Brevet FR2669284A1 — publié le 19920522

La présente invention concerne un appareil de mise sous tension préalable pour ensemble à ceinture de sécurité de véhicule, et elle concerne en particulier un appareil de mise sous tension préalable du type dans lequel la sangle est tendue par rotation d'un rouleau d'un enrouleur dans le sens d'enroulement de la sangle. Dans certains ensembles à ceinture de sécurité de véhicule, un dispositif de mise sous tension préalable de sangle est utilisé afin qu'il empêche une collision secon- daire d'un occupant du véhicule par commande en cas d'urgence et par retenue étroite du corps de l'occupant sur le siège du véhicule. La demande publiée de brevet japonais N O 119454/1989 par exemple décrit et représente un dispositif de mise sous tension préalable dans lequel une sangle est enroulée et serrée par entraînement en rotation d'une poulie qui est raccordée, lors de la manoeuvre de l'appareil de mise sous tension préalable, à un arbre d'enroulement de sangle d'un enrouleur de sangle de ceinture par un ensemble d'accou- plement La poulie est entraînée en rotation par un câble couplé à une source motrice et enroulé sur la poulie. L'ensemble d'accouplement comporte une paire de pignons dont l'un est fixé à l'arbre d'enroulement et l'autre est fixé à la poulie La poulie est supportée par un organe mobile qui est normalement maintenu, par une goupille de cisaillement, en position telle que les pignons ne sont pas en prise, si bien que l'enrouleur peut fonctionner normale- ment, sans interaction avec l'appareil de mise sous tension préalable, sauf en cas d'urgence qui provoque la manoeuvre de l'appareil de mise sous tension préalable Lorsque le fonctionnement de cet appareil est déclenché, les pignons sont mis en prise lors du cisaillement de la goupille de cisaillement et du mouvement de l'organe de support de la poulie. Dans le dispositif connu précité, la rotation du pignon sur la poulie doit être limitée jusqu'à ce que les pignons soient mis convenablement en prise Ainsi, il faut que la goupille de cisaillement ait une charge précise de cisaillement et travaille en deux étapes En outre, étant donné qu'une très grande force est appliquée instantanément à la poulie (en quelques millisecondes), une légère varia- tion de résistance au cisaillement peut avoir une influence importante sur le fonctionnement de l'ensemble En outre, il est nécessaire qu'un organe robuste de support permette l'encaissement de la force de manoeuvre, et une perte d'énergie est provoquée par la libération de l'ensemble de guidage maintenu par la goupille de cisaillement. L'invention a pour objet la réalisation d'un appa- reil de mise sous tension préalable de sangle du type qui fait tourner un arbre de bobine d'enrouleur de sangle, dans lequel la commande du fonctionnement, comme dans la dispo- sition connue, est obtenue, mais dans lequel une perte d'énergie pendant le fonctionnement est évitée car le câble de traction a pour rôle de retenir la poulie et de guider celle-ci afin qu'elle mette en prise un pignon de la poulie avec un pignon de l'arbre de la bobine de l'enrouleur, lors de la manoeuvre de l'ensemble moteur. Cet objet est atteint selon l'invention par réalisa- tion d'un appareil de mise sous tension préalable destiné à un ensemble à ceinture de sécurité de véhicule, ayant un enrouleur à partir duquel une sangle est déroulée et sur lequel elle est enroulée, par rotation d'un arbre de bobine L'appareil de mise sous tension préalable comprend une poulie portant un pignon; il est normalement maintenu en position dans laquelle le pignon de la poulie n'est pas en prise avec un pignon monté sur l'arbre de la bobine Un câble de traction comprend un segment de coopération avec la poulie, enroulé sur la poulie, et un segment de traction partant de la poulie dans une direction de traction vers une source motrice destinée à tirer sur le câble et à déplacer la poulie en translation afin que le pignon de la poulie soit mis en prise avec le pignon de l'arbre et que la poulie tourne si bien que les pignons font tourner l'arbre de la bobine et assurent une mise sous tension préalable de la sangle par enroulement sur l'arbre de la bobine. L'invention se caractérise en ce que le câble de traction a un segment tiré, partant du segment de coopéra- tion avec la poulie, à l'extrémité opposée au segment de traction, pratiquement dans la direction de traction, et en ce qu'une partie du segment tiré coopère par friction avec des surfaces fixes de freinage formées sur l'enrouleur La poulie est retenue par les segments de traction et tiré du câble de traction en position dans laquelle les pignons ne sont pas en prise. En particulier, le segment de traction et le segment tiré du câble de traction, qui ont pratiquement la même direction, sont suffisamment rigides pour maintenir la poulie en position dans laquelle le pignon de la poulie n'est pas en prise avec le pignon de l'arbre, sous l'action des forces qui lui sont appliquées lors du fonctionnement normal du véhicule, par exemple sous l'action des secousses et des vibrations du véhicule Les forces relativement faibles nécessaires au maintien de la poulie en position de repos sont obtenues par coopération par friction du segment de sangle et de surfaces de freinage formées sur l'enrou- leur Lorsque l'ensemble moteur est déclenché à la suite d'une commande d'un capteur à inertie pendant une collision du véhicule ou dans un autre cas d'urgence, le segment de traction du câble de traction provoque un déplacement en translation de la poulie dans le sens qui met en prise le pignon de la poulie avec le pignon de l'arbre; par ail- leurs, la force de frottement existant entre le segment tiré du câble et les surfaces de freinage formées sur l'enrouleur sont suffisamment élevées pour qu'elles per- mettent le déplacement en translation par maintien d'une force égale à la force appliquée au segment de traction par la source motrice et agissant pratiquement dans le même sens et pratiquement dans la même direction Après mise en coopération du pignon de la poulie avec le pignon de l'arbre, la force de traction appliquée au câble de traction par la source motrice dépasse la force de friction agissant sur le segment de traction du câble et assure la rotation de la poulie qui elle- même provoque une rotation de l'arbre dans le sens d'enroulement de la sangle Une partie de la sangle est ainsi enroulée sur la bobine de l'enrouleur et subit une mise sous tension préalable, en coopération intime avec l'occupant du véhicule Il apparaît ainsi, à la lecture de la description qui précède, que le câble de traction a pour fonction de supporter la poulie et son pignon en position de repos, et de guider la poulie dans le sens qui met en coopération le pignon de la poulie avec le pignon de l'arbre lorsque l'appareil de mise sous tension préalable est déclenché. 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: la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en élévation latérale du mode de réalisation de la figure 1, après enlèvement d'un couvercle et d'un ressort d'enroulement de l'enrouleur; la figure 3 est une vue éclatée en coupe de certains des éléments du mode de réalisation considéré, le plan de coupe passant par l'axe de l'arbre de bobine; la figure 4 est une coupe partielle agrandie suivant la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 est une vue partielle détaillée corres- pondant à la ligne V-V de la figure 2; la figure 6 est une vue en élévation latérale du mode de réalisation considéré, dont le couvercle et le ressort d'enroulement de l'enrouleur ont été retirés, et elle représente l'appareil de mise sous tension préalable à l'état de fonctionnement; et la figure 7 est une vue partielle détaillée d'une partie de la poulie et du câble de traction représentée sur la figure 5, dans une variante de disposition du câble. Un segment 22 de coopération avec une poulie, appartenant à un câble 2 de traction formé de fils métal- liques retordus, est enroulé sur une poulie annulaire 1 Un segment 21 de traction du câble part du segment 22 dans une direction de traction L vers une source motrice 3 qui peut être de tout type convenable connu dans la technique Des dents externes 42 a d'un pignon 42 qui est monté sur une extrémité de l'arbre 41 de bobine d'enrouleur de sangle qui ne peut pas tourner, peuvent coopérer avec des dents internes la formées sur la paroi interne de la poulie 1. Lorsque la source motrice 3 est déclenchée, le segment 21 de traction du câble 2 assure une rotation de l'arbre 41 dans le sens de l'enroulement d'une partie de la sangle 5 sur l'arbre de la bobine d'enrouleur, si bien que la sangle est mise sous une tension préalable et vient coopérer fermement avec l'occupant du véhicule. Le câble 2 de traction a un segment tiré 23 partant de l'extrémité du segment 22 de coopération avec la poulie qui est opposée au segment 21, dans une direction T qui est pratiquement la direction L de traction du segment 21, du même côté de la poulie Une partie du segment tiré 23 coopère par friction avec des surfaces de freinage d'un élément fixe qui est associé à l'enrouleur 4 L'enrouleur 4 peut être du type qui se bloque en cas d'urgence et de toute construction convenable, de nombreux types étant bien connus dans la technique. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, un bloc 6 de frein destiné à coopérer par friction avec le segment tiré 23 du câble 2 est fixé à une paroi latérale d'un châssis 43 d'enrouleur ayant une forme en U Le bloc de freinage a une cavité 61 de forme générale elliptique et un canal 62 disposé de façon générale le long de sa circonférence, vers l'extérieur de la cavité 61 Une partie 62 a du canal circonférentiel 62 du bloc 6 de frein est courbée avec un rayon plus petit que celui d'autres parties du canal et forme des surfaces de freinage par friction d'une partie 23 a du segment tiré 23. Le pignon 42 est monté sur l'arbre 41 par logement d'une partie 41 a d'extrémité de forme rectangulaire de l'arbre dans un trou 42 de forme complémentaire formé dans le pignon (voir figure 3) Le pignon 42 a un arbre 42 b ou saillie rectangulaire qui loge une extrémité d'un ressort spiralé qui fait partie d'un ensemble 8 à ressort d'enrou- lement de l'enrouleur. Les joues ld et le de la poulie 1 sont suffisamment larges dans la direction radiale pour qu'elles permettent l'enroulement du câble 2 sur la poulie avec un recouvrement radial sur environ la moitié de la dimension circonféren- tielle de la poulie Un flasque axial lb (voir figure 3) qui a une longueur égale au diamètre du câble 2 est placé à l'intérieur de la poulie 1 Un trou courbe lc est disposé axialement dans la poulie et loge une partie d'une goupille 9 de cisaillement qui est montée sur le bloc de freinage, à une première extrémité L'autre extrémité de la goupille de cisaillement se loge dans un trou formé dans un couvercle 7 destiné à l'ensemble 8 à ressort d'enroulement La goupille de cisaillement facilite la retenue de la poulie en posi- tion de repos par le câble 2, et elle peut être omise. Les figures 4 et 5 représentent une partie du câble 2, à l'endroit o il est fixé à la poulie 1 La partie du câble 2 de traction enroulé sur la poulie 1 coopère avec la poulie par découpe d'une partie de la joue radiale interne ld de la poulie 1 dans la direction radiale, et par sertis- sage afin que le câble 2 soit serré à l'intérieur Grâce à ce sertissage, le câble de traction 2 est déplacé du canal de la poulie formé entre les joues radiales interne et externe le et ld vers le flasque radial lb dans une partie duquel la joue radiale ld n'existe pas Le câble est conduit de la poulie le long du segment tiré 23 vers le canal 62 Comme représenté sur les figures 1 à 3, il est guidé par un tronçon 62 a de freinage du canal circonféren- tiel 62 et, après disposition autour du canal 62 et passage dans un tronçon 62 b de vérification, il aboutit à proximité d'une extrémité du canal. A partir du segment tiré 23, le câble de traction 2 fait un tour complet autour de la poulie, le long de la périphérie interne du canal if de la poulie depuis le segment 22 de coopération avec la poulie Ensuite, il fait un demi-tour de plus le long de la périphérie externe de la poulie, il recoupe le canal circonférentiel 62 et sort du bloc 6 de freinage le long du segment de traction 21. L'extrémité du segment de traction est fixée à un piston (non représenté) de la source motrice 3. Le segment tiré et le segment de traction ont des positions symétriques par rapport à l'axe central de la poulie 1 qui est placée entre eux, et la poulie est main- tenue de manière stable étant donné la rigidité du câble. Les sens d'application de force suivant les axes T et L des segments tiré et de traction du câble 2 sont pratiquement les mêmes En conséquence, lorsqu'une force de traction est appliquée au segment 21 du câble 2, une force agissant le long d'un axe central, dans le même sens que le segment de traction, est appliquée à la poulie 1 Dans ce mode de réalisation, les deux axes T et L sont parallèles et sont orientés dans le même sens, et la force précitée agissant sur la poulie est accrue étant donné le coefficient multi- plicateur obtenu par la disposition de la poulie L'expres- sion "le même sens" indiquée dans le présent mémoire indique simplement que les sens ne sont pas "opposés", et l'angle inclus entre les deux axes peut être théoriquement compris entre 1800 et O Cependant, en pratique, il est souhaitable qu'il soit proche de O . Le bloc 6 de freinage est recouvert par un couvercle 7 Un ensemble 8 à ressort de rappel d'un enrouleur 4 est monté sur lui dans le mode de réalisation considéré. Dans un appareil de mise sous tension préalable selon l'invention, la poulie 1 est positionnée et maintenue concentriquement au pignon 42 par le câble 2 de traction à l'état inactif représenté sur la figure 2 Comme les dents externes 42 a du pignon 42 et les dents internes la de la poulie 1 ne sont pas en prise, l'enrouleur 4 peut fonction- ner normalement. Lorsqu'une accélération élevée se produit, par exemple en cas de collision d'un véhicule, et est détectée par un capteur, la source motrice est commandée Le câble 2 de traction est tiré dans la source motrice 3, dans le sens de la flèche C, et la poulie 1 est soumise par le câble de traction à une force de rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre comme indiqué par la flèche A sur la figure 2 Le frottement entre le bloc 6 de freinage et le câble 2 de traction crée une force de freinage qui résiste à la traction du câble 2, et une force dans le sens de traction représenté par la flèche B est appliquée à la poulie 1 en plus de la force précédente En conséquence, l'axe central de la poulie 1 perd sa concentricité par rapport à l'axe central du pignon 42 et se déplace vers le haut Les dents externes 42 a du pignon 42 et les dents internes la de la poulie 1 sont donc mises en prise du côté opposé (en position inférieure sur la figure 6) de l'axe partant du côté de traction. Après que les dents externes et internes la et 42 a ont été mises en prise, la poulie 1 ne peut pas se déplacer et ne peut pas s'écarter en translation Ainsi, la force de traction de la source motrice 3 maintient la coopération des dents internes et externes la et 42 a et provoque une rotation de la poulie 1. La figure 6 représente l'état de l'appareil de mise sous tension préalable lorsqu'il est en fonctionnement. Lorsqu'il est commandé, une force de freinage correspondant à une charge constante due au glissement du câble 2 formé de fil métallique torsadé est constamment appliquée au segment tiré du câble 2 car le câble de traction essaie de rester rectiligne étant donné sa rigidité propre, dans la partie 62 a du canal 62, avec un petit rayon de courbure, c'est-à-dire dans le tronçon de freinage du bloc 6, lors du tirage vers l'extérieur Ainsi, une vibration au cours de la rotation de la poulie 1 est réduite au minimum En conséquence, le câble 2 de traction joue le rôle d'un guide pour la poulie. Dans l'appareil de mise sous tension préalable de ce mode de réalisation, le câble de traction 2 est enroulé sur la poulie avec recouvrement en direction radiale, et il est possible d'obtenir une course suffisante pour obtenir la force de traction préalable voulue appliquée à la sangle 5 sans augmentation de la dimension axiale de la poulie En outre, contrairement à la disposition classique, un ensemble de guidage n'est pas présent Ainsi, le nombre d'éléments mobiles est limité au minimum, et ceci contribue à l'augmentation de la fiabilité du fonctionnement. La description qui précède concerne un mode de réalisation de l'invention, mais l'invention n'est pas limitée à celuici, et la disposition peut être modifiée d'après les conditions réelles de commande et la sélection des matériaux, dans le cadre de la description qui précède et des revendications. Par exemple, le segment de traction et le segment tiré du câble de traction ne sont pas nécessairement des parties d'un seul câble, et ces segments peuvent faire partie de câbles séparés Dans ce cas, et comme représenté sur la figure 7, le tronçon 22 a de vérification du câble 2 a est formé par disposition d'une extrémité terminale du tronçon de traction 21 a et d'une extrémité initiale du segment tiré 23 a parallèlement et par sertissage de ses extrémités. Comme décrit précédemment, avec l'appareil de mise sous tension préalable selon l'invention, il est possible d'obtenir une même commande de fonctionnement que dans la disposition classique, parce que le câble de traction lui- même, qui coopère avec la poulie, joue le rôle d'un ensemble de maintien et d'un ensemble de guidage de la poulie Ceci contribue à l'élimination des pertes d'énergie pendant la manoeuvre et améliore aussi la fiabilité du fonctionnement par réduction du nombre d'éléments mobiles. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. il REVENDICATION Appareil de mise sous tension préalable de sangle destiné à un ensemble à ceinture de sécurité de véhicule ayant un enrouleur à partir duquel une sangle est destinée à être déroulée et sur lequel la sangle peut être enroulée par rotation d'un arbre de bobine ( 42), l'appareil de mise sous tension préalable comportant une poulie ( 1) qui porte un pignon (la) et qui est normalement maintenue en position dans laquelle le pignon de la poulie n'est pas en prise avec un pignon (la) de l'arbre de bobine, un câble de traction ( 2) ayant un segment ( 22) de coopération avec la poulie, ce segment étant enroulé sur la poulie, et ayant un segment de traction ( 21) partant de la poulie dans une direction de traction vers une source motrice destinée à tirer sur le câble et à déplacer la poulie en translation afin que le pignon de la poulie soit mis en prise avec le pignon ( 42 a) de l'arbre et fasse tourner la poulie de sorte que les pignons font tourner l'arbre et assurent la mise sous tension préalable de la sangle par enroulement sur l'arbre de bobine, ledit appareil étant caractérisé en ce que le câble de traction ( 2) a un segment tiré ( 23) partant du segment ( 22) de coopération avec la poulie depuis l'extrémité de celui-ci opposée au segment de traction ( 21), pratiquement dans la direction de traction et du même côté, et une partie du segment tiré coopère par friction avec des surfaces fixes de freinage formées sur l'enrou- leur, la poulie ( 1) étant maintenue par les segments de traction et tiré du câble de traction en position dans laquelle les pignons ne sont pas en prise.