Brevet FR2618110A1 — publié le 19890120

L'invention concerne un amortisseur d'énergie limiteur d'effort pour un système de ceinture de sécurité, comprenant une chaîne de maillons extensibles alignés les uns derrière les autres dans le sens d'application de l'effort de traction, ces maillons extensibles comprenant chacun une découpe entourée d'un bord déformable.sous l'action d'une contrainte de traction. Dans le cas des amortisseurs d'énergie limiteurs d'effort traditionnels de ce genre, les maillons extensibles alignés dans le sens d'application de l'effort de traction sont formés de telle façon que leurs flancs soient constitués de bords sinusoïdaux symétriquement opposés. Par conséquent, les découpes des maillons extensibles sont composées de deux éléments en forme de cloche, symétriques par rapport au plan longitudinal. En cas de contrainte de traction, les maillons extensibles sont étirés dans le sens de la longueur, de façon à absorber, par déformation mécanique, une partie de l'énergie cinétique libérée lors d'un choc, et à limiter la contrainte de traction engendrée dans le système de ceinture de sécurité. Le but de l'invention est de parvenir à une courbe caractéristique effort de traction/allongement d'un tel amortisseur d'énergie limiteur d'effort, qui soit constante et régulière sur toute la plage prévue d'allonge- ment sous l'effet d'une contrainte de traction. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce au fait que des éléments arrêtoirs se situent à l'intérieur des découpes des maillons extensibles des amortisseurs d'énergie limiteurs d'effort de ce genre, et limitent, comme des butées, la déformation des bords déformables, perpendiculairement au sens d'application de l'effort de traction. Il s'est avéré extrêmement délicat de concilier le but précité de l'invention avec le cahier des charges exigeant que la limite de rupture de l'amortisseur d'énergie soit suffisamment élevée, tout en admettant une certaine marge de sécurité. Si l'amortisseur d'énergie est conçu pour une limite de rupture élevée, la déformation des maillons extensibles ne commence qu'à une contrainte de traction relativement forte qui devrait déjà faire l'objet d'une limitation d'effort. Or, si l'on conçoit les maillons extensibles de telle façon qu'ils s'allongent sous une traction relativement faible, l'on court le risque d'une rupture prématurée de l'appareil. La disposition, selon l'invention, d'éléments arrêtoirs dans les découpes des maillons extensibles permet de contrôler la déformation des maillons. L'allongement de ces derniers commence dès l'application d'un faible effort de traction et se poursuit jusqu'à ce que les bords latéraux des maillons extensibles viennent s'appuyer sur les éléments arrêtoirs, interdisant, de ce fait, le rétrécissement des maillons. L'on a découvert que le rétrécissement des maillons se produisait à peu près au milieu de ces derniers, lorsqu'ils n'étaient pas pourvus d'éléments arrêtoirs dans leurs découpes. Au niveau de ce rétrécissement, les contraintes sur la matière sont particulièrement sévères, étant donné qu'un corps initiale- ment convexe vient d'être transformé en un corps concave. Cette surcharge locale de la matière entraîne la rupture prématurée de l'appareil. Les éléments arrêtoirs préconisés selon l'invention empêchent une telle surcharge locale de la matière, permettant ainsi de calculer les bords des maillons extensibles de telle façon que leur déformation commence déjà sous une contrainte de traction assez réduite. D'autre part, on a découvert qu'une limite de rupture particulièrement élevée, associée à une limite de début d'allongement très basse, à des valeurs de contrainte de traction réduites, pouvait être atteinte si les faces des bords transversalement opposés des découpes des maillons extensibles s'étendaient, au moins approximative- ment, en ligne droite et parallèlement au sens d'applica- tion de l'effort de traction. Il s'est avéré que cette réalisation permettait d'obtenir une répartition par- ticulièrement équilibrée de la déformation de la totalité des maillons extensibles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention sont mis en évidence dans la description suivante de divers exemples de réalisation et des dessins annexés auxquels l'on se reportera. Sur ces dessins: la figure 1 montre une vue en perspective d'une première variante de réalisation d'un amortisseur d'énergie limiteur d'effort; la figure 2 montre une vue en coupe lon- gitudinale schématisée de l'amortisseur d'énergie illustré sur la figure 1 et installé dans un véhicule; la figure 3 illustre une vue schématisée d'un maillon extensible d'un amortisseur d'énergie ayant sa forme initiale; la figure 4 illustre une vue schématisée du même maillon après l'application d'un effort de traction; la figure 5 montre un diagramme représentant l'allongement en fonction de la contrainte de traction, pour le cas d'un amortisseur d'énergie limiteur d'effort réalisé selon l'invention; et la figure 6 montre une vue schématisée d'une autre variante de réalisation d'un maillon extensible de l'amortisseur d'énergie. Dans le cas de réalisation de l'amortisseur d'énergie limiteur d'effort illustré sur la figure 1, quatre maillons extensibles 10 sofit reliés en ligne entre deux ferrures 12, 14 de fixation. Les maillons extensibles ainsi que les ferrures 12, 14 de fixation sont découpés dans une même feuille de tôle métallique. Comme le montre la figure 2, l'amortisseur d'énergie est coudé du côté adjacent à la ferrure 12 de fixation, afin de pouvoir être installé convenablement dans un véhicule. La ferrure 12 de fixation est fixée au véhicule au moyen d'une vis 16, tandis que la ferrure 14 de fixation porte une boucle 18 de ceinture, représentée schématiquement sur la figure 2. Cependant, il est en principe possible de placer l'amortis- seur d'énergie à n'importe quel endroit du système de ceinture de sécurité. La figure 3 illustre les particularités de l'amortisseur d'énergie réalisé selon la variante représen- tée sur la figure 1. Globalement, le maillon extensible 10 possède la forme d'une ellipse dont les côtés opposés longitudinaux ont été aplatis. Chaque maillon extensible 10 comporte une découpe centrale 20 dont la forme, tout comme la forme du maillon complet, rappelle celle d'une ellipse aux flancs longitudinaux aplatis. Les bords latéraux 22 des découpes 20 sont à peu de chose près rectilignes et parallèles à l'axe longitudinal de l'amortisseur d'énergie. Ce fait est mis en évidence sur la figure 3 par deux droites G tracées en traits pointillés. Chaque bord latéral 22 comporte un élément arrêtoir 24 en forme de champignon qui en fait partie intégrante. Les éléments arrêtoirs 24 en forme de champignon s'étendent, à partir du milieu du bord latéral 22 correspondant, vers l'intérieur, de telle façon que leurs têtes soient placées face à face à une certaine distance l'une de l'autre. Cette distance est calculée de telle manière que les têtes des éléments arrêtoirs 24 soient en contact, l'une sur l'autre, après application d'un effort de traction allant jusqu'à la charge maximale prévue de traction. Cette situation est représentée sur la figure 4. Après l'application de l'effort de traction, le maillon extensible est allongé longitudinalement d'une valeur prédéterminée, qui correspond au diagramme repré- senté sur la figure 5, donnant le rapport entre l'allonge- ment S et l'effort de traction F, entre les points I et II. Sur la figure 4, deux flèches indiquent de chaque côté du maillon extensible 10, qu'après l'application de l'effort de traction, aucun rétrécissement n'a eu lieu au milieu du maillon. Un tel rétrécissement aurait pour conséquence une surcharge locale de la matière pouvant entraîner la rupture prématurée de l'appareil. La déformation régulière recherchée du bord de la découpe 20, sans rétrécissement du maillon extensible et sans surcharge locale de la matière, est obtenue grâce aux éléments arrêtoirs 24. L'augmentation progressive de l'effort F de traction, qui se situe avant le point I sur l'abscisse du diagramme de la figure 4, résulte de l'extension, au niveau du coude placé après la ferrure 12 de fixation, de l'amortisseur d'énergie représenté sur les figures 1 et 2. Cette extension est rappelée sur la figure 2 en traits pointillés. Le point II sur l'abcisse marque le début d'une augmentation rapide de l'effort F de traction en fonction de l'allongement S. La limite de rupture correspond à des efforts F de traction qui sont nettement supérieurs à l'effort correspondant au point II de l'abscisse. Entre les points I et II de l'abscisse, l'évolution de l'effort F de traction est particulièrement régulière. Une évolution irrégulière à ce niveau aurait pour conséquence des contraintes sévères d'accélé, tion sur le passager ou conducteur du véhicule, qui est maintenu au moyen de la ceinture de sécurité. Alors que, dans le cas des variantes de réalisation illustrées sur les figures 1 à 4, les éléments arrêtoirs 24 sont intégrés aux bords des maillons exten- sibles, la variante selon la figure 6 prévoit des éléments arrêtoirs 24 indépendants. Au > moyen d'un dispositif approprié, ces éléments arrêtoirs 24 sont maintenus au centre de la découpe 20. Pour les réalisations pratiques de l'appareil, l'amortisseur d'énergie découpé, de préférence dans une tôle métallique, est recouvert d'un habillage. Un tel habillage permet de maintenir les éléments arrêtoirs 24 au centre des découpes 20. Une réalisation pratique, dans laquelle les maillons extensibles 10 sont recouverts d'un habillage en matière plastique par moulage par injection, consiste à noyer les éléments arrêtoirs 24 dans la matière plastique. 2 6 1 8 1 1 0 REVENDICATIONS 1. Amortisseur d'énergie limiteur d'effort pour un système de ceinture de sécurité, comprenant une chaine de maillons extensibles alignés les uns derrière les autres dans le sens d'application de l'effort de traction, ces maillons extensibles comportant chacun une découpe entourée d'un bord déformable sous l'action d'une contrainte de traction, caractérisé par le fait que des éléments arrêtoirs (24) se situent à l'intérieur des découpes (20) et limitent, comme des butées, la déformation des bords déformables, perpendiculairement au sens d'application de l'effort de traction. 2. Amortisseur d'énergie selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les découpes (20) sont bordées d'au moins deux bords opposés (22) , au moins approximativement parallèles, s'étendant dans le sens d'application de l'effort de traction. 3. Amortisseur d'énergie selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les découpes (20) ont, au moins approximativement, la forme d'une ellipse dont le plus grand axe est perpendiculaire au sens d'application de l'effort de traction, et dont les extrémités placées dans la direction de cet axe sont aplaties. 4. Amortisseur d'énergie selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments arrêtoirs (24) font partie intégrante des bords (22) de la découpe (20). 5. Amortisseur d'énergie selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les éléments arrêtoirs (24) s'étendent, à partir des bords opposés (22) orientés dans le sens d'application de l'effort de traction, vers l'intérieur de la découpe (20). 6. Amortisseur d'énergie selon la revendication , caractérisé par le fait que chaque bord (22), orienté dans le sens d'application de l'effort de traction, comporte un élément arrêtoir (24). 7. Amortisseur d'énergie selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les éléments arrêtoirs (24) sont réalisés en forme de champignons dont les têtes sont positionnées face à face à l'intérieur des découpes (20). 8. Amortisseur d'énergie selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les têtes des éléments arrêtoirs (24) en forme de champignons sont espacées, à l'intérieur des découpes (20), de telle façon que leur écartement soit rattrapé lorsque le maillon extensible (10) est allongé de la valeur prévue en cas de choc, et que les têtes des deux éléments arrêtoirs (24) soient en butée l'une sur l'autre. 9. Amortisseur d'énergie selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments arrêtoirs (24) sont réalisés sous forme d'éléments indépendants maintenus sur les bords ou dans un habillage enveloppant les maillons extensibles (10). 10. Amortisseur d'énergie selon la revendica- tion 9, caractérisé par le fait que les éléments arrêtoirs (24) sont disposés au centre des découpes (20). 11. Amortisseur d'énergie selon la revendica- tion 9 ou 10, caractérisé par le fait que l'habillage est réalisé par entourage des maillons extensibles (10) par moulage par injection, et que les éléments arrêtoirs (24) sont noyés dans la matière moulée. 12. Amortisseur d'énergie selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chaîne de maillons extensibles (10) reliés les uns aux autres est pourvue d'un coude à au moins une des extrémités de fixation. 13. Amortisseur d'énergie selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les maillons extensibles (10) sont découpés dans une bande de tôle métallique. 14. Amortisseur d'énergie selon la revendica- tion 13, caractérisé par le fait que les maillons exten- sibles (10) sont découpés dans la bande de tôle métallique, avp-c leurs ferrures (12, 14) de fixation.