Brevet FR2528316A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne les enrouleurs de ceintures de sécurité, de type utilisé dans les installations à ceintures de sécurité retenant les occupants de véhicules automobiles ainsi que d'autres véhicules motorisés, et l'invention se rapporte plus particulièrement aux mécanismes d'enroulement de la ceinture des enrouleurs de ceintures de sécurité. Presque toutes les installations de ceintures de sécurité des voitures et d'autres véhicules à moteur cons- truits ces dernières années sont équipéesd'enrouleurs qui enroulent une partie de la ceinture, ou toute la ceinture, lorsque cette dernière n'est pas utilisée, de sorte que la ceinture est maintenue dégagée du passage permettant d'accéder au siège du véhicule, ce qui est préférable au fait que la ceinture repose dans la cabine du véhicule et encombre cette dernière, et la ceinture est prête à être attachée de manière pratique lorsque cela est nécessaire L'enrouleur protège également la ceinture de l'usure et d'un endommagement possible lorsque cette ceinture n'est pas utilisée. Bien qu'il existe des enrouleurs de ceinture de sécurité qui sont réalisés de telle sorte que la ceinture soit lâche lorsqu'elle est en place sur l'utilisateur (c'est- à-dire qu'elle n'est pas tendue), il est très courant que la force d'enroulement soit toujours exercée, ce qui signifie que la ceinture est constamment tirée d'une manière relative- ment ferme contre la poitrine de l'utilisateur ou contre les pans de ses vêtements, ou les deux à la fois La pression de la ceinture contre l'utilisateur est souvent gênante, et il y a quelques raisons de penser que de nombreuses personnes préfèrent ne pas utiliser les ceintures de sécurité en raison de la traction constante exercée par la ceinture contre leur corps. En conséquence, la présente invention a pour objet un enrouleur de ceinture de sécurité comportant un mécanisme d'enroulement qui n'exerce qu'une pression de retenue compara- tivement faible sur le corps de l'utilisateur Comme presque tous les enrouleurs de l'état de la technique, celui conforme à l'invention comporte un tambour d'enroulement de la ceinture fixé à un arbre qui est monté en rotation dans un cadre et qui est entraîné en rotation dans le sens de l'enroulement de la ceinture par un mécanisme d'enroulement, dont l'élément moteur est un ressort spiral d'enroulement. L'invention est caractérisée par le fait que le mécanisme d'enroulement comprend un train d'engrenages plané- taire comportant un pignon-soleil monté sur l'arbre du tambour, un porteplanétaires monté rotatif sur l'arbre, un premier pignon planétaire monté rotatif sur le porte-planétaires et en prise avec le pignon-soleil, un second pignon planétaire monté rotatif sur le porte-planétaires et en prise avec le premier pignon-planétaire, et un pignon à denture interne monté rotatif et en prise avec le second pignon planétaire, le pignon à denture interne étant également accouplé au ressort d'enroulement de sorte qu'il est élastiquement solli- cité dans le sens de l'entraînement du pignon-soleil, par l'intermédiaire des planétaires, dans le sens d'enroulement de la ceinture Un ressort auxiliaire est accouplé entre le pignon à denture interne et le porteplanétaires, de sorte que le porte-planétaires est entraîné élastiquement en rota- tion par rapport au pignon à denture interne, dans le sens d'enroulement de la ceinture Le porte-planétaires présente une rangée circulaire de dents à rochet qui sont disposées concentriquement à l'arbre du tambour et agissent contre le sens d'enroulement de la ceinture Un mécanisme permet d'enga- ger de manière sélective une dent à rochet sur le porte- planétaires afin d'arrêter la rotation de ce dernier dans le sens d'enroulement de la ceinture, de sorte que le train d'engrenages planétaires transmet à l'arbre du tambour un couple qui est sensiblement inférieur au couple exercé par le ressort d'enroulement sur le pignon à denture interne. Le progrès technique procuré par la présente inven- tion tient au fait que la pression exercée par la ceinture contre le corps de la personne qui porte la ceinture, et qui est dûe à la traction exercée sur la ceinture par le mécanisme d'enroulement de l'enrouleurrest considérablement inférieur à ce qu'elle serait si le ressort d'enroulement agissait directement sur le tambour de la ceinture Une telle réduction de la pression de la ceinture est due au train d'engrenages planétaires, qui atténue considérablement le couple agissant sur l'arbre du tambour lorsque la ceinture est attachée et que le porte-planétaires est bloqué en rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective éclatée de cet exemple; la figure 2 est une vue en coupe de cet exemple, passant sensiblement par l'axe de l'arbre du tambour dans un plan sensiblement parallèle au plan de la base du cadre du tambour; et la figure 3 est une vue en coupe latérale du méca- nisme d'enroulement de la ceinture, selon sensiblement les lignes 3-3 de la figure 2, et dans la direction des flèches, c'est-à-dire le long d'un plan disposé juste à l'extérieur des pignons du train d'engrenages planétaires. L'enrouleur comprend un cadre 1 en forme de U ayant des ailes latérales la et lb sur lesquelles est monté en rota- tion un arbre 2 du tambour de la ceinture Un tambour 4 de la ceinture est fixé à l'arbre et est solidaire en rotation de ce dernier La référence 3 de la figure 1 désigne d'une manière générale un mécanisme de blocage d'urgence associé l'arbre du tambour, ledit mécanisme pouvant être de tout type convenable connu parmi ceux qui sont bien connus de l'homme du métier. Le mécanisme d'enroulement selon l'exemple représenté sur les dessins est disposé à l'intérieur d'un boîtier compre- nant une plaque de retenue 5 et un couvercle 6 fixés à l'aile latérale lb La plaque de retenue comporte un tourillon 8 sur lequel est monté pivotant un levier 7, dont la fonction sera décrite plus en détail ci- dessous Immédiatement à l'extérieur de la plaque de retenue 5 se trouve une roue à rochet 9, qui présente une rangée circulaire de dents à rochet dis- posées concentriquement à l'axe de l'arbre 2 et faisant face au sens d'enroulement de la ceinture La roue à rochet 9 forme en fait une partie d'un porte-planétaires d'un train d'engrenages planétaires En conséquence, la roue à rochet 9 comporte une paire de tourillons de montage 12 destinés à une première paire de pignons planétaires 10, et une seconde paire de tourillons 13 destinés à une seconde paire de pignons planétaires 11 Les planétaires internes 10 sont en prise avec un pignon-soleil 15 qui est fixé sur une partie de dia- mètre réduit 2 ' de l'arbre du tambour Les planétaires exter- nes 11 sont en prise avec les planétaires internes 10 et également en prise avec un pignon à denture interne 17 Un disque support 14 se trouve à l'extérieur des planétaires et tourne avec la roue à rochet, selon un mouvement d'ensemble, par l'effet du logement des tourillons 12 et 13 dans des trous ménagés dans le disque support 14 Comme on peut clairement le voir sur la figure 2, le pignon à denture interne 17 est un disque de forme cupulaire présentant sa denture le long du bord intérieur d'un collet circonférentiel qui se loge à l'intérieur d'un évidement 9 ' de la roue à rochet 9. Le porte-planétaires, qui comprend le disque 14 et la roue à rochet 9, est monté fou en rotation sur l'arbre 2 du tambour Un ressort auxiliaire 16, dont une extrémité est accouplée dans une fente 14 ' ménagée dans un bossage cen- tral sur le disque support 14, et dont l'autre extrémité est accouplée à une broche 18 (voir figure 2) sur le pignon à denture interne 17, limite la rotation du porte-planétaires par rapport au pignon à denture interne, les limites corres- pondant aux configurations d'enroulement complet et de dérou- lement complet du ressort auxiliaire Le pignon à denture interne 17 est sollicité élastiquement dans un sens tel qu'il transmet une rotation d'enroulement au tambour 4 par l'inter- médiaire du train d'engrenages planétaires grâce à un ressort d'enroulement principal 19, dont une extrémité est reliée à un bossage 17 ' sur le pignon à denture interne 17 et dont Z 8316 l'autre extrémité est reliée à un élément (non représenté) dans le couvercle 6 La force d'enroulement de la ceinture est emmagasinée dans le ressort lorsque la ceinture est retirée de l'enrouleur, et la force d'enroulement lu ressort est libérée lorsque la ceinture est à nouveau enroulée sur le tambour 4. Comme cela ressortira plus clairement de la des- cription qui suit du fonctionnement du mécanisme, le fonc- tionnement du train d'engrenages planétaires est commandé par un solénoïde électrique 20, dont la pièce polaire 21 est normalement repoussée vers l'extérieur par un ressort 22, mais qui est rétractée lorsque la bobine du solénoïde est alimentée La pièce polaire 21 est accouplée par une broche et une glissière au levier 7 L'alimentation du solé- noide 20, est, elle-même, commandée par un contacteur qui est monté dans la boucle de la ceinture de sécurité ou dans le siège associé à la ceinture, ou dans la porte du véhicule. L'actionnement de contacteurs montés dans ces positions est une indication de l'utilisation de la ceinture de sécurité par un occupant du véhicule L'indication la plus directe de l'utilisation de la ceinture est, bien entendu, donnée lorsque la boucle est attachée, et la boucle est l'endroit préféré pour monter le contacteur qui commande l'actionnement du levier 7. Lorsque la ceinture 23 (figure 3) est détachée et est entièrement enroulée sur le tambour 4 de l'enrouleur, le ressort d'enroulement principal 19 est déroulé, et le ressort auxiliaire 16 est complètement enroulé L'alimenta- tion du solénoide est coupée, et le levier 7 est dégagé des dents à rochet de la roue à rochet 9 Lorsque l'utilisateur tire la ceinture dans le sens du déroulement, comme cela est indiqué par la flèche 24 sur la figure 3, l'arbre 2 est entraîné en rotation dans le sens horaire Comme le ressort auxiliaire 16 est complètement serré, la rotation du porte- planétaires par rapport au pignon à denture interne n'est pas possible, et le train d'engrenages planétaires ne fonc- tionne pas comme un train d'engrenages mais est au contraire bloqué A la suite de quoi, une rotation dans le sens horaire de l'arbre 2, lorsque la ceinture est déroulée, provoque une rotation correspondante en sens horaire du pignon 17 à denture interne, en emmagasinant ainsi de l'énergie dans le ressort principall 9 d'enroulement de la ceinture, lorsque ce dernier est bandé. Lorque la languette de la boucle, fixée à l'extré- mité de la ceinture,est introduite dans la boucle afin d'attacher la ceinture, le contacteur disposé dans la boucle ferme un circuit électrique d'alimentation du solénoide, de sorte que la bobine de ce dernier est alimentée et que- la pièce polaire 21 est rétractée à l'encontre de la force élastique du ressort 22, ce qui commande le pivotement du levier 7 dans une position dans laquelle l'extrémité de ce dernier vient en contact de l'une des dents à rochet sur le périmètre de la roue à rochet 9 Un tel contact avec la roue à rochet bloque le porte-planétaires en rotation Quel que soit alors le jeu dans la ceinture de sécurité, ce jeu est rapidement rattrapé par la récupération d'une partie de-l'énergie du ressort d'enroulement principal 19, qui entraîne le pignon à denture interne en rotation dans le sens anti-horaire Une rotation dans le sens anti-horaire du pignon à denture interne entraîne les planétaires exté- rieurs Il dans le sens anti-horaire et les planétaires inté- rieurs 10 dans le sens horaire Les planétaires intérieurs, à leur tour, entraînent le pignon-solaire 15 dans le sens anti-horaire, de sorte que l'arbre 2 du tambour et le tambour 4 se trouvent entraînés dans le sens anti-horaire qui est le sens de l'enroulement de la ceinture L'arbre du tambour est entraîné en rotation dans le sens anti-horaire avec une vitesse relativement importante, mais avec un couple relati- vement faible En conséquence, la traction appliquée à la ceinture 23 est faible, comparée à ce qu'elle aurait été si le ressort principal 19 entraînait directement le tambour de la ceinture Lorsque le porteplanétaires est bloqué par le levier 7 actionné par le solénoîde, et par l'intermêdiai i de la roue à rochet, le train d'engrenages planétaires fonc- tionne comme un réducteur de couple, de sorte que seule une force de traction relativement faible est appliquée à la cein- ture, et que la ceinture s'appuie contre le corps de l'occupant du véhicule avec une force relativement faible. Lorsque la ceinture est attachée et que le porte- planétaires est bloqué par le levier 7, l'enroulement du ressort et la rotation correspondante en sens anti-horaire du pignon à denture interne 17 par rapport au disque support 14 entraîne le déroulement du ressort auxiliaire En consé- quence, si l'occupant souhaite se pencher vers l'avant dans le véhicule, à l'encontre de la ceinture, le déroulement de la ceinture à partir du tambour, et la rotation correspondante dans le sens horaire de l'arbre et du pignon-soleil provoquent, par l'intermédiaire des planétaires, une rotation dans le sens anti-horaire et de faible amplitude du pignon à denture interne,une telle rotation du pignon à denture interne étant permise sans blocage du train d'engrenages planétaires par un serrage total du ressort auxiliaire La longueur du ressort auxiliaire déterminera l'amplitude du déroulement possible de la ceinture avant que le train d'engrenages planétaires ne soit bloqué par un serrage complet du ressort Si le ressort auxiliaire est complètement enroulé, de sorte qu'il provoque le blocage du train d'engrenages planétaires, la roue à rochet 9 pourra tourner dans le sens horaire, dans la mesure o le solénoïde 20 permettra au levier 7 d'être rétracté et permet- tra aux dents de la roue à rochet de glisser une par une sur le levier Lorsque la personne qui utilise la ceinture se redresse, le ressort principal 19 fait tourner le pignon à denture interne 17 dans le sens anti-horaire et entraîne le train d'engrenages planétaires dans le sens qui correspond à l'entraînement en rotation de l'arbre 2 du tambour dans le sens anti-horaire, et de la sorte la ceinture 23 est à nouveau enroulée sur le tambour 4, ceci se produisant toujours avec une faible force. Lorsque l'occupant détache la languette de la boucle, le contacteur de la boucle ouvre le circuit électrique, de sorte que le solénoïde 20 n'est plus alimenté, à la suite de quoi le ressort 22 repousse la pièce polaire 21 vers l'extérieur et dégage le levier 7 des dents de la roue à rochet 9 Le ressort d'enroulement principal 19 fait tourner le pignon à denture interne 17 dans le sens anti-horaire. Le porte-planétaires 9-14 sera entraîné en rotation orbitale dans le sens anti-horaire autour du pignon-soleil 15 jusqu'à ce que le ressort auxiliaire 16 soit complètement enroulé. Entre-temps, le pignon-solaire et l'arbre restent fixes. Dès que le ressort 16 est complètement enroulé, le porte- planétaires ne peut plus tourner autour du pignon-soleil, et il devient bloqué, à la suite de quoi le train d'engre- nages planétaires au complet est entraîné en rotation dans le sens antihoraire par le ressort 19 En conséquence, la ceinture 23 est complètement enroulée sur le tambour de l'enrouleur, sur lequel elle reste jusqu'à ce qu'un occupant tire à nouveau la ceinture pour l'attacher. Ainsi, conformément à la présente invention, on obtient un enrouleur de ceinture de sécurité comportant un mécanisme d'enroulement perfectionné qui assure une réduction substantielle de la pression de la ceinture contre le porteur, par l'effet de la réduction de couple permise par le train d'engrenages planétaires La ceinture est ainsi plus confor- table à porter pour l'utilisateur et ce dernier est encouragé à utiliser la ceinture de sécurité en raison de ce plus grand confort De même, l'utilisateur est mieux à même de se dépla- cer vers l'avant, à l'encontre de la pression de la ceinture, dans la mesure o la force qui s'oppose au mouvement vers l'avant de l'utilisateur est de même réduite, comparée à ce qu'elle aurait été si le ressort d'enroulement de la ceinture agissait directement et constamment sur le tambour d'enroulement de la ceinture. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Enrouleur de ceinture de sécurité, comprenant un arbre ( 2) du tambour ( 4) d'enroulement de la ceinture, qui est monté rotatif sur un cadre ( 1), et un mécanisme d'enrou- lement accouplé à l'arbre ( 2) du tambour ( 4) et comportant un ressort spiral d'enroulement ( 19) destiné à provoquer la rotation de l'arbre ( 2) du tambour ( 4) dans une direction d'enroulement de la ceinture sur le tambour ( 4), caractérisé en ce que le mécanisme d'enroulement comprend un train d'engrenages planétaires comportant un pignon-soleil ( 15) monté sur l'arbre ( 2) du tambour ( 4), un porte-planétaires ( 9 et 14) monté rotatif sur l'arbre ( 2), un premier pignon planétaire ( 10) monté rotatif sur le porte-planétaires et en prise avec le pignon-soleil ( 15), un second pignon plané- taire ( 11) monté rotatif sur le porte-planétaires ( 9 et 14) et en prise avec le premier pignon planétaire ( 10), et un pignon à denture interne ( 17),monté rotatif et en prise avec le second pignon planétaire ( 11) et accouplé au ressort d'enroulement ( 19) de telle sorte qu'il est élastiquement sollicité afin d'entraîner le pignon-soleil ( 15), par l'intermédiaire des planétaires, dans le sens de l' enrou- lement de la ceinture; un ressort auxiliaire ( 16) étant accouplé entre le pignon à denture interne ( 17) et le porte- planétaires ( 9 et 14),de sorte que le porte-planétaires est élastiquement sollicité en rotation par rapport au pignon à denture interne ( 17) dans le sens d'enroulement de la ceinture; une rangée circulaire de dents à rochet ( 9) sur le porte-planétaires ( 9 et 14) étant montées concentriquement à l'arbre ( 2) du tambour ( 4) et agissant à l'encontre du sens d'enroulement de la ceinture, et des moyens ( 20 et 7) destinés à être engagés de manière sélective contre une dent de la roue à rochet ( 9) sur le porte-planétaires ( 9 et 14) afin d'arrêter la rotation du porte-planétaires dans le sens de l'enroulement de la ceinture, de sorte que le train d'engrenages planétaires transmet à l'arbre ( 2) du tambour ( 4) un couple qui est sensiblement inférieur au couple trans- mis par le ressort d'enroulement ( 19) au pignon à denture interne ( 17) lorsqu'une dent de la roue à rochet ( 9) est en prise avec lesdits moyens ( 20 et 7).