage agencé-pour venir en contact d'engagement avec l'enroulement de sangle de ceinture dans le moyen d'enrouleur pour limiter le dévidage de cette sangle hors du moyen d'enrouleur. 10 - Système de retenue à ceinture de sécurité se- lon la revendication 9,caractérisé en ce que l'enroulement de sangle se présente sous la forme d'une pluralité de spires d'enroulement de la sangle et en ce que le moyen de serrage est agencé pour limiter un déplacement relatif entre les spi- res successives de l'enroulement de sangle dans le moyen d'.en- rouleur.