Brevet FR2820449A1 — publié le 20020809

Verrou à billes sécurisé. La présente invention concerne un verrou à billes, du type notamment utilisé dans le domaine du siège de véhicule automobile pour assurer une fixation désolidarisable du siège sur le plancher du véhicule. Pour illustrer le domaine de l'invention, un verrou à bille de type classique a été représenté figure 1. Il comporte un corps de verrou 10, de forme générale cylindrique dans lequel est réalisé un alésage axial borgne 11, débouchant à l'extrémité du corps située généralement vers le haut, et définissant une paroi annulaire 12 dont l'extrémité supérieure porte une collerette 13. L'extrémité inférieure du corps est conformée en cône à pointe arrondie 14, destiné à faciliter l'insertion du corps dans un orifice de la pièce sur laquelle le verrou est destiné à assurer son maintien, cette pièce étant, dans l'application principale visée ici, le plancher d'un véhicule automobile. Une tige de commande 20, appelée couramment aiguille, est montée coulissante dans l'alésage, poussée vers le bas, c'est à dire vers le fond de l'alésage, par un ressort 21. L'aiguille comporte à son extrémité inférieure une tête 22 qui comporte une partie sensiblement cylindrique 221 et sensiblement de même diamètre que l'alésage 11, et sur laquelle le ressort 21 s'appuie. La dite partie cylindrique 221 se prolonge par une partie tronconique 222, qui se prolonge elle même vers le bas par un téton cylindrique 223. Au niveau de la tête 22 de l'aiguille, des trous 15, généralement au nombre de trois, sont forés radialement dans la paroi annulaire 12 du corps, et des billes 16 de diamètre supérieur à l'épaisseur de la paroi 12 sont placés dans ces trous, aptes à s'y déplacer radialement. Le corps de verrou est inséré dans un trou d'une platine 5, solidaire par exemple de l'armature d'un siège. Il y est maintenu par une bague élastique 17 logée dans une rainure annulaire 18 réalisée à la surface extérieure du corps, la platine 20 étant enserrée entre la collerette 13 du corps, avec interposition d'une rondelle d'épaisseur 19, et une collerette supérieure 171 de la bague élastique 17. Une douille 40 est montée coulissante sur le corps, entourant celui-ci, poussée vers le bas par un ressort 41, et retenue par des griffes 172 réalisées par découpe dans la paroi de la bague élastique 17. Ces griffes s'engagent dans des rainures longitudinales 42 de la douille 40 pour permettre à la douille de coulisser sur le corps, jusqu'à ce qu'un épaulement supérieur 43 de la douille arrive en butée sur les dites griffes 172, comme on le voit sur la partie droite de la figure. Lorsque le verrou est dans sa position déverrouillée, représentée sur la partie droite de la figure, l'aiguille 20 est déplacée vers le haut et le ressort 41 pousse la douille 40 vers le bas. La douille recouvre les billes 16 et les maintient proéminentes à l'intérieur de l'alésage 11, empêchant l'aiguille de descendre au fond de l'alésage. De ce fait, la position haute de l'aiguille peut servir d'indicateur de non verrouillage du verrou, pour autant que cette position haute puisse être visualisée ou que des moyens adaptés à cet effet permettent de signaler cette position haute de l'aiguille. Lorsque le corps du verrou est inséré dans un trou 61 de l'élément sur lequel la platine 5 doit être fixée, par exemple le plancher 6 d'un véhicule, la douille 40 est repoussée vers le haut, et le corps 10 pénètre dans le trou. Les billes sont temporairement retenues par la surface du trou jusqu'à ce qu'elles puissent se déplacer radialement vers l'extérieur, sous le plancher, poussées par la partie tronconique 222 de l'aiguille, elle même étant poussée vers le bas par le ressort 21. Lorsque l'aiguille est ainsi poussée en fin de course au fond de l'alésage 11, la partie cylindrique 141 de sa tête maintient les billes 16 poussées vers l'extérieur, proéminentes par rapport au corps, assurant ainsi le verrouillage en empêchant le corps d'être extrait du trou du plancher dans lequel il est inséré, comme cela est illustré sur la partie gauche de la figure 1. Les dimensions du corps et de la douille sont déterminées de manière que, dans cette position de verrouillage, la douille forme une entretoise entre la platine 5 et le plancher 6, servant d'intermédiaire à l'appui de la platine sur le plancher, et sans jeu vertical, comme on le voit bien sur la partie gauche de la figure 1. Comme on l'a indiqué ci-dessus, le fait que l'aiguille soit en position haute peut être en principe un indicateur que les billes ne sont pas déplacées vers l'extérieur du corps, et cela peut donc être utilisé comme un témoin d'alarme de non-verrouillage. Mais bien souvent, il n'est pas possible pour l'utilisateur de visualiser directement la position de l'aiguille, et seule la position des moyens de commande est perceptible pour permettre de donner éventuellement une indication sur la situation verrouillée ou déverrouillée des verrous à billes. Ainsi, par exemple, dans des sièges d'automobiles à assise basculable vers l'avant et à l'arrière solidarisé au plancher par deux verrous à billes situés respectivement de chaque côté du siège, la commande de ces verrous est faite au moyen d'un palonnier commandant simultanément le déverrouillage des deux verrous, lesquels ne sont pas visibles à l'extérieur du siège, de même que le palonnier. Seule l'organe de commande du palonnier est alors accessible et visible. Mais il se peut alors que l'un des verrous, ou même les deux, ne soit pas verrouillé sans que cela soit reflété par la position de cet organe de commande, qui ne peut alors jouer le rôle de témoin de verrouillage. Le risque de non verrouillage est réduit lorsque, comme cela existe sur certains sièges basculants et à dossier rabattables sur l'assise en position dite de tablette , le déverrouillage des pieds arrière ne peut être obtenu que après rabattement du dossier sur l'assise, et le dossier ne peut être relevé que si les verrous sont dans la position de verrouillage. Mais, par ailleurs, il peut arriver que la douille soit involontairement déplacée vers le haut alors que le siège n'est pas dans la position permettant son ancrage sur le plancher. Or, si la douille est ainsi déplacée vers le haut jusqu'à permettre au billes de se déplacer radialement vers l'extérieur dans leur position normale de verrouillage, l'aiguille peut alors, sous l'effet de son ressort de rappel, être poussée vers le bas également en position de verrouillage. Dés lors, tout système indicateur basé sur la position de l'aiguille comme indicateur de verrouillage donnera une indication erronée de verrouillage, alors qu'en fait le verrouillage sur le plancher ne sera pas assuré. Ceci peut s'avérer très dangereux, et d'autant plus que le verrou va rester dans sa position verrouillée même si la poussée sur la douille cesse, du fait que celle-ci, retenue alors par les billes proéminentes à l'extérieur du corps, ne pourra pas revenir automatiquement en position déverrouillée. De plus, non seulement l'indication erronée de verrouillage sera durable, mais aussi la position proéminente des billes empêchera le corps de verrou de pénétrer dans l'orifice du plancher, supprimant par la même toute possibilité de reverrouillage, même en appuyant fortement sur l'assise. Pour tenter d'apporter une solution à ce problème, il a déjà été proposé, par le document FR 2771438, un verrou ne permettant le coulissement de la douille de la position déverrouillée vers la position verrouillée que si une poussée est exercée, préalablement ou simultanément à celle exercée sur la douille, sur un organe de condamnation de la douille tel qu'une broche coulissante verticalement entre le corps de verrou et la douille, ledit organe ne pouvant être actionné que par coopération du verrou avec le trou lui servant de gâche. En particulier, dans le système de ce document, l'extrémité de la broche, dépassant légèrement sous le bord inférieur de la douille, est suffisamment petite pour limiter fortement les risques d'un appui malencontreux sur la dite extrémité et pour être pratiquement insaisissable manuellement. De plus, même si la dite broche reste un peu accessible à la main, elle est poussée vers le bas par un ressort complémentaire suffisamment puissant pour empêcher de la déplacer effectivement à la main. On ne supprime pas ainsi toute possibilité de coulissement involontaire de la douille, mais on en réduit très fortement les risques. En résumé, pour assurer la meilleure sécurité possible en ce qui concerne le verrouillage du siège sur le plancher, il est donc nécessaire d'avoir d'une part un système qui permette de détecter de manière fiable la position de l'aiguille, mais aussi un mécanisme de verrou qui garantisse le mieux possible que l'aiguille ne puisse se trouver dans la position de verrouillage que si il y a verrouillage effectif du verrou sur le plancher. Le mécanisme de verrou décrit dans le document cité ci-dessus permet d'apporter une solution à ce problème, mais ils est relativement complexe et coûteux à réaliser, et les moyens de sécurité pour la condamnation de la douille paraissent eux même fragiles et délicats à réaliser. Un autre problème rencontré avec les verrous à billes tels que celui montré à la figure 1 est qu'il est nécessaire de réaliser des rainures longitudinales 42 dans l'alésage de la douille 40 pour y loger les griffes 172 de la bague élastique, qui servent à retenir axialement la douille. Outre la complication résultant de la nécessité de réaliser ces rainures, cela procure une gêne supplémentaire lors de l'assemblage du verrou, car il est nécessaire de positionner angulairement la douille 40 par rapport à la bague élastique 17 pour assurer la correspondance entre rainures 42 et griffes 172. La présente invention a pour but de proposer un nouveau verrou à bille à sécurité intégrée qui s'affranchisse des problèmes évoqués précédemment et qui, de plus, soit plus simple, plus fiable, et offre une bonne garantie contre les risques de non verrouillage ou d'indication de verrouillage erronée. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un verrou à billes comportant un corps de verrou ayant une paroi tubulaire dans laquelle sont ménagés des trous radiaux servant de logement pour des billes déplaçables radialement, et une douille de commande entourant le corps et coulissant axialement sur celui-ci pour alternativement autoriser ou interdire le déplacement des billes vers l'extérieur du corps, ce verrou à billes étant caractérisé en ce qu'il comporte une douille intermédiaire, logée entre le corps et la douille de commande, coulissante par rapport à la douille de commande, mobile axialement sur le corps entre une position de recouvrement où la douille intermédiaire recouvre les billes pour les empêcher de se déplacer vers l'extérieur du corps, et une position de dégagement où les billes sont libérées, la douille intermédiaire étant poussée élastiquement par la douille de commande dans le sens orienté de la position de dégagement vers la position de recouvrement, et la douille de commande coulissant librement sur la dite douille intermédiaire dans le sens inverse. Selon l'invention, les billes sont donc retenues directement par la douille intermédiaire. Dans le cas où la douille de commande serait repoussée involontairement alors que le verrou est déverrouillé, par exemple par une manipulation maladroite ou toute autre cause, le maintien des billes dans leur position en retrait vers l'intérieur du corps reste assuré par la douille intermédiaire. La douille de commande peut alors revenir en place dès que cesse la poussée qui l'a déplacée. Contrairement aux verrous selon l'art antérieur, où, comme on l'a vu précédemment, une telle manipulation empêchait le retour de la douille dans sa position d'origine et empêchait en conséquence un reverrouillage du dispositif, il n'y a plus, avec le verrou selon l'invention, une tel risque de disfonctionnement. Le passage du verrou dans sa position verrouillée ne peut être obtenu que si la douille intermédiaire est elle-même poussée. Or l'épaisseur de la dite douille intermédiaire est nettement plus faible que celle de la douille de commande. En cas de choc ou d'appui involontaire sous la douille de commande, il y a très peu de risque que la douille intermédiaire soit elle-même actionnée. De plus, selon une disposition préférentielle de l'invention, la partie de recouvrement de la douille intermédiaire qui vient recouvrir les billes a une forme en portion de tore ou de bi-cône, constituant une surface en creux dans laquelle les billes sont poussées par l'aiguille du verrou. De ce fait, comme on le comprendra mieux par la suite, même dans le cas où la douille de commande serait déjà repoussée et ne participerait donc plus au maintien de la douille intermédiaire, il reste nécessaire d'appliquer sous la douille intermédiaire un effort relativement important pour arriver à vaincre l'effort de retenue qu'exercent les billes, poussées radialement par l'aiguille, sur la dite douille intermédiaire. Cet effort, qui dépend de l'effort exercé par le ressort de poussée de l'aiguille, et aussi de la forme de douille intermédiaire, peut être déterminé de manière à être largement suffisant pour que la douille intermédiaire ne puisse en aucun cas être repoussée manuellement par exemple, et ne puisse pratiquement être repoussée que sous l'effet de la poussée et du poids du siège lors du reverrouillage. Selon d'autres dispositions particulières : - la douille intermédiaire comporte des moyens de butée axiale pour limiter, par rapport au corps, son déplacement dans le sens orienté vers la position de recouvrement, ces moyens de butée étant préférentiellement constitués par une ou des pattes formées sur le bord de la douille intermédiaire opposé à la partie de recouvrement, les dites pattes étant repliées vers l'axe pour venir s'engager au dessus d'un épaulement inférieur du corps de verrou. Les pattes peuvent être repliées au moment du montage, après mise en place de la douille intermédiaire sur le corps. Alternativement, les pattes peuvent être préformées sur la dite douille intermédiaire, qui est alors fendue longitudinalement pour permettre son insertion sur le corps par dessus le dit épaulement, en profitant de la déformation élastique de la douille intermédiaire, rendue possible grâce à la dite fente. la douille de commande comporte un épaulement interne servant d'appui et de butée pour le bord de la douille intermédiaire axialement opposé à la partie de recouvrement. Le logement de la douille intermédiaire dans la douille de commande peut alors être un simple alésage, obtenu directement de fonderie, sans besoin de réusiner la douille pour réaliser le dit logement. le verrou comporte un ressort de poussée entourant la douille de commande et appuyant sur un épaulement inférieur externe de celle-ci. le corps de verrou comporte une collerette de fixation et une gorge annulaire à distance de la dite collerette, la dite gorge recevant une bague élastique de fixation pour enserrer une platine de l'ensemble destiné à être fixé par le verrou à bille, entre la dite collerette et la dite bague élastique. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un verrou à bille conforme à l'invention, utilisé pour la fixation d'un siège sur le plancher d'un véhicule automobile, cette application n'étant cependant nullement limitative de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un vue d'un verrou selon l'art antérieur, déjà décrit au début de ce mémoire, la figure 2 est une vue du verrou conforme à l'invention, dans une position déverrouillée, et en place pour être introduit dans un trou du plancher, - la figure 3 est une vue du verrou en position verrouillée sur le plancher, - la figure 4 illustre le maintien du verrou dans son état déverrouillé même en cas d'un déplacement manuel volontaire de la douille de commande - la figure 5 est une vue en perspective de la douille intermédiaire. Le corps de verrou 100 est fixé sur une platine 5 solidaire du siège par une bague élastique 70 placée dans une gorge annulaire 101 réalisée dans le corps, de manière à enserrer la dite platine entre la collerette 13 et la dite bague élastique 70, avec interposition d'une rondelle 19. Une douille intermédiaire 60, par exemple réalisée en tôle de faible épaisseur, de l'ordre de 0, 5 mm par exemple, est montée coulissante autour du corps 10, et elle est elle même entourée par la douille de commande 50, qui sert d'entretoise de soutien de la platine 5 du siège, comme on le voit figure 3, lorsque le siège est verrouillé sur le plancher 6. La douille de commande 50 comporte à son bord supérieur un épaulement interne 51 contre lequel vient buter le bord supérieur 63 de la douille intermédiaire 60, et à son bord inférieur, qui sert d'appui sur le plancher 6, un épaulement externe 52 sur lequel s'appuie le ressort 41. La douille intermédiaire comporte vers le haut deux pattes 64 diamétralement opposées et repliées l'une vers l'autre, comme on le voit figure 5, ces pattes s'engageant au dessus d'un épaulement inférieur 102 du corps de verrou, pour limiter la course de la douille intermédiaire vers le bas. La partie inférieure de la douille a une forme toroïdale, formant un renflement annulaire 62 situé juste au niveau des billes 16 lorsque la douille intermédiaire est poussée vers le bas, ses pattes 64 étant en butée contre l'épaulement 102 du corps. Comme on le voit bien figure 2, dans la position déverrouillée représentée, les billes 16 sont poussées dans le creux constituée par la surface interne du renflement 62 par la partie tronconique 222 de la tête 22 de l'aiguille de commande 20, sous l'effet du ressort 21, sans cependant autoriser l'aiguille à se déplacer jusqu'au fond de l'alésage 11 du corps. Dans la position de déverrouillage illustrée figure 2, les billes 16 sont donc retenues par la douille intermédiaire 60, qui est elle même maintenue axialement en butée sur le corps par l'intermédiaire des pattes 64, poussée par l'épaulement 51 de la douille de commande 50, elle même soumise à la poussée du ressort 41. Lorsque l'on veut verrouiller le siège sur le plancher 6, la pointe 14 du corps commence à pénétrer dans le trou 61 ménagé dans le plancher. Le diamètre de ce trou est prévu suffisamment inférieur au diamètre extérieur du bord inférieur 66 de la douille intermédiaire 60, pour assurer que le bord 65 du trou vienne bien en appui sous le bord inférieur 66 de la douille intermédiaire, situé par exemple, mais non nécessairement, au même niveau que la face inférieure de la douille de commande. En poursuivant l'insertion du corps de verrou dans le trou du plancher, ce dernier repousse à la fois la douille de commande 50 et la douille intermédiaire 60 vers le haut, à l'encontre de l'effort exercé par le ressort 41, et en comprimant ce ressort jusqu'à arriver dans la position de verrouillage représentée figure 3. Dans cette position, les billes 16, libérées d'une part de la douille intermédiaire 60 et aussi de la paroi du trou 61, se déplacent radialement vers l'extérieur sous la poussée de la partie tronconique 222 de l'aiguille, qui peut alors se déplacer vers le bas, empêchant le retrait des billes vers l'intérieur et assurant ainsi le verrouillage, de manière classique. Le déverrouillage est obtenu également de manière classique, en exerçant une traction vers le haut sur l'aiguille, ce qui autorise la rentrée des billes dans leurs logements, et donc le déverrouillage. Lors du retrait du corps hors du trou du plancher, la douille de commande 50 est poussée par le ressort 41 et se déplace vers le bas en entraînant la douille intermédiaire 60, jusqu'à ce que cette dernière arrive en recouvrement sur les billes, pour les contenir et maintenir le verrou en position déverrouillée. En cas d'une poussée involontaire ou malencontreuse sous la douille de commande 50, comme illustrée par la poussée du doigt 9 illustré figure 4, la douille 50 peut être déplacée vers le haut. Mais la douille intermédiaire 60 reste alors en place, empêchant les billes de se déplacer vers l'extérieur, et empêchant donc l'aiguille de se déplacer vers le bas dans une position qui pourrait indiquer, de manière erronée, un verrouillage. Comme les billes restent contenues par la douille intermédiaire, la douille de commande 50 n'est pas empêchée de revenir dans sa position normale après une telle manipulation. Un avantage complémentaire réside dans le fait que la douille de commande peut donc s'escamoter librement, sans nuire à la sécurité du système de verrouillage, ce qui peut éviter d'éventuelles détériorations du verrou en cas de chocs sur celui-ci lorsqu'il n'est pas verrouillé sur le plancher. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation du verrou qui a été décrit ci-dessus uniquement à titre d'exemple. En particulier, la partie inférieure de la douille intermédiaire pourrait être conformée pour constituer un bi-cône au lieu de la forme en arc de cercle représentée. Egalement, le bord inférieur de la douille intermédiaire pourrait être configuré de manière à être affiné, par exemple en biseau, pour réduire encore plus les risques de repousser la douille intermédiaire par inadvertance, ou, inversement, pour permettre d'augmenter l'épaisseur de cette douille sans cependant accroître la section du bord d'extrémité inférieure de la douille. REVENDICATIONS 1. Verrou à billes comportant un corps de verrou (100) ayant une paroi annulaire (12) dans laquelle sont ménagés des trous radiaux (15) servant de logement pour des billes (16) déplaçables radialement, et une douille de commande (50) entourant le corps et coulissant axialement sur celui ci pour alternativement autoriser ou interdire le déplacement des billes vers l'extérieur du corps, caractérisé en ce qu'il comporte une douille intermédiaire (60), logée entre le corps et la douille de commande, coulissante par rapport à la douille de commande (50), mobile axialement sur le corps (100) entre une position de recouvrement où la douille intermédiaire (60) recouvre les billes (16) pour les empêcher de se déplacer vers l'extérieur du corps (100), et une position de dégagement où les billes sont libérées, la douille intermédiaire (60) étant poussée élastiquement par la douille de commande dans le sens orienté de la position de dégagement vers la position de recouvrement, et la douille de commande coulissant librement sur la dite douille intermédiaire dans le sens inverse. 2. Verrou à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de recouvrement (62) de la douille intermédiaire (60) qui vient recouvrir les billes (16) a une forme en portion de tore ou de bi-cône, dans laquelle les billes sont poussées. 3. Verrou à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille intermédiaire (60) comporte des moyens de butée axiale (64) pour limiter, par rapport au corps, son déplacement dans le sens orienté vers la position de recouvrement. 4. Verrou à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille de commande (50) comporte un épaulement interne (51) servant d'appui et de butée pour le bord (63) de la douille intermédiaire opposé à la partie de recouvrement (62). 5. Verrou à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort de poussée (41) entourant la douille de commande (50) et appuyant sur un épaulement inférieur externe (52) de celle-ci. 6. Verrou à billes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de verrou (100) comporte une collerette de fixation (13) et une gorge annulaire (101) à distance de la dite collerette, la dite gorge recevant une bague élastique de fixation (70) pour enserrer une platine (5) de l'ensemble destiné à être fixé par le verrou à bille entre la dite collerette et la dite bague élastique.