Brevet FR3157308A1 — publié le 20250627

L'invention porte sur un dispositif de pré-tension (27) pour une ceinture de sécurité comportant: - un chariot (28) destiné à être monté mobile en translation par rapport à un élément structurel (15) entre une position inactive et une position active, - un support (30) destiné à être lié mécaniquement à une sangle (23) de la ceinture de sécurité (16) monté sur le chariot (28), ledit support (30) étant mobile entre une position verrouillée dans laquelle le support (30) bloque un déplacement en translation du chariot (28) par rapport à l'élément structurel (15) et une position déverrouillée dans laquelle le support (30) autorise un déplacement en translation du chariot (28) par rapport à l'élément structurel (15), et - un premier organe élastique (31) monté comprimé entre l'élément structurel (15) et le chariot (28) lorsque le support (30) est dans la position verrouillée. Figure 3a DISPOSITIF DE PRÉ-TENSION MÉCANIQUE POUR UNE CEINTURE DE SÉCURITÉ D'UN SIÈGE La présente invention porte sur un dispositif de pré-tension mécanique pour une ceinture de sécurité d'un siège. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine de l'aéronautique, en particulier avec les sièges d'avion de type première classe ou classe affaires. De façon connue en soi, comme cela est illustré sur la FIG. 1 , un siège d'avion 10 comporte une structure basse 11 destinée à être fixée notamment sur des rails d'une cabine d'avion par l'intermédiaire d'attaches 12. Le siège 10 comporte également une assise 13 portée par la structure basse 11 ainsi qu'un dossier 15. Dans le cas d'un siège 10 de type première classe ou classe affaires, le siège 10 peut comporter un ou plusieurs actionneurs assurant un pivotement du dossier 15 autour d'un axe horizontal vers l’arrière et le cas échéant un déplacement de l’assise 13 vers l’avant de façon à faire passer le siège 10 d'une position assise à une position lit dans laquelle le dossier 15 définit avec l'assise 13 un plan de couchage sensiblement horizontal pour qu'un passager 14 puisse s’allonger. Afin d'assurer la sécurité du passager 14, le siège 10 peut comporter une ceinture 16 dite "ceinture trois points" permettant d'assurer une retenue du passager 14 sur le siège 10 en cas de choc au moyen de trois sangles ayant trois points de fixation sur le siège 10. Plus précisément, la ceinture trois points 16 comporte une ceinture ventrale 17 formée par deux sangles 19 disposées de part et d'autre du passager 14. Les sangles 19 présentent chacune une extrémité fixée sur la structure basse 11 ou sur l'assise 13 par l'intermédiaire d'une attache 20. Les deux sangles 19 sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'une boucle de ceinture 21 de façon à fermer la ceinture ventrale 17 autour du corps du passager 14. La ceinture trois points 16 comporte en outre une sangle supérieure 23 destinée à maintenir la partie haute du corps du passager 14. La sangle supérieure 23 est enroulée autour d'un enrouleur bloqueur 24 apte à verrouiller la sangle 23 lorsqu'un effort supérieur à un seuil est appliqué sur la sangle 23. L'enrouleur 24 est fixé sur une face arrière du dossier 15. Alternativement, l’enrouleur 24 peut être fixé sur la structure basse 11 au niveau des rails de la cabine d’avion. La sangle supérieure 23 issue de l'enrouleur 24 passe par une ouverture de passage réalisée en partie haute du dossier 15, notamment au niveau de l’épaule du passager 14. La sangle supérieure 23 présente à son extrémité une interface de fixation destinée à coopérer avec la boucle de ceinture 21. Comme cela est illustré sur la FIG. 1 , lors d'un choc important, notamment lors d'un crash, la tête du passager 14 se déplace par rapport au dossier 15 ce qui entraîne un risque de blessure en cas de contact avec un obstacle 25 situé devant le siège 10 sur la trajectoire de la tête. Le déplacement de la tête est le résultat de plusieurs facteurs, à savoir: - la rigidité du siège 10, principalement la structure basse 11 et le dossier 15, - l'élongation de la sangle supérieure 23, - l'élongation de la ceinture ventrale 17, - le temps de verrouillage de l'enrouleur 24, et - la tension de la sangle supérieure 23 à l'intérieur de l'enrouleur 24. L'invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant un dispositif de pré-tension pour une ceinture de sécurité, comportant : - un chariot destiné à être monté mobile en translation par rapport à un élément structurel entre une position inactive et une position active, - un support destiné à être lié mécaniquement à une sangle de la ceinture de sécurité, ledit support monté sur le chariot étant mobile entre une position verrouillée dans laquelle le support bloque un déplacement en translation du chariot par rapport à l'élément structurel et une position déverrouillée dans laquelle le support autorise un déplacement en translation du chariot par rapport à l'élément structurel, - un premier organe élastique monté comprimé entre l'élément structurel et le chariot lorsque le support est dans la position verrouillée, - de sorte que lorsqu'un effort de traction appliqué sur la sangle dépasse un seuil d'activation, le support passe dans la position déverrouillée de manière à permettre une décompression du premier organe élastique assurant une poussée sur le chariot se déplaçant de la position inactive à la position active afin d'appliquer une force de pré-tension sur la sangle. L’invention permet ainsi de réduire voire d'annuler les effets des facteurs précités, à savoir l'élongation de la sangle supérieure, l'élongation de la ceinture ventrale, le temps de verrouillage de l'enrouleur, et la tension de la sangle supérieure à l'intérieur de l'enrouleur (à l'exception de la rigidité du siège) afin de limiter de façon importante une longueur de déplacement de la tête d'un passage lors d'un crash. L'invention propose en outre une solution simple à coût de développement et de production réduit. Selon une réalisation de l'invention, le support porte un enrouleur autour duquel est enroulé la sangle. Selon une réalisation de l'invention, le support est monté mobile en rotation par rapport au chariot autour d'une charnière entre la position verrouillée dans laquelle une protubérance du support coopère avec un logement réalisé dans l'élément structurel et la position déverrouillée dans laquelle la protubérance du support est dégagée du logement réalisé dans l'élément structurel. Selon une réalisation de l'invention, un deuxième organe élastique sollicite le support en position verrouillée. Selon une réalisation de l'invention, un tarage du deuxième organe élastique définit un seuil d'activation du dispositif de pré-tension. Selon une réalisation de l'invention, un doigt de verrouillage est apte à être sollicité par un organe élastique de façon à s'étendre en saillie par rapport à une face de l'élément structurel, ledit doigt de verrouillage étant destiné à coopérer avec un logement réalisé dans le chariot pour bloquer le chariot en position active. Selon une réalisation de l'invention, le doigt de verrouillage comporte une tête biseautée. Selon une réalisation de l'invention, ledit dispositif de pré-tension comporte une butée d'arrêt ménagée dans l'élément structurel pour limiter un déplacement du chariot en position active. Selon une réalisation de l'invention, ledit dispositif de pré-tension comporte une vis de réarmement coopérant avec une ouverture taraudée réalisée dans la butée d'arrêt. Selon une réalisation de l'invention, l’élément structurel est un dossier de siège. L'invention a également pour objet un siège comportant une ceinture de sécurité et un dispositif de pré-tension tel que précédemment défini. 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 , déjà décrite, est une représentation schématique d'un siège d'avion muni d'une ceinture trois points selon l'état de la technique; FIG. 1 La FIG. 1 , déjà décrite, est une représentation schématique illustrant un déplacement de la tête d'un passager lors d'un crash ; FIG. 2 La FIG. 2 est une représentation schématique d'un siège d'avion muni d'une ceinture trois points équipée d'un dispositif de pré-tension selon l'invention; FIG. 3 FIG. 3 FIG. 3 Les figures 3a, 3b et 3c sont des représentations schématiques de côté illustrant le fonctionnement d'un dispositif de pré-tension de ceinture de sécurité selon la présente invention; FIG. 4 La FIG. 4 est une représentation graphique d'une évolution en fonction du temps d'une traction dans une sangle liée mécaniquement au dispositif de pré-tension selon l'invention observable lors d'un crash. 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. 2 montre un siège d'avion 10 comportant une structure basse 11 destinée à être fixée notamment sur des rails d'une cabine d'avion par l'intermédiaire d'attaches 12. Le siège 10 comporte également une assise 13 portée par la structure basse 11 ainsi qu'un dossier 15. Dans le cas d'un siège 10 de type première classe ou classe affaires, le siège 10 peut comporter un ou plusieurs actionneurs assurant un pivotement du dossier 15 autour d'un axe horizontal vers l’arrière et le cas échéant un déplacement de l’assise 13 vers l’avant de façon à faire passer le siège 10 d'une position assise à une position lit dans laquelle le dossier 15 définit avec l'assise 13 un plan de couchage sensiblement horizontal pour qu'un passager 14 puisse s’allonger. Afin d'assurer la sécurité du passager 14, le siège 10 peut comporter une ceinture 16 dite "ceinture trois points" permettant d'assurer une retenue du passager 14 sur le siège 10 en cas de choc au moyen de trois sangles ayant trois points de fixation sur le siège 10. Plus précisément, la ceinture trois points 16 comporte une ceinture ventrale 17 formée par deux sangles 19 disposées de part et d'autre du passager 14. Les sangles 19 présentent chacune une extrémité fixée sur la structure basse 11 ou sur l'assise 13 par l'intermédiaire d'une attache 20. Les deux sangles 19 sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'une boucle de ceinture 21 de façon à fermer la ceinture ventrale 17 autour du corps du passager 14. La ceinture trois points 16 comporte en outre une sangle supérieure 23 destinée à maintenir la partie haute du corps du passager 14. La sangle supérieure 23 est enroulée autour d'un enrouleur bloqueur 24 apte à verrouiller la sangle 23 lorsqu'un effort de traction supérieur à un seuil d'activation S1 est appliqué sur la sangle 23. La sangle supérieure 23 issue de l'enrouleur 24 passe par une ouverture de passage réalisée en partie haute du dossier 15, notamment au niveau de l’épaule du passager 14. La sangle supérieure 23 présente à son extrémité une interface de fixation destinée à coopérer avec la boucle de ceinture 21. Le siège 10 est également muni d'un dispositif de pré-tension 27 pour la ceinture de sécurité 16. Comme on peut le voir sur la FIG. 3 , le dispositif de pré-tension 27 comporte un chariot 28 destiné à être monté mobile en translation par rapport à un élément structurel, en l'occurrence le dossier 15, entre une position inactive et une position active. Un premier organe élastique 31 est monté comprimé entre l'élément structurel 15 et le chariot 28 lorsque le support 30 est dans la position verrouillée. Un support 30 portant l'enrouleur 24 est monté sur le chariot 28. Le support 30 est mobile entre une position verrouillée dans laquelle le support 30 bloque un déplacement en translation du chariot 28 par rapport à l'élément structurel 15 et une position déverrouillée dans laquelle le support 30 autorise un déplacement en translation du chariot 28 par rapport à l'élément structurel 15. A cet effet, le support 30 est monté mobile en rotation par rapport au chariot 28 autour d'une charnière 33 entre la position verrouillée dans laquelle une protubérance 34 du support 30 coopère avec un logement 35 réalisé dans l'élément structurel 35 et la position déverrouillée dans laquelle la protubérance 34 du support 30 est dégagée du logement 35. Afin de coopérer avec le logement 35, la protubérance 34 traverse une ouverture réalisée à l'intérieur du chariot 28. Un axe de la charnière 33 est parallèle à un axe de l'enrouleur 24. Un organe élastique 37, tel qu'un ressort, sollicite le support 30 en position verrouillée. L'organe élastique 37 est monté à l'intérieur d'un logement prévu dans le chariot 28 et pousse la protubérance 34 en direction du logement 35. Un tarage de l'organe élastique 37 définit le seuil d'activation S1 du dispositif de pré-tension 27. Le seuil d'activation S1 est suffisamment élevé pour éviter les déclenchement intempestifs et suffisamment bas pour éviter de surdimensionner l'organe élastique 37. En variante, le support 30 peut être mobile suivant un mouvement de translation ou un mouvement combiné de rotation et de translation pour passer de la position verrouillée à la position déverrouillée, et inversement. Un doigt de verrouillage 38 est sollicité par un organe élastique 42 de façon à s'étendre en saillie par rapport à une face de l'élément structurel 15. Le doigt de verrouillage 38 est destiné à coopérer avec un logement 39 réalisé dans le chariot 28 pour bloquer le chariot 28 en position active. Afin de faciliter l'insertion du doigt de verrouillage 38 à l'intérieur du logement 39 lors du déplacement du chariot 28, le doigt de verrouillage 38 comporte une tête biseautée 41. Une butée d'arrêt 46 peut être ménagée dans l'élément structurel 15 pour limiter un déplacement du chariot 28 en position active. La distance entre une extrémité du chariot 28 et la butée d'arrêt 46 située en vis-à-vis de cette extrémité correspond au débattement du chariot 28. Le dispositif de pré-tension 27 peut comporter une vis de réarmement 47 coopérant avec une ouverture taraudée 48 réalisée dans la butée d'arrêt 46. On décrit ci-après, en référence avec les figures 3a, 3b et 3c, le fonctionnement du dispositif de pré-tension 27 selon l'invention. Comme cela est illustré sur la FIG. 3 , le chariot 28 se trouve initialement dans la position inactive. Comme cela est illustré sur la FIG. 3 , lorsque l'effort de traction T appliqué sur la sangle 23 dépasse le seuil d'activation S1, le support 30 pivote autour de la charnière 33 de façon à passer de la position verrouillée à la position déverrouillée dans laquelle la protubérance 34 du support 30 est dégagée du logement 35 du dossier 15. Comme cela est illustré sur la FIG. 3 , cela engendre une décompression de l'organe élastique 31 assurant une poussée sur le chariot 28 pour le déplacer de la position inactive à la position active dans laquelle le chariot 28 vient en butée contre la butée d'arrêt 46. Lorsque le chariot 28 se déplace vers la position active et passe au-dessus du doigt de verrouillage 38, la tête biseauté 41 se déplace dans un premier temps vers l'intérieur d'une cavité du support 30 du fait de la compression de l'organe élastique 42 puis dans un deuxième temps l'organe élastique 42 se décomprime, de sorte que le doigt de verrouillage 38 coopère avec le logement 39 pour maintenir le chariot 28 en position active. Lors de son déplacement, le chariot 28 entraîne l'enrouleur 24 par l'intermédiaire du support 30 de façon à appliquer une force de pré-tension Fp sur la sangle 23. La FIG. 4 montre une courbe représentant l'évolution, en fonction du temps t, de l'effort de traction T dans la sangle 23 lors d'un crash. A l'instant t1, l'effort de traction T appliqué sur la sangle 23 dépasse le seuil d'activation S1 défini par l'organe élastique 37. A l'instant t2, le dispositif de pré-tension 27 applique une force de pré-tension Fp sur la sangle 23 définie par la force de l'organe élastique 31. La durée de pré-tension D s'étend entre les instants t1 et t2. La force de pré-tension Fp a une valeur suffisante pour compenser une élongation de la sangle 23. L'effort de traction T suit une courbe en forme de cloche de façon à augmenter du début du crash jusqu’à l'instant t3 auquel l'effort de traction T atteint son maximum puis diminue progressivement jusqu'à une valeur nulle à la fin du crash. Afin de réarmer le dispositif de pré-tension 27, l'opérateur peut tirer le doigt de verrouillage 38 de façon à faire rentrer la tête 41 à l'intérieur du logement 39 et autoriser un déplacement du chariot 28. L'opérateur peut ensuite visser la vis de réarmement 47 qui pousse le chariot 28 suivant un mouvement de translation vers la position inactive. Lorsque la protubérance 34 du support 30 se trouve en regard du logement 35, l'organe élastique 37 pousse le support 30 de sorte que la protubérance 34 coopère avec le logement 35 de façon à immobiliser le chariot 28 dans la position inactive. L'opérateur peut alors relâcher le doigt de verrouillage 38. En variante, l’élément structurel est constitué par l'assise 13, un élément de mobilier situé autour du siège 10 ou encore le plancher d'une cabine d'avion. En variante, le dispositif de pré-tension 27 peut être dépourvu du doigt de verrouillage 38 et/ou de la butée d'arrêt 46 qui ne sont pas des éléments indispensables à la mise en œuvre de l'invention. En variante, la sangle 23 est reliée directement au support 30 sans enrouleur 24 intermédiaire. En variante, la sangle liée mécaniquement au support 30 est une sangle autre que la sangle supérieure 23 de la ceinture trois points 16, notamment une sangle de la ceinture ventrale. 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 de pré-tension (27) pour une ceinture de sécurité (16), caractérisé en ce qu'il comporte: - un chariot (28) destiné à être monté mobile en translation par rapport à un élément structurel (15) entre une position inactive et une position active, - un support (30) destiné à être lié mécaniquement à une sangle (23) de la ceinture de sécurité (16), ledit support (30) monté sur le chariot (28) étant mobile entre une position verrouillée dans laquelle le support (30) bloque un déplacement en translation du chariot (28) par rapport à l'élément structurel (15) et une position déverrouillée dans laquelle le support (30) autorise un déplacement en translation du chariot (28) par rapport à l'élément structurel (15), - un premier organe élastique (31) monté comprimé entre l'élément structurel (15) et le chariot (28) lorsque le support (30) est dans la position verrouillée, - de sorte que lorsqu'un effort de traction appliqué sur la sangle (23) dépasse un seuil d'activation (S1), le support (30) passe dans la position déverrouillée de manière à permettre une décompression du premier organe élastique (31) assurant une poussée sur le chariot (28) se déplaçant de la position inactive à la position active afin d'appliquer une force de pré-tension sur la sangle (23). Dispositif de pré-tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (30) porte un enrouleur (24) autour duquel est enroulé la sangle (23). Dispositif de pré-tension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (30) est monté mobile en rotation par rapport au chariot (28) autour d'une charnière (33) entre la position verrouillée dans laquelle une protubérance (34) du support (30) coopère avec un logement (35) réalisé dans l'élément structurel (15) et la position déverrouillée dans laquelle la protubérance (34) du support (30) est dégagée du logement réalisé dans l'élément structurel (15). Dispositif de pré-tension selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un deuxième organe élastique (37) sollicite le support (30) en position verrouillée. Dispositif de pré-tension selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un tarage du deuxième organe élastique (37) définit le seuil d'activation (S1) du dispositif de pré-tension. Dispositif de pré-tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un doigt de verrouillage (38) est sollicité par un organe élastique (42) de façon à s'étendre en saillie par rapport à une face de l'élément structurel (15), ledit doigt de verrouillage (38) étant destiné à coopérer avec un logement (39) réalisé dans le chariot (28) pour bloquer le chariot (28) en position active. Dispositif de pré-tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une butée d'arrêt (46) ménagée dans l'élément structurel (15) pour limiter un déplacement du chariot (28) en position active. Dispositif de pré-tension selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une vis de réarmement (47) coopérant avec une ouverture taraudée (48) réalisée dans la butée d'arrêt (46). Dispositif de pré-tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l’élément structurel est un dossier (15) de siège (10). Siège (10) comportant une ceinture de sécurité (16) et un dispositif de pré-tension (27) défini selon l’une quelconque des revendications précédentes.