Brevet FR2659052A1 — publié le 19910906

La présente invention concerne les ceintures de sécurité des véhicules, et plus précisément, elle concerne un organe de mise sous tension préalable destiné à tendre la sangle d'une ceinture qui retient un occupant afin que la sangle le maintienne plus fermement en cas de collision. La sangle d'une ceinture de sécurité doit être fermement au contact du corps à tout moment afin que le mouvement du corps d'un occupant d'un véhicule, sous l'action de la force d'inertie agissant au cours d'une collision du véhicule, soit minimal et qu'une collision secondaire entre l'occupant et une partie du véhicule soit évitée Cependant, de nombreuses personnes n'aiment pas la pression de la sangle sur leur corps et préfèrent qu'elle soit placée avec un certain jeu de manière que le confort soit accru et qu'elle permette un changement de position assise dans une certaine mesure et une réduction de la fatigue En conséquence, il est fréquent que l'occupant ne soit pas bien protégé en cas de collision parce que la ceinture est détendue au moment de la collision si bien que le corps de l'occupant peut être projeté en avant à une plus grande distance que si la sangle était bien tendue. Les caractéristiques de mise de la sangle en posi- tion de confort pour l'occupant, en permettant une disposi- tion détendue autour du corps, et la prévention simultanée d'un déplacement excessif du corps en cas de collision, peuvent être obtenues simultanément par utilisation d'un organe de tension préalable de la sangle On a déjà proposé un certain nombre de types d'organes de tension préalable. Ils ont tous en commun une source motrice qui fonctionne presque instantanément par action sur un élément de la ceinture de sécurité qui est déplacé d'une manière telle que la sangle est tendue Des sources motrices connues qui conviennent pour les organes de mise sous tension préalable sont des vérins dans lesquels le piston est déplacé par la pression d'un gaz dégagé par une combustion rapide ou par une substance explosive, telle que de la poudre à fusil (demande publiée de brevet japonais N O 57-57565), des mécanismes mettant en oeuvre des ressorts hélicoïdaux de compression (demande publiée de brevet japonais n 58- 33060), et des mécanismes mettant en oeuvre des ressorts à barre de torsion (demande publiée de brevet japonais no 61- 241234) Ces sources motrices connues présentent divers inconvénients Celles qui utilisent de la poudre à fusil sont coûteuses, elles nécessitent un capteur électrique pour l'amorçage de la poudre et elles doivent être retirées avant la mise à la casse du véhicule Celles qui utilisent des ressorts hélicoïdaux de compression et des ressorts à barre de torsion occupent un espace important à cause de la longueur du ressort et posent donc des problèmes pour la réalisation du véhicule qui doit les loger. L'invention a pour objet une source motrice destinée à un dispositif de mise sous tension préalable d'une sangle d'une ceinture de sécurité de véhicule dont le coût est relativement faible Elle concerne aussi une source motrice destinée à l'organe de mise sous tension préalable et qui occupe un faible espace, rendant possible son montage commode à divers emplacements dans un véhicule et son utilisation avec divers éléments de l'ensemble formant ceinture Selon l'invention, ces caractéristiques sont obtenues par réalisation d'un organe de mise sous tension préalable qui se caractérise en ce que la source motrice est un ressort hélicoïdal de torsion ayant une partie d'extrémité de base fixée au véhicule, une partie d'enrou- lement maintenue afin qu'elle soit guidée par rapport au véhicule, et une partie d'extrémité de manoeuvre associée à un élément de la ceinture de sécurité afin qu'elle applique une force d'entraînement à l'élément et provoque son déplacement lors de la libération de l'énergie emmagasinée dans le ressort hélicoïdal. L'élément de la ceinture de sécurité que déplace le ressort hélicoïdal de torsion peut être, dans certains modes de réalisation, une partie d'une sangle, soit la sangle de retenue elle-même, soit une sangle associée à la sangle de retenue Dans ces modes de réalisation, l'inven- tion se caractérise en outre en ce que la partie d'enroule- ment du ressort hélicoïdal est disposée afin qu'elle soit adjacente latéralement à la partie de sangle, son axe étant pratiquement transversal à la partie de sangle Dans les modes de réalisation préférés, deux ressorts hélicoïdaux de torsion sont disposés chacun d'un côté de la partie de sangle Les parties d'extrémité de manoeuvre des deux ressorts hélicoïdaux peuvent être raccordées l'une à l'autre Par exemple, les parties de manoeuvre des deux ressorts hélicoïdaux peuvent être rendues solidaires, les deux ressorts étant des parties d'un seul organe. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, l'élément de l'ensemble à ceinture qui est déplacé par le ressort hélicoïdal de torsion est une boucle grâce à laquelle une partie de la sangle est fixée de façon amo- vible au véhicule Dans certains modes de réalisation, un mandrin est supporté afin qu'il puisse tourner par rapport au véhicule, la boucle est raccordée au mandrin par un organe souple, et la partie d'extrémité de manoeuvre du ressort hélicoïdal est raccordée au mandrin afin qu'il tourne lors de la libération de l'énergie accumulée dans le ressort hélicoïdal et enroule l'organe souple sur le mandrin, si bien que la boucle est déplacée et serre la sangle. Dans tous les modes de réalisation de l'invention, il est avantageux d'utiliser un ressort hélicoïdal de torsion dans lequel, dans la partie d'enroulement au moins, le matériau de ressort a une section transversale telle que, par rapport à l'axe de l'enroulement, l'épaisseur radiale est nettement supérieure à l'épaisseur axiale Un tel type de ressort hélicoïdal applique une force élevée mais occupe un faible espace qui facilite son montage dans le véhicule. Lors du fonctionnement d'un organe de mise sous tension préalable selon l'invention, la partie d'extrémité de manoeuvre du ressort hélicoïdal de torsion applique une force d'entraînement à un élément de l'ensemble à ceinture de sécurité lors de la libération de l'énergie accumulée dans le ressort de manière que l'élément soit déplacé d'une manière qui provoque la mise sous tension de la sangle. Lorsque l'élément sur lequel agit le ressort est une partie de la sangle elle-même, l'opération étant de préférence réalisée par déplacement de la sangle transversalement à sa direction normale, la sangle est directement tendue et est mise sous une tension préalable particulière Lorsque des ressorts hélicoïdaux de torsion sont placés des deux côtés de la sangle, les forces appliquées à la sangle sont réparties uniformément sur la largeur de celle-ci. L'utilisation d'un ressort hélicoïdal de torsion dans un organe de mise sous tension préalable selon l'in- vention, pour le déplacement d'une boucle, assure, dans les modes de réalisation les plus courants de ceinture de sécurité, une mise sous tension préalable à la fois de la partie de sangle passant sur l'épaule et de celle qui passe sur le ventre En particulier, les ceintures de sécurité les plus utilisées ont une sangle qui part d'un dispositif d'ancrage proche de la face arrière externe du siège, qui passe dans une languette de boucle, fixée de façon tempo- raire à une boucle adjacente au côté interne du siège, et qui remonte vers l'extérieur sur le siège vers un dispo- sitif d'ancrage placé au-dessus et en arrière du côté externe du dossier du siège, avant retour à un enrouleur. Lors du déplacement de la boucle, les parties de sangle passant sur l'épaule et sur le ventre sont toutes deux tendues L'enroulement sur un mandrin d'un organe souple, par l'intermédiaire duquel la boucle est fixée au véhicule, présente l'avantage de tirer la boucle dans le sens qui tend la sangle par une force qui s'exerce dans la direction de traction et non transversalement à cette direction. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un premier mode de réalisation; la figure 2 est une vue en élévation latérale du premier mode de réalisation; la figure 3 est une coupe du premier mode de réali- sation suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe du premier mode de réali- sation suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en plan d'un second mode de réalisation; la figure 6 est une vue en élévation latérale du second mode de réalisation; la figure 7 est une vue en élévation latérale d'un troisième mode de réalisation; la figure 8 est une vue en perspective de trois- quarts du troisième mode de réalisation; et la figure 9 est une vue arrière, en demi-coupe, du troisième mode de réalisation. Dans le premier mode de réalisation (figures 1 à 4), l'organe P de mise sous tension préalable est destiné à agir directement sur une sangle d'une ceinture de sécurité, par déplacement d'une partie de la sangle W à proximité d'un enrouleur R L'organe de mise sous tension préalable est incorporé au même châssis F de base que l'enrouleur R et comporte un ressort hélicoïdal 1 de torsion comme dispositif moteur pour le déplacement de la sangle afin qu'elle soit soumise à une tension préalable Le ressort 1 comprend une partie la d'extrémité de base, une partie lb d'enroulement et une partie lc d'extrémité de manoeuvre. Sur la figure 1, le ressort 1 est représenté dans sa position "armée" dans laquelle de l'énergie est accumulée par serrage de la partie d'enroulement lb La partie la d'extrémité de base s'écarte de la partie lb d'enroulement en direction tangentielle et est au contact d'une patte F 2 qui dépasse latéralement à l'extérieur de la partie laté- rale Fl de châssis La partie lb d'enroulement est suppor- tée sur la partie latérale de châssis Fl par des pattes 3. La partie lc d'extrémité de manoeuvre est dirigée tangen- tiellement vers l'enrouleur et la base F 3 du châssis F La disposition représentée à l'avant de la figure 1 est reproduite par un second ressort hélicoïdal de torsion 1 placé de l'autre côté du châssis, et les parties d'extré- mité de manoeuvre des deux ressorts 1 sont reliées par un segment du ressort 1 qui est disposé transversalement au châssis F entre la base F 3 et le trajet normal de la sangle W Dans ce mode de réalisation, les deux ressorts font partie d'un organe unique, les parties de manoeuvre lc étant rendues solidaires par une partie transversale Un manchon cylindrique 2 est logé sur le segment de l'organe qui est disposé transversalement au châssis F. Un bras 5 de levier de serrage ayant une mâchoire 4 de serrage articulée à son extrémité libre est logé entre les parties latérales Fl du châssis et est fixé à un arbre disposé transversalement au châssis F et il est monté sous forme articulée sur les parties latérales Fl de châssis. Une mâchoire 6 de serrage est montée afin qu'elle puisse coulisser longitudinalement par rapport à la sangle W sur la base F 3, en face de la mâchoire 4 et du côté opposé de la sangle, cette mâchoire étant rappelée par un ressort 15 vers l'enrouleur R Comme représenté sur la figure 2 (mais non sur la figure 1), un bras 8 de support est fixé à l'arbre du bras 5 de levier et est aussi couplé au bras 5 par un axe de liaison qui passe par une fente de la partie latérale Fl de châssis Le bras de support et le bras de levier sont rappelés élastiquement dans le sens contraire des aiguilles d'une montre (sur la figure 2) par un ressort 7 dont une première extrémité est en appui contre la patte 3 et l'autre extrémité se loge sur l'axe de liaison. Normalement, le bras de support et le bras de levier ne peuvent pas tourner sous l'action de la force de rappel du ressort 7 à cause d'une bielle 9 de retenue, et la sangle est libre de passer entre les mâchoires 4 et 6, dans cette position. Un mécanisme de déclenchement de l'organe de mise sous tension préalable est monté sur les parties latérales Fl de châssis à proximité de l'enrouleur R Le mécanisme de déclenchement comporte une tringlerie à genouillère compo- sée de deux bielles en U 10 et 11 qui sont articulées l'une sur l'autre par des rivets ou analogues et d'une bielle de manoeuvre 12 Les bielles 11 et 12 sont articulées sur les parties latérales Fl de châssis autour d'un axe 13 Dans la position armée, la tringlerie à genouillère est dans la position bloquée représentée sur la figure 4, dans laquelle la tringlerie maintient les parties d'extrémité de manoeuvre lc des ressorts 1 à l'état d'accumulation d'éner- gie par mise en coopération d'encoches i Qa des extrémités inférieures des branches de la bielle inférieure 10 avec le manchon 2 Des pattes l Ob des branches de la bielle 10 établissent la position de blocage en empêchant le pivote- ment des bielles 10 et 11 depuis la position légèrement articulée représentée sur la figure 4. En cas de collision, un capteur d'accélération (non représenté) provoque la transmission d'un signal électrique à un dispositif 14 de déclenchement du type qui utilise de la poudre à fusil pour la création d'une onde de pression (voir figure 2) L'onde de pression frappe un bras 12 a de la bielle 12 comme indiqué par la flèche sur la figure 2. Les pattes 12 b de la bielle agissent sur les bielles 10 et 11 et provoquent l'écart de la position de blocage de la genouillère en permettant l'articulation de la tringlerie autour du pivot formé entre les organes 10 et 11, sous l'action de la force appliquée lorsque l'énergie accumulée dans le ressort hélicoïdal de torsion est transformée en un mouvement de la partie lc d'extrémité de manoeuvre du ressort Au début de la libération de la force du ressort et du déplacement de la partie lc d'extrémité de manoeuvre, la bielle 9 de retenue est détruite si bien que le ressort 7 peut faire pivoter le bras 5 de levier dans le sens qui met la mâchoire 4 en coopération avec la ceinture Sous l'action de la force du ressort hélicoïdal 1 de torsion, la sangle W est déviée transversalement à son trajet normal depuis l'enrouleur R et forme une boucle entre le rouleau de l'enrouleur et une barre 16 de guidage La formation de la boucle assure une traction ferme de la sangle contre l'occupant du véhicule et l'application d'une force de tension préalable à la sangle Cet état de tension préa- lable est conservé par serrage de la sangle qui ne peut pas être retirée du fait de son contact avec les mâchoires de serrage. L'organe de mise sous tension préalable des figures 1 à 4 n'occupe qu'un espace relativement réduit A cet égard, les parties lb d'enroulement des ressorts 1 sont formées d'un matériau ayant une section qui est plus large en direction radiale, par rapport à l'axe d'enroulement, et plus étroite en direction axiale, si bien que la dimension en direction transversale à la sangle est minimale La disposition de ressorts 1 des deux côtés de la sangle assure une application régulière des forces du ressort à la sangle. Le second mode de réalisation de dispositif de mise sous tension préalable P représenté sur les figures 5 et 6, est semblable au premier, mais il est utilisé pour l'appli- cation d'une force de traction à une boucle B par formation d'une boucle dans un tronçon de sangle Bl qui relie la boucle à un organe B 2 d'ancrage Le dispositif P de mise sous tension préalable et l'organe d'ancrage B 2 sont fixés à une base B 3 qui est elle-même fixée au véhicule Un ressort hélicoïdal 1 de torsion est monté avantageusement sur la base B, près de chaque côté de la sangle Bi, sa partie d'extrémité de base la étant retenue, sa partie lb d'enroulement étant tendue afin qu'elle crée une force préalable (accumulation d'énergie), et sa partie d'extré- mité de manoeuvre lc étant logée dans un manchon 2 placé transversalement à la sangle Bl entre la base B 3 et la sangle Bl et reliant les parties lc d'extrémité de manoeuvre des deux ressorts 1 l'une à l'autre afin que ceux-ci agissent en tandem Après libération d'un mécanisme de déclenchement (non représenté), l'énergie accumulée dans les ressorts hélicoïdaux 1 de torsion est libérée et transformée en un mouvement rapide du manchon 2 suivant un arc indiqué par la flèche de la figure 6, vers une position dans laquelle une boucle (représentée en traits mixtes) est formée dans une partie de la sangle Bi, entre l'organe d'ancrage B 2 et une barre de guidage de sangle Ainsi, la boucle B est tirée vers l'organe d'ancrage, et une sangle de retenue d'un occupant (non représentée) fixée à la boucle par une languette est soumise à une tension préa- lable La tension préalable est maintenue dans la sangle par coopération de la sangle Bl avec le levier 5 et une mâchoire 6 de serrage qui sont commandés par un mécanisme dont le principe est analogue à celui des figures 1 à 4, comme décrit précédemment Dans la plupart des ensembles à ceinture de sécurité, la languette de la boucle est placée entre une partie passant sur le ventre et une partie passant sur l'épaule, si bien que l'application d'une force de traction à la boucle, vers l'organe d'ancrage, provoque la mise sous tension à la fois des parties de sangle passant sur le ventre et sur l'épaule. Les figures 7 à 9 représentent un autre mode de réalisation dans lequel la sangle de retenue est serrée par déplacement d'une boucle Un arbre 20 dépasse latéralement de la partie inférieure arrière du côté interne d'un siège de véhicule (figure 7) La partie d'extrémité de base 21 a d'un ressort hélicoïdal de torsion est logée dans une encoche 20 a de l'extrémité de l'arbre 20 (figure 8) si bien que la partie d'enroulement 21 b, logée sur l'arbre, ne peut pas tourner sur celui-ci, sauf dans la mesure o elle assure le serrage des enroulements pour l'accumulation d'énergie La partie 21 c d'extrémité de manoeuvre du ressort 21 est fixée à un mandrin 22 qui est logé sur l'arbre afin qu'il puisse tourner sur un roulement 24 Une première extrémité d'un câble souple Y est fixée au mandrin et peut être enroulée sur le mandrin lorsqu'il tourne dans un sens convenable, un collier 22 b étant fixé au mandrin afin qu'il empêche le glissement le long du mandrin pendant l'enroulement L'autre extrémité du câble Y est raccordée à la boucle B Une rangée de dents 22 a d'encliquetage dépasse d'un bord du mandrin, et les dents sont normalement logées dans des fentes correspondantes 25 b d'une bague 25 d'encli- quetage qui est logée sur le mandrin afin qu'elle ne puisse pas tourner, par introduction d'une ou plusieurs pattes 25 a dépassant vers l'intérieur sur la bague 25 dans des fentes longitudinales de guidage 20 b, dans le mandrin La bague 25 de verrouillage est rappelée par un ressort hélicoïdal 26 de compression, logé entre elle et un collier 20 a fixé au mandrin, vers celui-ci, et un mécanisme convenable de déclenchement (non représenté) maintient normalement la bague de verrouillage en position telle que les dents 22 a du mandrin 22 sont logées dans les fentes 25 a de la bague 25, et le mandrin ne peut pas tourner. Lorsque le mécanisme de déclenchement est commandé après détection d'une accélération importante du véhicule, la bague 25 n'est plus maintenue au contact du mandrin 22 et elle est chassée à distance du mandrin 22 par un effet de came des dents 22 a d'encliquetage contre les bords des fentes 25 b, du fait de la libération de l'énergie accumulée dans le ressort hélicoïdal de torsion 21, provoquant une rotation du mandrin Lors de la rotation du mandrin, le câble 25 s'enroule à la périphérie du mandrin et tire la boucle dans un sens tel que la sangle de retenue de la ceinture de sécurité est tendue Lorsque la sangle a été mise sous une tension préalable, celle-ci ne peut pas être supprimée par remise en coopération des dents 22 a du mandrin avec les fentes 25 b de la bague 25 qui est remise à l'état de verrouillage par le ressort 26 de compression. Le troisième mode de réalisation (figures 7 à 9) présente l'avantage d'appliquer une force de traction à la boucle, cette force agissant dans le même sens que la boucle lorsqu'elle exerce une tension sur la sangle, c'est- à-dire suivant l'axe longitudinal du câble Y En outre, le dispositif a une petite dimension et peut être facilement logé entre les sièges du véhicule Les deux modes de il réalisation des figures 5 et 6, d'une part, et 7 à 9, d'autre part, lorsqu'ils sont utilisés avec les ceintures de sécurité des types les plus courants comme décrit précédemment, assurent une mise sous tension préalable bien équilibrée dans les parties de sangle passant sur l'épaule et sur le ventre. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de mise sous tension préalable qui possède de nombreux avantages, par exemple un faible coût, un faible encombrement, la possibilité de l'utilisation avec divers éléments de la ceinture de sécurité qui sont placés soit du côté de la boucle, soit du côté de l'enrouleur, et la possibilité d'assurer une répartition favorable des forces, par exemple par utilisation de deux ressorts, un de chaque côté de la sangle Comme la source motrice n'est pas épuisée après son utilisation, elle peut être réarmée si bien qu'il est possible de réaliser le dispositif de mise sous tension préalable afin qu'il soit déclenché pour de faibles accélé- rations D'autre part, le dispositif de mise sous tension préalable peut être utilisé avec une partie de sangle passant sur l'épaule, et dans ce cas, la force de tension préalable est essentiellement appliquée à la partie passant sur l'épaule D'autre part, une mise sous tension préalable bien équilibrée des parties de sangle de retenue passant sur le ventre et sur l'épaule peut être obtenue par mise du dispositif en coopération avec la boucle de la ceinture. Evidemment, dans tous les cas, l'énergie accumulée dans les ressorts hélicoïdaux de torsion peut avoir l'amplitude voulue, obtenue par la réalisation même des ressorts Les ressorts peuvent évidemment avoir diverses sections, et il est avantageux qu'ils aient une plus grande épaisseur en direction radiale qu'en direction axiale afin que leur encombrement soit réduit Divers mécanismes de déclenche- ment du dispositif de mise sous tension préalable et de maintien de la tension préalable peuvent être utilisés. 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. REVENDICATIONS 1 Dispositif de mise sous tension préalable destiné à un ensemble à ceinture de sécurité pour véhicule, destiné à serrer une sangle qui retient un occupant d'un véhicule par déplacement d'un élément de l'ensemble à ceinture d'une manière telle que la sangle est tendue, le dispositif comprenant une source motrice destinée à déplacer l'élément et étant caractérisé en ce que la source motrice est un ressort hélicoïdal de torsion ( 1, 21) ayant une partie d'extrémité de base (la, 21 a) fixée au véhicule, une partie d'enroulement (lb, 21 b) retenue afin qu'elle soit guidée par rapport au véhicule, et une partie d'extrémité de manoeuvre (lc, 21 c) associée à l'élément afin qu'une force d'entraînement soit appliquée à l'élément et provoque son déplacement lors de la libération de l'énergie accumulée dans le ressort hélicoïdal. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de l'ensemble à ceinture est une partie de sangle (W, Bi). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie d'enroulement (lb) du ressort hélicoï- dal est disposée latéralement à proximité de la partie de sangle (W, Bl), son axe étant sensiblement transversal à la partie de sangle. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce qu'il comporte deux ressorts hélicoïdaux ( 1) placés chacun d'un côté de la partie de sangle (W, Bi). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les parties d'extrémité de manoeuvre (lc) des deux ressorts hélicoïdaux sont raccordées l'une à l'autre. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les parties de manoeuvre (lc) des deux ressorts hélicoïdaux ( 1) sont solidaires, les deux ressorts hélicoï- daux étant des parties d'un seul organe formant des res- sorts hélicoïdaux. 7 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de l'ensemble à ceinture est une boucle (B) destinée à raccorder une partie de la sangle au véhicule. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un mandrin ( 20) est supporté afin qu'il puisse tourner par rapport au véhicule, en ce que la boucle (B) est raccordée au mandrin par un organe souple (Y), et en ce que la partie d'extrémité de manoeuvre ( 21 c) du ressort hélicoïdal ( 21) est raccordée au mandrin afin qu'elle le fasse tourner lors de la libération d'énergie accumulée dans le ressort hélicoïdal et enroule l'organe souple sur le mandrin, si bien que la boucle est déplacée et tend la sangle. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en outre en ce que la partie d'enroulement (lb, 21 b) du ressort hélicoïdal a une section transversale dans laquelle, par rapport à l'axe de l'enrou- lement, l'épaisseur radiale est nettement supérieure à la largeur axiale.