Brevet FR2838395A1 — publié le 20031017

L'invention concerne un enrouleur de ceinture pour une ceinture de sécurité d'un véhicule, comportant une bobine de ceinture pour la sangle de la ceinture de sécurité, un moyen de blocage pour bloquer la rotation d'un élément à blocage de la bobine de la ceinture et un support de la sangle de la ceinture sur la bobine de la ceinture. Un tel enrouleur de ceinture connu comprend une bobine de ceinture pour la ceinture de sécurité et un moyen de blocage pour bloquer la rotation d'un élément à blocage de la bobine de la ceinture. L'enrouleur de ceinture connu comprend en outre un limiteur de charge, consommant de l'énergie lors de l'actionnement du moyen de blocage et lors de la rotation du support de la sangle de la ceinture dans la direction de déroulement de la ceinture par rapport à l'élément à blocage de la bobine de la ceinture. Un limiteur de charge a été décrit dans le brevet DE 199 63 580 C2, comprenant un cylindre rempli d'un fluide visqueux, dans lequel un piston comportant une ouverture ayant une section d'écoulement variable comme trajectoire d'écoulement est déplacé par translation. L'objectif de l'invention consiste à fournir un enrouleur de ceinture du type ci-dessus, dans lequel une transmission du couple du support de la sangle de la ceinture vers le limiteur de charge et/ou la transmission du couple à partir de l' extérieur du support de la sangle de la ceinture est réalisée par un moyen structural simple. Cet objectif est réalisé suivant l'invention par un enrouleur du genre susvisé et caractérisé en ce que le support de la sangle de la ceinture, ayant pratiquement une forme en tambour, contient un rotor raccordé par entraînement rotatif au support de la sangle de la ceinture, en ce que, lors de la rotation du rotor, les volumes d'au moins deux chambres remplies d'un fluide à écoulement libre sont variés, les chambres tournant ensemble autour de l'axe de la bobine de la ceinture, et en ce que le fluide à écoulement libre s'écoule dans chaque cas d'une chambre, réduisant le volume de celle-ci, dans une chambre dont le volume est accru. De manière plus précise, selon l'invention, le support de la sangle de la ceinture de la bobine de la ceinture a pratiquement une forme de tambour. A l'intérieur du support de la sangle de la ceinture est agencé un rotor raccordé par entraînement rotatif au support de la sangle de la ceinture. Entre le rotor et le support de la sangle de la ceinture sont agencées au moins deux chambres remplies d'un fluide à écoulement normalement libre. Le fluide à écoulement libre est de préférence tel que sa viscosité est ajustable. Le rotor peut former un limiteur de charge en combinaison avec le fluide à écoulement libre. L'effet de limitation de la charge est réalisé en ce que, le rotor étant entraîné par le support de la sangle de la ceinture tournant dans la direction de déroulement de la ceinture, la chambre remplie du fluide tourne aussi, le fluide à écoulement libre s'écoulant dans chaque cas d'une chambre, réduisant le volume de cette chambre, vers une chambre et accroissant le volume de celle-ci. De l'énergie est ainsi consommée, exerçant une limitation de charge sur le corps d'un occupant du véhicule portant la ceinture de sécurité. La viscosité du fluide à écoulement libre peut toutefois aussi être ajustée de sorte qu'un couple appliqué de l'extérieur du rotor, ce couple pouvant par exemple être produit par un entraînement de serrage, un entraînement électrique, en particulier un entraînement électromoteur et similaire, est transmis du rotor vers le support de la sangle de la ceinture par le fluide, dont le pouvoir d'écoulement est largement réduit par suite de l'ajustement de la viscosité correspondante. L'effet de limitation de la charge peut en outre être influencé par le couple introduit de l'extérieur. Pour assurer une rotation commune du support de la sangle de la ceinture et du rotor, dans le cas d'une fonction de limitation de la charge et dans le cas d'une transmission du couple (fonction de couplage), le rotor a de préférence la forme d'un rotor interne denté, comme dans le cas d'un groupe de rotors d'une machine à piston rotatif à axe interne, les dents du rotor interne s'engageant dans le rotor externe denté. Le rotor externe est raccordé par entraînement rotatif au support de la sangle de la ceinture et est de préférence raccordé de manière rigide à celui-ci. L'enrouleur de ceinture selon l'invention peut être construit de sorte que l'agencement emboîté du support de la sangle de la ceinture, du rotor et du fluide remplissant les chambres formées assure une fonction de limitation de la charge, une fonction de couplage ou les deux fonctions. Le fluide à écoulement libre remplissant les chambres est de préférence constitué par un fluide à viscosité ajustable. Un fluide électro-rhéologique et/ou magnétorhéologique est particulièrement approprié à cet effet. L'invention sera décrite plus en détail ci-dessous, en référence à des formes de réalisation exemplaires et aux figures. Dans les figures : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale à travers une forme de réalisation exemplaire d'un enrouleur de ceinture, illustrant les composants nécessaires en vue d'une compréhension de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe à travers la forme de réalisation exemplaire illustrée dans la figure 1, dans une première position opérationnelle ; - la figure 3 est une vue en coupe à travers la forme de réalisation exemplaire dans une deuxième position opérationnelle ; - la figure 4 est une vue en coupe à travers la forme de réalisation exemplaire dans une troisième position opérationnelle ; et - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation exemplaire. L'enrouleur de ceinture illustré comporte une bobine de ceinture 1, montée par rotation dans un cadre 12. La bobine de la ceinture 1 comprend un support de la sangle de la ceinture 4 ayant pratiquement une forme en tambour, sur lequel la sangle de la ceinture 13 peut être enroulée et duquel elle peut être déroulée. Un moyen de blocage 2, pouvant par exemple prendre la forme d'un moyen de cliquet monté de manière mobile sur le cadre 12, permet le blocage de la bobine de la ceinture 1 contre une rotation. A cet effet, le moyen de blocage 2 s'engage dans un élément à blocage de la bobine de la ceinture 1. Cet élément à blocage peut prendre la forme d'un disque denté agencé sur un côté ou sur les deux côtés de la bobine de la ceinture 1. Dans l'état opérationnel normal, ledit au moins un disque denté (élément à blocage 3) est raccordé de manière non rotative au support de la sangle de la ceinture 4, par exemple par des goupilles de cisaillement (non décrites plus en détail) ou par engagement par frottement dans le support de la sangle de la ceinture 4 de la bobine de la ceinture 1. L'intérieur du support de la sangle de la ceinture 4 est fermé de manière étanche au fluide par des disques d'extrémité 14. Un rotor 5 est agencé à l'intérieur du support de la sangle de la ceinture 4. Celui-ci englobe un essieu 15 monté de manière excentrique par rapport à l'axe de la bobine de la ceinture 7, un rotor denté interne 11 étant monté par rotation sur cet essieu 15, de manière excentrique par rapport à l'axe de la bobine de la ceinture 7. L'essieu excentrique 15 est monté autour de 1 'axe de la bobine de la ceinture 7 à l'intérieur de la bobine de la ceinture 1, par exemple sur les disques d'extrémité 14 ou des tourillons de l'essieu 16 raccordés fermement aux éléments à blocage 3, de sorte à pouvoir tourner autour de l'axe de la bobine de la ceinture 7. Les dents 9 d'un rotor externe 8 peuvent se déplacer en vue d'un raccordement par entraînement rotatif avec les dents 10 du rotor interne 11. Le rotor externe 9 est raccordé par entraînement rotatif au support de la sangle de la ceinture 4. Le rotor externe denté 8 est de préférence raccordé de manière résistante à la torsion au support de la sangle de la ceinture 4 ou en fait partie intégrante. Entre les dents 9 et 10, s'étendant sur l'ensemble de la longueur de la chambre interne entre les deux disques d'extrémité 14 de la bobine de la ceinture 1, sont formées des chambres 6, remplies d'un liquide ou d'un fluide à écoulement libre. Le fluide à écoulement libre est de préférence constitué par un fluide à viscosité ajustable. Le rotor interne denté et le rotor externe forment le groupe de rotors d'une pompe à piston rotatif à axe interne, en particulier d'une pompe Eaton. L'agencement décrit permet d'assurer deux fonctions, à savoir celle d'un limiteur de charge et celle d'un couplage, permettant de transmettre un couple appliqué de l'extérieur par l'intermédiaire du rotor 5 et du fluide agencé dans les chambres 6 vers le support de la bobine de la ceinture. Lorsque le véhicule automobile roule normalement, les éléments à blocage (disques dentés) 3 de la bobine de la ceinture 1 tournent ensemble pendant le roulement et le déroulement de la sangle de la ceinture 13. Les composants agencés à l'intérieur de la bobine de la ceinture 1 tournent aussi ensemble autour de l'axe de la bobine de la ceinture 7. Lorsque le moyen capteur de l'enrouleur de ceinture détecte une accélération excessive, par exemple en cas d'un accident, le moyen de blocage 2 s'engage dans les éléments à blocage 3 de la bobine de la ceinture 1. Cet engagement peut se faire de sorte qu'un déplacement d'entraînement produit par un entraînement de serrage peut être transmis à la bobine de la ceinture 1. Cet engagement peut en outre se faire lorsque la sangle de la ceinture 13 a été enroulée sur le support de la sangle de la ceinture 4 par l'entraînement de serrage, non représenté plus en détail dans la figure 1. Lorsque, lors du déplacement vers l'avant de l'occupant du véhicule portant la ceinture de sécurité, un seuil de force est dépassé, la fonction de limitation de la charge, intégrée dans la bobine de la ceinture 1, entre en action. A cet effet, l'ajustement par contact sans verrouillage entre la partie à blocage 3 de la bobine de la ceinture 1 et le support de la sangle de la ceinture 4, entraîné, comme décrit ci-dessus, par des goupilles de cisaillement ou par engagement par frottement ou similaire au cours du déplacement normal, est interrompu. Lors du déroulement de la sangle de la ceinture 3 (direction de déroulement de la ceinture 17), le support de la sangle de la ceinture 4 est tourné. Ce déplacement par rotation est transmis au rotor externe 8, le rotor interne 11 s'engageant avec ses dents 10 dans les dents 9 du rotor externe 8 tournant aussi. Comme représenté dans les figures 2 à 4, le rotor interne 11 comporte un nombre de dents inférieur à celui du rotor externe 8. Dans la forme de réalisation exemplaire illustrée, dans laquelle le rotor externe et le rotor interne sont construits à la manière d'un groupe de rotors d'une pompe Eaton, le rotor interne 11 comporte quatre dents et le rotor externe 8 cinq dents. Le rotor interne 11 a ainsi une vitesse de rotation représentant 5/4 fois celle du rotor externe 8. Par suite des vitesses de rotation différentes, les volumes des chambres 6 formées entre les dents 9 et 10 varient progressivement dans la direction de rotation, comme représenté dans les figures 2 à 4. La direction de rotation dans la direction du déroulement de la sangle 17 est indiquée par une flèche 18 (dans le sens des aiguilles d'une montre) dans les figures 2 à 4. Ce déplacement par rotation peut se faire sans restriction, un arrêt limite pour limiter le déplacement par rotation et par suite la longueur de déroulement de la sangle pouvant toutefois être prévu. Au cours de la rotation relative du rotor interne 11 par rapport au rotor externe 8, le fluide à écoulement libre est transporté hors des chambres 6, dans lesquelles le volume est réduit, comprimant ainsi le fluide à écoulement libre contenu dans ces chambres, vers une chambre adjacente, dont le volume est accru. Le fluide à écoulement libre peut à cet effet être entraîné à travers l'espace respectif formé entre les dents 9 et 10 des rotors interne et externe, des canaux additionnels pouvant aussi être agencés dans les dents 9 et/ou 10 du rotor externe 8 et du rotor interne 11, ceci étant représenté par des traits interrompus dans les figures 2 à 4. Les canaux de trop-plein dans les dents 9 et 10 peuvent aussi s' étendre dans une direction diagonale, en particulier dans le rotor interne 11. Lorsque le fluide à écoulement libre est transporté d'une chambre vers l'autre, il y a consommation d'énergie, entraînant une réduction et/ou une restriction de la force exercée par la sangle de la ceinture de sécurité sur l'occupant du véhicule portant la ceinture de sécurité. Dans la forme de réalisation exemplaire représentée dans la figure 5, un couple peut être appliqué de l'extérieur au rotor 5, en particulier l'essieu 15. Ce couple peut être produit par un entraînement électrique 19, en particulier par un moteur électrique. Le couple est transmis par un engrenage 21 à un arbre d'entraînement 20 s'étendant à travers le tourillon de l'essieu 16, l'arbre d'entraînement 20 étant de préférence raccordé de manière rigide à l'essieu 15. L'arbre d'entraînement 20 s'étend coaxialement par rapport à l'axe de la bobine de la ceinture 7. La figure 5 montre un couple pouvant être introduit sur un côté. Le couple peut toutefois aussi être introduit dans le rotor 5, en particulier l'essieu 15, sur les deux côtés. Ce couple peut servir à serrer la sangle de la ceinture 13, la direction de rotation, transmise au support de la sangle de la ceinture 5, étant dirigée dans la direction d'enroulement de la ceinture (direction opposée à la direction de déroulement de la ceinture 17). A cet effet, la viscosité du fluide à écoulement libre contenu dans les chambres 6 est ajustée de sorte que le couple est transmis du rotor, à travers le fluide contenu dans les chambres 6, vers le rotor externe 8. A cet effet, la viscosité du fluide est ajustée de sorte à établir un raccordement virtuellement rigide par suite du pouvoir d'écoulement largement réduit du fluide entre le rotor 5 et le support de la sangle de la ceinture 4. Il est toutefois possible d'ajuster l'effet de limitation de la charge, comme décrit ci-dessus, par 1 'intermédiaire du couple appliqué de l'extérieur au rotor. La viscosité du fluide contenu dans les chambres 6 peut en même temps être ajustée, de sorte à assurer un effet amorti, s'ajoutant au couple agissant de l'extérieur du support de la sangle de la ceinture 4 ou réduisant celuici, en fonction de la direction de rotation. A cet effet, le fluide contenu dans les chambres 8 est de préférence constitué par un fluide électrorhéologique et/ou magnéto-rhéologique. Un champ électrique ou un champ magnétique produit à l'extérieur peut être produit par exemple par un électroaimant, non décrit plus en détail, appliqué sur le cadre 12, ce champ électrique et/ou magnétique pouvant agir sur le fluide électrorhéologique et/ou magnéto-rhéologique contenu dans les chambres 6, de préférence par l'intermédiaire du rotor interne 11 et du rotor externe 8, constituant des pôles correspondants. A la place de l'entraînement électrique, le serrage peut être produit par un entraînement pyrotechnique ou mécanique de serrage servant à l'entraînement de l'arbre d'entraînement 20. L'entraînement électrique 19 peut servir au préserrage et au serrage de force en cas d'un ajustement approprié de la viscosité du fluide contenu dans les chambres 6. Enfin, la liste suivante correspond à une légende des numéros de référence indiqués sur les dessins : 1. Bobine de la ceinture 2. Moyen de blocage 3. Elément à blocage de la bobine de la ceinture 4. Support de la sangle de la ceinture 5. Rotor 6. Chambre remplie d'un fluide 7. Axe de la bobine de la ceinture 8. Rotor externe 9. Dents du rotor 10. Dents du rotor 11. Rotor interne 12. Cadre 13. Sangle de la ceinture de sécurité 14. Disques d'extrémité 15. Essieu excentrique 16. Tourillon de l'essieu 17. Direction de déroulement de la ceinture 18. Flèche indiquant la direction de rotation 19. Entraînement électrique 20. Arbre d'entraînement 21. Engrenage REVENDICATIONS 1. Enrouleur de ceinture pour une ceinture de sécurité d'un véhicule comportant une bobine de ceinture (1) pour la sangle de la ceinture de sécurité, un moyen de blocage (2) pour bloquer la rotation d'un élément à blocage (3) de la bobine de la ceinture et un support de la sangle de la ceinture (4) sur la bobine de la ceinture (1), caractérisé en ce que le support de la sangle de la ceinture (4), ayant pratiquement une forme en tambour, contient un rotor (5) raccordé par entraînement rotatif au support de la sangle de la ceinture (4), en ce que, lors de la rotation du rotor (5), les volumes d'au moins deux chambres (6) remplies d'un fluide à écoulement libre sont variés, les chambres (6) tournant ensemble autour de l'axe de la bobine de la ceinture (7) , et en ce que le fluide à écoulement libre s' écoule dans chaque cas d'une chambre, réduisant le volume de celle-ci, dans une chambre dont le volume est accru. 2. Enrouleur de ceinture selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support de la sangle de la ceinture (4) entraîne un rotor externe denté (8), le rotor (5) comprenant un rotor interne denté (11), les chambres (6) remplies du fluide à écoulement libre étant formées par les dents engrenées (9,10) du rotor externe (8) et du rotor interne (5). 3. Enrouleur de ceinture selon la revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que toutes les chambres (6) remplies de fluide à écoulement libre forment une unité (10) fermée de manière étanche par rapport à l'extérieur. 4. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rotor externe (8) est raccordé de manière non rotative au support de la sangle de la ceinture (4). 5. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rotor (5) est monté de manière excentrique par rapport à l'axe de la bobine de la ceinture (7). 6. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rotor externe et le rotor interne ont la forme d'un groupe de rotors d'une machine à piston rotatif à axe interne, en particulier d'une pompe Eaton. 7. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le fluide à écoulement libre est constitué par un fluide à viscosité ajustable. 8. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fluide à écoulement libre est constitué par un fluide électrorhéologique et/ou magnéto-rhéologique. 9. Enrouleur de ceinture pour une ceinture de sécurité d'un véhicule comportant une bobine de ceinture (1) pour la sangle de la ceinture de sécurité, un moyen de blocage (2) pour bloquer la rotation d'un élément à blocage (3) de la bobine de la ceinture et un support de la sangle de la ceinture (4) sur la bobine de la ceinture (1), en particulier selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le rotor (5) peut être soumis à un couple agissant de l'extérieur, pouvant être transmis au support de la sangle de la ceinture (4) par l'intermédiaire du fluide, dont la viscosité est ajustée de sorte que l'écoulement entre les chambres (6) est pratiquement empêché ou que le fluide présente un pouvoir d'écoulement réduit. 10. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le couple agissant de l'extérieur est produit par un entraînement électrique, en particulier par un moteur électrique. 11. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le couple agissant de l'extérieur est produit par un ressort mobile de l'enrouleur de la ceinture. 12. Enrouleur de ceinture selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un limiteur de charge à consommation d'énergie est formé par le rotor (5) et le fluide s'écoulant entre les chambres (6) lorsque la rotation de l'élément à blocage (3) de la bobine de la ceinture (1) est bloquée, le support de la sangle de la ceinture (4) étant tourné dans la direction de déroulement de la ceinture. 13. Enrouleur de ceinture selon la revendication 12, caractérisé en ce que le support de la sangle de la ceinture (4) présente une vitesse de rotation différente de celle du rotor (5). 14. Enrouleur de ceinture selon la revendication 13, caractérisé en ce que le rotor présente une vitesse de rotation supérieure à celle du support de la sangle de la ceinture.