Brevet FR2555530A1 — publié le 19850531

La présente invention concerne un enrouleur à blocage automatique pour ceintures de sécurité de véhicules comportant un support fixé à une extrémité de l'arbre d'enroulement et dans lequel est monté tournant un volant à dents périphériques, et un dispositif de déclenchement à corps d'inertie et levier de blocage basculant destiné à répondre à l'accélération du véhicule, un abaisseur en matière élastique étant lié par frottement à une partie qui tourne avec l'arbre d'enroulement et pouvant être appliqué à une extrémité active contre une surface d'appui du levier de blocage, et une butée destinée à venir en prise avec l'autre extrémité de l'abaisseur étant fixée au boitiez Les enrouleurs de ceinture de sécurité à blocage automatique sont aussi appelés automates.Ils permettent normalement, dans un véhicule automobile, le libre mouvement de l'occupant si celui-ci se meut lentement, et, en cas d'urgence, assurent un blocage, c'est-à-dire l'arrêt de la sangle dans le sens du tirage, afin que l'occupant soit retenu au moment de l'accident et ne heurte pas d'autres objets. Au moment de l'accident, le véhicule subit des accélérations et, en outre, 1? occupant exerce une force sur la sangle de façon telle que celle-ci, lorsque l'accélération augmente, se déroule de l'enrouleur. Les automates du type décrit précédemment sont connus, et il suffit ici pour la compréhension générale de décrire le dispositif de déclenchement sensible au véhicule mentionné précédemment. Dans les automates connus, ce dispositif de déclenchement ou détecteur a comme corps d'inertie une boule en acier montée mobile dans un logement de façon telle qu'en cas de dépassement d'un seuil défini d'accélération, elle quitte sa position de repos et soulève le levier de blocage de façon que celui-ci s'engage dans les dents périphériques du volant.L'arret du volant par rapport à l'arbre d'enroulement qui tourne et d'où la sangle, comme on le sait, se déroule au moment de l'accident produit un encliquetage entre un corps de fermeture et un anneau de fermeture par l'intermédiaire d'une broche de commande, de sorte qu > u- ne continuation du tirage de la sangle est impossible. Le fonctionnement exact de ces éléments n'est pas essentiel au propos de la présente invention, aussi les considérations précédentes peuvent-elles rester limitées à cette brève description. Les dispositifs de déclenchement comportant un corps d'inertie mobile capable de faire tourner le levier de bloca be mobile autour d'un axe de basculement sont importants à propos de l'invention. Pendant aussi la marche normale du véhicule, en particulier des voitures de tourisme, il se produit des vibrations et des secousses qui provoquent des secousses et une vibration du corps d'inertie dans son logement et éventuellement aussi un blocage intempestif de l'automate. Dans l'industrie automobile doivent déjà être observées des dispositions selon lesquelles le niveau de bruit dans un véhicule en marche normale ne doit pas dépasser une certaine valeur (50 dB(A)). Cela se comprend vu le grand nombre d'enrouleurs dans une voiture à par exemple cinq ou six places. Les concepteurs d'enrouleurs de ceinture de sécurité en sont donc déjà venus à mettre au point des abaisseurs qui, en marche normale, maintiennent le levier de blocage abaissé sur le corps d'inertie dans un état déterminé. Autrement dit, il s'agit d'appuyer le levier de blocage sur le corps d'inertie de façon que même en cas de vibrations, le corps d'inertie ne puisse pas se déplacer et par là produire les bruits gênants. Une forme de réalisation d'un tel abaisseur est une boucle de fil métallique qui est placée autour d'une roue en matière plastique fixée à l'arbre d'enroulement de l'enrou- leur et entoure cette roue sur environ 2700. Cet abaisseur en fil métallique est serré élastiquement contre la roue en matière plastique mentionnée de façon qu'il y ait un frottement entre la surface de la roue en matière plastique et l'abaisseur en fil métallique et que soit par là formé un accouplement à friction qui assure un entrainement de l'abaisseur avec l'arbre d'enroulement tournant jusqu'à une certaine valeur de la force de frottement.Une extrémité de cet abaisseur en fil métallique bute contre une butée solidaire du boîtier et l'autre extrémité, active, opposée, de cet abais seur peut être amenée en contact avec une surface de butée formée d'un plan incliné prévue en haut sur le levier de blocage sur le côté opposé au-dessous en calotte qui reçoit la boule en acier. En faisant ce plan incliné comme surface d'appui, on a voulu compenser les tolérances qui apparaissent forcément, de sorte que le fonctionnement de l'abaisseur reste satisfaisant aussi bien lorsque le fil ou le levier de blocage est un peu trop long que lorsqu'il est un peu trop court. En raison des tolérances inévitables dans la fabrication, on n'a pas vu d'autre possibilité pour le contact entre la surface d'appui du levier de blocage et l'extrémité active de l'abaisseur que le plan incliné ou la surface plane inclinée. Cette surface a cependant l'inconvénient que les forces exercées par la boule d'inertie par ses secousses produisent un couple qui est à même de déplacer, c'est-à-dire faire tourner, le fil abaisseur sur le disque en matière plastique. L'effet de l'abaisseur est alors éliminé, de sorte que les dispositions concernant le bruit ne peuvent pas être observées. Si l'on voulait compenser le couple produit par les forces d'ébranlement de la boule d'inertie par un plus grand frottement, il faudrait augmenter considérablement la force de serrage et ainsi la force de frottement entre l'abaisseur en fil métallique et le disque en matière plastique. On augmenterait cependant ainsi de façon désavantageuse la force de tirage de la ceinture, ce qui conduirait à une sensation désagréable de l'occupant dans ses mouvements normaux. En outre, on diminuerait désavantageusement les forces de rappel, qui ne doivent pas descendre au-dessous d'une valeur minimale pour que le retrait de la sangle reste assuré. Le but de l'invention est par conséquent d'améliorer l'enrouleur de ceinture de sécurité connu avec son dispositif abaisseur en réussissant à immobiliser le corps d'inertie pour éviter la gêne due au bruit, sans détérioration du compprtement du nouvel enrouleur en matière de confort, et les autres conditions de fonctionnement restant inaltérées. L'invention atteint ce but grâce au fait que la surface d'appui du levier de blocage, à ltendroit de son contact avec l'extrémité active de l'abaisseur, est perpendiculaire à la ligne passant par l'endroit de contact et l'axe de rotation de l'arbre d'enroulement, et qu'à côté de la surface d'appui est formée une surface de butée qui est sur un cercle centré sur l'axe de basculement du levier de blocage. Dans ce nouvel enrouleur aussi, l'abaisseur est entrainé par l'arbre d'enroulement qui tourne, et quand la sangle rentre, il heurte le levier de blocage du dispositif de déclenchement ou détecteur. L'appui du levier de blocage sur le corps d'inertie empêche le dispositif de déclenchement ou détecteur de faire du bruit.Inversement, lors du tirage de la sangle, l'abaisseur est entraîné en sens inverse jusqu'à ce qu'il heurte la butée solidaire du boîtier. Cela remet en liberté le levier de blocage du dispositif de déclenchement. En outre, cependant, avec les nouvelles caractéristiques, le frottement entre l'abaisseur et son guidage sur la partie qui tourne avec l'arbre d'enroulement n'augmente pas au point que le comportement en matière de confort se détériore. Néanmoins, le nouvel abaisseur ne peut pas tourner de façon indésirée à partir de la partie de support de l'invention dans le sens de la libération du levier de blocage, par exemple par excitation extérieure du corps d'inertie, par exemple par les secousses en cas de vibrations indiquées précédemment. Au contraire,l'effet d'immobilisation du corps d'inertie dans le dispositif de déclenchement demeure. Si selon la caractéristique de l'invention, on place la surface d'appui, à l'endroit de contact entre l'abaisseur et le levier de blocage, perpendiculairement à la ligne mentionnée passant par l'endroit de contact et l'axe de rotation de l'arbre d'enroulement, à l'apparition des forces inévitables d'ébranlement exercées par le corps inertie, on obtient un couple agissant sur l'abaisseur dans le sens tel que celui-ci appuie davantage sur le revier de blocage. La surface d'appui du levier de blocage peut être courbée dans un sens ou dans l'autre, mais il est préférable qu'elle soit plane sur au moins une certaine étendue, comme expliqué cidessous. On entend par "certaine étendue" la région située en avant et en arrière de l'endroit de contact entre l'ex- trémité active de l'abaisseur et la surface d'appui du levier de blocage.Il peut s'agir de quelques dixièmes de millimètre à quelques millimètres vers l'extérieur à partir de l'endroit de contact idéal du point de vue géométrique. On obtient cependant aussi déjà le couple indiqué et désiré abaissant le levier de blocage si, dans le cas idéal, la ligne mentionnée est perpendiculaire à la surface d'appui seulement à l'endroit de contact. Dans la pratique, cela peut être résolu simplement lorsque la surface d'appui est plane sur un à quatre millimè- tres de part et d'autre de l'endroit de contact. I1 est en outre préférable que l'angle indiqué précédemment égal à 900 entre la ligne mentionnée et la surface d'appui dans la région de l'endroit de contact soit un peu inférieur à 900 vers le côté déverrouillage du levier de blocage. En raison des tolérances, la différence ne jouera pas toujours dans la pratique un rôle important. En considérant les choses exactement, on peut cependant dire que le couple abaisseur est produit lorsque l'angle précité entre la ligne passant par l'endroit de contact et l'axe de rotation et la surface d'appui est inférieur à 900 vers le côté de déverrouillage.Quand cet angle est exactement de 90", c'est-à-dire que la ligne précitée est perpendiculaire à la surface d'appui, la géométrie est neutre quant aux moments, c'est-à-dire que les forces d'ébranlement ne peuvent pas faire tourner l'abaisseur Alors que dans le cas connu, il a été choisi comme surface d'appui le plan incliné qui constitue en même temps la butée pour l'extrémité active de l'abaisseur, dans l'invention, cette butée, ou la surface de butée, est formée par une surface séparée située à côté de la surface d'appui. Si l'on trace un cercle centré sur l'axe de basculement du levier de blocage et ayant pour rayon R, distance entre la surface de butée et l'axe de basculement, il convient, selon le dernier enseignement de l'invention, que cette surface de butée soit le mieux possible sur ce cercle.On voit que la surface de butée, au point de contact avec l'extrémité active de l'abaisseur, est perpendiculaire au rayon comme une tangente, et non pas oblique comme elle l7est par rapport à l'abaisseur connu Ainsi, de nouveau, les forces d'ébranlement provenant du corps d'inertie et agissant sur le levier de blocage ne donnent pas naissance à un couple résultant sur l'abaisseur. On peut dire en résumé que toutes les caractéris- tiques précédentes de l'invention servent à éliminer sur l'a baisseur les couples indésirables-qui sont exercés sur le levier de blocage par les forces d'ébranlement du corps d 'iner- tie. I1 est avantageux que, comme le prévoit l'invention, la surface de butée et la surface d'appui soient formées par un évidement en V formé sur le levier de blocage dans la moitié de celui-ci située du côté de l'axe de basculement. Les caractéristiques géométriques considérées théoriquement pré cédemment peuvent de cette manière être réalisées facilement dans la pratique. En faisant le levier de blocage en matière plastique, on peut facilement faire l'évidement mentionné avec la précision désirée. I1 est particulièrement avantageux que, comme le prévoit l'invention, la longueur des côtés de l'évidement en V soit à peu près égale au diamètre de l'extrémité active de l'abaisseur ét la surface d'appui et la surface de butée soient planes. Il est par ailleurs avantageux que, comme le prévoit l'invention, au moins une surface du boîtier du dispositif de déclenchement, près du levier de blocage, dépasse celui-ci vers le côté déverrouillage de l'évidement en formant une surface came, l'évidement restant dégagé et la surface d'appui étant à peu près parallèle à la surface voisine du boîtier. Par ce moyen, on obtient avantageusement une libération rapide du levier de blocage bien que l'extrémité active de l'abaisseur puisse encore être sous tension élastique. En effet, l'extrémité active de l'abaisseur peut alors être reprise par la surface du boîtier comme par une surface came, de sorte que le levier de blocage, malgré la poursuite du glissement de l'extrémité active de l'abaisseur, est c omplé- tement séparé de ce dernier. Disons en passant que dans le sens du tirage de la sangle, l'abaisseur doit être poussé immédiatement, et arriver le plus vite possible, dans la position dans laquelle le levier de blocage est dégagé, afin qu'une accélération dépassant le seuil fixé (par exemple au moment d'un accident) assure immédiatement le verrouillage de l'enrouleur. La forme préférée de réalisation de l'invention déjà expliquée précédemment est caractérisée par le fait que l'abaisseur est un élément élastique, de préférence un fil d'acier à ressorts, qui, en passant concentriquement à l'arbre d'enroulement dans la gorge circulaire du support du voliant, embrasse en partant de la butée solidaire du boîtier plus de la moitié de la gorge jusque dans la zone de l'endroit de contact, et, de là, va, en embrassant environ encore un tiers à un cinquième de la gorge circulaire, jusqu'à un coude où il est recourbé en arrière d'environ 1800, et va ensuite librement, à l'extérieur radialement de la gorge circulaire, jusque dans la zone de l'évidement en V du levier de blocage, où son extrémité libre active est repliée latéralement parallèlement à la direction de l'axe d'enroulement.Un tel abaisseur est facile à fabriquer et permet, au-delà de l'embrasse- ment de la moitié de la gorge circulaire nécessaire à la fonction, par l'embrassement supplémentaire de préférence d'un cinquième de cette gorge, un soutien de son extrémité active pour que les tolérances même importantes sur la longueur du fil élastique ou la distance entre l'axe d'enroulement et l'endroit de contact soient supportées. D'autres avantages, caractéristiques et possibilités d'application de la présente invention ressortent de la description suivante d'une forme de réalisation préférée illustrée par les dessins, sur lesquels Fig. 1 est une vue de dessus schématique brisée du logement de volant servant de support, avec abaisseur et dispositif de déclenchement, Fig. 2 est une vue brisée du détail figurant dans le cercle en trait mixte "X" de la fig. 1 du levier de blocage en position II, Fig. 3 est une vue semblable à la fig. 2 avec le levier de blocage dans une position I, Fig. 4 est une coupe de la partie droite d'un enrouleur qui montre certains éléments des autres figures importants pour l'invention et leur disposition relative, et Fig. 5 est une vue schématique du levier de blocage avec le boîtier du dispositif de déclenchement brisé. L'automate jouant le rôle d'enrouleur de ceinture à blocage automatique présente à l'extrémité droite sur la fig. 4 de l'arbre d'enroulement 1 un support 2 formant un logement de volant pourvu à sa périphérie d'une gorge circulaire 3. Dans ce support 2 est logé le volant 4, qui est pourvu à sa périphérie de dents 5. Sur la fig. 4, on voit en bas le dispositif de déclenchement désigné de manière générale par 6, avec le boitier de détecteur 7 et une paroi 8 de celui-ci qui joue un rôle en relation avec la fig. 5. Ce dispositif de déclenchement 6 présente comme corps d'inertie une boule 9 qui peut faire basculer le levier de blocage 10 en réponse à l'accélération du véhicule. L'axe de basculement du levier de blocage est désigné par M. Sur la fig. 1 sont représentées, en trait continu, une position I, et en trait interrompu, une position II. La première est la position de déblocage, et dans la position II, de blocage, on voit l'extrémité avant du levier de blocage 10 en prise avec une dent périphérique 5 du volant 4. Sur les fig. 1 à 4, on voit en outre l'abaisseur 11 en fil d'acier à ressorts. Cet abaisseur s'étend à partir d'une butée 12 solidaire du boîtier d'abord radialement, à sa première extrémité 13, jusqu la g-orge circulaire 3 et au support 2. A partir du rayon-de la gorge circulaire 3, l'abaisseur est recourbé de façon à passer circulairement dans la gorge périphérique 3 du support 2 concentriquement à l'axe C de l'arbre d'enroulement 1 jusqu'à ce qu'il ait embrassé un arc d'environ 1900. Sur la fig. 1, sur laquelle ce chemin suivi par l'abaisseur en fil 11 ressort très nettement, on voit une ligne A-B passant par l'axe d'enroulement C et l'endroit D de contact de l'abaisseur 11 avec le levier de blocage 10 comme décrit plus bas.L'abaisseur 11 suit le cercle indiqué au-delà des 1900 mentionnés sur encore environ 1200, soit le tiers de la gorge circulaire 3 du support 2, jusqu'au coude 14. Là, le fil est replié d'environ 1800 sur lui-même pour aller ensuite, à l'extérieur radialement de la gorge circulaire 3, sur la fig. 1 plié en bas en polygone, en parcourant en arrière sur sa partie 15 le pourtour de la gorge 3, jusqu'à l'endroit de contact D. On voit sur la fig. 4 que l'abaisseur en fil 11, à l'endroit de contact D, est replié latéralement à environ 90 , de sorte qu'il va parallèlement à la direction de l'axe d'enroulement C, en longeant le levier de blocage 10, jusqu'audelà de la paroi 8 du boîtier de détecteur 7. Cette extrémité de l'abaisseur en fil 11 est l'extrémité dite active 16. Elle figure aussi sur les fig. 2 et 3, sur lesquelles l'endroit de contact D est représenté agrandi et plus clairement. Sur les fig. 2, 3 et 4 sont représentés le levier de blocage 10 et son évidement en V 17 placé en haut, c'està-dire en face de l'abaisseur 11. Un côté de longueur L de cet évidement 17 forme la surface de butée 18 et le côté opposé constitue la surface d'appui 19. Sur les fig. 2 et 3, on voit aussi la ligne A-B définie plus haut. Sur la fig. 2 est représentée la position II du levier de blocage 10 représentée en trait interrompu sur la fig. 1. C'est la position la plus haute du levier de blocage 10, avec engagement dans le volant 4 pourvu des dents périphériques 5. On voit que la force, représentée par la flèche Fres dirigée dans le sens A, est, lors du soulèvement du levier de blocage 10, dirigée vers l'axe d'enroulement C. Autrement dit, la résultante due aux secousses de la boule d'inertie 9 est exactement sur la ligne A-B.C'est une position neutre quant aux moments. Les vibrations ou mouvements de la boule d'inertie 9 ne peuvent donc pas déplacer l'abaisseur 11 dans le sens de rotation vers la gauche sur la fig. 1. L'extrémité active 16 de l'a- baisseur 11 reste donc dans la position abaissante désirée. La fig. 3 représente la position I du levier de blocage 10 représentée en trait continu sur la fig. 1. Là > la force Fres est à gauche de la ligne A-B, de sorte que, si l'on considère la fig. 1, on a sur l'abaisseur 11 un moment dextrogyre qui tend à l'appuyer sur le levier de blocage 10. Sur la fig. 5 est aussi représenté le cercle K de centre M, axe de basculement, et de rayon R pour montrer la position de la surface de butée 18. On y voit en outre la disposition de l'évidement en V 17 dans la moitié H du levier de blocage 10 située du côté de l'axe de basculement M. Alors que sur la fig. 4 sont représentés, outre les Cbléments dssià mentionnés placés sous le capot 20, le ressort 21 de verrouillage sensible à la sangle, la broche de commande 22, le corps de fermeture 23 manoeuvré par celle-ci et 1'anneau de fermeture 24, la fig. 5 représente une autre caractéristique qui est en relation avec la paroi 8 du boîtier de détecteur 7. Le dispositif de déclenchement 6 a la paroi 8 (fig. 4 et 5) prévue montée d'un côté de façon qu'une surface 25 de la paroi de boîtier 8 forme une surface came qui, comme représenté sur la fig. 5, dépasse la partie inférieure droite du levier de blocage 10. Seul l'évidement 17 reste dégagé, et une partie de cette surface 25, sur la fig. 5 la moitié gauche après le coude, est à peu près parallèle à la surface d'appui 19. En fonctionnement, la forme précédente de la paroi 8 pourvue de la surface 25 se comporte de la manière suivante. L'extrémité active 16 de l'abaisseur 11, lors du mouvement jusqu'à la position III représentée en trait mixte en haut à droite sur la fig. 1, commence par s'échapper en glissant vers la droite sur la fig. 5 sur la surface d'appui 19 pour ensuite tomber sur la surface 25 de la paroi 8. Lors de la suite du glissement de l'extrémité active 16 de l'abaisseur 11 vers la droite sur la fig. 5, l'extrémité du fil glisse sur la surface 25, de sorte que le levier de blocage 10 est complètement dégagé et peut ainsi aller rapidement en position de verrouillage. REVENDICATIONS 1. Enrouleur à blocage automatique pour ceintures de sécurité de véhicules, comportant un support (2) fixé à une extrémité de l'arbre d'enroulement (1) et dans lequel est monté tournant un volant (4) à dents périphériques (5), et un dispositif de déclenchement (6) à corps d'inertie (9) et levier de blocage basculant (10) destiné à répondre à l'accélL- ration du véhicule, un abaisseur (11) en matière élastique étant lié par frottement à uné partie (2, 3) qui tourne avec l'arbre d'enroulement- (1) et pouvant être appliqué à une extrémité active (16) contre une surface d'appui (19) du levier de blocage (10), et une butée (12) destinée à venir en prise avec l'autre extrémité (13) de 1'abaisseur- (11) étant fixée au boîtier, caractérisé en ce que la surface d'appui (19) du levier de blocage (10), à l'endroit (D) de son contact avec ltextrémité active (16) de l'abaisseur (11), est perpendiculaire à la ligne (A, B) passant par l'endroit de contact (D) et l'axe de rotation (C) de l'arbre d'enroulement (1), et en ce qu'à côté de la surface d'appui (19) est formée une surface de butée (18) qui est sur un cercle (K) centré sur l'axe de basculement (M) du levier de blocage (10). 2. Enrouleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de butée (18) et la surface d'appui (19) sont formées par un évidement en V (17) fait sur le levier de blocage (10) dans la moitié (H) de celui-ci située du côté de l'axe de basculement (M). 3. Enrouleur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la longueur (L, 1) des côtés de l'évi- dement en V (17) est à peu près égale au diamètre de l'extré- mité active (16) de l'abaisseur (11) et en ce que la surface d'appui (19) et la surface de butée (18) sont planes. 4. Enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une surface (25) du boîtier (7, 8) du dispositif de déclenchement (6), près du levier de blocage (10), dépasse celui-ci vers le coté de verrouillage de l'évidement (17) en formant une surface came, l'évidement (17) restant dégagé et la surface d'appui (19) étant à peu près parallèle à la surface voisine (7, 8) du boîtier. 5. Enrouleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'abaisseur (11) est un élément élastique, de préférence un fil d'acier à ressorts, qui, en passant concentriquement à l'arbre d'enroulement (1) dans la gorge circulaire (3) du support (2) du volant (4), embrasse en partant de la butée (12) solidaire du bottier plus de la moitié de la gorge (3) jusque dans la zone de 1'endroit de contact (D), et, de là, va, en embrassant environ encore un tiers à un cinquième de la gorge circulaire (3), jusqu'à un coude (14) où il est recourbé en arrière d'environ 1800, et va ensuite librement, à l'extérieur radialement de la gorge circulaire (3), jusque dans la zone de l'évidement en V (17) du levier de blocage (10), où son extrémité libre active (16) est repliée latéralement parallèlement à la direction de l'axe d'enroulement (C).