Brevet FR2487654A1 — publié le 19820205

i La présente invention se rapporte à un mécanisme qui permet un positicnnement continu de la position relative de deux élé- ments coulissant l'un par rapport à l'autre,comme dans le cas du réglage vers l'avant et vers l'arrière d'un siège, du type utilisé dans les automobiles. Dans un certain nombre d'applications, il est souhai- table de disposer d'un mécanisme pour maintenir de manière libérable deux éléments l'un par rapport à l'autre dans un certain nombre de positions de réglage différentes et ceci est en particulier le cas dans le domaine des sièges dtauto- mobiles o un réglage du siège est nécessaire pour permet- tre au conducteur de conduire correctement le véhicule. On a également trouvé qu'il était souhaitable que le réglage puis- se être effectué de façon continue de manière que le silo puis- se être bloqué dans la position optimale. Un exemple de dispositif de réglage de position d'un siège est représenté dans le brevet des EUA no 3 893730. Ce brevet décrit un mécanisme qui comprend deux organes al- longés reliés de façon coulissante de façon à pouvoir ef- fectuer l'un par rapport à l'autre un mouvement télescopi- que entre des positions étendue. et rétractée L'un des or- ganes porte des moyens de blocage à friction. mobiles entre une position bloquée en appui à friction contre l'autre or- gane, pour retenir par friction les organes dans une posi- tion choisie quelconque entre les positions déployée et ré- tractée et à l'encontre d'un mouvement relatif l'un par rap- port à l'autre, et une position débloquée dans laquelle ils permettent le mouvement relatif des organes. Les inconvé- nients de ce type d'appareil sont évidents du fait que, bien que le positionnement puisse être réglé de façon ontinue, l'intervalle sur lequel le positionnement peut être effec- tué est limité par la caractéristique télescopique du méca- nisme de positionnement. En outre, le mécanisme est relati- vement compliqué et d'une fabrication onéreuse. Le mécanis- me de positionnement de siège selon l'invention est capable de produire des forces de blocage plus élevées avec un plus petit nombre de pièces mobiles et, par conséquent, il est bien moins onéreux à fabriquer en série que le type de mé- canisme de positionnement de siège représenté dans le bre- vet des RUA no 3 893 730 précité. Le brevet des EUA no 3 793 733, décrit un mécanisme de positionnement dans lequel deux galets sont déplacés par le mécanisme de réglage de siège en contact avec deux surfaces inclinées. Le déplacement vers l'avant et vers l'arrière rencontre la résistance des forces de frottement qui sont engendrées du fait qu'un des galets est coinçé sous la surface inclinée. Pour libérer le dossier du siège, on déplace les deux galets de manière qu'un déplacement dans l'un ou l'autre sens soit possible. Comme on le voit à la Fig.5 de ce brevet, le mécanisme est bien plus compliqué que celui selon l'invention. En outre, la construction à un seul coin ne produit pas les forces de blocage élevées que produit la construction à deux coins selon l'invention. Le brevet des SUA no 1 630 870, décrit un dispositif de blocage pour un présentoir dans lequel un coin unique est utilisé pour bloquer le présentoir à la hauteur correc- te. Bien que ce mécanisme soit simple, il ne produit pas des forces de blocage suffisantes pour résister à des char- ges de choc élevées comme l'exigent les applications dans le domaine de l'industrie automobile. Le brevet des BUA n0 3 762 241, de la Demanderesse, décrit un embrayage auto-serreur qui utilise le concept du double coin employé dans le mécanisme de positionnement li- néaire de siège de la présente invention. La présente in- vention est la première à avoir proposé une construction simple et économique qui utilise ce concept dans un dispo- sitif de réglage de la position linéaire d'un siège. On peut trouver d'autres mécanismes de positionnement à -réglage continu dans la technique des sièges à dossier inclinable et plus particulièrement dans les brevets des EUA ne 3 237 987, no 3 315 298, no 3 423 785, n0 3 508 294 et no 4 070 058. La présente invention a notamment pour buts: - de réaliser un mécanisme de positionnement de siè- ge qui permet un-. réglage continu à l'intérieur d'un intervalle désiré quelconque; - de réaliser un mécanisme de positionnement de siè- ge qui comprend un nombre relativement petit de pieces et qui peut être fabriqué en série économiquement; - de réaliser un mécanisme de positionnement de siè- ge dans lequel les moyens de blocage à friction sont auto- serreurs du fait qu'ils sont repoussés en appui de blocage par le plus petit mouvement du siège dans un sens quelcon- que; - de réaliser un mécanisme de blocage qui produit une force de blocage qui est proportionnelle à la grandeur de la force qui tend à pousser le siège vers l'avant ou vers l'arrière. Le mécanisme de positionnement de siège selon ltin- vention comprend un premier organe qui comporte une surface de friction approximativement en forme de V qui s'étend sur une longueur égale au réglage de position désiré. Il est prévu un second organe qui comporte au moins un élément de blocage monté sur une surface de came de cet organe. L'é- lément de blocage comporte une surface de friction appro- ximativement en forme de V qui a un angle d'ouverture égal à celui de la surface de friction formée sur le premier or- gane. La surface de came du second organe converge vers la surface de friction du premier organe de telle sorte que le déplacement de l'élément de blocage le long de la surfa- ce de came dans une direction provoque un appui à coince- ment entre les surfaces de friction du premier organe et de l'élément de blocage. L'appui à coincement entre la surface de friction du premier organe et celle de l'élément de blo- cage immobilise les organes à l'encontre d'un déplacement relatif dans une direction. Le déplacement de l'élément de blocage le long de la surface de came dans la direction op- posée provoque la libération de l'élément de blocage permet- tant ainsi un mouvement relatif entre les organes. Un res- sort est utilisé pour solliciter l'élément de blocage le long de la surface de came en appui contre le premier or- gane. Un mécanisme est utilisé pour déplacer l'élément de blocage en l'éloignant du premier organe afin de permettre le libre déplacement précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé sur lequel: - la Fig. 1 est une vue en élévation d'une carcasse de siège comprenant un mécanisme de réglage de position selon l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe de la carcasse de siège et du mécanisme de réglage de position représentés sur la Fig. 1, suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en plan de la carcasse de siège et du mécanisme de réglage de siège de la Fig. 1. Sur les Fig. 1 à 3 auxquelles on se référera, on a représenté une carcasse de siège qui comprend un mécanisme de positionnement selon linvention. Cette combinaison est désignée dans son ensemble par la référence 10. La carcasse 12 de siège est une carcasse tubulaire du type utilisé dans l'industrie automobile pour monter les sièges sur le plan- cher des véhicules automobiles. Dans le mode de réalisation préféré, la carcasse 12 de siège est fixée rigidement au plancher 14 d'un véhicule automobile (non représenté) avec interposition entre eux du mécanisme de réglage de siège selon l'invention, qui est désigné dans son ensemble par la référence 16e Dans ce mo- de de réalisation, le mécanisme 16 comporte un bo tier 18 d'élément de blocage qui est fixé rigidement à la carcasse 12 par un boulon 20. Le mécanisme de réglage 16 comporte un organe de sup- port 22 en forme de T qui est fixé rigidement au plancher 14 du véhicule. L'organe 22 en forme de T emprisonne quatre billes de roulement 24 qui facilitent le déplacement du car- ter 18 vers l'avant et vers l'arrière pour le réglage de la position de la carcasse 12 du siège. Le bottier 18 empri- sonne des éléments de blocage 26, 27, de manière que ces éléments 26, 27 se déplacent vers l'avant et vers l'arriè- re avec la carcasse de siège pendant le réglage. Dans le mode de réalisation préféré, les éléments de blocage 26, 27 sont emprisonnés par une rampe de came 28 en forme de V qui est plus particulièrement visible sur la Fig.3. La rampe de la came 28 en V est solidaire du bottier 18 des éléments de blocage. Les éléments de blocage 26, 27 sont en appui contre une surface de friction 30 en forme de V qui est fixée rigidement à l'organe 22 en forme de T. Dans le mode de réalisation préféré, la surface de friction est formée sur l'une des parois de l'organe 22 en forme de T. Comme on le voit en particulier sur la Fig.2, l'élé- ment de blocage 26, 27 comporte une rainure 32 en forme de V qui a un angle d'ouverture égal à celui de la surface de friction 30. La rainure 32 est positionnée de façon à pou- voir venir en appui contre la surface de friction 30. L'ex- trémité de l'élément de blocage 26, 27, opposée à celle qui comporte la rainure a un angle d'inclinaison égal à celui de la rampe de came 28. Comme on le voit sur la Fig.3, les éléments de blo- cage 26, 27, sont sollicités en s'éloignant l'un de l'au- tre le long de la rampe de came 28 et en appui contre la surface de friction 30 par un ressort 34. La combinaison des angles de coincement de la rampe de came 28 et des angles de la surface de friction 30 et de la rainure 32 produit un effet de blocage entre le bottier 18 des éléments de blo- cage et l'organe 22 en forme de T. On décrira cette action de blocage ci-après de manière plus détaillée. Dans le mode de réalisation préféré, un mécanisme de déblocage 36 est utilisé pour déplacer les éléments de blo- cage 26 et 27 l'un vers l'autre et en les éloignant de la surface de friction 30. Le mécanisme 36 comporte un premier bras 38 et un second bras 40 assemblés l'un à l'autre par un pivot 42. Le premier bras 38 est articulé sur le carter 18 à l'aide d'un pivot 44. Le pivot 44 est fixé rigidement au bottier 18 et, par conséquent, le mécanisme de débloca- ge 36 se déplace avec la carcasse 12 du siège pendant le réglage de celuici. Le premier bras 38 est articulé sur l'élément de blocage 26 à l'aide d'un pivot 46 et le second bras 40 est articulé sur l'élément de blocage 28 à l'aide d'un pivot 48. Les pivots 46 et 48 sont fixés rigidement aux éléments de blocage 26, 27, respectivement et permet- tent aux premier et second bras de pivoter autour d'eux. Le fonctionnement du mécanisme de blocage selon l'in- vention sera mieux compris en se référant à la Fig.2. Le bottier 18 des éléments de blocage, qui est fixé rigidement à la carcasse 12 du siège peut coulisser avec cette carcas- se le long de l'organe 22 en T. Le coulissement est facili- té par les quatre billes de roulement 24 qui sont emprison- nées dans l'organe en T. Bien que quatre billes de roule- ment soient utilisées dans le mode de réalisation représen- té, on comprend que des billes supplémentaires 24 peuvent 9tre ajoutées pour faciliter le mouvement entre le carter 18 et l'organe 22. L'organe 22 en T est fixé au plancher 14 et est orienté d'avant en arrière à l'intérieur du véhicule. La surface de friction 30 s'étend le long de l'organe 22 sur une distance prédéterminée égale à l'intervalle désiré de réglage de la carcasse 12. L'organe 22 s'étend sur tou- te la longueur d'avant en arrière de la carcasse 12 plus une distance égale à l'intervalle de réglage prédéterminé. Ainsi, le bottier 18 qui s'étend sur toute la longueur de la carcasse 12 est toujours en appui contre l'organe 22, quelle que soit la position dans laquelle le siège est réglé. Pour régler le siège, l'occupant déplace le bras 38 du mécanisme de déblocage 36 dans la direction de la flè- che R sur la Fig.3, déplaçant ainsi les éléments de bloca- ge 26 et 27 l'un vers l'autre à l'encontre de l'action du ressort de sollicitation 34. Lorsque les éléments de blo- cage 26 et 27 se déplacent l'un vers l'autre et le long de la rampe de came 28 en s'écartant de la surface de friction , le siège peut 9tre déplacé aussi bien vers l'avant, dans la direction indiquée par la flèche F. que vers l'ar- rière, dans la direction indiquée par la flèche R, de la manière désirée. Lorsqu'on relâche le bras 38, le ressort 34 repousse les éléments de blocage 26 et 27 vers le haut des branches de la rampe de came 28 en V et en appui con- tre la surface de friction 30, immobilisant ainsi la carcas- se 12 du siège par rapport au plancher 14. Les forces de blocage engendrées par le mécanisme de réglage selon l'invention sont proportionnelles aux forces relatives appliquées aux éléments de blocage et à la surfa- ce de friction 30 montée sur l'organe 22 en T. En d'autres termes, les forces de coincement entre les éléments de blo- cage 26 et 27 et la surface de friction 30 sont proportion- nelles aux forces tendant à déplacer le siège vers l'avant ou vers l'arrière. Les forces qui tendent à déplacer la car- casse 12 dans la direction indiquée par la flèche F sur la Fig. 3 engendrent des forces de coincement élevées entre la surface de friction 30 et l'élément de blocage 26. Ces for- ces dirigées vers l'avant appliquées au siège 12 tendent à déplacer l'élément de blocage 26 vers le haut le long de la branche 31 de la rampe de came 28. Etant donné que la branche 31 converge vers la surface de friction 30, les for- ces de coincement s'accroissent à mesure que la rainure 32 de l'élément de blocage 26 est repoussée en appui plus éner- gique contre la surface de friction 30. De même, les for- ces qui tendent à déplacer la carcasse 12 dans la direc- tion indiquée par la flèche R sur la Fig.3 déplacent l'élé- ment de blocage 27 le long de la branche 29 de la rampe de came 28. Ceci, à nouveau, a pour effet de provoquer de plus fortes forces de coincement. Par conséquent, on voit que chacun des éléments de blocage 26 et 27 n'empêche un mou- vement relatif entre la carcasse 12 du siège et le plan- cher 14 que dans une seuie direction. La relation entre l'angle d'ouverture de la rainure 32 et l'angle de la surface de friction 30, l'angle d'ou- verture de la rampe de came 28 du bottier 18 d'éléments de blocage et le coefficient de frottement entre la surface de friction 30 et la rainure 32 formée dans chacun des élé- ments de blocage doit être correctement définie pour assu- rer que les blocs de coincement sont auto-serreurs. Par blocs autoserreurs on entend que les éléments de blocage se déplacent à partir d'un contact ou appui sous une force relativement faible contre la surface de friction 30 de l'organe 22 en T jusqu'à un appui de blocage énergique con- tre cette surface à la suite d'un léger déplacement de la carcasse 12 de siège par rapport au plancher 14. On a trou- vé que si les éléments de blocage n'étaient pas auto-ser- reurs, ilserait nécessaire de produire un ferme contact entre la surface de friction 30 et la surface de la rainure 32 pour assurer le mouvement des éléments de blocage 26, 27 le long de la rampe de came 28 à la suite d'un faible dépla- cement de la carcasse 12 par rapport au plancher 14. Par conséquent, les forces nécessaires pour déplacer les éléments de blocage 26, 27, l'un vers l'autre et hors de contact avec la surface de friction 30 de l'organe 22 en T seraient trop élevées pour permettre un déblocage fa- cile du mécanisme de réglage de siège en utilisant le méca- nisme de déblocage simple décrit ci-dessus. Si l'on désigne par e l'angle de la rainure 32 en V et l'angle de la surface de friction 30 et par _' un angle de 90 moins la moitié de l'angle d'ouverture de la rampe de came 28 formée sur le bottier 18 des éléments de blocage, le mécanisme de réglage de siège est auto-serreur lorsqu'existe la relation suivante: e tg,.sin e relation dans laquelle p est le coefficient de frottement entre la rainure 32 en V et la surface de friction 30 de l'organe 22 en T. Le mécanisme se débloque sans grippage si les relations suivantes existent: tg d > P et e tg - > fi Si l'angle e a une valeur de 240 et l'angle t a une valeur de 120, ce mécanisme fonctionne ainsi correctement à l'intérieur d'une plage de coefficients de frottement de 0,04 etO0,2. Si la matière choisie pour la surface de fric- tion 30 a pour la rainure 32 des éléments de blocage 26 et 27 est l'acier, la plage de coefficients de frottement in- diquée ci-dessus sera respectée pendant toute la durée de vie du mécanisme étant donné que le coefficient de frotte- ment entre deux surfaces d'acier est compris à l'intérieur de la plage indiquée, que ces surfaces soient bien lubri- fiées ou mal lubrifiées. Les angles ci-dessus sont choisis de façon que l'angle d'ouverture de la rainure 32 ne soit pas un angle de blocage. Etant donné que les seules forces qui agissent dans la direction d'application de la surface de la rainure contre la surface de friction est la force de sollicitation élastique du ressort 34, la force de débloca- ge ne sera jamais supérieure à cette force de sollicitation élastique si la relation indiquée ci-dessus existe. Ceci permet de supprimer facilement les forces de blocage au moyen du mécanisme 34. Comme on peut le constater à la lecture de la des- cription qui précède, le mécanisme de positionnement de siège réglable dans une infinité de positions suivant l'in- vention peut être fabriqué au moyen de pièces embouties a- vec des contraintes et des tolérances raisonnables et, par conséquent, il peut être fabriqué en série à bon marché. Si l'on utilise pour la surface de friction 30 et pour la rainure 32 une matière autre que l'acier, les angles ' et e doivent être modifiés afin de respecter les relations indiquées ci-dessus en fonction du coefficient de frotte- ment utilisé. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Mécanisme pour régler la position relative de deux organes, caractérisé en ce qu'il comprend: un pre- mier élément (22) comportant deux surfaces plates conver- gentes (30) d'une longueur relativement grande définissant un trajet de déplacement entre les deux organes (14, 12); au moins un élément de blocage (26, 27) comportant une rainure (32) ayant des parois latérales convergentes com- plémentaires des surfaces convergentes plates dudit pre- mier élément et pouvant se déplacer en se rapprochant et en s'éloignant desdites surfaces convergentes plates du premier élément, des moyens (24) sollicitant ledit élément de blocage en direction desdites surfaces convergentes pla- tes du premier élément pour coincer ces surfaces dans la rainure afin d'empêcher un mouvement relatif entre le pre- mier élément et l'élément de blocage; et des moyens (36) pour déplacer l'élément de blocage en l'écartant desdites surfaces convergentes plates afin de permettre le déplace- ment relatif desdits organes le long dudit trajet. 2 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de blocage (26, 27) comporte une sur- face inclinée qui converge en direction dudit trajet de dé- placement cette surface inclinée étant mobile le long d'u- ne rampe de came complémentaire (28) qui converge vers les surfaces convergentes plates du premier élément (30). 3 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle formé entre les surfaces convergentes plates dudit premier élément (30) est égal à l'angle formé par les parois latérales convergentes de la rainure (32). 4 - Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de blocage (26, 27), chacun de ces éléments de blocage pouvant se déplacer en se rapprochant et en s'éloignant desdites surfaces conver- gentes plates (30) du premier élément et comportant une rai- nure (32) ayant des parois latérales complémentaires des surfaces convergentes plates du premier élément et une surface inclinée convergeant vers ledit trajet de dépla- cement, la pente de ladite surface inclinée de l'un des éléments de blocage étant en sens opposé à la pente de la surface inclinée de l'autre élément de blocage, chacune desdites surfaces inclinée étant mobile le long d'une ram- pe de came complémentaire (31, 29) qui converge vers les surfaces convergentes plates du premier élément de sorte que la position relative des deux organes (26, 27) peut être réglée dans des directions opposées le long dudit tra- jet de déplacement. - Mécanisme pour régler la position relative de deux organes, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier organe (22) qui comporte une surface de friction (30) ap- proximativement en forme de V dont la longueur est égale a l'étendue désirée du réglage de position; un second or- gane (18) qui est constitué par au moins un élément de blo- cage (26, 27) monté sur une rampe de came (28) formée sur ce second organe, cet élément de blocage comportant une surface de friction (32) sur une de ses extrémités, ladite surface (32) de l'élément de blocage étant conformée de fa- çon à s'adapter contre la surface de friction (30) du pre- mier organe, la rampe de came formée sur le second organe convergeant vers la surface de friction du premier organe de telle sorte que le déplacement de l'élément de blocage (26,27) le long de la rampe de came (28) dans une direction provoque un contact d'appui de coincement entre la surface de friction de l'élément de blocage et la surface de fric- tion du premier organe, immobilisant ainsi lesdits premier et secoed organes contre tout mouvement relatif dans une direction, et un déplacement dans la direction opposée pro- voquant le déplacement de l'élément de blocage en s'écar- tant dudit premier organe; des moyens (34) pour solliciter l'élément de blocage le long de la rampe de came en appui contre le premier organe; et des moyens (36) pour déplacer l'élément de blocage en s'écartant du premier organe, per- mettant ainsi un déplacement relatif entre les premier et second organes suivant ladite longueur prévue de réglage. 6 - Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé en ce que la rampe de came (28) formée sur le second or- gane (18) forme un angle oblique avec la surface de fric- tion (30) formée sur le premier organe (22). 7 - Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que si l'angle de la surface de friction (30) formée sur le premier organe est désigné par 8 et si un angle de 900 moins la moitié de l'angle d'ouverture de la rampe de came à peu près oblique (28) formée sur le second organe (18) est désigné par v(, lorsque la tangente de l'angle Ok multipliée par le sinus de la moitié de l'angle e (tg d.sin e) est inférieure au coefficient de frottement entre l'élement de blocage et la surface de friction en V du premier organe, la tangente de l'angle t;4. est supérieu- re audit coefficient de frottement et la tangente de la moitié de l'angle e est également supérieure audit coef- ficient de frottement. 8 - Mécanisme selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'angle 8 est de 24 degrés, l'angle CA est de 12 degrés et le coefficient de frottement est compris en- tre 0,04 et 0,2. 9 - Mécanisme de positionnement réglable de façon continue pour des sièges montés coulissants sur des chemins de glissement pour permettre le réglage de leur position vers l'avant et vers l'arrière, mécanisme caracté- risé en ce qu'il comprend: un premier organe (22) monté rigidement sur le siège (12); un second organe (18) monté rigidement sur le plancher (14); le second organe compor- tant un bord (30) en coin à peu près en forme de V qui s'étend sur une longueur prédéterminée; ledit premier or- gane comportant deux éléments de blocage (26, 27) montés sur une surface (28) à peu près en forme de V formée sur ledit premier organe, lesdits éléments de blocage compor- tant à l'une de leurs extrémités une surface ayant une rai- nure (32) à peu près en V, cette rainure ayant ses côtés inclinés d'un angle égal à celui dudit bord en coin du se- cond organe; ladite surface à peu près en forme de V du premier organe étant orientée par rapport à la surface en coin du second organe, grâce à quoi le déplacement des élé- ments de blocage le long des branches respectives (31, 29) de la surface en forme de V en s'éloignant l'un de l'autre provoque un appui de coincement entre les éléments de blo- cage et ladite surface en coin du second organe, bloquant ainsi lesdits premier et second organes à l'encontre d'un mouvement relatif et le déplacement des éléments de blocage l'un vers l'autre provoquant la séparation des éléments de blocage et de ladite surface en coin du second organe; des moyens (34) pour solliciter les éléments de blocage (26, 27) en s'éloignant l'un de l'autre le long de la sur- face en V et en appui contre la surface en coin du second organe; et des moyens (36) pour déplacer les éléments de blocage à l'encontre de l'action desdits moyens de solli- citation en s'écartant de la surface en coin du second or- gane et permettant ainsi un mouvement relatif entre lesdits premier et second organes. - Mécanisme selon la revendication 9, caractérisé en ce que la relation entre l'angle d'ouverture de la sur- face en forme de V comportant la rainure (32) et l'angle de la rampe (28) à peu près en forme de V formée sur le pre- mier organe (18) est telle que l'un des éléments de blocage (26, 27) se déplace le long de l'une des branches (31, 29) de la rampe V et en appui de blocage énergique contre la surface en coin (30) du second organe à la suite d'un fai- ble déplacement dudit second organe dans la direction de convergence de ladite branche et que l'autre élément de blo- cage se déplace le long de l'autre branche de la rampe en forme de V après que les éléments de blocage aient été dé- placés en contact avec la surface en coin par les moyens de sollicitation (34).