Brevet FR2661145A1 — publié le 19911025

La présente invention concerne un mécanisme de manoeuvre pour ceinture de sécurité. Une ceinture de sécurité installée dans un véhicule automobile pour la retenue du corps d'un passager dans un siège comporte un organe destiné à appliquer une force de traction préalable et qui est un élément déclenché en cas d'urgence afin que la ceinture soit tendue Plusieurs types de dispositifs d'application d'une force de traction préalable sont disponibles, par exemple un type qui agit sur un enrouleur qui est un élément de la ceinture de sécurité, un type qui tend directement la sangle de la ceinture, et un type qui tire sur la boucle à laquelle est fixée la ceinture Certains dispositifs de traction préa- lable utilisent un mélange explosif comme source motrice pour la manoeuvre, et d'autres utilisent un ressort comme source motrice. Dans les dispositifs de traction préalable qui utilisent un mélange explosif comme source motrice, une amorce électrique est nécessaire et des problèmes se posent lors de la mise du véhicule à la casse et parce que leur prix est élevé Ainsi, on a proposé divers dispositifs de traction préalable dans lesquels on utilise un ressort qui peut être monté afin qu'il travaille d'une manière purement mécanique. Cependant, la source motrice du dispositif de traction préalable doit avoir une course suffisante et une force suffisante de manoeuvre Ainsi, dans le cas o la source motrice est constituée par un ressort, l'utilisation d'un ressort puissant nécessite une force importante pour l'armement du ressort, et il faut une force de manoeuvre considérable pour libérer le ressort Dans une ceinture de sécurité de type classique ayant un capteur statique pour le déclenchement d'un enrouleur et pour la détection de l'accélération sous forme du déplacement d'une masse par inertie, il est- difficile de manoeuvrer de manière fiable un organe de déclenchement qui libère le ressort armé. Ainsi, le mécanisme de manoeuvre d'un organe de traction préalable utilisant une source motrice, tel qu'un ressort, qui nécessite une grande force pour son armement doit posséder un organe de déclenchement commandé par une petite force et un capteur d'accélération capable d'avoir une action mécanique importante. L'invention a été réalisée dans le cadre précité et elle a pour objet la réalisation d'un mécanisme de manoeuvre qui rend possible une manoeuvre fiable d'une source motrice utilisée pour la manoeuvre d'un élément d'une ceinture de sécurité, par un dispositif purement mécanique, sans intervention d'un dispositif électrique. Selon l'invention, cet objet est atteint par réali- sation d'un mécanisme de manoeuvre d'un élément d'une ceinture de sécurité ayant une source motrice rappelée élastiquement et soumise à une charge préalable et destinée à manoeuvrer l'élément lors de la suppression de la charge préalable L'invention se caractérise en ce qu'un organe de déclenchement est normalement en coopération avec la source motrice afin que la force préalable soit maintenue dans la source motrice, en ce que l'organe de déclenchement est destiné à être déplacé par une force qui lui est appliquée et à libérer la source motrice, et en ce qu'un capteur d'accélération est disposé afin qu'il libère l'organe de déclenchement de sa coopération avec la source motrice par application d'une force, le capteur ayant un corps inertiel destiné à se déplacer d'une distance fixe sous l'action d'une force d'inertie et à venir frapper l'organe de déclenchement. Dans un mode de réalisation préféré, la source motrice comprend une partie de commande qui peut être déplacée lors de la libération de la charge préalable afin que l'élément soit manoeuvré, et l'organe de déclenchement coopère normalement avec la partie de commande de manière qu'il empêche son déplacement et assure le maintien de la charge préalable Dans un mode de réalisation avantageux, l'organe de déclenchement est un mécanisme à bielles à genouillère disposé entre un support et la partie de commande de la source motrice. Dans le mécanisme de manoeuvre d'une ceinture de sécurité selon l'invention, la charge préalable de la source motrice est maintenue par l'organe de déclenchement lorsque le mécanisme est à l'état de non fonctionnement. Lorsqu'une accélération est détectée, le corps inertiel du capteur est déplacé d'une distance fixe par la force d'inertie et vient frapper l'organe de déclenchement après avoir accumulé suffisamment d'énergie cinétique, si bien que l'organe de déclenchement est libéré La charge préa- lable de la source motrice est libérée dans cette opéra- tion, et l'élément de la ceinture de sécurité est manoeuvré à la suite de la libération de cette charge préalable. Dans le mécanisme de manoeuvre de ceinture de sécurité selon l'invention, la charge préalable de la source motrice est de préférence maintenue par un mécanisme à bielles à genouillère de l'organe de déclenchement lorsque le mécanisme ne fonctionne pas Lorsqu'une accélé- ration est détectée, le dispositif capteur déclenche le mécanisme à bielles à genouillère de l'organe de déclenche- ment, et la partie de commande de la source motrice est libérée par articulation du mécanisme à bielles, si bien que la force préalable est libérée L'élément de ceinture de sécurité est manoeuvré par libération de la partie de commande de la source motrice. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures l A et 1 B représentent schématiquement la construction fondamentale d'un premier mode de réalisation de l'invention, la figure l A étant une vue en élévation latérale et la figure 1 B une vue partielle agrandie d'une partie cerclée de la figure l A; la figure 2 est une vue en perspective avec des parties arrachées représentant la construction détaillée du premier mode de réalisation; la figure 3 est une coupe en élévation latérale d'une variante d'un capteur; la figure 4 est une vue schématique en élévation latérale d'une variante d'un organe de déclenchement; la figure 5 est une vue schématique en élévation latérale d'un second mode de réalisation de l'invention et la figure 6 est une vue éclatée en perspective d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Sur les diverses figures, les références identiques désignent des éléments analogues. Comme l'indique la figure l A, un mécanisme de manoeuvre d'une ceinture de sécurité, dans un premier mode de réalisation, est construit afin qu'il tire une partie de sangle W qui est un élément de la ceinture de sécurité, transversalement à la direction de cette sangle (par exemple sous forme d'une boucle) Dans la position relative indiquée, la sangle W de la ceinture est tirée vers le haut comme l'indique la flèche X Le mécanisme de manoeuvre comporte un ressort 1 de traction vers le haut qui est constitué d'un organe hélicoïdal de torsion, constituant une source motrice pour la mise de la sangle W sous tension à la suite de la libération d'une charge déterminée obtenue par déplacement élastique préalable Le ressort 1 dont l'extrémité de base est fixée à un châssis (appelé base dans la suite) de la ceinture de sécurité (non représentée) a une extrémité 11 de commande placée très près de la sangle W Le mécanisme de manoeuvre comporte en outre un organe 2 de déclenchement destiné à maintenir la charge, et un dispositif capteur 3 destiné à détecter l'accélération et à libérer l'organe de déclenchement 2 Comme représenté sur la figure l B, le dispositif capteur 3 comporte un châssis 32 de capteur et il a un corps sphérique d'inertie 31, par exemple une bille d'acier, qui vient frapper l'organe de déclenchement 2 après avoir roulé d'une dis- tance prédéterminée sous l'action d'une force d'inertie, tout en étant guidé par le châssis 32 du capteur. Dans ce mode de réalisation, le châssis 32 du capteur a une forme cylindrique et débouche à une première extrémité Une cavité ou trou circulaire 33 est placé près de la face fermée du châssis 32 pour la retenue du corps sphérique massif 31 en position prédéterminée Le châssis du capteur a aussi un manchon 34 de ressort disposé à un emplacement qui se trouve en face du trou 33 Un organe 35 de retenue est introduit dans le manchon 34 et peut se déplacer vers le haut et vers le bas tout en étant guidé par le manchon 34 L'organe 35 de retenue est repoussé contre le corps sphérique massif 31 par un ressort 36, si bien que le corps 31 est maintenu en position prescrite dans la cavité 33 Le châssis 32 a son extrémité ouverte placée en face de l'organe 2 de déclenchement et fixée à la base précitée, d'une manière non représentée. L'organe de déclenchement 2 a une configuration en L, la partie approximativement médiane de sa plus grande branche étant supportée sur la base par un arbre 32 afin qu'il puisse tourner librement, et il comprend une partie formant crochet 21 tournée vers l'extrémité de commande 11 du ressort 1, afin qu'il coopère avec cette extrémité. La figure 2 représente la construction détaillée du premier mode de réalisation décrit précédemment Le méca- nisme de manoeuvre est placé entre la sangle W à laquelle est fixée une boucle, et la partie fixe de la sangle La construction fondamentale du mécanisme de manoeuvre est la même que dans le premier mode de réalisation, et les parties qui sont analogues sont désignées par des réfé- rences numériques identiques et on ne décrit pas à nouveau ces parties. Comme l'indique la figure 2, l'organe de déclenche- ment 2 de ce-mode de réalisation a des parties 21 de crochet à ses deux extrémités en direction transversale. Les parties 21 de crochet coopèrent avec l'extrémité 11 de commande du ressort 1 de traction entre l'extrémité 1 l de commande et les deux bords latéraux de la sangle W Le ressort 1 a des parties enroulées placées aux faces externes de parois verticales Bl dépassant d'une base B des deux côtés de la courroie W Le ressort 1 a, de chaque côté, une extrémité 12 de base qui est en butée contre une partie courbée B 2 de la paroi verticale Bl et supportée par cette partie, et une partie enroulée 13 supportée par un guide interne B 3 fixé afin qu'il recoupe la paroi verti- cale L'extrémité Il de commande du ressort coopère avec la partie 21 du crochet 2 comme décrit précédemment La paroi verticale Bl a en outre une barre B 4 de guidage de la partie courbée ou de boucle de la sangle W lorsque celle-ci est tendu Sur la figure 2, la référence C désigne une pince qui empêche la libération d'un dispositif de mise sous tension préalable rappelé contre la sangle W. Dans le mécanisme de manoeuvre du premier mode de réalisation ayant la construction précitée, le corps sphérique 31 d'inertie du capteur 3 est placé dans la cavité 33 lorsque le mécanisme est à l'état de non fonc- tionnement, c'est-à-dire lorsque l'accélération (décéléra- tion) agissant sur le véhicule équipé de la ceinture de sécurité n'a pas dépassé une valeur prédéterminée Dans ces conditions, l'état chargé du ressort 1 de traction est maintenu par l'organe 2 de déclenchement Lorsque l'accélé- ration (décélération) agissant sur le véhicule est détectée au-delà de la valeur prédéterminée, le corps sphérique 31 du capteur 3 repousse l'organe 35 de retenue vers l'arrière malgré la force de rappel du ressort 36 et roule vers l'extrémité ouverte du châssis 32 grâce à la force d'iner- tie Après accumulation d'une quantité suffisante d'énergie cinétique, le corps sphérique 31 vient frapper l'organe 2 de déclenchement et fait tourner son bras autour de l'arbre de support afin que l'extrémité 11 de commande du ressort 1, retenue par fa partie 21 de crochet, soit libérée A la suite de cette opération, le ressort 1 est libéré de son état sous charge et la sangle W de la ceinture de sécurité est tendue en direction transversale grâce à la suppression de la force appliquée Lorsque cette opération de mise sous tension est réalisée, la pince C est commandée et exécute une opération de serrage qui empêche la traction de la sangle W vers le côté o se trouve la boucle. Dans le mécanisme de manoeuvre décrit précédemment, le corps sphérique 31 d'inertie du capteur 3 est placé dans la cavité 33 du châssis 32 et le risque de fonctionnement erroné dû à des vibrations du châssis du véhicule est réduit En outre, l'établissement de la longueur du châssis 32 et l'ajustement de sa position de montage permettent un changement de la force de choc du corps sphérique 31 contre l'organe 2 de déclenchement au moment de la manoeuvre, lors de la conception du dispositif. La figure 3 est une coupe représentant une variante du capteur de ce mode de réalisation Dans cet exemple, la partie inférieure du châssis 32 a a un manchon 34 a de ressort dans lequel est logé un élément 35 a de retenue destiné à appliquer une force à un ressort 36 a Le châssis 32 a, le manchon 34 a, l'élément 35 a de retenue et le ressort 36 a constituent un capteur 3 a L'adaptation de cette disposition rend aussi possible un fonctionnement analogue à celui du capteur 3 décrit précédemment. La figure 4 est une vue schématique en élévation latérale d'une variante d'organe de déclenchement du mode de réalisation décrit Dans cet exemple, un organe 2 a de déclenchement est destiné à être placé en face d'un ressort la de traction, en sens opposé à celui du mode de réalisa- tion précédent. La figure 5 est une vue schématique en élévation latérale d'un second mode de réalisation de l'invention. Comme l'indique la figure 5, le mécanisme de manoeuvre de la ceinture de sécurité du second mode de réalisation comporte un ressort lb de traction ayant une extrémité llb de commande qui déplace la sangle lors de la libération de la force emmagasinée sous forme élastique, un organe 2 b de déclenchement destiné à maintenir la force par retenue de l'extrémité llb de commande et à libérer la force par libération de l'extrémité de commande, et un capteur 3 b destiné à libérer l'organe de déclenchement 2 b Cet organe 2 b est constitué par un mécanisme à bielles à genouillère, dont une extrémité est raccordée à l'extrémité llb de commande afin qu'il puisse tourner librement. Le mécanisme à bielles à genouillère comprend deux bras 22 b, 25 b, le bras 22 b a une extrémité de base raccor- dée à l'extrémité llb de commande du ressort lb comme décrit précédemment, et le bras 25 b a une extrémité de base qui est supportée sur un axe dépassant d'une base, non représentée, afin qu'il puisse tourner librement Le bras 22 b a une surface cylindrique semi-circulaire 23 b formée à son extrémité externe, et une surface plane 24 de butée qui est contiguë à la surface cylindrique 23 b formée du côté opposé à celui o se trouve le dispositif capteur Le bras b a une surface cylindrique concave 26 b en contact glissant avec la surface 23 b, formée à son extrémité externe, et une surface plane 27 b de butée qui est contiguë à la surface cylindrique 26 b formée du côté opposé à celui o se trouve le dispositif capteur. Lorsque le mécanisme de manoeuvre ayant cette construction est à l'état de-non fonctionnement, le méca- nisme à genouillère est commandé par une force agissant dans le sens de la flèche Xb de la figure 5 étant donné la force du ressort lb de traction, et les forces pl, p 2 sont appliquées et agissent dans le sens de la compression en provoquant une réduction de la distance comprise- entre les pivots Pl, P 2 constitués par les axes de support des bras respectifs 22 b, 25 b En conséquence, les bras 22 b, 25 b ont tendance à pivoter autour d'un pivot Pb Cependant, les deux surfaces planes de butée 24 b, 27 b sont en contact, si bien que tout pivotement vers le capteur 3 b est interdit. Ainsi, la force est maintenue grâce à la retenue de l'ex- trémité de comm'ande llb du ressort de traction lb, cette retenue empêchant le mouvement de rotation de l'extrémité de commande llb dans le sens de la flèche Xb. Lorsqu'une accélération est détectée, le dispositif capteur 3 b est commandé si bien qu'une force de choc du corps d'inertie, constituant un signal mécanique, agit sur le pivot Pb comme force de choc En conséquence, les surfaces cylindriques 23 b, 26 b glissent l'une contre l'autre, si bien que le pivot Pb, qui constitue le centre de ces surfaces, s'écarte du capteur 3 b malgré la force établie Lorsque le pivot Pb dépasse la droite reliant les pivots Pl, P 2 des bras 22 b, 25 b, les bras ne supportent plus les charges pl, p 2, si bien que la force du ressort provoque un basculement du mécanisme à bielles à genouil- lère En conséquence, la retenue de l'extrémité llb de commande du ressort lb en rotation dans le sens de la flèche Xb disparaît si bien que la force est libérée et permet à la sangle de la ceinture d'être tendue. Le mécanisme à bielles à genouillère du second mode de réalisation non seulement permet la réduction de la force initiale de l'organe de déclenchement mais rend aussi possible une grande simplification de la construction. Enfin, la figure 6 est une vue éclatée en perspec- tive d'un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans celui-ci, un mécanisme de manoeuvre analogue à celui du second mode de réalisation décrit précédemment, est placé très près d'un enrouleur R de ceinture de sécurité. Dans ce mode de réalisation, les éléments équivalents à ceux du second mode de réalisation portent des références identiques et on ne les décrit pas à nouveau. Ce mécanisme de manoeuvre comporte un organe 2 c de déclenchement qui est pratiquement identique à celui du second mode de réalisation Cependant, dans ce nouveau mode de réalisation, l'organe 2 c de déclenchement est constitué par un mécanisme à genouillère dans lequel trois bras en forme de fourche sont raccordés Plus précisément, le mécanisme à genouillère comprend un premier et un second bras 22 c, 25 c en forme de fourche qui sont articulés à leur point de raccordement par des rivets ou analogues R assu- rant l'articulation, et un troisième bras 26 c en forme de fourche destiné à manoeuvrer le premier et le second bras 22 c, 25 c par effet de genouillère Le premier bras 22 c a une découpe courbe 23 c à chacune de ses extrémités externes Ces découpes 23 c coopèrent avec les extrémités de l'organe lic de commande du ressort lc Le côté d'extrémité de base du second bras 25 c a des trous H qui supportent ce bras autour d'axes (non représentés) placés sur les parois verticales Blc d'une base Bc de manière que le bras puisse tourner librement Ce troisième bras 26 c est aussi supporté afin qu'il puisse tourner librement sur des axes de la même manière et il a une extrémité supérieure comportant un bras de frappe 27 c qui reçoit une force de choc du dispositif capteur 3 c En outre, l'extrémité inférieure du troisième bras 26 c a des parties coudées 28 c qui sont en butée contre le premier et le second bras 22 c, 25 c légèrement au-dessus de leur point d'articulation du côté opposé à celui o se trouve le ressort de traction Une partie coudée 24 c qui est en butée contre le second bras 25 c à partir du côté o se trouve le ressort de traction est placée près de l'ex- trémité supérieure du premier bras 22 c. Dans le mécanisme de manoeuvre ayant cette construc- tion, les seules différences portent sur le fait que le troisième bras 26 c est destiné à inverser le sens de la force de choc du dispositif capteur 3 c, et la force de choc reçue par la surface 27 c de choc est transmise aux parties courbées du premier et du second bras 22 c, 25 c par l'inter- médiaire des parties courbées 28 c Par ailleurs, le fonc- tionnement de ce mode de réalisation est analogue à celui du second mode de réalisation décrit précédemment. Dans le mécanisme à bielles à genouillère de ce mode de réalisation, non seulement la force initiale de l'organe de déclenchement peut être réduite, mais encore, l'opéra- tion de réarmement peut être simplifiée. Bien qu'on ait décrit l'invention en détail en référence à tr Zôis modes de réalisation, elle n'est pas limitée à ceux-ci qui peuvent être modifiés de diverses manières. il Dans le mécanisme de manoeuvre de ceinture de sécurité selon l'invention tel que décrit en détail précé- demment, un organe de déclenchement est commandé par la collision avec un corps massif En conséquence, un puissant signal de sortie du capteur peut être appliqué mécanique- ment à l'organe de déclenchement par utilisation de l'éner- gie cinétique accumulée par le corps inertiel, si bien qu'il est possible de réaliser un mécanisme de manoeuvre qui travaille d'une manière purement mécanique. En outre, comme l'organe de déclenchement peut être réalisé avec un mécanisme à bielles à genouillère, la force nécessaire à la manoeuvre de l'organe de déclenchement lui- même peut être réduite. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux mécanismes de manoeuvre qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Mécanisme de manoeuvre d'un élément d'une cein- ture de sécurité, ayant une source motrice ( 1) rappelé élastiquement, soumise à une force préalable et destinée à manoeuvrer l'élément lors de la suppression de la force préalable, caractérisé en ce qu'un organe de déclenchement ( 2) est normalement en prise avec la source motrice afin qu'il maintienne la charge préalable appliquée à la source motrice ( 1), en ce que l'organe de déclenchement ( 2) est destiné à être déplacé par une force qui lui est appliquée et à libérer alors la source motrice de la charge préa- lable, et en ce qu'un capteur d'accélération ( 3) est destiné à libérer l'organe de déclenchement ( 2) de sa coopération avec la source motrice ( 1) par application d'une force à cet organe, le capteur ( 3) ayant un corps d'inertie destiné à se déplacer sur une distance fixe sous l'action d'une force d'inertie et à venir frapper l'organe de déclenchement ( 2). 2 Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source motrice ( 1) a une partie de commande ( 11) qui peut être déplacée lors de la suppression de la force préalable afin que l'élément soit manoeuvré, et en ce que l'organe de déclenchement ( 2) est normalement au contact de la partie de commande ( 11) afin qu'elle ne puisse pas se déplacer et que la charge préalable soit maintenue. 3 Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de déclenchement ( 2 c) est un mécanisme à bielles à genouillère coopérant avec un support et une partie de commande de la source motrice entre lesquels il est placé.