FR2812604A1

FR2812604A1 - Fermeture de retenue de forces destinee a un dispositif de securite de vehicule

Info

Publication number: FR2812604A1
Application number: FR0109675A
Authority: FR
Inventors: Wilfried Schwant
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2002-02-08
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: DE10038431A1; FR2812604B1

Abstract

L'invention concerne une fermeture de retenue de forces (10) destinée à un dispositif de sécurité de véhicule, comportant un verrou (18) retenant un composant à déplacer et un élément d'actionnement (54), ainsi que différents dispositifs de sécurité pour véhicules automobiles. Afin de mettre à disposition une fermeture de retenue de forces (10) fiable, ainsi que des dispositifs de sécurité améliorés, il est prévu selon l'invention qu'en régime d'utilisation normale, le verrou (18) soit maintenu dans une position de verrouillage sensiblement instable.

Description

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L'invention concerne une fermeture de retenue de forces destinée à un dispositif de sécurité de véhicule, ainsi que différents dispositifs de sécurité pour véhicules automobiles.

Divers dispositifs de sécurité pour véhicules automobiles sont connus dans la pratique qui, dans le cas d'un accident, doivent empêcher que des personnes impliquées dans l'accident soient blessées ou limiter la gravité des blessures. Il convient dans ce contexte de mentionner à titre d'exemple des arceaux de sécurité, des appuis-tête, des protège-genoux ou des capots de moteur susceptibles d'être déplacés. Lors d'un accident, ces dispositifs de sécurité sont déplacés mécaniquement dans leur position de protection, l'énergie nécessaire à cet effet étant fournie par des ressorts mécaniques ou pneumatiques. Avant un accident, les dispositifs de sécurité sont maintenus dans un état de fonctionnement précontraint par de dites fermetures de force, des forces élevées étant en l'occurrence à retenir.

Une fermeture de retenue de forces destinée à un dispositif de sécurité de véhicule, comportant un verrou retenant un composant à déplacer et un élément d'actionnement est connue par le document DE 197 21 565 Al, qui décrit un système de relevage mécanique réversible pour un capot avant en tant que dispositif de sécurité de véhicule. Dans le cas de ce système de relevage, le mouvement de relevage est effectué par un ressort de relevage de capot avant, le ressort de relevage de capot avant étant disposé de telle sorte qu'il enserre un axe de fermeture. Dans une position précontrainte du capot avant ou du ressort de relevage de capot avant, l'axe de fermeture est retenu au moyen d'un verrou de serrure qui peut être déplacé en s'opposant à la pression d'un ressort hélicoïdal au moyen d'un dispositif d'actionnement électromagnétique ou pyrotechnique. Le verrou de serrure est l'élément central de la fermeture de retenue de forces,

qui comporte en outre encore le ressort hélicoïdal et le dispositif d'actionnement.

Le dispositif de relevage décrit par le document DE 197 21 565 Al est utilisé simultanément en tant que serrure de capot sur l'extrémité avant inférieure du capot de moteur d'un véhicule automobile, et doit pouvoir être précontraint par l'abaissement du capot de moteur. Cela a pour conséquence que - lorsque des déformations du capot doivent être évitées - le ressort de relevage du capot avant ne peut être agencé que de façon relativement souple, et ne peut de ce fait assurer qu'une faible vitesse de relevage du capot. Conformément à cela, la fermeture de retenue de forces n'est agencée que pour de faibles forces à retenir. La construction implique toutefois des forces de déclenchement élevées.

Pour la fonction des dispositifs de sécurité précités, il est important qu'en cas d'accident, le dispositif de sécurité soit déjà déclenché de façon sûre après un bref temps de réaction. I1 est par ailleurs important que des déclenchements intempestifs dus à des forces normales, notamment des forces d'accélération, soient évités en régime d'utilisation.

Eu égard à cet arrière-plan, l'objectif de l'invention consiste à mettre à disposition une fermeture de retenue de forces fiable, ainsi que des dispositifs de sécurité améliorés.

Cet objectif est atteint selon l'invention par les particularités décrites dans la suite du document.

Pour une fermeture de retenue de forces d'un dispositif de sécurité de véhicule comportant un verrou, qui retient un composant à déplacer, et un élément d'actionnement, il est prévu selon l'invention qu'en régime d'utilisation normale, le verrou soit maintenu dans une position de verrouillage sensiblement instable. Etant donné qu'en régime d'utilisation normale, le verrou se trouve dans une position de verrouillage sensiblement instable, un

déblocage de la fermeture de retenue de forces, et une activation associée du dispositif de sécurité du véhicule, ne nécessitent que de faibles forces, ce qui permet un bref temps de réaction et, associée à cela, une efficacité élevée du dispositif de sécurité du véhicule.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le verrou est retenu dans sa position de verrouillage sensiblement instable par un élément de soutien qui est suspendu de façon pendulaire. Dans le cas d'un tel agencement, l'élément de soutien assure une fonction centrale, car sa position ou son état de fonctionnement est déterminant pour l'état de fonctionnement de la fermeture de retenue de forces. La suspension pendulaire permet d'obtenir des courses de commutation importantes, et ce déjà sous l'effet de faibles forces.

L'élément de soutien est de préférence agencé à la manière d'un index et comporte un axe de rotation, l'élément de soutien comportant sur l'une de ses extrémités une surface d'appui pour le verrou, et étant par son autre extrémité en liaison active avec l'élément d'actionnement. Un tel agencement permet de mettre à profit des effets de levier, et il peut néanmoins être réalisé de façon précise à un faible coût.

Selon un mode de réalisation préféré, la surface d'appui pour le verrou, et l'axe de rotation de l'élément de soutien, sont disposés de telle sorte que les forces transmises en régime d'utilisation normale par le verrou sur l'élément de soutien passent pour l'essentiel par l'axe de rotation de ce dernier. Cela offre l'avantage de ne pas nécessiter l'application d'autres forces pour le maintien du verrou dans sa position de verrouillage. Les forces passant par l'axe de rotation de l'élément de soutien suffisent dans ce cas.

Si l'axe de rotation est formé sur un palier à pointe, les forces de friction à surmonter lors d'un déclenchement sont très faibles, de sorte qu'un bref temps de réaction du

dispositif de sécurité peut être obtenu, même avec de faibles forces de déclenchement. Le palier à pointe est de préférence formé par des saillies latérales de l'élément de soutien, et par des découpes ou renfoncements correspondants prévus dans un boîtier de la fermeture de retenue de forces. Cet agencement peut être réalisé à un coût particulièrement intéressant, et son fonctionnement est fiable.

Selon un mode de réalisation préféré, le verrou destiné à retenir le composant à déplacer est agencé sous la forme d'un verrou tournant. Un verrou tournant peut absorber des forces élevées sans que des forces de friction élevées soient à surmonter lors de son actionnement.

L'élément d'actionnement destiné au déclenchement de la fermeture de retenue de forces comporte de préférence un entraînement en rotation, et notamment un moteur électrique ou des aimants tournants. Un tel agencement, dans le cas duquel un déclenchement a déjà lieu lors d'une rotation de 90 de l'entraînement en rotation, permet de convertir en un temps extrêmement bref des signaux électriques en un déclenchement de la fermeture de retenue de forces.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, deux tourillons ou éléments de butée sont prévus sur l'élément d'actionnement qui, en régime d'utilisation normale, délimitent la plage de déplacement de l'élément d'actionnement. Ce moyen empêche que l'élément d'actionnement soit déplacé par des forces intervenant en régime normal, notamment des forces d'accélération, ce qui pourrait entraîner un déclenchement de la fermeture de retenue de forces, il convient en l'occurrence de souligner que cette sécurité est obtenue sans que le déclenchement de la fermeture de retenue de forces soit rendu plus difficile lors d'un accident.

Un faible nombre de composants de la fermeture de retenue de forces peut être obtenu dès lors que l'un des deux tourillons est agencé simultanément sous la forme d'un

tourillon d'actionnement pour le déclenchement de la fermeture de retenue de forces.

Une sécurité particulièrement élevée contre des déclenchements intempestifs est obtenue dès lors que le verrou et l'élément d'actionnement comportent des axes de rotation sensiblement parallèles, et un élément de précontrainte commun, notamment un ressort à branches pivotantes, l'élément de précontrainte assurant une précontrainte du verrou et de l'élément d'actionnement dans des sens de rotation différents. Dans le cas d'un tel agencement, le verrou et l'élément d'actionnement peuvent se maintenir réciproquement dans la position de verrouillage sensiblement instable, de laquelle ils peuvent se libérer sous l'effet de faibles forces de déclenchement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une représentation simplifiée d'une fermeture de retenue de forces selon l'invention dans une première position verrouillée ; la figure 2 représente la fermeture de retenue de forces de la figure 1 dans une deuxième position, juste après le déclenchement ; la figure 3 représente la fermeture de retenue de forces selon l'invention des figures 1 et 2 dans une troisième position avec un dispositif de sécurité entièrement sorti ; la figure 4 représente la fermeture de retenue de forces des figures 1 à 3 dans une quatrième position dans laquelle elle est de nouveau en cours de verrouillage ; la figure 5 représente la fermeture de retenue de forces des figures 1 à 4 dans une cinquième

position à la fin de l'effet de la force de verrouillage ; et la figure 6 est une représentation en perspective d'une plaque de base et d'un élément de soutien de la fermeture de retenue de forces selon l'invention des figures 1 à 5.

La fermeture de retenue de forces 10 représentée aux figures 1 à 6 sert à bloquer un dispositif de sécurité (non représenté) dans un état précontraint, par exemple un arceau de sécurité, un appui-tête, un protège-genoux ou un capot de moteur. Le dispositif de sécurité est guidé sur un guidage 12, représenté schématiquement, et est précontraint par un ressort mécanique ou pneumatique, dont l'effet de ressort est représenté par la flèche F. Le dispositif de sécurité comporte une saillie de verrouillage 14, qui est retenue par un verrou 18 qui est réalisé sous la forme d'un verrou tournant, et qui est monté en rotation sur une plaque de base 16. Afin de retenir la saillie de verrouillage, le verrou 18 comporte une rainure 20. La plaque de base 16 fait partie d'un boîtier qui, outre la plaque de base 16, comporte encore une deuxième plaque de base complémentaire (non représentée) s'y étendant parallèlement.

Le verrou 18 prend de son côté appui sur un élément de soutien 22 qui est agencé sous la forme d'une barrette, et qui comporte des saillies latérales 24 qui s'engagent dans des orifices de guidage 26 pratiqués dans la plaque de base 1.6, et dans la deuxième plaque de base, non représentée, qui est disposée parallèlement à cette dernière.

Les saillies latérales 24 sont cunéiformes, et comportent des pointes de palier 28 légèrement arrondies avec lesquelles l'élément de soutien 22 prend appui sur les plaques de base 16 dans des gorges de palier 30, qui sont pratiquées dans les orifices de guidage 26 également cunéiformes. Les saillies latérales 24 et les orifices de guidage 26 sont situés en face de la pointe de palier 28 ou

de la gorge de palier 30, et comportent un premier arrondi 32 ou un deuxième arrondi 34 qui assurent un guidage lâche de l'élément de soutien 22. Les pointes de palier 28 et les gorges de palier 30 définissent ensemble un axe de rotation 36 de l'élément de soutien 22, qui est situé perpendiculairement à l'extension longitudinale de l'élément de soutien au niveau de la face inférieure de l'élément de soutien 22, et qui positionne l'élément de soutien 22 de telle sorte qu'il comporte un levier court 38 et un levier long 40, le rapport de longueur entre le levier court 38 et le levier long 40 étant de l'ordre de 2 / 1.

Les orifices de guidage 26 et les saillies latérales 24 sont dimensionnés de telle sorte qu'ils permettent, non seulement une rotation de l'élément de soutien 22 autour de l'axe de rotation 36, mais également un jeu des saillies latérales 24 dans les orifices de guidage 26. En raison de ce jeu, l'élément de soutien 22 peut, en cas de besoin, être déplacé très facilement sans se coincer.

Un ressort 42 à branches pivotantes est disposé entre le verrou 18 et l'élément de soutien 22 qui pend appui, par sa première branche 44 sur une saillie 46 du verrou 18, et par sa deuxième branche 48 sur le levier long 40 de l'élément de soutien 22. La largeur du ressort 42 à branches pivotantes est dimensionnée de telle sorte qu'il prend appui sur les plaques de base 16 opposées, et ne nécessite pas d'autre guidage ou palier. Le ressort 42 à branches pivotantes est précontraint de telle sorte que la saillie 46 et le levier long 40 soient écartés l'un de l'autre.

Dans la position représentée à la figure 1, le dispositif de sécurité est précontraint en étant retenu par le verrou 18 par l'intermédiaire de la saillie de verrouillage 14. La force F du ressort qui peut également être qualifié d'accumulateur d'énergie, engendre en l'occurrence un couple de rotation Ml autour de l'axe de rotation 50 du verrou 18. Afin de compenser ce couple Ml et

d'empêcher une rotation du verrou 18, l'élément de soutien 22 exerce par l'intermédiaire de son arrondi 32 une force antagoniste sur une surface inclinée 52 du verrou 18, laquelle est engendrée par le ressort 42 à branches pivotantes. Le système se trouve de ce fait dans une position de repos.

Un élément d'actionnement 54 comportant deux tourillons 58 et 60 disposés sur un disque 56 est prévu pour le déclenchement de la fermeture de retenue de forces 10. L'élément d'actionnement 54 est entraîné par un aimant tournant (non représenté) qui, en raison d'un courant électrique délivré par un dispositif de commande (non représenté), provoque une rotation dans le sens de la flèche A.

Lors d'un déclenchement de la fermeture de retenue de forces 10, le tourillon 60 de l'élément d'actionnement 54 pousse l'élément de soutien 22 vers le bas, de sorte qu'il soit tourné dans le sens des aiguilles d'une montre et quitte sa position en équilibre instable ou proche de l'équilibre instable. Ce faisant, l'arrondi 32 de l'élément de soutien glisse sur la surface inclinée 52 du verrou 18. L'angle d'inclinaison a par rapport à l'axe longitudinal de l'élément de soutien 22 dans la position de repos est en l'occurrence choisi de façon à assurer un glissement aisé, même compte tenu de la friction entre le verrou 18 et l'élément de soutien 22. Dès que l'élément de soutien 22 a quitté la position d'équilibre instable, la force F du dispositif de sécurité assiste le mouvement de rotation du verrou 18, de sorte que le mouvement engendré par l'élément d'actionnement 54 ne participe plus au déblocage de la fermeture de retenue de forces 10. Le verrou 18 tourne alors jusqu'à ce que la saillie de verrouillage 14 soit entièrement libérée par le verrou 18, tel que cela est représenté à la figure 2. Dans cette position, l'élément de soutien 22 s'engage également dans un renfoncement ou dans une partie en retrait 62 du verrou 18, ce qui stoppe le

mouvement de rotation du verrou 18. Un autre mouvement de rotation du verrou 18 n'est pas possible en raison de la géométrie choisie, car l'élément d'actionnement 54 n'est pas en mesure de surmonter la force de friction agissant dans cette position entre le verrou 18 et l'élément de soutien 22, et la force du ressort 42 à branches pivotantes. Le dispositif de sécurité est entièrement débloqué, et peut prendre la position finale représentée à la figure 3.

La figure 4 représente une phase pendant laquelle le dispositif de sécurité de véhicule, qui est agencé de façon réversible, est de nouveau en cours de verrouillage. En raison d'une force de verrouillage K appliquée à partir de l'extérieur, qui est plus importante que la force F, non représentée dans un souci de simplification, la saillie de verrouillage agit en l'occurrence sur un flanc 62 du verrou 18, et ramène celui-ci dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans sa position de repos représentée aux figures 1 et 5. Le ressort 42 à branches pivotantes entraîne en l'occurrence l'élément de soutien 22 et favorise également le mouvement de rappel de l'élément d'actionnement 54. Dès que le verrou 18 et l'élément de soutien 22 ont atteint le point d'équilibre instable ou juste après, l'effet de force de la force de rappel K peut être interrompu, ce qui fait que la force F met à nouveau la saillie de verrouillage en appui contre le flanc 64 opposé au flanc 62 de la rainure 20 du verrou 18, comme représenté à la figure 1.

L'élément d'actionnement 54 de la fermeture de retenue de forces 10 selon l'invention sert cependant non seulement au déclenchement de la fermeture de retenue de forces 10, mais également d'élément de sécurité contre un déclenchement involontaire de la fermeture de retenue de forces 10. En effet, dès lors que des forces extérieures, notamment des forces d'accélération, provoquent en régime d'utilisation normale du véhicule un déplacement de

l'élément de soutien de sa position représentée à la figure 1, par exemple un déplacement dans le sens de la double flèche B de la figure 1, les tourillons 58 et 60 font office de butées et empêchent que le contact de soutien entre l'arrondi 32 de l'élément de soutien 22 et la surface inclinée 52 du verrou 18 soit interrompu. Il est cependant clairement visible que le tourillon 58 libère déjà l'élément de soutien 22 lors d'un mouvement de rotation de moins de 45 dans le sens de la flèche A, de sorte qu'un choc, mais avec certitude un entraînement en rotation de l'élément de soutien 22 par l'intermédiaire du tourillon 60, provoque un déclenchement de la fermeture de retenue de forces 10.

Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention.

LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES 10 Fermeture de retenue de forces 12 Dispositif de guidage 14 Saillie de verrouillage 16 Plaque de base 18 Verrou 20 Rainure 22 Elément de soutien 24 Saillies latérales 26 Orifice de guidage 28 Pointe de palier 30 Gorge de palier 32 Premier arrondi 34 Deuxième arrondi 36 Axe de rotation 38 Levier court 40 Levier long 42 Ressort à branches pivotantes 44 Première branche 46 Saillie 48 Deuxième branche 50 Axe de rotation 52 Surface inclinée 54 Elément d'actionnement 56 Disque 58 Tourillon 60 Tourillon 62 Flanc 64 Flanc

Claims

REVENDICATIONS 1. Fermeture de retenue de forces destinée à un dispositif de sécurité de véhicule, comportant un verrou (18) retenant un composant à déplacer et un élément d'actionnement (54), caractérisée en ce que, en régime d'utilisation normale, le verrou (18) est maintenu dans une position de verrouillage sensiblement instable.
2. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 1, caractérisée en ce que le verrou (18) est retenu dans sa position de verrouillage sensiblement instable par un élément de soutien (22) qui est suspendu de façon pendulaire.
3. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de soutien (22) est agencé à la manière d'un index et comporte un axe de rotation (36), l'élément de soutien (22) comportant sur l'une de ses extrémités une surface d'appui (32) pour le verrou (18), et étant par son autre extrémité en liaison active avec l'élément d'actionnement (54).
4. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 3, caractérisée en ce que la surface d'appui (32) pour le verrou (18), et l'axe de rotation (36) de l'élément de soutien (22), sont disposés de telle sorte que les forces transmises en régime d'utilisation normale par le verrou (18) sur l'élément de soutien (22) passent pour l'essentiel par l'axe de rotation (36) de ce dernier.
5. Fermeture de retenue de forces selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'axe de rotation (36) est formé sur un palier à pointe.
6. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 5, caractérisée en ce que le palier à pointe est réalisé par des saillies latérales (24) de l'élément de soutien (22), et par des découpes (26) ou renfoncements correspondants prévus dans un boîtier de la fermeture de retenue de forces.

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7. Fermeture de retenue de forces selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'un verrou tournant est prévu en tant que verrou (18).
8. Fermeture de retenue de forces selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (54) comporte un entraînement en rotation, notamment un moteur électrique ou un aimant tournant avec deux champs magnétiques électriques, et un aimant permanent ou un ressort pour le rappel dans la position initiale.
9. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément d'actionnement (54) comporte deux tourillons (58, 60) ou éléments de butée qui, en régime d'utilisation normale, délimitent la plage de déplacement de l'élément d'actionnement (54).
10. Fermeture de retenue de forces selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'un des deux tourillons (60) est agencé sous la forme d'un tourillon d'actionnement.
11. Fermeture de retenue de forces selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que le verrou (18) et l'élément de soutien (22) comportent des axes de rotation (50, 36) sensiblement parallèles, et un élément de précontrainte (42) commun, l'élément de précontrainte (42) assurant une précontrainte du verrou (18) et de l'élément de soutien (22) dans des sens de rotation différents.
12. Capot de moteur pouvant être déplacé de façon réversible, caractérisé par une fermeture de retenue de forces (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Appui-tête pouvant être déplacé de façon réversible, caractérisé par une fermeture de retenue de forces (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.

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14. Arceau de sécurité pouvant être déplacé de façon réversible, caractérisé par une fermeture de retenue de forces (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
15. Protège-genoux pouvant être déplacé de façon réversible, caractérisé par une fermeture de retenue de forces (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
16. Pare-choc pouvant être déplacé de façon réversible à titre de protection des piétons, caractérisé par une fermeture de retenue de forces (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.