Brevet FR2542205A1 — publié le 19840914

La présente invention concerne les enrouleurs de ceinture de sécurité à blocage automatique d'urgence et plus-précisément un tel enrouleur ayant un sous-ensemble modulaire de manoeuvre de verrouillage. Les enrouleurs de ceinture de sécurité qui met- tent en oeuvre l'énergie tirée d'un arbre rotatif pour le déplacement d'un cliquet de verrouillage afin qu'il vien- ne en coopération avec une roue à rochet montée sur un rouleau d'enroulement d'une sangle, sont déjà connus, par exemple les mécanismes à rouleau à inertie décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 578 260 et 4 059 242 Dans ces dispositifs connus, des enrouleurs de ceinture de sécurité comportent-un cliquet de verrouillage et une première roue à rochet destinée à coopérer avec le cliquet de verrouillage afin qu'un rouleau destiné à ewmaga- siner la sangle soit bloqué et ne puisse plus se dérouler, et un cliquet de manoeuvre qui est déplacé en coopération avec une roue auxiliaire à rochet en cas d'urgence de ma- nière que la rotation du rouleau, provoquée par la force de traction exercée sur une sangle de ceinture de sécurité, provoque la manoeuvre du cliquet de verrouillage par le cliquet de manoeuvre en position de contact afin que le rouleau qui emmagasine la sangle ne puisse pas tourner. De tels enrouleurs connus comportent en général un certain nombre de parties extérieures mobiles et en con- séquence ils nécessitent de multiples opérations de montage. En conséquence, ces enrouleurs connus sont de fabrication relativement coûteuse En outre, le grand nombre d'éléments impliqué rend relativement complexe le fonctionnement de ces enrouleurs. La présente invention concerne essentiellement un enrouleur de ceinture de sécurité à blocage automatique d'urgence qui comporte des caractéristiques de blocage en cas de détection d'urgence Elle concerne aussi un enrou- leur de ceinture de sécurité qui a un nombre minimal d'élé- ments mobiles externes-. Elle concerne aussi un enrouleur de ceinture de sécurité dont la fabrication et le montage sont simples et peu coûteux. Elle concerne aussi un enrouleur de ceinture de sécurité dans lequel l'ensemble de manoeuvre de ver- rouillage est protégé contre les conditions externes ' Plus précisément, elle concerne un enrouleur de ceinture de sécurité ayant un sous-ensemble modulaire à organe de manoeuvre de cliquet de blocage destiné à trans- férer le mouvement de rotation du rouleau destiné à emmaga- siner la sangle de l'enrouleur à un cliquet de verrouillage afin que celui-ci soit déplacé d'une position désactivée à une position active de verrouillage dans laquelle le rou- leau qui emmagasine la sangle ne peut pas se dérouler à la suite d'une rotation due à une traction En particulier, un boîtier du sous-ensemble mobile assure à la fois le trans- fert de la rotation du rouleau qui emmagasine la sangle au cliquet de verrouillage, en cas d'urgence, et la protec- tion et le support des élémentsassociés de programmation de l'organe de manoeuvre du cliquet de verrouillage appartenant à l'enrouleur. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description d'exemples particuliers de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale avec des parties arrachées d'un exemple de mode de réalisation de mécanisme d'enrouleur de ceinture de sécurité à verrouillage d'urgence, comprenant un sous-ensemble modulaire à organe de manoeuvre de cliquet de verrouillage commandé par V'iner- tie d'un véhicule, selon l'invention; la figure 2 est une élévation frontale avec des parties arrachées de l'enrouleur de ceinture de sécurité de la figure 1, en coupe partielle par le plan II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe frontale d'une partie de l'enrouleur de la figure 1, suivant le plan III-III de la figure 1; la figure 4 est une coupe en élévation laté- rale d'une partie de l'enrouleur de ceinture de sécurité de la figure 2, représentant la réponse du dispositif de programmation selonl'invention à une situation d'urgence; et la figure 5 est une élévation latérale avec des parties arrachées d'une portion de l'enrouleur de ceinture de sécurité de la figure 1, représentant le sous-ensemble modulaire à organe de manoeuvre du cliquet de verrouillage selon l'invention, lors de son déplacement en position d'ac- tivation du cliquet de verrouillage, à la suite d'une situa- tion d'urgence. Comme décrit maintenant en détail, les figures 1 et 2 représentent un exemple de mode de réalisation d'en- rouleur à verrouillage d'urgence portant la référence géné- rale 10, comprenant le sous-ensemble modulaire 12 à organe de manoeuvre de cliquet de verrouillage selon l'invention. Comme décrit plus en détail dans la suite, le sous-ensemble modulaire 12 de verrouillage est réalisé afin qu'il tourne d'une quantité limitée par rapport à l'enrouleur 10 à la suite d'une accélération ou d'une décélération du véhicule, et qu'il commande ainsi un cliquet de verrouillage afin que celui-ci bloque l'enrouleur 10-et empêche une rotation permettant la sortie de la sangle - L'enrouleur 10 comporte un châssis 14 de support ayant des plaques latérales 16 et 18 supportant un ensemble comprenant un rouleau autour duquel est enroulée une sangle 22 de ceinture de sécurité qui peut en être dévidée ou au contraire qui peut y être enroulée Le châssis 14 de support est destiné à être monté sur un véhicule à un emplacement commode, par exemple un montant de porte ou une partie du châssis (non représenté) Un trou 24 de montage est formé dans le châssis 14 afin qu'il permette la fixation ferme de l'organe 10 par des organes de fixation tels que des boulons ou des vis (non-représentés) sur le montant de porte du véhicule ou à un autre emplacement convenable du véhicule afin que l'enrouleur 10 reste fermement fixé au véhicule en cas d'lurgence. L'ensemble 20 comprenant le rouleau a une bo- bine 26 autour de laquelle la sangle 22 est enroulée afin qu'elle puisse être déroulée et enroulée La bobine 26 est elle-même montée sur un arbre 28 qui traverse la plaque latérale 16 afin qu'elle puisse tourner Comme réalisé habi- tuellement, un ressort de réenroulement (non représenté) est disposé dans le capuchon 30 d'extrémité de l'enrouleur afin que l'ensemble 20 à rouleau soit normalement rappelé et ramène la sangle 22 en l'absence de l'application d'une force de sortie à la sangle, par rotation de la bobine 26 dans le sens des aiguilles d'une montre Ainsi, la sangle- 22 est normalement enroulée autour de la bobine 26 lorsqu'elle est emmagasinée La sangle 22 est extraite lors de la fixa- tion d'un passage et dans le véhicule, par application d'une force de traction qui suffit à dépasser la force antagoniste du ressort de réenroulement Cette force de traction provo- que une rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de la bobine 26 comme représenté sur la figure 1. Comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire, cette rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre de la bobine 26 lorsqu'une force de traction est appliquée à la sangle 22 est utilisée pour le déplacement du sous-ensemble modulaire 12 à organe de manoeuvre du cli- quet de verrouillage d'une position dans laquelle le cliquet de verrouillage est désactivé à une position dans laquelle il est actif Une roue à rochet 32 de verrouillage ayant plusieurs dents 34 est fixée fermement et à demeure à l'en- semble 20 à rouleau par des taquets 36 qui coopèrent avec des fentes correspondantes 38 formées dans la bobine 26. Ce procédé de fixation d'une roue à rochet 32 à l'ensemble à rouleau est préférable étant donné sa résistance méca- nique et parce qu'il simplifie la fabrication et le montage de l'enrouleur à verrouillage d'urgence et du sous-ensemble modulaire selon l'invention, en-permettant un montage et une fixation par mise en place par glissement. Le sous-ensemble modulaire 12 de verrouillage comporte le boîtier mobile 40 qui est monté sur l'extrémité de l'arbre 28 qui dépasse sur une surface 42 de tourillont- nement afin qu'il puisse tourner Une bague élastique 44 est destinée à maintenir le boîtier 40 en position sur l'ar- bre 28 Un dispositif de programmation, destiné à déplacer le boîtier 40 de la position dans laquelle le cliquet de verrouillage est inactif à la position dans laquelle il est actif, à la suite d'une accélération ou d'une décé- lération du véhicule au-delà d'une valeur prédéterminée qui risque d'être subie en cas d'urgence, est contenu dans le boîtier 40 Selon l'invention, il est avantageux que le dispositif de programmation comporte une roue 46 à rochet de programmation ayant plusieurs dents 38 et des ergots 47 de coopération (l'un d'entre eux est visible) afin que ces derniers coopèrent à demeure avec des trous correspondants formés dans la roue à rochet 32 de verrouillage, un cliquet de prograinmation qui est monté afin qu'il soit mobile sur un pivot 52 qui est lui-même fixé au bottier 40, et un capteur 54 à inertie du véhicule Le cliquet 50 de pro- grammation a une surface 58 destinée à venir au contact des dents 48 de la roue à rochet 46 En outre, le bottier a un organe 60 de manoeuvre destiné à mettre en coopéra- tion un cliquet 62 de verrouillage Ce cliquet 62 a une surface 64 destinée à venir au contact des dents 34 de la roue à rochet 32 de verrouillage Le cliquet 62 de verrouil I lage est articulé sur le châssis 14 par un organe 66 de retenue qui assure la fixation ferme du cliquet 62 sur le châssis 14 Comme décrit en détail en référence aux figures 4 et 5, le cliquet 50 de programmation, lorsqu'il est com- mandé afin qu'il vienne au contact de la roue 46, transfère la rotation de la roue à rochet 46 de programmation, trans- mise à cette dernière par la bobine 26 par l'intermédiaire de la roue à rochet 32 de verrouillage, tous ces éléments étant fixés les uns aux autres par les taquets et ergots respectifs, au boîtier 40 afin que le sous-ensemble 12 soit déplacé vers la position dans laquelle le cliquet de verrouil- lage est actif. La figure 3 représente un capteur avantageux à inertie du véhicule Le capteur 54 comprend un support pendulaire 68 ayant une gorge annulaire 70 destinée à loger la base d'une masse pendulaire cylindrique creuse 72 de détection des forces d'inertie La masse 72 a un alésage axial vertical 74 qui la traverse complètement et qui commu- nique avec une ouverture 80 du support 68 La masse pendu- laire 72 a une surface interne 82 de came d'organe de ma- noeuvre formée par une cavité annulaire à la face interne de la masse 72. Un arbre 84 de manoeuvre est disposé dans l'alésa- ge axial 74 Dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, l'arbre 84 a un flasque 86 de poussée qui est en appui contre la surface de came 82, afin qu'une force puisse être transmise mutuellement Le bout 88 de l'arbre 84 dépasse de la partie supérieure de la masse 72 et vient au contact d'un logement 90 formé dans le cliquet 50 de programmation En outre, l'arbre 84 de manoeuvre a un téton 92 d'alignement passant dans l'ouverture 80 du support 68, afin que l'arbre 84 soit aligné dans le trou axial 74 de la masse pendulaire 72 sur le support 68. Pendant le fonctionnement normal d'un véhicule, la masse pendulaire 72 est supportée avec une position sen- siblement perpendiculaire dans la gorge annulaire 70 du support 68 et le flasque 86 de poussée de l'arbre 84 est en appui sur la surface 82 de came Les variations du compor- tement inertiel du véhicule associé à des conditions-d'ur- gence provoquent un déplacement de la masse 72 qui s'écarte de sa position générale perpendiculaire et repousse la sur- face 82 de came vers le haut, par action contre le flasque 86 si bien que l'arbre 84 de manoeuvre se déplace vertica- lement Ce déplacement vertical est transmis par le bout 88 de l'arbre 84 au logement 80 du cliquet 50 de programation si bien que ce dernier est soulevé et vient en coopération avec la roue à rochet 46 de programmation On se réfère au brevet des Etats-Unis d'Amérique no 4 018 400 qui décrit plus en détail le fonctionnement du capteur 54 â inertie. Comme l'indiquent les figures 1 et 2, le-méca- 25422 C 5 nisme de verrouillage selon la présente invention est un sous-ensemble autonome Cette configuration est avantageuse car elle permet l'utilisation de techniques simplifiées de fabrication et de montage En outre, comme le capteur à inertie et les éléments de programmation sont logés dans le boîtier 40, ils sont protégés contre les conditions exté- rieures Il est préférable que la roue à rochet 46 de pro- grammation comporte des ergots 47 destinés à coopérer avec des trous correspondants 31 formés dans la roue à rochet 32 de verrouillage afin que ce procédé simplifié de fabri- cation et de montage soit facilité Ainsi, le sous-ensemble 12 de verrouillage, totalement monté, est facilement fixé à l'ensemble 20 comprenant le rouleau par glissement de la surface 42 de tourillonnement du sous-ensemble 12 de verrouillage sur l'extrémité qui dépasse de l'arbre 28, et par mise en coopération de cette manière des ergots 47 de la roue à rochet 46 de programmation avec les trous 31 formés dans la roue à rochet 32 de verrouillage La bague élastique 44 est alors placé autour de l'arbre 28 afin qu'elle bloque le sous-ensemble 12 en position sur l'arbre 28. Lors du fonctionnenent, coamie indiqué sur les figures 4 et 5, le sousensemble modulaire de verrouillage selon l'invention se déplace de la position inactive à une position active de verrouillage de la manière suivante Les varia- tions d'accélération ou de décélération du véhicule, au- delà d'une valeur prédéterminée, provoquentun déplacement de la masse pendulaire 72 du capteur 54, comme décrit précé- demment, et -repoussentl'arbre 84 de manoeuvre vers le haut, comme indiqué par la flèche 77, avec soulèvement du cliquet 50 de programmation Ce cliquet 50 se déplace autour du pivot 52 vers une position dans laquelle la surface 58 de contact vient contre l'une des dents 48 de la roue à rochet 46 de programmation Le mécanisme 12 de verrouillage est alors programmé afin qu'il soit sensible à une force d'al- longement de la sangle 22 en provoquant la commande du cli- quet de verrouillage 62 et ainsi le verrouillage de l'ensemble à rouleau afin qu'il ne permette plus une sortie de sangle. Ensuite, lorsqu'une force de traction est exercée@sur la sangle 22 comme indiqué par la flèche 76, l'ensemble 20 à rouleau présente une faible rotation dans le sens con- traire des aiguilles d'une montre Cette rotation est trans- formée par les taquets 36, par l'intermédiaire de la roue à rochet 46 de programmation, et elle est immédiatement trans- formée par le cliquet 50 de programmation, préalablement soulevé au contact de la roue à rochet 46 de programmation par le capteur 54, comme décrit précédemment, par le pivot 52 au bottier 40 si bien que ce dernier pivote sur la sur- -face 42 de tourillonnement autour de l'extrémité de l'arbre 28 comme indiqué par la flèche courbe 78; l'organe 60 de manoeuvre est alors obligé de faire pivoter le cliquet de verrouillage 62 autour de l'organe 66 de retenue vers une position dans laquelle la surface 64 de contact du cliquet 62 de verrouillage est contre l'une des dents 34 de la roue à rochet 32 de verrouillage Comme le cliquet 62 de verrouil- lage est fermement fixé au châssis 14 par l'organe 66 de retenue, cette coopération assure un verrouillage efficace de la roue 32 et ainsi de l'ensemble 20 qui ne peuvent plus tourner De cette manière, toute traction exercée sur la sangle 22 ne permet pas la sortie de la sangle dans une condition d'urgence Il faut noter que la roue à rochet de programmation 46 est alignée avec précision sur la roue à rochet 32 de verrouillage, avec une orientation conve- nable, afin que les dents 34 de la roue 32 et la surface 64 de contact du cliquet 62 de verrouillage ne puissent -pas se trouver bout à bout, si bien que le verrouillage de l'enrouleur 10 est positif et sûr. Lorsque la situation d'urgence a disparu, la force de traction exercée sur la sangle 22 est réduite et permet -une légère rotation de l'ensemble 20 à rouleau dans le sens des aiguilles d'une montre (le rouleau étant rappelé dans la position d'enroulement dans le sens des aiguilles d'une montre comme indiqué précédemment), si bien que les surfaces de contact du cliquet 62 de verrouillage et du cliquet 50 de programmation sont écartées des dents des roues à rochet correspondantes; après cette séparation, le sous-ensemble 12 est libre de revenir en position inac- tive sous l'action des forces de pesanteur ou sous l'action d'une autre force de rappel En conséquence, la sangle 22 peut être librement déroulée de la bobine 26 par application d'une force de traction par l'occupant. Etant donné les forces appliquées, il est préfé- rable que le cliquet 62 de verrouillage et la roue à rochet 32 de verrouillage soient formés de matériaux capables d'en- caisser des forces importantes, par exemple d'un métal. Au contraire, la roue à rochet et le cliquet de programmation peuvent être formés en matériaux moins robustes, par exemple de matière plastique élastique, étant donné qu'ils doivent avoir une réponse rapide En outre, l'organe 60 de manoeuvre est de préférence formé d'un matériau flexible permettant un déplacement excédentaire limité du bottier 40 afin que le sous-ensemble 12 de verrouillage ne puisse pas subir des forces excessives. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention Par exemple, d'autres formes de capteurs à inertie de véhicule peuvent être utilisées à la place du capteur à masse pendulaire décrit, ou une barre de verrouillage peut remplacer le cli- quet décrit de verrouillage. REVENDICATIONS 1 Enrouleur à verrouillage d'urgence, comprenant un cliquet de verrouillage destiné à coopérer avec une roue à rochet de verrouillage associée à un rouleau d'emmagasi- nage d'une sangle de l'enrouleur, et à la verrouiller, ledit enrouleur étant caractérisé en ce qu'il comprend un sous- ensemble modulaire ( 12) à organe de manoeuvre de cliquet de verrouillage, comprenant un boîtier mobile ( 40) du sous- ensemble, monté sur le rouleau ( 20), le boîtier ( 40) conte- nant un dispositif de programmation ( 46, 50) destiné à dé- placer le boîtier d'une position dans laquelle le cliquet de verrouillage ( 62) est inactif à une position dans la- quelle il est actif, à la suite d'une situation d'urgence. 2 Enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de programmation comporte: une roue à rochet ( 46) de programmation en- traînée par le rouleau ( 20), et un dispositif ( 50) à cliquet de programmation, sensible à l'inertie du véhicule et destiné à venir au con- tact de la roue à rochet de programmation ( 46) à la suite d'une condition d'urgence et à transférer le mouvement de rotation de la roue à rochet de programmation au boîtier ( 40) du sous-ensemble à organe de manoeuvre, afin que le bottier soit déplacé de la position dans laquelle le cliquet de verrouillage est inactif à la position dans laquelle le cliquet de verrouillage est actif, le cliquet de verrouil- lage coopérant alors avec la roue à rochet et empochant toute rotation supplémentaire du rouleau. 3 Enrouleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif ( 50) à cliquet de programmation sensible à l'inertie du véhicule, comporte un cliquet de programmation ( 50) articulé sur le boîtier ( 40) du sous- ensemble et mis en position de coopération avec la roue à rochet de programmation à la suite d'une accélération ou d'une décélération du véhicule, sous la commande d'un capteur à inertie du véhicule monté dans le boîtier ( 40). 4 Enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le boîtier ( 40) du sous-ensemble est normalement repoussé afin qu'il tourne vers la position inactive et qu'il soit maintenu dans cette position si bien que le bol- tier ( 40) tourne vers la position active uniquement lors- qu'une force de traction est appliquée au rouleau ( 20) lors- que le cliquet de programmation ( 50) est au contact de la roue à rochet de programmation ( 46). Enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de manoeuvre ( 60) destiné à transférer le déplacement du boîtier ( 40) du sous-ensemble au cliquet de verrouillage ( 62), si bien que ce cliquet de verrouillage se déplace et vient coopérer avec la roue à rochet de verrouillage ( 32). 6 Enrouleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre ( 60) est formé d'une matière flexible permettant un déplacement excédentaire limité du boîtier ( 40) afin que les forces appliquées ne puissent pas être excessives. 7 Enrouleur à verrouillage en cas d'urgence, ayant un cliquet de verrouillage destiné à coopérer avec une roue à rochet de verrouillage associée à un rouleau d'emmagasi- nage de sangle monté sur un arbre et appartenant à l'enrou- leur, et à verrouiller cette roue, ledit enrouleur étant caractérisé en ce qu'il comprend un sous-ensemble modulaire ( 12) à organe de manoeuvre de cliquet de verrouillage, com- prenant un boîtier mobile ( 40) monté sur l'arbre ( 28) du rouleau ( 20), le bottier ( 40) contenant un capteur ( 54) à inertie du véhicule et un dispositif ( 46, 50) de program- mation d'organe de manoeuvre destiné à déplacer le bottier ( 40) à la suite de la coimande du capteur ( 54) d'une position inactive à une position active dans laquelle le cliquet- de verrouillage ( 62) est au contact de la roue à rochet de verrouillage ( 32) et la verrouille en empêchant toute rotation supplémentaire du rouleau. 8 Enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de programmation d'organe de manoeu- vre comporte: une roue à rochet de programmation ( 46) entraînée par le rouleau ( 20), et un cliquet de programmation du véhicule dépasse une valeur prédéterminée. 9 Enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le boltier mobile ( 40) est normalement reppelé afin qu'il tourne vers la position inactive et qu'il y soit maintenu, si bien que le bottier ( 40) tourne vers la posi- tion active uniquement sous l'action d'une force de traction appliquée au rouleau lorsque le dispositif de programmation ( 46, 50) est rendu actif par le capteur ( 54) à inertie du véhicule. Enrouleur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un organe de manoeuvre ( 60) destiné à transférer le déplacement du boîtier ( 40) au cli- quet de verrouillage ( 62), si bien que le cliquet de ver- rouillage se déplace et vient en coopération avec la roue à rochet de verrouillage ( 32). il Enrouleur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre ( 60) est formé d'une ma- tière flexible afin que le bottier ( 40) puisse présenter un déplacement excédentaire limité empêchant l'application de contraintes excessives.