Brevet FR2537002A1 — publié le 19840608

Ceinture de sécurité à. effort de retenue progressif en cas de choc ou de freinage brutal. L'invention concerne les ceintures de sécurité notamment pour retenir les conducteur et passagers de véhicules en cas de freinage brutal ou de choc dans un accident. Les ceintures de sécurité connues présentent l'inconvénient d'être très douloureuses en cas de freinage brutal ou i.us encore en cas de choc du fait de l'action quasi instantanée de l'énergie cinétique emmagasinée par le corps de l'utilisateur contre la sangle de la ceinture, ce qui provoque des traumatismes locaux pouvant aller jusqu'à l'ecchymose ou la fracture de cotes. La ceinture selon l'invention, telle qu'elle est décrite dans les revendications, pallie ces inconvénients en absorbant progressivement l'énergie cinétique au moyen d'un dispositif à déformation élastique à rigidi- te progressive. Selon une première réalisation de l'invention, le moyen d'absorption progressive de l'énergie cinétique est constitué par un ensemble de boucles réalisé sur la sangle des ceintures de sécurité coopérant avec une plaque en élastomère d'épaisseur progressive. Selon une seconde réalisation des ceintures selon l'invention, le moyen d'absorption de l'énergie cinétique est constitué par un empilage de rondelles en acier à ressort formées en cône tronqué dites rondelles Belleville , disposées pour permettre l'absorption progressive sans la restituer immédiatement. Selon une troisième réalisation des ceintures selon l'invention, l'énergie cinétique est absorbée au moyen des deux versions ci-dessus mentionnées agissant en coopération. Les avantages apportes par la ceinture selon l'invention sont les suivants: - absorption de l'énergie cinétique de freinage en évitant les meutrissures des chairs en contact avec la ceinture; - absorption de l'énergie cinétique de choc même très violent en évitant ou limitant dans d'importantes proportions les risques de meurtrissures de cotes enfoncées ou de fractures. - Restitution lente de l'énergie emmagasinée au moment du choc. L'invention est exposée ci-après plus en détail en référence aux dessins annexés dans lesquels les figures représentent; 1 et 2 - un exemple de la sangle d'une ceinture de sécurité comportant des boucles coopérant avec une plaque en élastomère d'épaisseur progressive; 3 - un exemple d'amortisseur à rondelles ressort sur lequel est fixé le système de verrouillage permettant l'accrochage et le décrochage de la ceinture; 4 - 5 - 6 - des exemples de variantes d'amortisseurs de la figure 3 7 - un exemple de restitution lente par "dash-pot de l'énergie emmagasinée par l'amortisseur au moment du choc. La fig.1 montre un exemple de réalisation d'une sangle de ceinture de sécurité selon l'invention comportant une plaque 1 en élastomère coopérant avec des boucles 2,3,4, ménagées sur la sangl-e 5. La plaque en élastomère 1 est thermocollée ou assembléepar un moyen connu sur la sangle 5 en ménageant un certain nombre de boucles ainsi qu'une longueur d'allongement libre de l'élastomêre entre.'les boucles. L'épaisseur de la plaque 1 est soit progressive, soit croissant par paliers au droit de chaque boucle pour devenir de plus-en plus rigide d'une boucle à l'autre. Sur la fig.2, on a montré une variante de forme d'une boucle avec une plaque en élastomère de chaque côté de la sangle Les plaques 7,8, sont d'épaisseur et de longueur compatible avec l'effort à amortir. La sangle presente à chaque boucle un double pli 6. Au moment du freinage ou du choc, l'élastomère s'allonge jusqu'à défaire successivement les plis correspondant à l'énergie cinétique à absorber. On peut avoir autant de boucles qu'il est necessaire en fonction d'une vitesse maximale du véhicule, par exemple 130 km/heure et d'un poids moyen de 80 kg. de l'utilisateur. Sur la figure 3 on a montré un autre mode d'amortisseur de l'énergie cinétique de freinage et de choc pouvant coopérer éventuellement avec la premiere et la seconde version de ceinture présentées sur les fig.1 et 2. Il comporte un corps support par exemple cylindrique 10 fixé par son embase sur le plancher du véhicule, dans lequel coulisse,avec un jeu important, un piston 11 et une tige centrale 12 présentant un épaule- ment 13 à sa partie inférieure sur lequel s'appuient le piston 11 et sur le piston les rondelles ressort 14. L'autre extrémité de la tige 12 traverse le fond du corps 10 et reçoit le système de verrouillage 15 etre du crochet de ceinture qui peut par exemple/serré entre deux écrous 16 ou tout autre moyen connu.L'amortissement est obtenu par l'empilage de rondelles ressorts 14 préalablement déformees en cône tronqué et préférablement disposes en opposition. Les energies cinétique faibles sont amorties/es premiers empilages & deux rondelles disposees en opposition, puis les énergies plus importantes par les empilages suivant à deux paires de rondelles puis & trois paires. On peut bien sur utiliser des rondelles à rigidité croissante au lieu dé les doubler et tripler. Ce système permet aisément de calibrer avec précision l'énergie à amortir selon une croissance bien définie. L'empilage en opposition est préférable pour accroître la course d'amortissement. Pour eviter que les rondelles ressort ne restituent immédiatement la quasi totalité de l'énergie emmagasinee en fin de choc, on a ajouté un dispositif de retenue sur l'extrémité de la tige 12 entre le sommet du corps 10 et le verrou du crochet de ceinture. Ce dispositif de retenu, montre à titre d'exemple, comporte un fourreau dans le trou central duquel passe la tige 12,' ce fourreau est épaulé exterieurement pour s'engager dans le fond du corps 19 et s'appuyer sur l'intérieur du fond maintenu en place par les rondelles ressort et éventuellement par un clip. Trois billes de coincement 17, disposées a 1200, sont maintenues en pression sur un cône 18 du fourreau chacune par une lame de ressort 19 découpée dans une pièce tubulaire épaulée 20 comportant trois trous à 1200 pour positionner les billes 17, l'extrémité libre des trois lames 19 est engagee élastiquement dans une rainure 21 du fourreau 22. Bien entendu, tout autre type connu de moyen de retenue compatible peut être utilisé. L'inconvénient de l'amortissement par boucles et élastomère est de restituer immédiatement l'énergie emmagasinée. Pour pallier cet inconvénient on peut utiliser les deux systèmes en coopération en ne faisant absorber par l'élastomère que les faibles énergies de freinage et les fortes énergies par l'amortisseur à rondelles ressort tel que présente sur la fig. 4. Lorsque l'on veut liberltenergie en fin de choc, il suffit de tirer vers le haut la piece tubulaire 20 qui décoince les billes 17. La figure 5 montre une variante d'amortisseur de la figure 3 dans laquelle les rondelles ressorts sont remplacées par deux ressorts de compression de rigidité différente 26,27, centrés sur des épaulements du fourreau 25 et de la rondelle de guidage 28. La figure 6 montre une autre variante d'amortisseur progressif dans laquelle les ressorts sont remplacés par plusieurs blocs tubulaires en elastomere (29,30,31) de rigidité croissante, glissés sur une tige de traction 32 se terminant par une partie conique 33 et une portee cylindrique 34 d'un diamètre nettement inférieur au diamètre interne du corps 10 de façon à permettre le laminage de l'élastomère 29, les autres blocs, d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du corps 10 s'écraseront avant de se laminer et produiront un très important effort de serrage sur la tige 32. On pourrait utiliser également des amortisseurs hydrauliques, mais leur coût serait prohibitif. La fig. 7 montre un exemple de moyen de restitution lente de l'énergie emmagasi-nee au moment du choc ou du freinage brutal. Il comporte une capacité cylindrique étanche 35 munie d-'une embase soudée 36 et d'un bouchon fileté 37 permettant le remplissage de fluide et la mise en place de la partie deformable elastiquement, rondelles ressort, ressort de compression ou élastomère. L'étanchéité est assurée par les joints 38, 39. La tige de traction 40 est vissée sur un piston 41 comportant plusieurs trous 42 de passage du fluide hydraulique (huile ou autre) entre les volumes séparés 43,44, un clapet plat 45 en élastomère par exemple ou autre matière élastiquement déformable, est maintenu en place sur le fond du piston par les rondelles 46,47 et l'écrou 48. Lorsque le piston 41 remonte,en cas de choc ou de freinage brutal, le volume 43 qui est rempli de fluide, se trouve comprimé et l'huile passe par les trous 42 repousse le clapet 45 et emplit au fur et à mesure la capacité 44 en fonction de la violence du choc. En fin de remontée, l'énergie emmagasit née engendre une pression sur le volume 44, ce qui a pour effet de plaquer le clapet 45 sur les trous 42 du piston, le fluide sous pression fuit alors par le jeu prévu entre l'alésage de la capacité 35 et le diamètreextérieur du piston. L'importance de cette fuite est fonction de celle du jeu prévu. L'huile contenue dans le volume 44 remonte lente ment dans le volume 43 jusqu'à ce oue la tige de traction 40 se trouve de nouveau en appui sur le fond de la capacite 35. REVENDICATIONS 1 - Ceinture de sécurité a effort de retenue progressif en cas de choc ou de freinage brutal constituée d'une sangle de longueur réglable fixé d'un côté sur la carrosserie ou sur un système enrouleur et de l'autre, par un crochet, sur un système de verrouillage à poussoir, le système de verrouillage étant solidaire du plancher du véhicule, caractérisee en ce que la ceinture comporte un moyen d'amortissement progressif d'une rigidité progressive, un moyen de retenue ou de restitution lente de l'énergie emmagasinée au moment du choc. 2 - Ceinture selon 1, caractérisée en ce que le moyen d'amortissement progressif est au moins une plaque en elastomère coopérant avec des boucles successives menagées sur la sangle de la ceinture et comportant des longueurs d'allongement libre de l'élastomère, et en ce que l'elasto- mère est d'paisseur progressive ou croissant par paliers. 3 - Ceinture selon 1, caractérisée en ce que l'amortisseur progressif est constitué par deux plaques en élastomère disposées de part et d'autre de la sangle au droit de chaque boucle. 4 - Ceinture selon 1, caractérisé en ce que le moyen d'amortissement progressif est un empilement de rondelles ressort (14) disposées en opposition pour obtenir une rigidité progressive ; en simple, double at au moins triple exemplaire, les rondelles étant de même rigidité ou de rigidité croissante par empilement compatible avec les efforts à amortir, et en ce que les rondelles sont empilees sur une tige (12) épaulée comportant unepiece de guidage (11) et sont en appui sur le fond d'un corps support (10) traversé par la tige de guidage qui est fixée par son extremite supérieure au système de verrouillage du crochet de la ceinture, ledit corps (10) est fixé à sa base sur le plancher du véhicule. 5 - Ceinture selon 1, caractérisée en ce que le moyen d'amortissement progressif est un ressort de compression disposé dans un corps support solidaire du plancher du véhicule. 6 - Ceinture selon 1, caracteriseepen ce que 1-e moyen d'amortissement progressif est un bloc en elastomere de forme tubulaire dispose dans un corps cylindrique, et en ce que ledit bloc est fractionné en plusieurs blocs de rigidité différente (29,30,31) coopérant avec une tige (32) se terminant par un cône (33) et une portée cylindrique (34) d'un diamètre nettement inférieur au diamètre interne du corps (10). 7 - Ceinture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif équipant la sangle et comportant boucles et élastomères coopère avec un dispostif à amortissement progres- sif fixé sur le plancher du véhicule. 8 - Ceinture selon l'une quelconque des revendications précédentes 1,4, 5,6,7, caractérisé en ce que la tige (12,32) de traction est équipée d'un moyen de retenue évitant de restituer immédiatement l'énergie cinétique emmagasinée après compression, et en ce qu'un moyen extérieur (20) permet de libérer manuellement cette énergie pour ramener l'ensemble élastiquement déformable en position libre. 8 - Ceinture selon 8 caractérisée en ce que le moyen de retenue de la tige de traction (12,32) est un système a billes de coincement comportant au moins une bille (17) maintenue en place par une pièce tubulaire épaulée (20) comportant au moins une lame élastiquement déformable (19) ménagée dans ladite piece épaulée, en appui sur la bille correspondante pour la maintenir en contact sur la tige de traction (12,32) et sur le cône (18) d'un fourreau (22) assurant la retenue en coopération avec les billes, ledit fourreau (22) étant solidaire du fond du corps (10), et en ce que l'extrémité des lames t19) est engagée élastiquement dans une rainure (21) du fourreau (22). 9 - Ceinture selon 1,4 et 5, caractérisée en ce que le moyen de restitution lente de l'énergie emmagasinée au moment du choc est un systeme hydraulique à fuite calibrée comportant un piston (41) se déplaçant dans une capacité cylindrique (35) sous l'effet de la tige de traction (40), ledit piston est percé de trous (42) qui sont fermés par un clapet plat (45) en matériau élastiquement déformable maintenu sur le fond du piston, et en ce que la restitution de l'energie est obtenue au moyen d'un jeu entre l'alésage de la capacité (35) et de diamètre extérieur du piston se déplaçant dans ladite capacite, ledit jeu engendrant une fuite du fluide hydraulique emplissant la capacité, du volume inférieur (44) vers le volume supérieur (43),jusqu'à ce que la tige(40) de l'amortisseur se trouve en appui sur le fond de la capacité.