Brevet FR2626227A1 — publié le 19890728

L'invention a pour objet un limiteur d'effort pour systèmes de ceinture de sécurité, comportant un élément extensible dont les deux extrémités longitudinales sont placées sur la ligne d'application des efforts, l'élément extensible étant destiné, sous l'effet d' une contrainte en traction, à se déformer en s t'allongeant de façon à limiter ces efforts. Les limiteurs d'effort connus, par exemple, du document allemand DE-OS 22 33 421, comprennent un élément extensible qui est composé d'une série de maillons extensibles alignés dans le sens d'application de l'effort de traction. Soumis a une contrainte en traction, ces maillons s'allongent longitudinalement en absorbant par déformation mécanique une partie de l'énergie cinétique libérée en cas de choc, et en limitant, de ce fait, l'effort de traction supporté par le système de ceinture de sécurité. La limitation d'effort doit entrer en action a des valeurs relativement basses de l'effort de traction. Cette fonction peut être assurée par des maillons exten- sibles dont la rigidité géométrique est suffisamment faible. Cependant, l'on demande en même temps une limite de rupture suffisamment élevée du limiteur d'effort. Jusqu'à présent, il n'était pas possible de répondre simultanément aux deux exigences, c'est-à-dire d'avoir un déebut de limitation de 1l'effort à une -contrainte en traction réduite, tout en conservant une limite de rupture élevée. Le but de l'invention est de fournir un limiteur d'effort pour systèmes de ceinture de sécurité, qui prévoie une conception de l'élément extensible de façon à assurer un début de limitation d'effort à une- contrainte en traction assez faible, mais qui assure une limite de rupture élevée. Dans le cas d'un limiteur d'effort du genre mentionné en introduction, ce but est atteint, selon 1'invention, grâce au fait que les deux extrémités longitudinales de l'élément extensible sont pontées, en admettant un certain jeu correspondant à l'allongement prévu de l'élément extensible, par l'intermédiaire d'un élément limiteur de l'allongement. L'élément limiteur d'allongement n'entre en fonction que lorsque ce jeu a étd rattrapé par l'allongement sous charge de l'élément extensible. Ensuite, l'effort de traction est encaissé principalement par l'élément limiteur de l'allongement, qui est calculé pour obtenir la limite de rupture élevée recherchée. L'élément limiteur de l'allongement n'affecte donc en aucune sorte la courbe caractéristique de trac- tion/allongement de l'élément extensible, voire du limiteur. d'effort complet, dans la-plage de fonctionnement prévue. Par conséquent, on peut optimiser la courbe caractéristique de l'élément extensible, sans être obligé de tenir compte, en même temps, de la demande d'une forte limite de rupture de l'élément. Selon une variante avantageuse de l'invention, l'élément limiteur de l'allongement est fabriqué en une feuille de matière d'une forte résistance mécanique, telle qu'une tale métallique.s Il peut alors être obtenu sous forme d'une pièce découpée peu onéreuse, d'un faible poids et d'un encombrement réduit. Si l'élément limiteur de l'allongement est une pièce d'une grande rigidité longitudinale, par exemple une plaque ou une bande en t8le d' acier, il tiendra compte du jeu avec lequel cet élément relie entre elles les deux extrémités longitudinales de 1 élément extensible, de préférence en en fixant une extrémité de façon rigide & l'une des extrémités longitudinales de l'élément extensible et en en munissant l 'autre extrémité d'un trou oblong dont la longueur correspond à l'allongement prévu et dans lequel s'engage un axe fixé à l'extrémité longitudinale correspon- dante de 1 'élément extensible. Cet axe peut être réalisé sous forme d'un rivet qui relie l'extrémité de l'élément extensible à 1 ' extrémité correspondante de 1 ' élément limiteur de 1 'allongement. Les extrémités opposées des éléments extensible et limiteur de l 'allongement sont pourvues, de préférence, d'un oeil recevant un boulon ou un rivet destiné à assurer la fixation d'une ferrure ou à fixer les deux éléments sur la carrosserie du véhicule. Une telle conception se caractérise par une grande simplicité, des coûts de fabrication réduits et un faible encombre- ment, étant donné que l'élément extensible et l'élément limiteur de l'allongement peuvent être plaqués l'un sur l'autre et reliés ensemble directement. Une autre forme de réalisation de cette variante consiste à créer un élément limiteur de l'allonge- ment sous forme d'un cache longitudinal de protection qui ait à peu de choses près la même forme et la même taille que l'élément extensible, et qutil recouvre au moins un des côtés de l'élément extensible. Il est vrai qu'une protec- tion de l'élément extensible est souhaitable en particulier lorsque celuici est constitué d'une série de maillons extensibles. Cependant, on peut éviter la mise'en place d'une protection séparée, si l'élément limiteur de 1 'allongement, réalisé comme un cache de protection, remplit déjà cette fonction. Selon une autre variante, également très simple et peu onéreuse en production, 1 'élément limiteur de l'allongement est réalisé sous forme d'une bande flexible ou d'un ocble, résistants à la traction, dont la langueur dépasse celle de l'élément extensible de la valeur correspondant à l'allongement prévu de ce dernier, et dont les extrémités sont reliées aux extrémités longitudinales correspondantes de l'élément extensible au moyen de rivets ou similaires. L'on obtient un limiteur d'effort particulière- ment avantageux si 1 'élément extensible de l'appareil est réalisé selon la demande de brevet allemand P 37 23 772 de la Demanderesse. L'élement extensible qui y est décrit se compose d'une série de maillons extensibles pourvus chacun d'une découpe centrale entourée d'un bord dêfarmable sous l'action d'un effort de traction, et à l'intérieur de laquelle se trouvent des éléments arrêtoirs destinés à limiter, comme une butée, la déformation du bord du maillon transversalement par rapport au sens d'application de l'effort de traction. D'une part, un tel élément extensible donne, sur une plage de fonctionnement définie et facile- ment reproductible, une courbe caractéristique régulière du rapport contrainte en traction/allongement, telle qu'on la recherche, et, d'autre part, peut étre fabriqué de façon simple sous forme d'une pièce découpée peu onéreuse. D'autres caractéristiques et avantages découlent de la description suivante des différentes variantes de réalisation de l'invention, données a titre d' exemple, et des dessins annexes auxquels on fera référence. Sur ces dessins: la figure 1 représente une vue du dessus d'un limiteur d'effort réalisé selon une première variante t la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale du 1-imiteur d'effort illustré sur la figure 1; et la figure 3 représente une vue en perspective d'une variante de réalisation particulière d'un élément extensible conçu de façon à être monté dans un limiteur d 'effort correspondant aux figures 1 et 2. Les principaux composants du limiteur d'effort selon les figures 1 et 2 sont un élément extensible 10 constitué d'une série de maillons extensibles plats reliés les uns aux autres, ainsi qu'un élément 12 limiteur de 1'allongement. L'élément 12 limiteur de 1'allongement est réalisé sous forme d'une plaque plate et longiligne, dont la longueur est supérieure & celle de l'élément extensible 10. L'élément extensible 10 et l'élément 12 limiteur de l 'allongement présentent chacun a leur extrémité correspon- dante une ouverture 14, 16 formant un oeil qui est destiné a recevoir un boulon, un rivet ou similaire, qui relie les éléements 10, 12 entre eux ainsi qu'avec une ferrure ou la carrosserie du véhicule. L'extrémité longitudinalement opposée de l'élément extensible 10 comporte une ouverture 18 dans laquelle s'engage la tige d'un rivet 20. D'autre part, la tige du rivet 20 traverse une ouverture d'une ferrure 22 alignée dans l'axe de l'ouverture 18, la ferrure 22 servant de point de fixation A une ceinture de sécurité 24, ainsi qu'un trou oblong 26 qui est prévu ' l'extrémité correspondante de 'élément 12 limiteur de l'allongement. La longueur libre restante L du trou oblong 26 correspond a l'allongement prévu de l'éliment extensible lorsque celui-ci est soumis a une contrainte en traction telle qu'on l'admet dans un système de ceinture de sécurité en cas de choc. Les mêmes conditions peuvent être simulées sur un banc d'essai. Avant l'application de l'effort de traction, la longueur effective L1 de l'élément extensible , qui est donnée par la distance entre lés ouvertures 14, 18, est de L inférieure a la longueur effective L2 de 1'élément extensible après l'application de l'effort de traction. Sur les figures 1 et 2, l'état du limiteur d'effort avant l'application d'une contrainte en traction est représenté en traits pleins, et l'état après son exposition à une contrainte en traction en traits pointil- lés. Comme on peut le voirt, l'élément 12 limiteur de 1' allongement relie les extrémités longitudinales de l'tlément extensible 10 en conservant un jeu qui correspond l'allongement preyu L de l'élément. extensible 10. La liaison ne devient effective que lorsque ce jeu a été rattrapé et que la tige du rivet 20 bute dans le fond du trou oblong 26. En même temps, le rivet 20 assure la connexion entre 1 'êlément extensible et 1' élément 12 liiteur de l'allongement, le guidage longitudinal des deux pièces l'une par rapport à l'autre, et leur fixation sur la ferrure 22. L'élément 12 limiteur de l'allongement peut être découpé commne une bande étroite d'une tôle d'acier ou similaire. De préférence, il constituera en même temps un cache recouvrant l'élément extensible 10. Dans ce cas, il peut englober les chants de l'élément extensible et, le cas échéant, la face arrière de celui-ci. De cette manière, on obtient un ensemble plat et très peu encombrant, qui peut être facilement intégré dans un véhicule. comme l'indiquent les figures 1 et 2, la ferrure 22 peut être coiffée d'un couvercle 28 ou simi- laire. Selon une autre variante de 1 'invention, la ferrure 22 constitue le support d'ancrage de la fermeture d'une ceinture de sécurité, qui pourra être fixée, par l'inter- médiaire du limiteur d'effort, au siège ou au plancher du vhicoule. Une forme de réalisation particulièrement avantageuse de 1 'élément extensible 10 est représentée sur la figure 3. Il est alors composé de plusieurs maillons, par exemple de trois maillons plats extensibles 10A, 10B, C, alignés les uns derrière les autres, disposes entre deux émbouts 11 de fixation constituant ses extrémités lon- 626Z627 gitudînales. L'élément extensible 10 est, lui aussi, obtenu de préférence par découpage dans une tôle. Chaque maillon extensible IOA, 1OB, 1OC est composé d'un bord en forme d'anneau entourant une découpe centrale dans laquelle s'étendent des arrêtoirs en forme de champignon. Les éléments arrêtoirs en forme de champignon ont pour but de limiter la déformation des bords déformables, perpen- diculairement au sens d'application de l'effort de traction, en venant buter les uns sur les autres. selon une autre variante non représentée ici, dans un souci de simplification des dessins, l'élément limiteur de l'allongement est réalisé sous forme d'une bande ou d'un câble flexibles, dont la longueur dépasse celle de l'élément extensible 10 de la valeur prévue L de l'allongement, et dont les extrémités sont reliées aux extrémités correspondantes de cet élément extensible au moyen de rivets ou similaires. REVENDICATI0NS 1. Limiteur d' effort pour systèmes de ceinture de sdourité, comportant un élément extensible dont les deux extrémités longitudinales sont placées dans la ligne d' application des efforts, 'éêlément extensible étant destiné, sous l'effet d'une contrainte en traction, à se déformer en s'allongeant de' façon à limiter ces efforts, caractérisé par le fait que les deux extrémités lon- gitudinales de l'élément extensible (10) sont pontées, en. admettant un certain jeu correspondant 'à 1'allongement prévu (L), par l'intermédiaire d'un élément (12) limiteur de l'allongement. 2. Limiteur d'effort selon la revendication 1, caractérise par le fait que l'élément (12) limiteur de l'allongement est réalisé, en particulier par découpage, en une feuille ou une plaque d'une matière mécaniquement très résistante, telle que de la tôle d'acier. -3. Limiteur d'effort selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'une des extrémités de l'élément (12) limiteur de l'allongement est reliée rigidement a 1 'extrémité correspondante de 1' élément extensible (10), et que l'autre extrémité de l'élément (12) comporte un trou oblong (26) dont la longueur correspond à l'allongement prévu (L) et dans lequel s'engage un axe (rivet 20) fixé à l'extrémité longitudinale correspondante de l'élément extensible. 4. Limiteur d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément (12) limiteur de l'allongement est réalisé sous forme d'un cache longitudinal ayant, à peu de choses près, la même forme et les- mêmes dimensions que 1'élément extensible (10), et est disposé de façon à recouvrir au moins l'une des faces de l'élément extensible (10). 5. Limiteur d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise par le fait qu'une des deux extrémités longitudinales de l'élément extensible (10) et de l'ilément (12) limiteur de l'allongement est pourvue d'un oeil (ouverture 14, 16) destiné à permettre leur fixation commune sur une ferrure ou sur une partie du véhicule, et que l'autre extrémité est pourvue d'une ferrure (22) destinée à permettre la fixation de la ceinture de sécurité. 6. Limiteur d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément (12) limiteur de l'allongement est réalisé sous forme d'une bande ou d'un câble flexibles et résistants a la traction, dont la longueur dépasse celle de lfélément extensible (10) de la valeur de l'allongement prévu (L), et dont les extrémités sont fixées aux extrémités correspon- dantes de l'élément extensible (10), en particulier au moyen de rivets. 7. Limiteur d'effort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément extensible (10) est constitué d'une série de maillons extensibles plats (10A, 0lB, 1OC) alignés les uns derrière les autres dans le sens d'application de l 'effort de traction, chaque maillon comportant une découpe centrale entourée d'un bord déformable sous l'effet d'une contrainte en traction, et des éléments arrétoirs disposes dans cette découpe, qui limitent en tant qu'eléments de butée la déformation du bord déformable perpendiculairement au sens d'application de l'effort de traction.