Brevet FR2665934A1 — publié le 19920221

DESCRIPTION DE BREVET TITRE DE L'INVENTION PALIER ET SA MÉTHODE DE FABRICATION ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Cette invention concerne un palier d'un arbre sup- portant un levier ou similaire et une méthode de fabrica- tion du palier Plus particulièrement, l'invention con- cerne un palier en forme d'anneau dans lequel une partie en base de montage et une partie en palier pour supporter un arbre sont constituées en une configuration en forme de L et une méthode de fabrication d'un tel palier. Le dispositif de ceinture de sécurité d'un véhicule automobile est généralement pourvu d'un enrouleur pour reprendre une ceinture L'enrouleur est conçu pour qu'un arbre de bobine qui reprend la ceinture soit libéré afin de pouvoir tourner dans les conditions normales, permet- tant ainsi de tirer la ceinture librement de l'arbre de bobine pour que la ceinture n'entrave pas le passager qui la porte Dans le cas d'une urgence telle qu'une colli- sion, l'arbre de bobine est toutefois empêché de tourner 2 - par un moyen de verrouillage, si bien que la ceinture ne peut pas être tirée de l'arbre de bobine Ceci permet à la ceinture de retenir et de protéger le passager. Bien que le moyen de verrouillage de l'arbre de bobine qui reprend la ceinture puisse lui-même arrêter d'une manière fiable la rotation de l'arbre de bobine, il est des circonstances o un excès de ceinture repris par l'arbre de bobine est libéré par suite d'une trac- tion, malgré le fait que la rotation de l'arbre de bobine ait été bloquée Pour empêcher une telle libération de la ceinture par suite d'une traction, on a proposé un enrouleur de ceinture de sécurité du type représenté sur la Fig 4. Comme représenté sur la Fig 4, un enrouleur de ceinture de sécurité 1 comprend un balancier fixé à un cadre 2 pour basculer lorsqu'il est soumis à une force d'impact supérieure à une valeur prédéterminée, une roue d'encliquetage 5 fixée coaxialement à un arbre de bobine (non représenté) qui reprend une ceinture 4, un élément de liaison 6 actionné par le basculement du balancier 3, pour qu'un doigt d'encliquetage 6 a de celui-ci s'engage avec une dent de la roue d'encliquetage 5 et se déplace vers le haut par l'effet d'une force de rotation produite par la roue d'encliquetage 5 et un élément d'arrêt 8 monté en rotation sur le cadre 2 pour être tourné par le mouvement vers le haut de l'élément de liaison 6, de manière a bloquer la ceinture 4 entre cet élément et un élément de paroi 7. Avec un enrouleur de la ceinture de sécurité 1 de ce type, l'élément d'arrêt 8 lui-même bloque la ceinture 4 entre cet élément et l'élément de paroi 7 en cas d'ur- gence, avec comme résultat que la libération de la ceinture 4 peut être empêchée en cas de traction soudaine. Dans l'enrouleur conventionnel de ceinture de sécu- 3 - rité 1 empêchant la libération de la ceinture 4 en cas de traction soudaine sur la ceinture, l'élément d'arrêt 8 est supporté en rotation sur le cadre 2 par un arbre 9. Dans ce cas, l'arbre 9 a ses deux extrémités supportées sur le cadre 2 par une paire de paliers 10, comme représenté sur la Fig 5. Comme représenté plus en détail sur la Fig 6, chaque palier 10, formé d'ordinaire en anneau par une opération de soyage a une configuration en forme d'anneau réalisée pour avoir une partie en palier l Oa et une partie en base de montage lob, qui sont pliées pour avoir ensemble une section transversale en forme de L Dans le travail de pliage effectué par soyage, le rayon de pliage est comparativement grand Dans ces conditions, le palier 10 est tel, qu'un point central c le long de la direction axiale d'une surface de support a de la partie en palier l Oa est éloigné de la partie en base de montage lob, en termes de direction axiale. Dans ces conditions, lorsque les deux extrémités de l'arbre 9 sont supportées par la paire de paliers 10 comme représenté sur la Fig 5, les centres c 1, c 2 des surfaces de support a des deux paliers 10 deviennent très écartés En outre, pour minimiser la contrainte produite lorsqu'une charge est reçue de l'arbre 9, la surface de la partie en palier l Oa supportant l'arbre 9 est agran- die Dans ces conditions, il y a une distance a 1 impor- tante entre les centres des charges f agissant sur les surfaces de support a des parties en palier i Qa consé- quemment à la charge de l'arbre 9, en l'occurrence la distance entre les centres c 1, c 2 des parties en palier l Oa. Lorsqu'il existe une distance si importante a 1 entre les centres c 1, c 2 des charges f dans les deux paliers 10, ceci conduit inévitablement à un couple M produit par l'arbre 9 qui est important Dans ces condi- 4 - tions, la contrainte de flexion développée par l'arbre 9 est également augmentée Ceci signifie, que l'arbre 9 doit être prévu suffisamment solide pour résister à cette contrainte de flexion Pour garantir la solidité de l'arbre 9, il faut toutefois augmenter son diamètre En particulier, lorsque l'élément d'arrêt 8 lui-même bloque la ceinture 4 entre cet élément et l'élément de paroi 7 dans l'enrouleur 1, une charge F importante est appliquée à l'arbre 9 Ceci impose de réaliser l'arbre 9 avec un diamètre particulièrement large Dans ces conditions, l'arbre 9 non seulement nécessite d'utiliser une grande quantité de matériau du fait de sa taille plus importan- te, mais encore le poids et le coût de l'arbre augmentent en conséquence. En outre, le fait de diminuer au maximum la taille et le poids du palier 10 est souhaitable dans une optique de réduction globale du poids du véhicule A cet effet, on a envisagé de rendre l'épaisseur de la plaque du palier 10 aussi faible que possible Toutefois, lorsque l'épaisseur de la plaque du palier 10 est diminuée, la surface de support a devient trop éloignée de la partie en base de montage l Ob lorsque le palier est réalisé par soyage comme décrit ci-dessus La résistance au voilement à la partie pliée A comme elle est représentée sur la Fig 6 devient trop faible à cause de cet éloignement important La conséquence en est que, lorsqu'une charge agit sur l'arbre 9 dans la direction z, la partie pliée A est déformée et de ce fait, la partie en palier loa et l'arbre 9 se déplacent dans la direction z, ce qui diminue la force de blocage. RÉSUMÉ DE L'INVENTION Un objet de la présente invention est de fournir un palier et une méthode pour le fabriquer, o la contrainte produite par une charge agissant sur un arbre puisse être minimisée, avec comme résultat que la taille de l'arbre puisse être considérablement diminuée et qu'il puisse être formé à bas prix. Un autre objet de la présente invention est de fournir un palier et une méthode pour le fabriquer, o le poids puisse être diminué et une solidité suffisante assurée. Selon la présente invention, les objectifs ci-dessus sont atteints en fournissant un palier en forme d'anneau dans lequel une partie en base de montage et une partie en palier supportant un arbre sont réalisées avec une configuration en forme de L, caractérisé en ce qu'un centre de la partie en palier dans une direction axiale est disposé en une position se superposant à la partie en base dans la direction axiale, ou au proche voisinage de la position de la partie en base dans la direction axiale. En outre, on fournit selon la présente invention une méthode de fabrication d'un palier, caractérisée par une étape de transformation par soyage d'une plaque plate en une ébauche de palier en forme d'anneau, dans laquelle une partie en base de montage et une partie en palier supportant un arbre sont réalisées avec une configuration en forme de L et une étape subséquente de pressage en moulage par compression de la partie en palier de l'ébauche de palier aux dimensions prescrites dans une direction axiale. Dans le palier de la présente invention réalisé comme décrit ci-dessus, le centre de la surface de support du palier dans la direction axiale est disposé en une position se superposant à la partie en base de montage dans la direction axiale, ou en une position très proche de la partie en base de montage dans la direction axiale. Dans ces conditions, lorsque l'arbre est supporté par les surfaces de support d'une paire de paliers, la -6 distance entre les centres des surfaces de support de ces parties en palier est diminuée par comparaison avec le palier conventionnel Par conséquent, le couple de f le- xion produit par la charge agissant sur l'arbre est diminué, ainsi que la contrainte de flexion développée par l'arbre Dans ces conditions, le diamètre de l'arbre peut être considérablement diminué En outre, même lorsque l'arbre est supporté par le palier de cette invention et un autre palier tel que le palier conven- tionnel, la distance entre les centres des parties de support de ces paliers est diminuée. Comme le centre de la surface de support dans la direction axiale se superpose à la partie en base de montage dans la direction axiale ou se trouve au proche voisinage de la partie en base de montage dans la direction axiale, il y a une augmentation substantielle de la résistance de la partie pliée entre la partie en palier et la partie en base de montage Dans ces condi- tions, même lorsque l'épaisseur de la plaque du palier est diminuée, la partie pliée ne subit pas de déformation par voilement et dans ces conditions, la partie en palier et l'arbre ne vont pas se déplacer dans la direction perpendiculaire à la direction axiale. Dans la méthode de fabrication du palier selon la présente invention, le palier est moulé par pressage. Dans ces conditions, le simple fait de garantir la précision des dimensions du moule de pressage permet d'améliorer la précision du trou de palier et également de produire en série d'une manière simple un palier de haute précision. D'autre objets et avantages de l'invention seront en partie évidents et en partie ressortiront de la descrip- tion L'invention comprend donc des caractéristiques de construction, des combinaisons d'éléments et un agence- ment des parties qui seront illustrés par la forme 7 - d'exécution décrite ci-après, et la portée de l'invention sera indiquée dans les revendications. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La Fig 1 est une vue en coupe illustrant une forme d'exécution d'un palier selon la présente invention; la Fig 2 est une vue en coupe schématique illus- trant la manière dont un arbre est supporté par le palier de cette forme d'exécution; la Fig 3 sert à décrire une méthode de fabrication d'un palier selon la forme d'exécution de l'invention, (a) étant un diagramme illustrant l'étape de fabrication d'une ébauche de palier et (b) étant un diagramme illus- trant l'étape de pressage du palier; la Fig, 4 est une vue en perspective montrant un enrouleur de ceinture de sécurité selon l'art antérieur; la Fig 5 est une vue en coupe schématique illus- trant la manière dont un arbre est supporté par un palier selon l'art antérieur; et la Fig 6 est une vue en coupe montrant le palier selon l'art antérieur. DESCRIPTION DE LA FORME D'EXÉCUTION PRÉFÉRÉE La Fig, 1 est une vue en coupe similaire à celle de la Fig 6, montrant une forme d'exécution de la présente invention et la Fig 2 est une vue en coupe partielle similaire à celle de la Fig 5, montrant la manière dont un arbre est supporté en utilisant le palier selon cette forme d'exécution Par ailleurs, les composants identi- ques à ceux de l'art antérieur représentés sur les Figs. 4 à 6 sont désignés par les mêmes caractères de référence et ils n'ont pas besoin d'être décrits à nouveau Une apostrophe (') est jointe aux chiffres de référence des parties qui correspondent à celles des Figs 4 à 6, mais en étant différentes. Comme représenté sur la Fig 1, un palier 10 ' selon cette forme d'exécution comprend une partie en palier 8 - l Oa' ayant une surface de support a dont le centre c est disposé en une position se superposant à une partie en base de montage lob' dans la direction axiale Dans ces conditions, le palier 10 ' a une résistance élevée à la flexion dans la partie pliée A entre la partie en palier l Oa' et la partie en base de montage lob'. Il est à noter que le centre c de la surface de support a n'a pas obligatoirement besoin d'être en une position se superposant à la partie en base de montage lob dans la direction axiale Suivant l'épaisseur de la plaque, il suffit que le centre c de la surface de support a soit situé en une position très proche de la partie en base lob', par comparaison avec l'art antérieur. Dans ces conditions, lorsque l'arbre 9 est supporté par les paliers 10 ' de la forme d'exécution comme repré- senté sur la Fig 2, les centres cl, c 2 des surfaces de support a dans la direction axiale des deux paliers 10 ' aux deux extrémités de l'arbre 9 sont beaucoup plus proches par comparaison avec le palier de l'art antérieur Dans ces conditions, la distance entre les centres des deux surfaces de support a, c'est-à-dire une distance a 2 entre les centres c 1, c 2 des charges f agissant sur le palier 10 ', est inférieure à la distance a 1 entre les centres c 1, c 2 des charges f agissant sur le palier 10 de l'art antérieur (c'est-à-dire a 2 Pour ce qui est du support de l'arbre 9 par les paliers 10 ' de cette forme d'exécution dans laquelle la distance a 2 entre les centres c 1, c 2 des charges f est ainsi diminuée, le couple de flexion M produit par l'arbre 9 est également diminué par (a 2/a 1)2, par rapport à l'art antérieur Dans ces conditions, la contrainte de flexion développée par l'arbre 9 est également diminuée. Comme la résistance du palier 10 ' à la flexion est augmentée, la partie pliée A du palier 10 ' ne subit pas 9 - de déformation lorsque la charge f est reçue de l'arbre 9, même lorsque l'épaisseur de la plaque du palier 10 ' est diminuée Dans ces conditions, le palier loa' et l'arbre 9 ne vont pas se déplacer dans la direction z et par conséquent, une force de blocage suffisante de l'élé- ment d'arrêt 8 contre la ceinture 4 peut être assurée. Une méthode pour former le palier 10 ', conforme à cette forme d'exécution, est décrite maintenant. Comme représenté sur la Fig 3 (a), on forme d'abord par une opération de soyage, tout comme dans la méthode de fabrication du palier selon l'art antérieur, une ébauche de palier 10 " présentant un rayon de pliage comparativement élevé et comportant une partie en palier l Oa" ainsi qu'une partie en base de montage 10 "b définis- sant une configuration en forme de L Ensuite, comme représenté sur la Fig 3 (b), l'ébauche de palier 10 " est disposée dans un moule inférieur 11, de manière à ce qu'un trou loc", d'une partie en palier loa" de l'ébauche de palier 10 " corresponde à une protubérance cylindrique lla faisant saillie du moule inférieur 11 Ensuite, un moule supérieur 12 est disposé sur l'extrémité supérieure de la partie en palier 10 " et le palier loa" est comprimé d'en haut par une presse agissant sur le moule supérieur 12, grâce à quoi la partie en palier i Qa' est comprimée jusqu'à une longueur prédéterminée On forme ainsi le palier 10 ' de cette forme d'exécution. Selon cette méthode de fabrication, le diamètre interne du trou l Oc de la partie en palier loa' peut être formé avec une grande précision, simplement en s'assurant de ce que les dimensions du moule 11 ont une précision prescrite Dans ces conditions, non seulement on amé- liore la précision de la position de l'arbre 9, mais encore on élimine presque complètement la possibilité de décalage de l'arbre 9 et de la partie en palier loa' du palier 10 ' Par ailleurs, la durabilité de l'arbre 9 et - du palier 10 ' est améliorée En plus, la méthode de fabrication de l'invention permet de fabriquer le palier de haute précision 10 ' en série et simplement. Bien que l'on ait décrit une forme d'exécution dans laquelle la présente invention s'applique au palier d'un enrouleur d'un dispositif de ceinture de sécurité, il va sans dire que l'invention peut aussi s'appliquer aux paliers d'autres arbres. D'autre part, dans la forme d'exécution décrite ci- dessus, les deux paliers supportant l'arbre 9 emploient tous deux le palier selon cette invention Toutefois, il va sans dire que les mêmes effets peuvent être obtenus même lorsqu'un palier est un palier de la présente invention et l'autre palier est un palier différent. Dans le cas du palier de la présente invention et comme cela ressort clairement de la description ci- dessus, la surface de support du palier est rapprochée de la partie en base de montage par comparaison avec le palier de l'art antérieur et de ce fait, la résistance à la flexion est plus importante qu'avec le palier de l'art antérieur Dans ces conditions, l'épaisseur de la plaque du palier peut être diminuée considérablement et il est possible de diminuer le poids du palier De plus, la partie de support du palier ne sera pas déformée par une charge de l'arbre lorsque l'arbre est supporté, ce qui permet d'empêcher l'arbre de se déplacer dans la direc- tion perpendiculaire à la direction axiale. Lorsqu'un arbre est supporté par une paire de pa- liers conformes à l'invention, la distance entre les centres des charges qui agissent sur le palier est diminuée par comparaison avec le palier de l'art anté- rieur et donc le couple de flexion et la contrainte de flexion développés par l'arbre sont diminués, par compa- raison avec ceux de l'art antérieur Dans ces conditions, le diamètre de l'arbre peut être considérablement dimi- il - nué Ceci permet d'économiser sur le matériau constituant l'arbre et de diminuer les coûts De plus, comme le diamètre de l'arbre peut être diminué, il est possible de réaliser une réduction additionnelle dans un appareil réalisé en utilisant le palier de l'invention. En outre, lorsque le palier est appliqué à un enrouleur d'un dispositif de ceinture de sécurité, le couple de flexion qui agit sur l'arbre est petit et l'enrouleur peut donc avoir une plus grande force pour bloquer la ceinture. Dans la méthode de fabrication du palier selon la présente invention, le diamètre interne du trou de la partie en palier peut être formé avec une très grande précision, simplement en s'assurant de ce que les dimen- sions du moule de pressage ont la précision prescrite. Dans ces conditions, non seulement la précision de posi- tionnement de l'arbre est améliorée, mais également on élimine presque la possibilité que l'arbre et la partie de support du palier soient décalés Par ailleurs, la durabilité de l'arbre et du palier est améliorée En outre, dans la méthode de fabrication de l'invention, un palier de haute précision peut être produit en série et simplement. Comme on peut réaliser de nombreuses formes d'exécu- tion apparemment très différentes de la présente inven- tion sans se départir de l'esprit de l'invention et sortir de son domaine, il est entendu que l'invention n'est pas limitée par des formes d'exécution spécifiques, mais par les revendications en annexe. 12 - REVENDICATIONS 1 Palier en forme d'anneau dans lequel une partie en base de montage et une partie en palier supportant un arbre sont réalisées avec une configuration en forme de L, caractérisé en ce qu'un centre de ladite partie en palier dans une direction axiale est disposé en une position se superposant à-ladite partie en base dans la direction axiale, ou au proche voisinage de la position de ladite partie en base dans la direction axiale. 2 Méthode de fabrication d'un palier, comprenant les étapes consistant à: transformer par soyage une plaque plate en une ébauche de palier en forme d'anneau, dans laquelle une partie en base de montage et une partie en palier supportant un arbre sont réalisées avec une configuration en forme de L; et à mouler ensuite par compression la partie en palier de ladite ébauche de palier aux dimensions prescrites dans une direction axiale.