Brevet FR2629406A1 — publié le 19891006

L'invention concerne un enrouleur de ceinture destiné à un système de retenue à ceinture de sécurité pour véhicule automobile, comportant un mécanisme d'arrêt sensible au véhicule et sensible à la sangle, qui présente un engrenage d'arrêt fixé au boîtier et un cliquet d'arrêt, monté en vis-à-vis de l'engrenage sur un flanc de l'arbre d'enroulement de la ceinture de manière à pouvoir pivoter excentriquement par rapport à cet arbre, qui est placé sous la pré-contrainte d'un ressort de rappel dans sa position de repos dégagée de l'engrenage d'arrêt et que sa sensi- bilité au véhicule peut faire pivoter en prise avec l'engrenage d'arrêt sous l'action d'une came de commande montée sur un disque pouvant tourner par rapport à l'arbre d'enroulement de la ceinture, qui porte à sa périphérie extérieure des dents de commande qui coopèrent avec un cliquet de commande pouvant être encliqueté par un palpeur sensible au véhicule. On connait de nombreuses réalisations d'enrou- leurs de ceintures de ce genre. Ces derniers ont évolué depuis de simples mécanismes d'arrêt provoquant un encliquetage direct des cliquets d'arrêt par un pendule ou un organe similaire jusqu'à des mécanismes d'arrêt coûteux, à encliquetage dit indirect, sensibles tant au véhicule qu'à la sangle. Ces mécanismes satisfont aux exigences rigoureuses qui imposent un seuil de réaction bas et une fonction sûre en évitant un rebondissement des dents au moment de la rencontre des pointes du cliquet d'arrêt et des dents de l'engrenage d'arrêt. Un disque de commande qui pousse, par l'intermédiaire d'une came de commande le cliquet d'arrêt en prise avec l'engrenage d'arrêt lorsqu'il subit une torsion par rapport à la bobine de ceinture, est prévu dans ces mécanismes d'arrêt à action indirecte. Cette rotation relative se manifeste, par sensibilité au véhicule, par le fait que le disque de commande est arrêté dans son mouvement de rotation par un cliquet de commande qui est engagé par un palpeur à inertie dans la trajectoire des dents de commande prévues à la périphérie externe du disque de commande. Ce mouvement rotatif prend naissance de façon sensible à la sangle par le fait que le disque de commande est en même temps réalisé comme disque d'inertie ou est rendu solidaire d'un disque d'inertie, en sorte que lors d'une brusque accélération de l'arbre d'enroulement de la ceinture, il est en retard par rapport à celui-ci. Bien que de tels enrouleurs de ceinture satisfassent pleinement à toutes les exigences qui leur sont imposées et puissent aussi être fabriqués à un prix avantageux par des techniques de production en série, l'invention se propose de les perfectionner à deux points de vue: il s'agit d'une part de raccourcir ce que l'on appelle la distance d'arrêt, qui correspond à l'angle de rotation de l'arbre d'enroulement de la ceinture depuis le début du déclenchement du processus d'arrêt jusqu'au moment o l'action d'arrêt se produit, d'autre part de combiner cette amélioration de la fonction avec une construction simplifiée et abaissant le coût de fabrication. Ce problème est résolu conformément à l'inven- tion, pour l'enrouleur de ceinture du type défini, par le fait que le cliquet d'arrêt est monté en son centre de gravité et le blocage sensible à la sangle n'est effectué que sous l'action des forces d'inertie de masse. L'inven- tion est basée sur l'idée selon laquelle le blocage sensible à la sangle ne nécessite pas l'action conjointe d'un disque de commande. Au moment de l'encliquetage, sensible à la. sangle, du cliquet d'arrêt par l'inter- médiaire de la came du disque de commande, la distance d'arrêt définie cidessus est déterminée, entre autres, par l'angle de rotation du disque de commande relativement à l'arbre d'enroulement de la ceinture, c'est-àdire l'angle qui est nécessaire pour accomplir en totalité la course de la came de commande. Une distance d'arrêt nettement raccourcie peut être obtenue par la réalisation conforme à l'invention de l'enrouleur de ceinture lors d'un blocage sensible à la sangle, parce que le cliquet d'arrêt est contraint, lors d'une brusque accélération de l'arbre d'enroulement de la ceinture, de se maintenir dans sa position et pivote donc, sous l'effet de la rotation de l'arbre d'enroulement de la ceinture, directement en prise de blocage avec l'engrenage d'arrêt. Un autre avantage résulte d'une simplification et d'un gain de poids du disque de commande, qui ne nécessite pas à présent d'être muni d'un corps de masse tel qu'un disque d'inertie ou d'un corps similaire pour l'encliquetage sensible à la sangle. Cet avantage prend de l'importance en particulier lorsque l'enrouleur de ceinture est équipé d'un dispositif raidisseur qui expose un disque de commande associé à un disque d'inertie à des sollicitations extrêmement grandes pendant que la ceinture se raidit. Un autre avantage résultant de l'association de l'enrouleur de ceinture conforme à l'invention à un dispositif raidisseur est que lorsque le processus de raidissement est terminé, un encliquetage en position d'arrêt a lieu sans retard. Immédiatement après la fin d'un processus de raidissement, il s'établit dans le système de ceinture une forte tension qui s'efforce de faire tourner l'arbre d'enroulement de l'enrouleur de ceinture avec une grande accélération de rotation dans le sens du déroulement de la ceinture. Cette rotation inverse de l'arbre d'enroulement de la ceinture doit être empêchée par le mécanisme d'arrêt qui doit donc réagir de façon extrêmement rapide. Cette condition est satisfaite par le mécanisme d'arrêt réalisé conformément à l'invention, du fait que le cliquet d'arrêt répond & la forte accélération de rotation de l'arbre d'enroulement de la ceinture immédiatement après la fin du processus de raidissement avec encliquetage immédiat dans l'engrenage d'arrêt. Lors de l'engagement, sensible a la sangle, du cliquet d'arrêt dans l'engrenage d'arrêt, il y a peu de risque de rebondissement du cliquet d'arrêt au moment de la rencontre des pointes des dents de ce cliquet et de l'engrenage d'arrêt, parce que son encliquetage s'effectue déjà au moment o l'arbre d'enroulement de la ceinture n'a pas encore atteint une grande vitesse de rotation. Toutefois, pour assurer même dans le cas d'un tel rebondis- sement du cliquet d'arrêt l'apparition d'une action de blocage sans que la course d'arrêt soit notablement agrandie, un second cliquet d'arrêt, selon un développement avantageux de l'invention, est monté excentriquement pivotant sur le disque de support et est décalé par rapport au premier cliquet d'arrêt, dans la direction circonféren- tielle, d'un angle qui correspond à un multiple impair de la moitié du pas de l'engrenage d'arrêt solidaire du boîtier. Par conséquent, lorsque l'un des cliquets d'arrêt rencontre par la pointe de sa dent une pointe de dent de l'engrenage d'arrêt, la pointe de dent de l'autre cliquet d'arrêt s'engage avec sûreté dans un entredent. Un rebondissement éventuel des dents ne produit donc aucun effet nuisible. Il est particulièrement avantageux que les deux cliquets d'arrêt soient réalisés identiques l'un à l'autre, vus de dessus de préférence en forme de parallélogramme dont un angle aigu forme la pointe d'une dent d'arrêt, et que les deux cliquets d'arrêt occupent des positions à peu près diamétralement opposées. L'espace disponible est ainsi exploité de façon optimale, attendu que des cliquets d'arrêt pouvant subir une forte sollicitation mécanique peuvent être loges dans un volume approximativement cylindrique dont la hauteur correspond à la largeur d'une bague présentant la denture d'arrêt. Tandis que lors d'une faible sollicitation, l'action de blocage n'est produite que par un seul cliquet d'arrêt, les contraintes peuvent être absorbées à peu près simultanément par les deux cliquets d'arrêt en cas de sollicitation accidentelle extrêmement forte à l'occasion de laquelle une certaine déformation de la denture d'arrêt et des cliquets d'arrêt a lieu, lorsque la grandeur du décalage des cliquets d'arrêt l'un par rapport à l'autre dans la direction périphérique est choisie suffisamment faible. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description, donnée ci- après, d'une forme de réalisation préférée, faite en regard des dessins annexés, sur lesquels: - les figures lA, lB sont des représentations schématiques en perspective d'un enrouleur de ceinture en position relevée; - - les figures 2 a 5 sont des représentations latérales schématiques de l'enrouleur de ceinture, qui font apparaître divers stades du fonctionnement du mécanisme d'arrêt; - la figure 6 est une coupe longitudinale de l'enrouleur de ceinture représenté sur la figure 1. La figure 1A représente en perspective, du côté du mécanisme d'arrêt, un enrouleur de ceinture dont le couvercle de boîtier a été enlevé et rabattu. L'enrouleur de ceinture désigné dans son ensemble par 10 présente un boitier 12 formant un cadre en U dans les plaques latérales duquel est monté en rotation un arbre 18 sur lequel la sangle 14 de la ceinture est enroulée. L'arbre 18 d'enrou- lement de la ceinture présente un prolongement 16 qui fait saillie sur l'un de ses flancs et à l'extérieur du boîtier 12. Une pièce annulaire 22, fixée a la plaque latérale 20 du boitier 12, présente une denture intérieure qui forme l'engrenage d'arrêt 24 solidaire du boitier. Un logement de palier ouvert 26, destiné à un cliquet de commande 28 qui y est monté pivotant, est fixé en outre à la plaque latérale 20 du boitier 12. Le cliquet de commande 28 s'appuie sur une bille métallique 30 qui est maintenue dans le logement de palier 26 et qui forme un organe sensible à l'inertie. Un disque de commande 32 est monté en rotation sur le prolongement 16 de l'arbre. Ce disque de commande 32 est constitué d'un moyeu de support, duquel partent des dents de commande 34 selon une configuration en étoile, et d'une came de commande 36 formée à même le moyeu de support. Deux cliquets d'arrêt 38, 40 ayant à peu près la forme d'un parallélogramme, vus en plan, sont montés pivotants sur le flanc de l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture, par fixation de chacun d'eux à une extrémité 42 et respectivement 44 d'arbres (figure 6) montés en rotation dans l'arbre d'enroulement de la ceinture. Le couvercle de boîtier 50 représenté en position dégagée sur la figure lB présente sur sa face interne un coussinet 52 dans lequel s'engage librement l'extrémité du prolongement d'arbre 16. Le couvercle de boîtier 50 est fixé au moyen de vis 54 à la plaque latérale du boîtier 12. Un élément de construction 56, fixé de façon similaire à l'autre plaque latérale du boîtier 12, reçoit de manière classique un ressort de bobinage de l'enrouleur de ceinture. La représentation en coupe longitudinale de la figure 6 fait apparaitre que le mécanisme d'arrêt de l'enrouleur de ceinture est réalisé symétriquement. En plus de la denture d'arrêt 24 et des cliquets d'arrêt 38, 40 sur l'un des côtés de l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture, il est prévu sur l'autre côté une denture d'arrêt corres- pondante et deux cliquets d'arrêt 38A, 40A. Les cliquets d'arrêt 38 et 38A sont reliés fixement l'un à l'autre par un axe 60 qui est monté en rotation dans un alésage axial 62 de l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture. Les cliquets d'arrêt 38, 38A sont montés à engagement positif sur les extrémités de l'arbre 60 et y sont fixés par exemple par matage. Les deux cliquets d'arrêt 40, 40A sont reliés fixement l'un à l'autre par un axe, d'une manière analogue. Les dentures d'arrêt 24, 24A, de même que les cliquets 38 et 38A ainsi que 40 et 40A, ont dans chaque cas des dispositions relatives alignées. Des détails du mécanisme d'arrêt de l'enrouleur de ceinture conforme à l'invention sont décrits ci-après en regard des figures 2 à 5. Chacun des cliquets d'arrêt 38, 38A et 40, 40A est monté en son centre de gravité. Chacun de ces cliquets d'arrêt a la forme d'un parallélogramme, vu en plan, et chacun d'eux présente une dent d'arrêt Z formée par un angle aigu du parallélogramme. Un ressort de pression 70, 72 prend appui par l'une de ses extrémités sur chacun des cliquets d'arrêt 38, 40 du côté opposé à la denture d'arrêt 24; son autre extrémité prend appui sur un palier de butée 74 ou 76 qui est fixé du côté de l'arbre 18 d'enroulement de ceinture et qui sert en même temps de butée pour le cliquet d'arrêt 40 ou 38 voisin. Les ressorts de pression , 72 maintiennent les cliquets d'arrêt 38, 40 élasti- quement dans leur position de repos, définie par les paliers de butée 74, 76, hors de prise avec la denture d'arrêt 24. La figure 2 montre les cliquets d'arrêt 38, 40 en position de repos. Les cliquets d'arrêt 38A, 40A correspondants placés en vis-à-vis se trouvent en position de repos analogue. Les cliquets d'arrêt 38, 40 (et 38A, 40A) ne sont qu'à peu près diamétralement opposés. On a représenté sur la figure 2 deux diamètres D1 et D2 dont le premier passe par l'axe du prolongement d'arbre 16 et par l'axe du tourillon 42, tandis que le diamètre D2 passe par l'axe du prolongement d'arbre 16 et l'axe du tourillon 44. Les deux diamètres D1 et D2 sont décales l'un par rapport à l'autre d'un angle qui correspond approximativement à la moitié du pas de la denture d'arrêt 24. Les pointes de dents Z des cliquets d'arrêt 38, 40 (et 38A, 40A) sont donc décalées l'une par rapport à l'autre, dans le sens de la périphérie de l'arbre 18 d'enroulement de ceinture, d'un angle qui correspond à un multiple non entier de la moitié du pas de la denture d'arrêt 24. La figure 3 montre le blocage sensible au véhicule par engagement du cliquet d'arrêt 40 en prise immobile avec la denture d'arrêt 24. La came de commande 36 du disque de commande 32, qui n'est qu'indiqué sur les figures 2 à 5, subit une torsion de quelques degrés avec le disque de commande par rapport à l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture, attendu que le disque 32 est arrêté dans son mouvement de rotation par le cliquet de commande 28, soulevé par la bille 30, qui s'engage devant une dent de commande 34. La came de commande 36 s'éloigne de la butée définissant sa position de repos sous l'effet de la rotation relative entre l'arbre 18 d'enroulement de ceinture et le disque de commande 32 et elle repousse le cliquet d'arrêt 40 radialement vers l'extérieur, de sorte qu'il subit un mouvement de pivotement et s'enclenche par sa dent d'arrêt Z dans un entredent de la denture d'arrêt 24. Le cliquet d'arrêt 38 reste dans sa position de repos. La figure 4 montre l'enclenchement sensible à la sangle de la ceinture du cliquet d'arrêt 40 dans la denture d'arrêt 24. Le pivotement du cliquet d'arrêt 40 qui est nécessaire à cet effet s'effectue simplement sous l'action de son inertie de masse, puisqu'il est monté en son centre de gravité. En cas de brusque accélération de la rotation de l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture, le cliquet d'arrêt 40 est contraint de conserver sa position dans l'espace, si bien que lorsque l'arbre 18 d'enroulement de la ceinture poursuit sa rotation, le cliquet pivote dans le sens voulu. Le cliquet d'arrêt 38 pivote aussi de la même façon. Toutefois, le cliquet d'arrêt 40 s'engage par sa pointe de dent Z jusqu'au fond de l'intervalle entre deux dents successives de la denture d'arrêt 24, tandis que le cliquet d'arrêt 38 vient se placer par sa pointe de dent Z à peu près a mi-distance entre deux dents voisines de la denture d'arrêt 24. Dans l'état de fonctionnement représenté sur la figure 5, la pointe de dent Z du cliquet d'arrêt 40 rencontre à ce moment précis une pointe de la denture d'arrêt 24. Mais un rebondissement éventuel du cliquet d'arrêt 40 ne peut pas compromettre l'intervention immédiate de l'action d'arrêt, parce qu'en même temps, le cliquet d'arrêt 38 s'engage par sa pointe de dent Z dans un intervalle entre deux dents voisines de la denture d'arrêt 24 et lors de la rotation relative de quelques degrés seulement qui s'effectue ensuite entre l'arbre 18 d'enrou- lement de ceinture et la denture d'arrêt 24, le cliquet d'arrêt 38 s'engage en prise avec la denture d'arrêt 24. Dans la forme de réalisation représentée, les cliquets d'arrêt 38, 40 et 38A, 40A sont mobiles indépen- damment l'un de l'autre. Selon une variante non représentée sur les dessins, les mouvements des cliquets d'arrêt sont synchronisés par des moyens de liaison appropriés. La mesure du déplacement des deux cliquets d'arrêt' 38, 40 et 38A, 40A l'un par rapport à l'autre dans la direction périphérique est déterminée en fonction de la géométrie des dents de façon telle que d'une part, lors de la rencontre éventuelle de deux pointes de dents, la pointe de l'autre cliquet d'arrêt ne rencontre assurément pas également une pointe de dent, mais que d'autre part lors d'un rebondissement d'un cliquet d'arrêt, l'angle de rotation jusqu'à ce que l'autre cliquet d'arrêt s'enclenche dans un entredent soit aussi faible que possible. En cas de sollicitation extrême du mécanisme d'arrêt, la charge de blocage des deux cliquets est alors absorbée, du fait qu'une certaine déformation plastique des parties fonction- nelles du mécanisme d'arrêt se produit. REVENDICATIONS 1. Enrouleur de ceinture destiné à un système de retenue à ceinture de sécurité pour véhicule automobile, comportant un mécanisme d'arrêt sensible au véhicule et sensible à la sangle, qui présente un engrenage d'arrêt fixé au boîtier et un cliquet d'arrêt, monté en vis-à-vis de l'engrenage sur un flanc de l'arbre d'enroulement de la ceinture de manière à pouvoir pivoter excentriquement par rapport à cet axe, qui est placé sous la pré-contrainte d'un ressort de rappel dans sa position de repos dégagée de l'engrenage d'arrêt et que sa sensibilité au véhicule peut faire pivoter en prise avec l'engrenage d'arrêt sous l'action d'une came de commande montée sur un disque pouvant tourner par rapport à l'arbre d'enroulement de la ceinture, qui porte à sa périphérie extérieure des dents de commande qui coopèrent avec un cliquet de commande pouvant être encliqueté par un palpeur sensible au véhicule, caractérisé en ce que le cliquet d'arrêt (38, 40, 38A, 40A) est monté en son centre de gravité et le blocage sensible à la sangle de la ceinture est effectué uniquement sous l'action des forces d'inertie de masse. 2. Enrouleur de ceinture suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le cliquet d'arrêt (38, 40, 38A, 40A) présente, en plan, la forme d'un parallélogramme dont un angle aigu forme la pointe (Z) d'une dent d'arrêt. 3. Enrouleur de ceinture suivant la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un second cliquet d'arrêt (38, 38A) est monté pivotant et excentriquement sur le flanc de l'arbre (18) d'enroulement de ceinture et en ce que les surfaces d'attaque (Z) des cliquets d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) sur le flanc de l'arbre (18) d'enroulement de ceinture sont décalées les unes par rapport aux autres dans la direction circonférentielle, d'un angle qui correspond au moins approximativement à un multiple impair de la moitié du pas de la denture d'arrêt (24) fixée au boîtier. 4. Enrouleur de ceinture suivant la revendi- cation 3, caractérisé en ce que les cliquets d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) ont des dispositions relatives & peu près diamétralement opposées. 5. Enrouleur de ceinture suivant la revendi- cation 3 ou 4, caractérisé en ce que les cliquets d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) sont réalisés identiques les uns aux autres. 6. Enrouleur de ceinture suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque cliquet d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) est préalablement contraint d'occuper sa position de repos par un ressort de pression (70, 72) qui s'appuie par l'une de ses extrémités au cliquet d'arrêt (38, 40) correspondant et par son autre extrémité à un palier de butée (74, 76) qui est fixé au flanc de l'arbre (18) d'enroulement de ceinture et qui agit en même temps comme butée pour le cliquet d'arrêt (38, 40) voisin afin de définir sa position de repos hors de prise avec la denture d'arrêt (24) solidaire du boitier. 7. Enrouleur de ceihture suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'un (40) des deux cliquets d'arrêt (38, 40) peut être enclenché dans la denture d'arrêt (24) solidaire du boîtier tant par sensibilité au véhicule que par sensibilité à la sangle de la ceinture, tandis que l'autre cliquet d'arrêt (38) n'y est engagé que par sa sensibilité à la sangle et uniquement sous l'action de son inertie de masse. 8. Enrouleur de ceinture suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les deux cliquets d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) sont pressés dans leur position de repos par des ressorts de rappel (70, 72) de forces différentes. 9. Enrouleur de ceinture suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mécanisme d'arrêt présente, sur chacun des deux flancs de l'arbre (18) d'enroulement de ceinture, une denture d'arrêt (24, 24A) solidaire du boîtier et au moins un cliquet d'arrêt (38, 38A, 40, 40A) coopérant avec cette denture et en ce que chaque fois deux cliquets d'arrêt disposés à l'alignement l'un de l'autre sur l'un et l'autre des flancs de l'arbre (18) d'enroulement de la ceinture sont reliés fixement l'un a l'autre par un arbre (60) qui est monté en rotation dans un alésage axial (62) de l'arbre (18) d'enroulement de ceinture.