Brevet FR3161616A1 — publié le 20251031

L'invention porte sur un dispositif (21) de déverrouillage par inertie comportant : - un boîtier (22), - un support (23) portant un pion (25), - une masselotte (26) apte à se déplacer en translation sous l’effet de l’inertie, - un premier arbre (27) monté rotatif à l’intérieur d'une ouverture du support (23) et ayant au moins une extrémité comportant un méplat, - un deuxième arbre (30) ayant une première extrémité munie d’un méplat destiné à venir en appui contre le méplat du premier arbre (27) et une deuxième extrémité comportant une butée de masselotte (32), - un premier organe élastique (35) disposé entre la masselotte (26) et le boîtier (22), - un deuxième organe élastique (36) disposé entre le deuxième arbre (30) et le boîtier (22), et - un troisième organe élastique (37) monté comprimé entre le boîtier (22) et le support (23). Figure 3a DISPOSTIF DE DÉVERROUILLAGE PAR INERTIE D’UN DOSSIER DE SIÈGE La présente invention porte sur un dispositif de déverrouillage par inertie d’un dossier de siège. L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l’aéronautique avec les sièges d’aéronef. Afin de garantir un niveau de sécurité élevé, les sièges d’aéronef sont soumis à des essais représentatifs d’un accident aérien. Lors de la mise en œuvre de ces essais, des critères importants sont la trajectoire et le niveau de force de choc subis par le passager. En particulier, le critère d’impact de tête dit HIC, acronyme pour "Head Injury Criterion" selon la terminologie anglo-saxonne, correspond à un score ne devant pas dépasser une valeur seuil. Ce score HIC dépend de valeurs maximum de décélérations vues par la tête du passager lors d’un choc ainsi que de bornes temporelles d’une courbe de décélération calculée lors du test. Il existe également le critère d'impact "Nij" acronyme pour "Neck Injury Criterion" selon la terminologie anglo-saxonne, représentatif des sollicitations des cervicales d'un passager combinant des efforts en traction et en compression ainsi que des moments de flexion et d'extension subis par le cou d'un passager et normés par rapport à des valeurs critiques. Afin de remplir ces critères d’impact, il est important que le dossier n’oppose pas trop de résistance à la tête du passager qui est projetée contre celui-ci lors du test. Par ailleurs, le dossier du siège doit pouvoir supporter des efforts importants pour sa vie en service ainsi que lors d’une phase d’évacuation, dans la mesure où il doit être maintenu de manière stable en position relevée afin d’éviter d’entraver le passage vers une sortie de secours. Les dispositifs de fusible mécanique actuels intégrés aux dossiers dépendent du poids du dossier. Conformément aux exigences de l'Agence Européenne de la Sécurité Aérienne (AESA), aucune rupture de ce type de fusible mécanique ne doit se produire avant le contact avec la tête. Cette exigence rend la conception actuelle des fusibles mécaniques incompatible avec un dossier lourd, dans la mesure où l'épaisseur des fusibles correspondants doit être importante pour pouvoir supporter une contrainte statique pouvant atteindre 150daN pour les chargements abusifs en cas d’évacuation. Cela entraîne un mauvais score HIC en raison de la forte rigidité du dossier lors de l'impact avec la tête. En outre, comme le contact avec la tête doit déclencher la rupture des fusibles, le critère Nij n'est pas respecté. Pour éviter les contraintes décrites précédemment, on connaît des systèmes de déverrouillage par inertie dit système ILD (pour "Inertia Locking Device" selon la terminologie anglo-saxonne), tels que décrit dans le document EP3781433. Ce type de dispositif est apte à déclencher une rotation du dossier avant l'impact de la tête indépendamment du poids du dossier, conformément à la règlementation prévue dans le document EASA A380 CRI D-39. Toutefois, les dispositifs existants basés sur un déplacement d'un élément de masse faible et donc de faible énergie ne permettent pas de surmonter les efforts de frottement apparaissant dans le mécanisme de rotation du dossier du siège soumis à des décélérations importantes de l'ordre de 16g. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un dispositif de déverrouillage par inertie comportant : - un boîtier, - un support disposé à l'intérieur du boîtier portant un pion s‘étendant en saillie par rapport au boîtier lorsque ledit dispositif se trouve dans un état verrouillé, ledit pion étant apte à coulisser par rapport au boîtier, - une masselotte apte à se déplacer en translation sous l’effet de l’inertie, - un premier arbre monté rotatif à l’intérieur d'une ouverture du support, ledit premier arbre ayant au moins une extrémité comportant un méplat, - un deuxième arbre ayant une première extrémité munie d’un méplat destiné à venir en appui contre le méplat du premier arbre et une deuxième extrémité comportant une butée de masselotte en appui contre la masselotte, - un premier organe élastique disposé entre la masselotte et le boîtier, - un deuxième organe élastique disposé entre le deuxième arbre et le boîtier, et - un troisième organe élastique monté comprimé entre le boîtier et le support, de sorte que lorsque la masselotte est soumise à une forte décélération, ladite masselotte est apte à se déplacer en translation en comprimant le premier organe élastique de façon à s’écarter de la butée de masselotte, pour libérer une rotation du premier arbre et du deuxième arbre accélérée par le deuxième organe élastique entraînant une rupture de contact entre le premier arbre et le deuxième arbre autorisant une décompression du troisième organe élastique engendrant un déplacement en translation du pion vers l’intérieur du boîtier pour faire passer le dispositif dans un état déverrouillé. L’invention permet ainsi d'utiliser un système de masselotte à faible énergie pour déclencher un système à énergie plus élevée permettant de surmonter le frottement élevé dans le mécanisme de rotation du dossier dû à la forte charge précontrainte à une décélération d'environ 16g. L’invention présente également l’avantage de pouvoir aisément être intégrée dans un siège d’avion. Selon une réalisation de l'invention, le premier arbre est monté rotatif par rapport au support par l’intermédiaire d'au moins un roulement interposé radialement entre le premier arbre et le support. Selon une réalisation de l'invention, le deuxième arbre est monté rotatif par rapport au boîtier par l’intermédiaire d’au moins un roulement interposé radialement entre le deuxième arbre et le boîtier. Selon une réalisation de l'invention, le roulement est réalisé dans un matériau à faible coefficient de frottement. Selon une réalisation de l'invention, une raideur du premier organe élastique est choisie de façon à définir un seuil d’activation du dispositif de déverrouillage par inertie. Selon une réalisation de l'invention, le deuxième organe élastique est un ressort de torsion. Selon une réalisation de l'invention, le deuxième organe élastique présente une extrémité en appui contre le boîtier et une extrémité en appui contre une butée de ressort du deuxième arbre. Selon une réalisation de l'invention, le troisième organe élastique a une raideur très supérieure à celle du premier organe élastique. Selon une réalisation de l'invention, un axe de la masselotte s’étend suivant une direction perpendiculaire par rapport à un axe du support. L'invention a également pour objet un siège d’avion comportant un dispositif de déverrouillage par inertie tel que précédemment défini. Selon une réalisation de l'invention, le boîtier est monté sur une structure de siège et le pion est destiné à coopérer avec un logement de forme correspondante réalisée dans un dossier lorsque le dispositif de déverrouillage par inertie est à l’état verrouillé. La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentées à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition, sur lesquelles: FIG. 1 La FIG. 1 est une vue en perspective d'un siège multiplace muni d'un dispositif de déverrouillage par inertie selon la présente invention ; FIG. 2 FIG. 2 Les figures 2a et 2b sont des vues en perspective d'un dispositif de déverrouillage par inertie selon l'invention respectivement dans un état verrouillé et dans un état déverrouillé ; FIG. 3 FIG. 3 Les figures 3a et 3b sont des vues en perspective et en coupe d'un boîtier montrant un dispositif de déverrouillage par inertie selon l'invention respectivement dans un état verrouillé et dans un état déverrouillé ; FIG. 4 FIG. 4 Les figures 4a et 4b sont des vues de côté illustrant un déplacement d'une masselotte lorsque le dispositif de déverrouillage par inertie selon l'invention passe respectivement dans un état verrouillé à un état déverrouillé suite à l'application d'une décélération ; FIG. 5 FIG. 5 Les figures 5a et 5b sont des vues en perspective illustrant une rotation des arbres du dispositif de déverrouillage par inertie selon l'invention permettant de libérer une décompression d'un organe élastique pour faire passer le dispositif d'un état verrouillé à un état déverrouillé. Il est à noter que les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. La FIG. 1 montre un siège 10 destiné à être installé dans une cabine d'aéronef. Le siège 10 comporte au moins une assise 11 et au moins un dossier 12 définissant une place. En l’occurrence, le siège 10 comporte trois assises 11 et trois dossiers 12 pour former trois places. Ce nombre de places peut bien entendu être adapté en fonction du besoin et de l'espace disponible à l'intérieur de la cabine. En particulier, le siège 10 peut comporter deux places, quatre places ou plus. Les assises 11 et les dossiers 12 sont montés sur une structure de siège 14. Cette structure de siège 14 comporte des pieds de support 16 munis de verrous 17 pour assurer la fixation par serrage du siège 10 sur des rails (non représentés) disposés sur un plancher de la cabine d’aéronef. Les pieds de support 16 comportent des ouvertures de passage pour des poutres 15 de renforcement transversal des assises 11. Des crosses 19 portant des accoudoirs 20 sont connectées mécaniquement aux poutres 15. Les crosses 19 sont disposées entre deux assises 11 adjacentes ainsi qu’aux extrémités du siège 10. Les accoudoirs 20 peuvent être montés mobiles en rotation ou fixe par rapport aux crosses 19. Un dispositif 21 de déverrouillage par inertie d’un dossier 12 est interposé entre un dossier 12 et la structure de siège 14. Comme on peut le voir sur les figures 2a et 2b, le dispositif 21 comporte un boîtier 22 et un support 23 disposé à l'intérieur du boîtier 22 portant un pion 25 apte à coulisser par rapport au boîtier 22. Le support 23 présente une forme cylindrique et comporte une ouverture 24 axialement traversante. En variante, le support 23 peut présenter une autre forme, telle qu'une forme parallélépipèdique. Le pion 25 est disposé à une extrémité d'un bras 39 connecté mécaniquement avec le support 23. Notamment, le bras 39 peut venir de matière ou être assemblé rigidement par emmanchement, collage ou toute autre technique de fixation adaptée à l'application. Le bras 39 présente un diamètre supérieur au pion 25. La différence de diamètre entre ces deux éléments définit un épaulement. Le boîtier 22 est monté sur la structure de siège 14 et le pion 25 est destiné à coopérer avec un logement de forme correspondante réalisée dans le dossier 12 lorsque le dispositif 21 est à l’état verrouillé. Lorsque le dispositif 21 se trouve dans un état verrouillé, le pion 25 s‘étend en saillie par rapport au boîtier 22, tel que montré sur la FIG. 2 . Lorsque le dispositif 21 se trouve dans un état déverrouillé, le pion 25 est rentré à l'intérieur du boîtier 22, tel que montré sur la FIG. 2 . Le passage de la position verrouillée à la position déverrouillée se produit sous l'effet d'une forte décélération. A cet effet, une masselotte 26 est apte à se déplacer en translation sous l’effet de l’inertie. La masselotte 26 présente en l'occurrence une forme cylindrique mais peut alternativement présenter une forme parallélépipèdique ou toute autre forme adaptée à l'application. Un axe X1 de la masselotte 26 s’étend suivant une direction perpendiculaire par rapport à un axe X2 du support 23. Le boîtier 22 comporte une première portion 22.1 contenant la masselotte 26 et une deuxième portion 22.2 contenant le support 23. En outre, comme on peut le voir sur la FIG. 3 , un premier arbre 27 est monté rotatif à l’intérieur de l'ouverture 24 réalisée dans le support 23. A cet effet, au moins un roulement 42, en l'occurrence deux roulements 42 sont interposés radialement entre le premier arbre 27 et une face interne de l'ouverture 24 du support 23. Les roulements 42 sont de préférence des roulements à billes. Avantageusement, les roulements 42 sont réalisés dans un matériau à faible coefficient de frottement, tel que de la céramique. En variante, les roulements 42 sont réalisés en métal ou dans tout autre matériau adapté à l'application. Une extrémité du premier arbre 27 comporte un méplat 28 destiné à coopérer avec un méplat 31 d'un deuxième arbre 30, comme cela est visible sur les figures 5a et 5b. Le deuxième arbre 30 comporte une première extrémité munie du méplat 31 destiné à venir en appui contre le méplat 28 du premier arbre 27 et une deuxième extrémité comportant une butée de masselotte 32 en appui contre la masselotte 26, tel que montré sur la FIG. 3 . La butée de masselotte 32 s'étend en saillie radiale par rapport à l'arbre 27. L'arbre 30 traverse une paroi du boîtier 22 séparant la première portion 22.1 et la deuxième portion 22.2. Le deuxième arbre 30 est monté rotatif par rapport au boîtier 22 par l’intermédiaire d’au moins un roulement 43 interposé radialement entre le deuxième arbre 30 et le boîtier 22. Un autre arbre 30' visible sur les figures 3a, 3b et 5b peut comporter une extrémité munie d'un méplat en appui contre un deuxième méplat 28 du premier arbre 27. L'arbre 30' est également monté rotatif par rapport au boîtier 22 par l'intermédiaire d'au moins un roulement 43 interposé radialement entre l'arbre 30’ et le boîtier 22. Dans l'exemple représenté, les roulements 43 sont positionnés de part et d'autre du support 23. Les roulements 43 sont disposés à l'intérieur de logements du boîtier 22 prévus à cet effet. Les roulements 43 sont de préférence des roulements à billes. Avantageusement, les roulements 43 sont réalisés dans un matériau à faible coefficient de frottement, tel que de la céramique. En variante, les roulements 43 sont réalisés en métal ou dans tout autre matériau adapté à l'application. Comme cela est montré sur la FIG. 3 , un premier organe élastique 35 est disposé entre la masselotte 26 et le boîtier 22. Une raideur du premier organe élastique 35 est choisie de façon à définir un seuil d’activation du dispositif de déverrouillage par inertie. Dans l'exemple représenté, le premier organe élastique 35 est un ressort hélicoïdal. En variante, le premier organe élastique 35 peut prendre la forme d'une rondelle élastique ou tout autre organe élastique adapté à l'application. Un deuxième organe élastique 36 est disposé entre le deuxième arbre 30 et le boîtier 22. Le deuxième organe élastique 36 est un ressort de torsion. Le deuxième organe élastique 36 présente une extrémité en appui contre le boîtier 22 et une extrémité en appui contre une butée de ressort 33 du deuxième arbre 30. L'extrémité du ressort de torsion 36 peut être disposée à l'intérieur d'un trou de maintien réalisé dans la butée de ressort 33. Un troisième organe élastique 37 est monté comprimé entre le boîtier 22 et le support 23. Le troisième organe élastique 37 est disposé autour d'un bras 39 du support portant le pion 25. Le troisième organe élastique 37 a une raideur très supérieure à celle du premier organe élastique 35, notamment dans un rapport compris entre 10 et 100. Le troisième organe élastique 37 prend de préférence la forme d'un ressort hélicoïdal. On décrit ci-après le fonctionnement du dispositif 21 de déverrouillage selon l'invention. Lorsque le dispositif 21 se trouve à l'état verrouillé, les faces d’appui des méplats 28, 31 s’étendent suivant un plan perpendiculaire à une direction d'application de l'effort du troisième organe élastique 37 sur le support 23 suivant la flèche F1 (cf. FIG. 3 ). L'axe X1 de la masselotte 26 est destiné à être orienté suivant un axe du siège 10. Comme cela est illustré sur les figures 4a et 4b, lorsque le siège 10 et donc la masselotte 26 sont soumis à une forte décélération suivant la flèche F2, la masselotte 26 se déplace en translation en comprimant le premier organe élastique 35 de façon à s’écarter de la butée de masselotte 32. Cela a pour effet de libérer une rotation, suivant la flèche F3, du premier arbre 27 et du deuxième arbre 30 accélérée par le deuxième organe élastique 36. Comme cela est illustré sur les figures 5a et 5b, les méplats 28, 31 tournent alors de 90 degrés de sorte que leur plan d'appui s'étend verticalement et parallèlement à la direction d'application de l'effort du troisième organe élastique 37 suivant la flèche F1. Cela entraîne une rupture de contact entre le premier arbre 27 et le deuxième arbre 30 autorisant une décompression du troisième organe élastique 37 suivant la flèche F1. La décompression du troisième organe élastique 37 engendre un déplacement en translation du pion 25 vers l’intérieur du boîtier 22 pour faire passer le dispositif 21 dans un état déverrouillé, tel que cela est illustré sur les figures 2b et 3b. Le déverrouillage du dispositif 21 permet alors d'autoriser une rotation du dossier 12 avant l'impact de la tête. Une telle configuration permet de respecter le critère d’impact de tête dit HIC, acronyme pour "Head Injury Criterion" en anglais, ainsi que le critère d'impact Nij représentatif des sollicitations des cervicales. Ainsi, l'invention permet de limiter les blessures au niveau du cou et du cerveau d'un passager. Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. Dispositif (21) de déverrouillage par inertie caractérisé en ce qu’il comporte : - un boîtier (22), - un support (23) disposé à l'intérieur du boîtier (22) portant un pion (25) s‘étendant en saillie par rapport au boîtier (22) lorsque ledit dispositif (21) se trouve dans un état verrouillé, ledit pion (25) étant apte à coulisser par rapport au boîtier (22), - une masselotte (26) apte à se déplacer en translation sous l’effet de l’inertie, - un premier arbre (27) monté rotatif à l’intérieur d'une ouverture (24) du support (23), ledit premier arbre (27) ayant au moins une extrémité comportant un méplat (28), - un deuxième arbre (30) ayant une première extrémité munie d’un méplat (31) destiné à venir en appui contre le méplat (28) du premier arbre (27) et une deuxième extrémité comportant une butée de masselotte (32) en appui contre la masselotte (26), - un premier organe élastique (35) disposé entre la masselotte (26) et le boîtier (22), - un deuxième organe élastique (36) disposé entre le deuxième arbre (30) et le boîtier (22), et - un troisième organe élastique (37) monté comprimé entre le boîtier (22) et le support (23), de sorte que lorsque la masselotte (26) est soumise à une forte décélération, ladite masselotte (26) est apte à se déplacer en translation en comprimant le premier organe élastique (35) de façon à s’écarter de la butée de masselotte (32), pour libérer une rotation du premier arbre (27) et du deuxième arbre (30) accélérée par le deuxième organe élastique (36) entraînant une rupture de contact entre le premier arbre (27) et le deuxième arbre (30) autorisant une décompression du troisième organe élastique (37) engendrant un déplacement en translation du pion (25) vers l’intérieur du boîtier (22) pour faire passer le dispositif (21) dans un état déverrouillé. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier arbre (27) est monté rotatif par rapport au support (23) par l’intermédiaire d'au moins un roulement (42) interposé radialement entre le premier arbre (27) et le support (23). Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième arbre (30) est monté rotatif par rapport au boîtier (22) par l’intermédiaire d’au moins un roulement (43) interposé radialement entre le deuxième arbre (30) et le boîtier (22). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une raideur du premier organe élastique (35) est choisie de façon à définir un seuil d’activation du dispositif de déverrouillage par inertie. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième organe élastique (36) est un ressort de torsion. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième organe élastique (36) présente une extrémité en appui contre le boîtier (22) et une extrémité en appui contre une butée de ressort (33) du deuxième arbre (30). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le troisième organe élastique (37) a une raideur très supérieure à celle du premier organe élastique (35). Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un axe (X1) de la masselotte (26) s’étend suivant une direction perpendiculaire par rapport à un axe (X2) du support (23). Siège d’avion (10) comportant un dispositif (21) de déverrouillage par inertie défini selon l’une quelconque des revendications précédentes. Siège d’avion (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier (22) est monté sur une structure de siège (14) et le pion (25) est destiné à coopérer avec un logement de forme correspondante réalisée dans un dossier lorsque le dispositif de déverrouillage par inertie est à l’état verrouillé.