Brevet FR2475906A1 — publié le 19810821

I La présente invention se rapporte à un détecteur d'ac- célération destiné à être utilisé sur un véhicule pour capter des variations de vitesse et, à son tour, actionner un méca- nisme de blocage d'enrouleur de ceinture de sécurité. Les enrouleurs de ceintures de sécurité sont communé- ment utilisés sur les véhicules automobiles, et un détecteur d'enrouleur de ceinture, habituel, comprend des moyens qui provoquent un accroissement de pression proportionnel en ré- ponse à un accroissement des forces d'accélération ou de décé- lération, cette pression mettant un cliquet en prise avec une roue dentée montée sur l'enrouleur. Dès que la roue dentée a été arrêtée dans sa rotation, elle actionne un cliquet secon- daire qui s'oppose à la rotation du tambour de l'enrouleur et empêche ainsi la ceinture de continuer à se dérouler, par exem- ple dans le cas d'un accident lié à de grandes forces de décé- lération. Toutefois, l'une des difficultés que l'on rencontre avec ce type d'agencement (qui est celui qui est le plus commu- nément adopté) consiste en ce que le déplacement du cliquet peut être relativement lent ou la force développée n'être pas tout à fait suffisante pour mettre le cliquet entièrement en prise; or un engagement partiel du cliquet et des pointes des dents de la roue dentée peut se traduire par une détérioration du cliquet ou de la roue dentée. Par ailleurs, bien qu'un tel risque soit très faible, il existe cependant un risque de dé- faut de fonctionnement du mécanisme de blocage de l'enrouleur. Un but de l'invention est de réaliser des perfectionne- ments permettant de supprimer à peu près totalement cette dif- ficulté et d'obtenir une action brusque. Cette difficulté avait déjà été constatée antérieurement et, dans un détecteur d'accélération qui a été produit précé- demment par la Demanderesse, il est prévu un organe entraîneur dont le centre de gravité se trouve au-dessus d'un axe d'arti- culation de sorte qu'il tend à culbuter, et qui comporte une surface périphérique tournée vers le haut, sur laquelle s'appuie la périphérie d'un palonnier en forme de cuvette renversée. Toutefois, suivant cette réalisation antérieure, le palonnier comprend une tige dirigée vers le haut dont les mouvements sont guidés par les parois d'une ouverture ménagée dans une patte du chêssis de l'enrouleur de ceinture et l'utilisation de surfaces frottantes en cet endroit exige de donner à l'or- gane entraîneur une masse considérable et, par conséquent, des dimensions importantes. Le principal but de l'invention est de perfectionner un dispositif de ce type de manière à pouvoir obtenir une gran- de variété d'angles de montage en ne changeant qu'un petit nombre de pièces. En bref, l'invention a pour objet un dispositif qui comporte un organe travaillant (par exemple un cliquet) qui est mis en prise avec un mécanisme de blocage (par exemple une roue dentée) d'un enrouleur de ceinture de sécurité ainsi qu'un organe entraîneur qui est situé audessous du cliquet mais est en même temps articulé sur le chassis et immobilisé en rotation, l'organe entraîneur ayant son centre de gravité situé au-dessus de son axe d'articulation de manière à tendre à culbuter; une surface de soulèvement prévue sur cet organe entraîneur et située radialement à l'extérieur de l'axe d'ar- ticulation; et un palonnier dont l'extrémité inférieure s'ap- puie sur la surface de soulèvement et est retenue par cette dernière tandis que son extrémité supérieure coopère avec le cliquet et est retenue par ce dernier, de sorte que le bascu- lement de l'organe entraineur autour de l'axe d'articulation soulève une portion de la surface de soulèvement qui, à son tour, soulève le palonnier et, par ce moyen, fait monter le cliquet à sa position d'engagement avec la roue. Il en résulte que, lorsqu'une accélération suffisante est appliquée à l'or- gane entraîneur, le cliquet est mis entièrement et rapidement en prise avec les dents de la roue et que cela réduit le ris- que de détérioration du cliquet ou des dents. Etant donné que l'organe entraîneur est immobilisé en rotation, il peut être muni d'une masselotte d'inertie qui est asymétrique dans toute la mesure voulue et nécessaire pour s'adapter à l'inclinaison avec laquelle l'enrouleur doit être monté. Il suffit donc de changer l'organe entraîneur lorsqu'on doit changer l'angle de montage. Par ailleurs, l'invention permet d'utiliser un organe entraîneur très léger et, par conséquent, un détecteur de plus petites dimensions physiques; ceci constitue une caractéris- tique particulièrement souhaitable puisqu'elle se traduit par l'obtention d'un détecteur de grande durabilité et qu'elle per- met également de réduire les dimensions de l'enrouleur de ceinture de sécurité, réduction qui entraîne à son tour une réduction da poids et rend possible l'utilisation de l'enrou- leur dans des espaces restreints. Dans certaines formes de réalisation de l'invention, le palonnier comporte une tige qui traverse une ouverture du cliquet (de manière à être rete- nu par ce trou) et un épaulement prévu sur la tige qui garan- tit que l'application d'une force sur le cliquet se produira toujours au meme point et avec la meme intensité, quelle que soit la direction de l'inclinaison du véhicule ou celle de la force de décélération. Plus précisément, l'invention a pour objet un détecteur d'accélération pour soulever le mécanisme de blocage d'enrou- leur de ceinture de sécurité jusque dans sa position de bloca- ge, qui comporte un châssis et un organe travaillant porté par ce chlssis et mobile par rapport à lui entre une position d'en- gagement et une position dégagée. Un palonnier dont l'extrémi- té inférieure est située dans un plan de soulèvement, coopère à son extrémité supérieure avec l'organe travaillant et est retenu dans ses mouvements par cet organe. Un organe entrai- neur est muni d'organes de pivotement qui lui permettent de basculer par rapport au plan de soulèvement, est relié au châs- sis par des moyens qui limitent son déplacement au mouvement de basculement et s'opposent à sa rotation dans le plan de soulèvement, et comporte une surface de soulèvement qui est située dans le plan de soulèvement (sauf lors du basculement de l'organe entraîneur) et sur laquelle appuie l'extrémité in- férieure du palonnier de sorte que le basculement de l'organe entraîneur soulève la surface de soulèvement qui, à son tour, soulève le palonnier, ce palonnier soulevant l'organe travail- lant en le plaçant ainsi dans la position d'engagement. Jusqu'à présent, on s'est heurté à des difficultés du fait que les dispositifs de blocage des enrouleurs de ceintu- res de sécurité exigent l'utilisation de détecteurs d'accéléra- tion sensibles à l'inclinaison de l'enrouleur. Il est impor- tant que le détecteur soit capable de répondre au même niveau d'accélération dans toutes les directions lorsqu'un véhicule se trouve sur un sol horizontal, quelle que soit la position dans laquelle l'enrouleur est monté. Compte tenu du fait qu'un seul et même type d'enrouleur doit pouvoir être utilisé dans n'importe laquelle d'un certain nombre de positions, sur-un même véhicule ou sur des véhicules différents, l'invention fournit des moyens qui permettent de réduire considérablement la diversité du stock de pièces, du fait que la seule modifi- cation nécessaire pour obtenir une large gamme de différentes positions de montage consiste à changer un composant du détec- teur d'accélération. C'est ainsi que, dans une forme de réali- sation de l'invention, les organes de pivotement comprennent un dispositif de suspension à la Cardan et l'anneau intérieur de la suspension constitue l'organe entraineur, cet entraîneur portant une masselotte qui n'est pas nécessairement symétrique par rapport à un axe central perpendiculaire au plande sa sur- face de soulèvement. En choisissant le degré d'asymétrie né- cessaire (qui peut être nul), on peut placer le centre de gra- vité de l'organe entratneur correctement au-dessus de l'arti- culation effective de la suspension lorsque le véhicule se trouve sur un sol horizontal, même si l'enrouleur est monté dans une position inclinée. L'utilisation d'une suspension à la Cardan apporte donc l'avantage de permettre de monter rapidement et facilement un organe entraîneur possédant l'asymétrie choisie en place dans le détecteur. Toutefois, la suspension à la Cardan apporte en- core deux autres avantages: Tout d'abord, les organes de pivotement peuvent être du type couteaux, de sorte que le mouvement de basculement de l'organe entraîneur n'est gêné que par de très faibles frotte- ments entre les surfaces en contact., En deuxième lieu, la suspension à la Cardan empêche l'organe entraîneur de tourner autour de son axe perpendiculai- re au plan de la surface de soulèvement, ce qui est évidemment nécessaire si la masselotte de cet organe est asymétrique. Dans une forme de réalisation de l'invention dans la- quelle l'organe entraîneur est l'élément intérieur d'une sus- pension à la Cardan, cet organe entraîneur comprend des parois qui définissent une gorge annulaire périphérique dont le fond joue le rôle de surface de soulèvement, le détecteur compre- nant en outre un palonnier constitué par un élément en forme de cuvette renversée comportant à son extrémité inférieure une jupe périphérique qui appuie sur la surface de soulèvement et est retenue par les parois de la gorge, et un téton dirigé vers le haut qui se déplace librement dans un trou du cliquet. Avec cette construction, lorsqu'une accélération latérale est appliquée, une force latérale s'exerce au centre de gravité de l'organe entraîneur et donne naissance à un moment par rapport à l'axe effectif de la suspension à la Cardan dans la direction considérée, mais ce moment est contrarié par un moment antago- niste créé par le poids du palonnier et le poids du cliquet qui agissent sur la surface de soulèvement de l'organe entrai- neur. Lorsque l'accélération est suffisante pour produire un moment supérieur à ce moment antagoniste, l'organe entraîneur est entraîné en un mouvement de basculement et par suite la surface de soulèvement soulève le palonnier en un point mais le basculement du palonnier est limité par son contact avec le cliquet qui a pivoté et avec la gorge annulaire. Ainsi le pa- lonnier est libre de s'élever ou de tomber et, de ce fait, le cliquet peut également s'élever ou retomber. Dès que le bascu- lement a commencé et que le cliquet monte, le moment appliqué par l'oraane entraîneur est augmenté par le poids de cet or- gane en raison du décalage de son centre de gravité d'un côté de l'axe d'articulation. Ceci se traduit par un effet brusque qui pousse très rapidement le cliquet en position, même si l'accélération n'est que très légèrement supérieure au seuil d'action. Les caractéristiques et avantages de l'invention appa- rattront au cours de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation représenté aux dessins annexés et donné unique- ment à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en élévation de c8té, en partie en coupe, d'un enrouleur de ceinture de sécurité, montrant un cliquet qui est articulé sur le châssis d'un détecteur d'ac- célération et peut coopérer avec les dents d'une roue dentée - la Fig. 2 est une vue de dessus de l'ensemble composé du détecteur d'accélération et du cliquet; - la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; - la Fig. 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2; - la Fig. 5 est une vue de dessus de l'organe entraî- neur - la Fig. 6 est une vue schématique en élévation qui montre le palonnier et le cliquet dans l'un des deux états sta- bles de ce cliquet, c'est-à-dire dans l'état o le cliquet est dégagé des dents de la roue dentée; - la Fig. 7 est une vue analogue à la Fig. 6 mais-qui montre le cliquet en prise avec une dent de la roue dentée. Dans la forme de réalisation représentée, l'enrouleur de ceinture de sécurité 10 est agencé pour être fixé sur une surface de montage horizontale d'un véhicule (non représenté), mais il peut être utilisé dans d'autres positions (comme par exemple dans celle représentée sur la Fig.6). L'enrouleur 10 comporte une roue dentée principale Il agencée pour 'tre en prise avec un cliquet 12 appartenant à un détecteur d'accélé- ration 13. Les détails du détecteur 13 sont représentés sur les Fig. 2, 3, 4 et 5. Ce détecteur comprend un châssis 15 qui comporte deux joues 16 dirigées vers le haut, entre lesquelles le cliquet est articulé. Le châssis 15 comporte en outre deux surfaces de support d'articulations 17 dans lesquelles est articulé l'anneau exté- rieur 18 d'un dispositif de suspension à la Cardan. Cet élé- ment extérieur 18 est lui-même muni de deux tourillons alignés 18a, en saillie vers l'extérieur, qui tournent autour d'un pre- mier axe, sur les supports 17. Il comporte par ailleurs deux trous 18b dans lesquels des tourillons alignés 20a tournent autour d'un axe perpendiculaire au premier axe de rotation du premier anneau 18. Les tourillons 20a font saillie sur un élé- ment intérieur 20 de suspension à la Cardan, qui constitue un organe entraîneur pour imprimer un couple qui, à son tour, peut développer une force soulevant le cliquet 12. Les tourillons i8a et 20a sont tous de section triangu- laire, comme représenté sur la Fig.4, et, dans chaque cas, l'a- rête inférieure du tourillon forme une arête de couteau qui porte sur une surface support de manière à pivoter avec le mi- nimum de frottement. Ainsi que le montre la Fig.4, les parois des trous 18b définissent des fentes profondes qui contiennent les tourillons a de l'élément intérieur 20 de la suspension à la Cardan. L'organe entraîneur 20 peut être remplacé par un autre (par exemple par un organe possédant une asymétrie différente> comme décrit ci-dessous. Ainsi que le montrent plus clairement les Fig. 3 et 5, l'organe entralneur 20 est formé par un organe moulé possédant des parois qui définissent un réceptacle 23 dans lequel une masselotte 24 est placée dans une position telle que le centre de gravité G (Fig.6 et 7) se trouve nettement au-dessus de l'a- xe effectif d'articulation A de la suspension. Dans les cas o l'enrouleur ne doit pas être monté en position horizontale (par exemple dans les cas représentés-sur les Fig.6 et 7) mais au contraire en position inclinée (ce qu'on trouve dans la plupart des cas de montage) le réceptacle 23 peut être asymé- trique par rapport au centre de l'organe entraîneur 20, ainsi que représenté clairement sur la Fig. 5. Si le montage est ef- fectué en position inclinée, comme indiqué sur les Fig.6 et 7, le centre de gravité G est situé approximativement à la verti- cale du point A lorsque le cliquet se trouve en position dé- gagée. L'organe entraîneur 20 comporte également un sillon an- nulaire interrompu constitué par une gorge annulaire 26 qui est définie par les parois de plusieurs saillies radiales ex- térieures 27 espacées circonférentiellement. - Au-dessus de l'organe entraîneur 20 est placée une structure en forme de cuvette renversée, constituant un palon- nier 30, ce palonnier 30 comporte une jupe périphérique pen- dante 31 qui s'appuie sur la paroi forman le fond de la gorge 26. Grâce au fait que la gorge 26 est interrompue, les risques de défauts de fonctionnement dus à l'accumulation de poussiè- res ou autres débris sont très réduits. Pour obtenir un effet d'articulation du type à couteau, la partie de la périphérie 31 qui appuie sur le fond de la gorge est une arête délimitée par deux surfaces qui font un angle entre elles. Le palonnier 30 est muni d'un téton épaulé 32 qui est dirigé vers le haut et traverse un trou 33 percé dans une par- tie 34 formant pont du cliquet 12. L'épaulement du téton 32 a une paroi tronconique qui coopère avec l'arête définie par l'insertion des parois du trou 33 et de la surface inférieure du pont 34 du cliquet, de manière à former ici également une articulation du type à couteau. Les Fig. 6 et 7 illustrent graphiquement la manière dont le palonnier et le cliquet peuvent être bistables par rapport aux positions d'engagement et de dégagement de la roue dentée. La Fig. 6 montre la position de fonctionnement normal du-palonnier, en appui par sa jupe périphérique 31 dans la gorge 26. La Fig. 7 montre la position de l'organe entraîneur 20 lorsqu'une accélération suffisante a est imprimée au détec- teur dans une direction allant de la gauche vers la droite de la figure. Si une accélération a est appliquée au châssis 15, l'inertie de la masselotte 24 provoque l'application d'un mo- ment à l'organe entraîneur 20, ce qui oblige cet organe en- trafneur à se déplacer vers la position représentée sur la Fig. 7. Si ce moment est supérieur à celui imprimé par le poids du palonnier et du cliquet 12, l'organe entraîneur bas- cule et, étant donné que le téton 32 est retenu dans son mou- vement par les parois du trou 33, le palonnier et le cliquet se soulèvent. Etant donné que l'organe entraîneur 20 peut bas- culer dans n'importe quelle direction latérale, grâce à sa suspension à la Cardan, il peut travailler de la même façon, quelle que soit la direction dans laquelle l'accélération a agit. On remarquera que tous les mouvements des éléments 18, 20 et 30 les uns par rapport aux autres se produisent avec le minimum de frottement. Ainsi que représenté sur la Fig. 7, dès que le bascu- lement s'est produit, apparait entre les points A et G un bras de moment de force de gravité ce qui imprime à l'organe entrai- neur 20 un moment supplémentaire qui s'exerce dans le même sens que celui de à l'inertie de la masselotte 24. Par consé- quent, dès que l'organe entraîneur 20 commence à basculer par rapport à son châssis, le couple croit rapidement et ceci se traduit par une action brusque de l'organe entraîneur et par une action brusque consécutive du palonnier 30 et du cliquet 12. L'enrouleur suivant l'invention peut être monté dans di- verses positions puisqu'il suffit pour cela d'utiliser un or- gane entraîneur possédant l'asymétrie appropriée. L'élément extérieur 18 de la suspension à la Cardan peut également être muni d'une masselotte asymétrique de ma- nière à permettre d'adapter l'enrouleur à être monté avec des inclinaisons plus fortes qui sont au-delà des capacités de compensation assurées par l'asymétrie de la masselotte 24 de l'organe entraîneur 20. il R E V E N D I CA T I 0 N S 1 - Détecteur d'accélération destiné à provoquer le soulèvement du mécanisme de blocage d'un enrouleur de ceinture de sécurité jusqu'à sa position de blocage, et caractérisé en ce qu'il comprend: un châssis (15); un organe travaillant (12) porté par le chassis mais mobile par rapport au châssis entre une position d'engagement et une position de dégagement un palonnier (30) ayant une extrémité inférieure située dans un plan de soulèvement et une extrémité supérieure qui coopè- re avec l'organe travaillant (12) et est retenue dans ses mou- vements par cet organe travaillant; un organe entraîneur (20) des organes de pivotement portés par l'organe entratneur et lui permettant de basculer par rapport au plan de soulèvement des moyens qui relient fonctionnellement l'organe entraineur (20) au châssis (15), limitent son déplacement à un mouvement de basculement et s'opposent à sa rotation dans le plan de soulèvement; une surface de soulèvement qui est portée par l'organe entraîneur et située dans le plan de soulèvement (sauf lorsque l'organe entraîneur bascule) et sur laquelle appuie l'extrémité inférieure (31) du palonnier (30) de sorte que le basculement de l'organe entra neur soulève la surface de soulèvement qui, à son tour, soulève le palonnier, ce pa- lonnier soulevant l'organe travaillant (12) et le plaçant ain- si dans la position d'engagement. 2 - Détecteur d'accélération suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe travaillant (12) est un cli- quet. 3 - Détecteur d'accélération pour soulever un cliquet jusque dans une position de blocage, en prise avec une roue dentée d'un enrouleur de ceinture de sécurité, caractérisé en ce qu'il comprend: un châssis (15); un cliquet (12) porté par le chassis et mobile par rapport à lui entre une position d'engagement avec la roue (11) et une position dégagée; un palonnier (30) ayant une extrémité inférieure (31) située dans un plan de soulèvement et une extrémité supérieure (32) qui traverse un trou (33) du cliquet (12); un organe entraineur (20) placé sous le cliquet (12); des moyens d'articulation universelle montés sur le châssis (15), qui limitent les mou- vements de l'organe entra neur à des mouvements de bascule- ment par rapport au châssis mais empêchent cet organe entrai- neur de tourner dans le plan; et une surface de soulèvement prévue sur l'organe entratneur (20) dans le plan de soulève- ment (sauf lorsque l'organe entraîneur bascule), sur laquelle appuie l'extrémité inférieure du palonnier (30) et qui retient l'extrémité supérieure du palonnier en prise avec l'organe travaillant (12) de sorte que le basculement de l'organe en- traîneur soulève la surface de soulèvement qui soulève à son tour le palonnier (30), ce qui élève l'organe travaillant (12) et le place dans sa position d'engagement. 4 - Détecteur d'accélération suivant l'une des revendi- cations 1 et 3, caractérisé en ce que l'organe entraîneur com- porte une masselotte asymétrique (24). - Détecteur d'accélération suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'articulation comportent une suspension à la Cardan qui comprend un élément intérieur (20) et un élément extérieur (18), l'élément intérieur (20) constituant l'organe entraîneur et étant muni d'organes de pi- votement qui lui permettent de pivoter par rapport à l'élément extérieur tandis que l'élément extérieur est muni d'organes de pivotement qui lui permettent de pivoter par rapport au châs- sis (15). 6- Détecteur d'accélération suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chacun des organes de pivotement comprend des tourillons (20a, 18a) ayant des surfaces qui définissent une arête de couteau. 7 - Détecteur d'accélération suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément intérieur (20) comporte des parois qui définissent une gorge annulaire périphérique (26) et en ce que le palonnier (30) comprend un élément en forme de cu- vette renversée ayant une jupe périphérique (31) qui appuie sur les parois de la gorge (26) à son extrémité inférieure et un téton supérieur (32) qui se déplace librement dans un trou (33) du cliquet (12). 8 - Détecteur d'accélération suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la jupe périphérique (31) du palon- nier (30) comporte des surfaces qui définissent une arête de couteau de pivotement. 9 - Détecteur d'accélération d'enrouleur de ceinture de sécurité, destiné à soulever un cliquet qui est articulé sur un châssis de manière à lui faire prendre une position d'enga- gement dans une roue dentée, caractérisé en ce qu'il comporte un palonnier annulaire (30) en forme de cuvette renversée et muni d'un téton dirigé vers le haut qui pivote librement dans un trou du cliquet (12); un dispositif de suspension à la Car- dan comprenant un élément intérieur (20) qui constitue un or- gane entra neur et comporte des parois qui définissent une gor- ge annulaire (26) ouverte vers le haut, et servent d'appui pour une jupe périphérique (31) de l'extrémité inférieure du palonnier (30); des premiers moyens de pivotement interposés entre l'élément intérieur (20) et l'élément extérieur (18) du dispositif de suspension à la Cardan et des deuxièmes moyens de pivotement de suspension, perpendiculaires aux premiers et interposés entre l'élément extérieur (18) et le châssis (15); et une masselotte (24) qui est portée par l'organe entra5neur (20) et dont le centre de gravité se trouve au-dessus du ni- veau des moyens de pivotement, 1'organe entraineur basculant sous l'effet de l'accélération ou de la gravité et provoquant un soulèvement du palonnier (30) et la mise du cliquet (12) en position d'engagement de la roue (11). - Détecteur d'accélération suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'organe entraîneur (20) comprend une masselotte qui est asymétrique par rapport à un axe central normal au plan de soulèvement de l'élément intérieur (20) du dispositif de suspension à la Cardan. il - Détecteur d'accélération suivant l'une des reven- dications 9 et lO, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs protubérances (27) espacées circonférentiellement et faisant saillie radialement sur l'organe entraîneur (20), les parois définissant la gorge annulaire (26) étant portées par ces pro- tubérances. 12 - Détecteur d'accélération suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le téton (32) dirigé vers le haut comporte un épaulement muni d'une surface tronconique qui ap- puie contre l'arête définie par l'intersection de la surface inférieure du cliquet (12) et de la paroi du trou (33) rece- vant le téton.