FR3018247A1 - Dispositif d'ancrage partiellement mobile pour une ceinture de securite a trois points de vehicule - Google Patents

Abstract

Un dispositif d'ancrage (D) définit un point d'ancrage inférieur d'une ceinture de sécurité à trois points d'un véhicule. Ce dispositif (D) comprend deux glissières (G) parallèles à une direction longitudinale et propres à être solidarisées fixement au véhicule, une tige (TA) à laquelle est solidarisée fixement une partie (ES) de la ceinture de sécurité et propre à se déplacer dans les glissières (G) suivant au moins la direction longitudinale lorsque la partie (ES) subit une pression dirigée vers l'avant du véhicule pendant un choc frontal, et des moyens de contrôle (MC) propres à autoriser le déplacement de la tige (TA), de façon amortie, lorsque la pression subie est supérieure à un seuil prédéfini.

Description

DISPOSITIF D'ANCRAGE PARTIELLEMENT MOBILE POUR UNE CEINTURE DE SÉCURITÉ À TROIS POINTS DE VÉHICULE L'invention concerne les ceintures de sécurité à trois points qui équipent des véhicules, éventuellement de type automobile, et plus précisément certains dispositifs d'ancrage que comprennent de telles ceintures de sécurité. Comme le sait l'homme de l'art, une ceinture de sécurité à trois points la comprend trois dispositifs d'ancrage qui définissent trois points de fixation (ou d'ancrage) sur des éléments ou équipements d'un véhicule, éventuellement de type automobile. Un premier dispositif d'ancrage est solidarisé fixement à une partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au bas d'un montant, et sert de moyen de solidarisation à rotation pour une extrémité de la 15 sangle. Un deuxième point d'ancrage (souvent appelé brin de boucle de ceinture) est solidarisé fixement à une autre partie inférieure du véhicule, par exemple au plancher ou au siège associé. Il sert de point de verrouillage temporaire pour un pêne de verrouillage extractible qui est couplé à la sangle. Un troisième point d'ancrage comprend un dispositif de renvoi de sangle, 20 solidarisé fixement à une partie supérieure du véhicule, par exemple au dossier du siège correspondant ou à la partie supérieure d'un montant, et un enrouleur de sangle. Lorsqu'un véhicule subit un choc frontal, un passager qui est assis sur un siège peut faire l'objet d'un sous-marinage, c'est-à-dire d'un enfoncement 25 de son bassin dans l'assise de son siège combiné à un glissement vers l'avant du véhicule du fait de la pression qu'il exerce sur la partie transversale (ou ventrale) de la sangle de sa ceinture de sécurité. Cet enfoncement combiné à ce glissement induisent un déplacement relatif de la partie transversale (ou ventrale) de la sangle de la ceinture de sécurité par rapport 30 au passager, qui peut occasionner de graves lésions internes du fait que la résistance du ventre est très inférieure à celle du bassin (typiquement trois fois plus petite). De plus, la partie transversale (ou ventrale) de la sangle ne suivant pas la cinématique du bassin du passager, du fait que ses premier et deuxième points d'ancrage inférieurs sont fixes, elle induit au tout début du choc frontal des efforts très importants sur le bassin, ce qui empêche la dissipation d'énergie par translation (au moins) vers l'avant et induit une importante extension du cou du passager du fait de l'inertie de sa tête.

L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation en permettant un déplacement contrôlé d'une partie du premier dispositif d'ancrage et/ou du deuxième dispositif d'ancrage pendant un choc frontal. Elle propose plus précisément et notamment un dispositif d'ancrage, propre à définir un point d'ancrage inférieur d'une ceinture de sécurité à trois points d'un véhicule, et comprenant : - deux glissières parallèles à une direction longitudinale et propres à être solidarisées fixement au véhicule, - une tige à laquelle est solidarisée fixement une partie de la ceinture de sécurité et propre à se déplacer dans les glissières suivant au moins la direction longitudinale lorsque cette partie subit une pression dirigée vers l'avant du véhicule pendant un choc frontal, et - des moyens de contrôle propres à autoriser le déplacement de la tige, de façon amortie, lorsque la pression subie est supérieure à un seuil prédéfini. Grâce à ce déplacement contrôlé vers l'avant de la partie de la ceinture de sécurité, la partie transversale (ou ventrale) de la sangle peut être déplacée vers l'avant avec le bassin du passager, ce qui permet avantageusement d'empêcher le sous-marinage et de dissiper plus d'énergie au niveau des points ancrages tout en réduisant l'effort subi par le cou du passager en fin de choc.

Le dispositif d'ancrage selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses glissières peuvent être propres à permettre également un déplacement de la tige suivant une direction qui est sensiblement verticale lorsque la partie de la ceinture subit une pression dirigée vers l'avant du véhicule pendant un choc frontal ; - dans un premier mode de réalisation, ses moyens de contrôle peuvent comprendre un ressort logé entre les glissières, comportant une extrémité au contact de la tige, et propre à amortir le déplacement de cette dernière lorsque la pression subie est supérieure au seuil prédéfini ; - ses moyens de contrôle peuvent comprendre des crans anti-retour agencés pour interdire un retour de la tige vers l'arrière du véhicule consécutivement à son déplacement vers l'avant ; - dans un deuxième mode de réalisation, ses moyens de contrôle peuvent comprendre un limiteur d'effort solidarisé au véhicule, comportant un lien déployable et couplé à la tige, et agencé pour autoriser un déploiement de ce lien, de façon amortie, lorsque la pression subie est supérieure audit seuil prédéfini. Un tel limiteur d'effort peut, par exemple, être du type dit « à barre de torsion » ; - dans un troisième mode de réalisation, ses moyens de contrôle peuvent comprendre deux ouvertures définies dans les glissières, dans lesquelles sont logées des extrémités opposées de la tige, et présentant une hauteur diminuant de l'arrière vers l'avant ; - dans un quatrième mode de réalisation, ses moyens de contrôle peuvent comprendre une lame déchirable à effet d'amorce installée entre les glissières, comprenant un prolongement vers l'arrière couplé à la tige, et propre à se déchirer lorsque la pression subie est supérieure au seuil prédéfini. L'invention propose également une ceinture de sécurité à trois points destinée à équiper un véhicule et comprenant au moins un dispositif d'ancrage du type de celui présenté ci-avant.

Cette ceinture de sécurité peut comprendre une partie solidarisée au dispositif d'ancrage et constituant une extrémité d'une sangle ou bien un brin de boucle propre à verrouiller un pêne de verrouillage couplé à une sangle. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins une ceinture de sécurité du type de celle présentée ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans un plan XZ, un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage d'une ceinture de sécurité auquel est solidarisée fixement une extrémité d'une sangle, avant un choc frontal, la figure 2 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, le dispositif d'ancrage de la figure 1 après un choc frontal, la figure 3 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage d'une ceinture de sécurité auquel est solidarisée fixement une extrémité d'une sangle, avant un choc frontal, la figure 4 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, le dispositif d'ancrage de la figure 3 après un choc frontal, la figure 5 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, un troisième exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage d'une ceinture de sécurité auquel est solidarisée fixement une extrémité d'une sangle, avant un choc frontal, la figure 6 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage d'une ceinture de sécurité auquel est solidarisée fixement une extrémité d'une sangle, avant un choc frontal, et la figure 7 illustre de façon schématique, dans une vue en coupe dans le plan XZ, le dispositif d'ancrage de la figure 6 après un choc frontal. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'ancrage D destiné à définir un point d'ancrage inférieur pour une ceinture de sécurité à trois points d'un véhicule. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule possédant au moins un siège devant être associé à au moins une ceinture de sécurité à trois points. Par conséquent, elle concerne non seulement les véhicules terrestres, mais également les véhicules fluviaux (ou maritimes), dès lors qu'ils peuvent faire l'objet de chocs frontaux. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le dispositif d'ancrage D est destiné à être solidarisé fixement à une partie inférieure d'un véhicule, comme par exemple son plancher ou le bas de l'un de ses montants, et sert de moyen de solidarisation à rotation pour une pièce ES de la ceinture de sécurité constituant une extrémité de la sangle SC. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, le dispositif d'ancrage D pourrait être destiné à être solidarisé fixement à une partie inférieure d'une armature d'assise de siège de véhicule, par exemple.

Par ailleurs, le dispositif d'ancrage D pourrait être destiné à servir de moyen de solidarisation à rotation pour une pièce ES de la ceinture de sécurité constituant un brin de boucle dont le mécanisme de verrouillage est propre à verrouiller temporairement un pêne de verrouillage extractible qui est couplé à la sangle SC.

On a schématiquement représenté sur les figures 1 à 7 quatre exemples de réalisation d'un dispositif d'ancrage D d'une ceinture de sécurité à trois points. Sur les figures, la direction X est la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux qui comportent les portes latérales (ou portières), la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X et aux côtés latéraux, et la direction Z est la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. Comme illustré, un dispositif (d'ancrage) D, selon l'invention, comprend au moins deux glissières G, une tige TA et des moyens de contrôle MC. Les deux glissières G sont propres à être solidarisées fixement au véhicule de manière à être parallèles entre elles, alignées suivant la direction longitudinale X et décalées l'une par rapport à l'autre suivant la direction transversale Y). On notera que ces glissières G font de préférence partie d'une même pièce présentant une section en U. Par ailleurs, ces glissières G sont réalisées dans un matériau résistant et peu déformable, comme par exemple un acier, de l'aluminium ou un matériau synthétique rigide (par exemple composite). La solidarisation des glissières G au véhicule peut se faire par vissage, soudage, rivetage ou utilisation d'une colle structurante, par exemple. La tige TA est ici sensiblement orientée suivant la direction transversale Y, et donc perpendiculairement aux glissières G. Elle comprend deux extrémités opposées montées à coulissement, au moins suivant la direction longitudinale X, respectivement dans les deux glissières G. Une partie ES de la ceinture de sécurité (ici une extrémité de la sangle SC) est solidarisée à la tige TA, par exemple via un trou (ou oeillet). Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 7, les glissières G peuvent comprendre respectivement deux ouvertures OG dans lesquelles sont logées à coulissement les deux extrémités opposées de la tige TA. Cette tige TA est propre à se déplacer dans les glissières G suivant au moins la direction longitudinale X lorsque la partie ES de la ceinture de sécurité subit une pression dirigée vers l'avant du véhicule pendant un choc frontal (ici suivant la direction longitudinale X selon le sens allant de la droite vers la gauche). On comprendra que cette pression est exercée par le bassin du passager sur la partie transversale (ou ventrale) de la sangle SC. Les moyens de contrôle MC sont propres à autoriser le déplacement de la tige TA, de façon amortie, lorsque la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité est supérieure à un seuil prédéfini. Par exemple, ce seuil peut être choisi entre environ 2 kN et environ 5 kN. A titre d'exemple, il peut être choisi égal à environ 3 kN. L'amplitude du déplacement de la tige TA dépend de l'intensité de la pression qui est subie par la partie ES de la ceinture de sécurité, et de la fonction d'amortissement assurée par les moyens de contrôle MC. Grâce à l'invention, dès que la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité devient supérieure au seuil prédéfini, la tige TA (et donc la partie ES de la ceinture de sécurité qui est solidarisée fixement à cette tige TA) peut se déplacer de façon contrôlée (et plus précisément amortie) dans les glissières G au moins vers l'avant du véhicule (voir figures 2, 4 et 7). On comprendra que ce déplacement contrôlé vers l'avant de la partie ES de la ceinture de sécurité permet un déplacement contrôlé vers l'avant de la partie transversale (ou ventrale) de la sangle SC et donc dans le même temps un déplacement contrôlé vers l'avant du bassin du passager qui permet avantageusement d'empêcher le sous-marinage. De plus, il permet également de dissiper plus d'énergie au niveau des points d'ancrage tout en réduisant l'effort qui est subi par le cou du passager en fin de choc. Tant que la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité demeure inférieure au seuil prédéfini, la tige TA (et donc la partie ES de la ceinture de sécurité qui est solidarisée fixement à cette tige TA) est empêchée de se déplacer dans les glissières G par les moyens de contrôle MC et donc demeure dans une position de repos illustrée sur les figures 1, 3, 5 et 6. On notera qu'il est particulièrement avantageux que les glissières G soient propres à permettre également un déplacement de la tige TA suivant une direction sensiblement verticale (ici la direction Z), en complément de son déplacement suivant la direction longitudinale X, lorsque la partie ES de la ceinture de sécurité subit une pression dirigée vers l'avant du véhicule pendant un choc frontal. En effet, un déplacement suivant X combiné à un déplacement suivant Z (vers le bas) permet de contrer le sous-marinage de deux façons du fait, d'une part que les points ancrages bas sont favorables au non sous-marinage, et, d'autre part, qu'exercer un effort suivant Z pour faire descendre le passager permet de faire travailler plus efficacement le dispositif anti sous-marinage qui équipe l'assise du siège (comme par exemple une barre ou une bosse sous l'assise). Les glissières G sont alors conformées afin de permettre un déplacement combiné de la tige TA suivant les directions X et Z. A cet effet, elles (G) peuvent par exemple comprendre des ouvertures OG qui sont inclinées de haut en bas, de l'arrière vers l'avant, dans le plan XZ. C'est ce déplacement de la tige TA qui confère sa mobilité partielle contrôlée au dispositif d'ancrage D. Les moyens de contrôle MC peuvent être agencés selon différents modes de réalisation. Quatre de ces modes de réalisation sont décrits ci- après en référence aux figures 1 à 7. Dans un premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, les moyens de contrôle MC comprennent un ressort R qui est logé entre les glissières G, comporte une extrémité au contact de la tige TA, et est propre à amortir le déplacement de cette dernière (TA) lorsque la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité est supérieure au seuil prédéfini. Comme illustré non limitativement, l'extrémité du ressort R peut être au contact de la tige TA via une pièce PB qui lui est attachée et qui définit une butée. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, que les moyens de contrôle MC peuvent avantageusement comprendre des crans anti-retour CA agencés pour interdire un retour de la tige TA vers l'arrière du véhicule (ici vers la droite) consécutivement à son déplacement la amorti vers l'avant (ici vers la gauche). Un tel retour pourrait en effet contribuer à augmenter la pression exercée par la sangle SC sur le ventre du passager. En effet, il n'est pas bon que le passager soit repoussé en arrière une fois que l'avancée de son bassin est maximale car la tête continue d'avancer dans le véhicule et donc l'effort subi par le cou serait encore plus 15 important si le bassin se mettait à reculer violemment. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les crans anti-retour CA peuvent être définis dans les glissières G, par exemple sur le bord inférieur de leur ouverture OG. Dans ce cas, les crans anti-retour CA sont agencés pour interdire un retour des extrémités opposées 20 de la tige TA vers l'arrière du véhicule consécutivement à un déplacement vers l'avant. Dans une variante de réalisation non représentée, le ressort R pourrait être du type dit à crans anti-retour CA de manière à interdire son retour vers l'arrière du véhicule consécutivement à un déplacement de la tige 25 TA vers l'avant. On notera qu'au lieu d'utiliser un ressort R, on pourrait utiliser une mousse synthétique déformable en présence d'une compression. Dans ce cas, l'amortissement du déplacement vers l'avant de la tige TA (et donc de la partie ES de la ceinture de sécurité) résulte de la déformation de la mousse 30 provoquée par la compression exercée par cette tige TA. De préférence, plus la mousse est comprimée, plus l'amortissement est important. A titre d'exemple on pourra utiliser une mousse de type IMPAXX® fabriquée par Dow Chemical Company.

Dans un deuxième mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4, les moyens de contrôle MC peuvent comprendre un limiteur d'effort LE. Ce dernier (LE) est solidarisé au véhicule, comporte un lien LL qui est déployable et couplé à la tige TA, et est agencé pour autoriser un déploiement du lien LL, de façon amortie, lorsque la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité est supérieure au seuil prédéfini. Par exemple, ce limiteur d'effort LE peut être du type dit « à barre de torsion », comme c'est le cas du limiteur qui contrôle la partie thoracique de la sangle SC au niveau du troisième point d'ancrage.

Le lien LL peut être une sangle, ou un câble (pour réduire l'encombrement transversal (en Y) du limiteur d'effort LE). On notera que pour réduire l'encombrement des moyens de contrôle MC suivant la direction longitudinale X, on peut utiliser un moyen de renvoi du lien LL vers le haut ou vers le bas (par exemple à 90°). Ce moyen de renvoi peut, par exemple, être un petit axe installé suivant la direction transversale Y, ou une roue montée à rotation suivant la direction transversale Y. Dans un troisième mode de réalisation illustré sur la figure 5, les moyens de contrôle MC peuvent faire partie des glissières G. Plus précisément ils constituent les deux ouvertures OG qui sont définies dans les glissières G, qui logent les extrémités opposées de la tige TA, et qui présentent alors une hauteur qui diminue de l'arrière vers l'avant (ici de la droite vers la gauche). Par exemple, et comme illustré, les ouvertures OG peuvent présenter une forme trapézoïdale. On comprendra que plus la tige TA se déplace vers l'avant du véhicule (ici vers la gauche), plus la hauteur des ouvertures OG est petite et donc plus l'amortissement est élevé du fait que l'effort à exercer est plus important pour déformer les ouvertures OG. La force qu'il faut vaincre pour commencer à déformer les ouvertures OG est ici tout juste supérieure au seuil prédéfini. Dans un quatrième mode de réalisation illustré sur les figures 6 et 7, les moyens de contrôle MC peuvent comprendre une lame déchirable LD à effet d'amorce. Cette dernière (LD) est installée entre les glissières G, comprend un prolongement PL vers l'arrière couplé à la tige TA, et propre à se déchirer lorsque la pression subie par la partie ES de la ceinture de sécurité est supérieure au seuil prédéfini. Lorsque la pression subie devient supérieure au seuil prédéfini, la tige TA provoque le déchirement partiel de la lame déchirable LD et ce déchirement freine sa progression et donc provoque son amortissement.

L'effort que doit exercer la tige TA est maximal au niveau de l'amorce de déchirement, puis il devient moindre et sensiblement constant. Grâce à la mobilité partielle contrôlée de sa tige, le dispositif d'ancrage selon l'invention permet d'empêcher le sous-marinage, sans qu'il faille concevoir un plancher de support d'assise spécifique ou une architecture d'assise spécifique, et donc de réduire le nombre de contraintes, imposées par les règles de sécurité sur la conception des sièges, tout en permettant d'améliorer le confort du passager. Par ailleurs, un siège sous-marinant peut, une fois qu'il a été associé à un dispositif d'ancrage selon l'invention ne plus être considéré comme sous-marinant, sans autre modification.15

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif d'ancrage (D) propre à définir un point d'ancrage inférieur d'une ceinture de sécurité à trois points d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend i) deux glissières (G) parallèles à une direction longitudinale et propres à être solidarisées fixement audit véhicule, ii) une tige (TA) à laquelle est solidarisée fixement une partie (ES) de ladite ceinture de sécurité et propre à se déplacer dans lesdites glissières (G) suivant au moins ladite direction longitudinale lorsque ladite partie (ES) subit une pression dirigée vers l'avant dudit véhicule pendant un choc frontal, et iii) des moyens de contrôle (MC) propres à autoriser ledit déplacement de la tige (TA), de façon amortie, lorsque ladite pression subie est supérieure à un seuil prédéfini.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites glissières (G) sont propres à permettre en outre un déplacement de ladite tige (TA) suivant une direction sensiblement verticale lorsque ladite partie (ES) subit une pression dirigée vers l'avant dudit véhicule pendant un choc frontal.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) comprennent un ressort (R) logé entre lesdites glissières (G), comportant une extrémité au contact de ladite tige (TA), et propre à amortir le déplacement de cette dernière (TA) lorsque ladite pression subie est supérieure audit seuil prédéfini.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) comprennent des crans anti-retour (CA) agencés pour interdire un retour de ladite tige (TA) vers l'arrière dudit véhicule consécutivement à son déplacement vers l'avant.
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) comprennent un limiteur d'effort (LE) solidarisé audit véhicule, comportant un lien (LL) déployable et couplé à ladite tige (TA), et agencé pour autoriser un déploiement dudit lien (LL), de façon amortie, lorsque ladite pression subie est supérieure audit seuil prédéfini.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) comprennent deux ouvertures (OG)définies dans lesdites glissières (G), logeant des extrémités opposées de ladite tige (TA), et présentant une hauteur diminuant de l'arrière vers l'avant.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MC) comprennent une lame déchirable (LD) à effet d'amorce, installée entre lesdites glissières (G), comprenant un prolongement (PL) vers l'arrière couplé à ladite tige (TA), et propre à se déchirer lorsque ladite pression subie est supérieure audit seuil prédéfini.
8. 8. Ceinture de sécurité à trois points pour un véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un dispositif d'ancrage (D) selon l'une des 1 o revendications précédentes.
9. 9. Ceinture de sécurité selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend une partie (ES) solidarisée audit dispositif d'ancrage (D) et constituant une extrémité d'une sangle (SC).
10. 10. Ceinture de sécurité selon la revendication 8, caractérisée en ce 15 qu'elle comprend une partie (ES) solidarisée audit dispositif d'ancrage (D) et constituant un brin de boucle propre à verrouiller un pêne de verrouillage couplé à une sangle (SC).