Brevet FR2673584A1 — publié le 19920911

La présente invention concerne un dispositif de mise sous tension préalable d'une sangle d'une ceinture de sécurité de véhicule, et elle concerne en particulier un tel dispositif de mise sous tension préalable destiné à tendre la ceinture par entraînement en rotation de l'arbre de l'enrouleur de sangle dans le sens d'enroulement de la sangle. Certaines ceintures de sécurité de véhicules pos- sèdent un dispositif de mise sous tension préalable destiné à serrer une ceinture portée par un occupant du véhicule afin que le corps de l'occupant soit fermement retenu en cas d'urgence et de manière que l'occupant ne puisse pas subir une collision secondaire à l'intérieur du véhicule. Un tel dispositif de mise sous tension préalable est l'objet de la demande publiée de brevet japonais no 1-119454. Dans le dispositif de mise sous tension préalable de la demande publiée de brevet japonais no 1-119454, une poulie raccordée à l'arbre de l'enrouleur de sangle, par un dispositif d'accouplement, est entraînée en rotation si bien que la sangle est tendue par un ensemble d'entraîne- ment (source motrice) qui tire un câble de traction enroulé à la périphérie de la poulie Le dispositif d'accouplement comporte un pignon fixé sur l'arbre du rouleau et un pignon fixé sur la poulie Cette dernière est supportée sur un ensemble de guidage (levier basculant), et l'ensemble de guidage est normalement maintenu en position "armée" dans laquelle les pignons sont séparés par un ensemble de maintien (goupille de cisaillement) Lorsque l'ensemble d'entraînement est commandé, l'ensemble de maintien libère l'ensemble de guidage qui pivote et permet aux pignons d'être en prise Lorsque les pignons sont venus en prise, l'ensemble de maintien libère la poulie si bien qu'elle peut entraîner en rotation l'arbre du rouleau. L'ensemble de maintien fonctionne d'une manière telle que la rotation de la poulie doit être limitée jusqu'à la mise en prise des pignons, et ceci nécessite un ensemble de maintien dont la précision est élevée (plus précisément, une goupille de cisaillement dont la charge de cisaillement est précise) et qui travaille en deux étapes. Comme un dispositif de mise sous tension préalable doit pouvoir travailler presque instantanément, en un temps de l'ordre de la milliseconde, une variation même légère de résistance peut modifier beaucoup le fonctionnement de l'ensemble Comme la poulie est supportée par l'ensemble de guidage (c'est-à-dire un levier basculant) dans le dispo- sitif précité, un ensemble robuste de guidage correspondant à la puissance de manoeuvre est nécessaire, et l'augmenta- tion de perte d'énergie dans la manoeuvre de l'ensemble de guidage pose un problème. La présente invention a pour objet la résolution des problèmes précités par réalisation d'un dispositif de mise sous tension préalable qui fait tourner l'arbre de l'enrou- leur et qui fonctionne de manière analogue de façon géné- rale à celle du dispositif de mise sous tension préalable connu, indiqué précédemment, mais qui ne met pas en oeuvre un fonctionnement séquentiel comprenant la mise en prise de la poulie avec l'arbre de la bobine d'enroulement de sangle de l'enrouleur, puis la rotation de la poulie. L'invention met en oeuvre un dispositif de mise sous tension préalable du type à entraînement en rotation de l'arbre de l'enrouleur d'une sangle de ceinture de sécurité de véhicule, ayant une poulie qui n'est pas normalement en prise avec l'arbre de la bobine de la sangle de l'enrouleur mais qui est mobile afin qu'il vienne en coopération avec cet arbre lors du fonctionnement d'une source motrice de manière que l'arbre de la bobine tourne dans le sens d'enroulement de la sangle et applique donc une force de traction préalable à la sangle L'invention se caractérise en ce qu'une entretoise mobile est couplée de façon tempo- raire à la poulie afin qu'elle soit déplacée par la poulie lors de la rotation de celle-ci par la source motrice, d'une position reculée vers une position de coopération dans laquelle elle est en prise entre la poulie et une partie d'un organe fixe et maintient la poulie en coopéra- tion d'entraînement avec l'arbre de la bobine d'enroule- ment, et, dans la position de mise en coopération, elle est désaccouplée de la poulie si bien que celle-ci peut tourner. Dans des modes de réalisation préférés, l'invention est en outre caractérisée en ce que l'organe fixe comporte un guide le long duquel l'entretoise est guidée lors de son déplacement de la positon reculée vers la position de coopération, et l'organe fixe a une surface séparée de la partie qui est en prise avec l'entretoise et qui est placée de manière qu'elle maintienne la poulie en coopération avec l'arbre de la bobine d'enroulement en coopération avec l'entretoise. Dans un dispositif de mise sous tension préalable selon l'invention, la poulie est déplacée lors de la manoeuvre de la source motrice afin qu'elle vienne en coopération d'entraînement avec l'arbre de la bobine et, lorsque la poulie est en prise avec l'arbre de la bobine, l'entretoise est déplacée lors de la rotation de la poulie vers la position de coopération dans laquelle elle main- tient la mise en coopération de la poulie avec l'arbre de la bobine Dans la position de coopération, l'entretoise est désaccouplée de la poulie et permet ainsi à la poulie de continuer à tourner en étant entraînée par la source motrice et à faire tourner de manière correspondante l'arbre de la bobine de l'enrouleur Un tronçon de la sangle de ceinture est ainsi enroulé sur l'arbre de la bobine et une tension est ainsi établie dans la sangle de la ceinture. 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 dispositif de mise sous tension préalable de l'invention; la figure 2 est une vue schématique en élévation latérale représentant la configuration du dispositif de mise sous tension préalable en position armée; la figure 3 est une vue schématique en élévation latérale représentant la configuration du dispositif de mise sous tension préalable juste après le déclenchement de la source motrice; et la figure 4 est une vue schématique en élévation latérale du dispositif de mise sous tension dans sa posi- tion finale de coopération de l'entretoise après que celle- ci a été désaccouplée de la poulie. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, un câble métallique 3 est raccordé entre une source motrice 2 et une poulie 5 afin qu'il coopère avec un arbre 11 de bobine d'enroulement de sangle comme enrouleur 1 de ceinture de sécurité, et une force de traction préalable est appliquée à une sangle 4 de la ceinture de sécurité par entraînement en rotation de l'arbre 11 d'enroulement dans le sens d'enroulement de la ceinture Un dispositif de mise sous tension préalable du type à entraînement en rotation de l'arbre de l'enrouleur est ainsi réalisé. Bien que ce mode de réalisation ne comporte pas de dispositif particulier tel qu'une came pour la mise en prise de la poulie 5 avec l'arbre Il de la bobine de l'enrouleur 1, une entretoise 7 est disposée afin qu'elle soit guidée par une partie d'un organe fixe 6 et elle est mobile vers une position de coopération entre l'organe 6 et la poulie 5, position dans laquelle la poulie est en prise avec l'arbre de la bobine. En particulier, l'enrouleur 1 de ceinture de sécu- rité a la réalisation connue qui comporte un mécanisme 13 de serrage de la sangle L'organe fixe 6 est sous forme d'un bloc monté sur une paroi latérale du châssis 14 de l'enrouleur par un dispositif convenable (non représenté). Le bloc a une cavité 61 de forme générale circulaire qui loge la poulie, un canal 62 qui conduit de façon générale en direction tangentielle de la poulie vers la source motrice 2 et par lequel passe le câble 3 de la poulie vers la source motrice, et un canal 63 de guidage de l'entretoise 7. Un pignon 12 ayant un trou carré (ou d'une autre forme non circulaire) est fixé sur une partie de configura- tion complémentaire de l'arbre 11 de la bobine de l'enrou- leur, si bien que le pignon tourne avec l'arbre de la bobine Une partie 15 de l'arbre de la bobine dépasse à l'extérieur par rapport au pignon 12 et est raccordée à une première extrémité d'un ressort spiralé d'enroulement de l'enrouleur (non représenté). La poulie 5 est annulaire et elle a, sur sa paroi circonférentielle interne dont le diamètre est légèrement supérieur à celui du pignon 12, des dents 51 d'engrenage qui sont en prise avec les dents 121 du pignon 12 Les joues latérales 52 et 53 de la poulie 5 ont des encoches complémentaires à leur bord, une seule étant visible sur la figure 1 et étant désignée par la référence 54. Le câble 3 est enroulé sur la poulie et il est fixé à celle-ci par un bloc 31 d'extrémité qui se loge dans une encoche 58 de la joue 52, l'encoche étant formée par découpe d'une partie de la joue en direction générale tangentielle Le câble forme approximativement deux tours autour de la poulie depuis le bloc d'extrémité, il quitte la poulie par le canal 62, vers la source motrice, et il est fixé de façon convenable au piston de la source motrice 2. L'entretoise 7, qui est logée afin qu'elle soit mobile dans le canal 63 de guidage, a une partie allongée et rectiligne 71 de corps et une saillie 72 qui se loge dans l'encoche 54 de la joue 52 de la poulie et dans l'encoche complémentaire (non représentée) de la joue 53 et qui assure l'accouplement temporaire à la poulie Comme l'indique plus clairement la description qui suit, la partie 71 de corps de l'entretoise 7 a une épaisseur telle que, lorsqu'elle est placée entre la périphérie externe de la poulie et la paroi latérale de guidage du canal 63 formé dans le bloc 6, elle maintient les dents internes 51 de la poulie en prise avec les dents 121 du pignon 12 monté sur l'arbre de la bobine de l'enrouleur afin qu'ils s'en- traînent mutuellement. Un couvercle 10 est monté sur le bloc 6, et l'en- semble 8 à ressort d'enroulement de l'enrouleur est logé à l'intérieur du couvercle. Dans la description qui suit, les expressions "vers le haut" et "vers le bas" ou "vers la gauche" ou "vers la droite" sont utilisées pour indiquer des positions sur les figures des dessins et n'indiquent pas obligatoirement les positions correspondantes dans le dispositif réel de mise sous tension préalable Dans la position "armée" (figure 2), la poulie 5 est placée dans la cavité 61 de logement de poulie du bloc 6, l'extrémité inférieure de chaque joue 52 et 53 étant supportée par la surface de la paroi infé- rieure, et l'entretoise 7 est en position reculée dans la partie la plus basse du canal 63, sa saillie 72 étant couplée à la poulie par mise en coopération avec l'encoche 54 de la joue 52 et l'encoche complémentaire (non repré- sentée) de la joue 53 Une goupille de cisaillement (non représentée) peut être utilisée pour la fixation temporaire de la poulie 5 dans cette position Les dents externes 121 du pignon 12 et les dents internes 51 de la poulie sont séparées par une certaine distance et l'enrouleur 1 peut fonctionner normalement. Lorsqu'une accélération élevée G est appliquée à la suite d'une collision du véhicule, à l'état armé du dispo- sitif de mise sous tension préalable et lorsque la source motrice 2 est déclenchée par la détection de l'accélération par un capteur, le câble 3 est tiré dans le sens de la flèche A (figure 3) vers la source motrice 2 La goupille de cisaillement (non représentée) se rompt et la poulie 5, avec le câble 3 enroulé sur elle, est tirée vers le haut, et les dents externes 121 du pignon 12 et des dents internes 51 de la poulie 5 sont mises en prise en position inférieure La poulie 5 se déplace librement car rien ne s'oppose au déplacement de la poulie 5 vers le haut ou à la rotation de la poulie dans le sens B En conséquence, même si les bouts des dents 121 et 51 viennent se frapper, la mise en prise des dents 121 avec les dents 51 peut être établie par une petite rotation de la poulie 5 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre B. Lorsque la poulie 5 est entraînée en rotation et lorsque l'entretoise 7 est tirée partiellement vers le haut, la poulie 5 est poussée vers la gauche, et la région de coopération des dents 121 et des dents 51 change. Lorsque la poulie 5 continue à être entraînée en rotation par le câble, l'entretoise 7 est tirée vers le haut, vers la partie supérieure du canal 63, et la saillie 72 se sépare de l'encoche 54 La figure 4 représente la position dans laquelle l'accouplement de la poulie et de l'entre- toise est supprimé Dans cette position, la partie 71 de corps de l'entretoise 7 reste placée entre la poulie 5 et la surface de guidage du canal 63 de guidage, et la coopé- ration des dents externes 121 du pignon et des dents internes 51 de la poulie est conservée. Après la séparation de la poulie 5 de l'entretoise, la poulie 5 continue à tourner et elle est supportée aux points P et Q dans la position représentée sur la figure 4. Cette rotation est transmise à l'arbre 11 de la bobine d'enrouleur par le pignon 12, et une partie de la sangle 4 est enroulée sur la bobine, ceci se produisant très rapide- ment si bien que la sangle subit la mise sous tension préalable avant que le corps de l'occupant ne se soit déplacé sous l'action des forces d'inertie. Comme l'indique la figure 4, dans la disposition du mode de réalisation précédent, la position T de coopération d'une dent donnée 51 avec une dent 121 est écartée vers le bas d'un angle e ("angle de coopération") par rapport à un axe qui relie l'axe O de rotation du pignon 12 au point de contact P de la poulie 5 et de l'entretoise 7 Ceci est destiné à réduire la force de contact ou de pression Pl appliquée par la poulie 5 sur l'entretoise 7 au point P de contact par coulissement entre la poulie 5 et l'entretoise 7. En particulier, lorsque la poulie 5 est entraînée en rotation dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en étant supportée aux points P et Q comme représenté sur la figure 4, la position T de coopération doit être choisie de manière que l'angle de coopération e soit compris entre 0 et 90 , d'un point de vue théorique Cependant, en réalité, lorsqu'une dent-interne 51 est mise en prise avec une dent externe 121 lors du fonctionnement, la force de pression Pl due à l'angle de pression de coopération a écarte l'entretoise 7 Lorsque la coopération devient moins poussée à cause de cette force, la force de pression Pl augmente parce que l'angle de pression a de mise en coopé- ration est plus grand aux bouts des dents du pignon Cette augmentation de la force de pression Pl joue le rôle d'une force ayant tendance à séparer les dents Cependant, si l'angle 6 de coopération est rendu plus proche de l'angle a de pression de coopération comme représenté sur la figure, l'influence de l'angle a de pression de coopération peut être réduite au minimum, et la mise en prise du pignon peut être conservée avec une force minimale de pression P Le réglage de l'angle réel O de coopération peut être établi par prise en considération du mouvement de la poulie 5 et de la force de pression P 2 au point Q. Il est donc possible, avec le dispositif de mise sous tension préalable du mode de réalisation précédent, de réduire au minimum la résistance de glissement due au frottement au point P de support lorsque la poulie 5 tourne, afin que le pignon reste en prise et que la force de traction appliquée au câble 3 soit efficacement trans- formée en une force de rotation de l'arbre 11 de la bobine. De nombreuses variantes sont possibles Par exemple, le mode de réalisation précédent comporte un type particu- lier de source motrice destinée à tirer le câble, mais il est aussi possible de faire tourner la poulie 5 directement par utilisation d'un puissant ressort hélicoïdal de tor- sion En outre, bien qu'un pignon soit utilisé pour mettre en coopération la poulie 5 et l'arbre 11 de la bobine dans le mode de réalisation précédent, une coopération par frottement peut aussi être utilisée. Ainsi, l'invention concerne un dispositif de mise sous tension préalable qui établit et maintient la coopéra- tion d'une poulie avec un arbre de bobine d'enroulement de sangle sans l'action par étapes du dispositif connu de mise sous tension préalable Le fonctionnement de l'enrouleur à arbre rotatif a donc une plus grande fiabilité. 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 d'un type qui fait tourner un arbre d'enrouleur destiné à une ceinture de sécurité d'un véhicule, ayant une poulie ( 5) qui n'est pas normalement en coopération avec l'arbre ( 11) de la bobine d'enroulement de sangle de l'enrouleur mais qui est mobile afin qu'elle puisse venir coopérer avec l'arbre ( 11) de la bobine de sangle lors du fonctionnement d'une source motrice ( 2) afin que l'arbre de la bobine tourne dans le sens d'enroulement de la sangle et exerce ainsi une force préalable de traction sur la sangle, caractérisé en ce qu'une entretoise mobile ( 7) est accou- plée temporairement à la poulie ( 5) de manière qu'elle soit déplacée par la poulie lors de la rotation de la poulie sous l'action de la source motrice ( 2), d'une position reculée vers une position de coopération dans laquelle elle est en coopération entre la poulie ( 5) et une partie d'un organe fixe ( 6) et maintient la poulie en coopération d'entraînement avec l'arbre ( 11) de la bobine, et, dans la position de coopération, elle est désaccouplée de la poulie afin que la poulie puisse tourner. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe fixe ( 6) comporte une rainure de guidage le long de laquelle l'entretoise ( 7) est guidée lors du déplacement de la position reculée à la position de coopération. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe fixe ( 6) a une surface distante de ladite partie et disposée afin que la poulie ( 5) soit maintenue en coopération avec l'arbre ( 11) de la bobine avec l'entretoise ( 7).