WO1997028994A1 - Energy absorbing force limiter device - Google Patents

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WO1997028994A1
WO1997028994A1 PCT/FR1997/000264 FR9700264W WO9728994A1 WO 1997028994 A1 WO1997028994 A1 WO 1997028994A1 FR 9700264 W FR9700264 W FR 9700264W WO 9728994 A1 WO9728994 A1 WO 9728994A1
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fuse
reel
composite
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PCT/FR1997/000264
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French (fr)
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Bernard Castagner
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Bernard Castagner
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/18—Anchoring devices
    • B60R22/195—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type
    • B60R22/1954—Anchoring devices with means to tension the belt in an emergency, e.g. means of the through-anchor or splitted reel type characterised by fluid actuators, e.g. pyrotechnic gas generators
    • B60R22/1955—Linear actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
    • B60R22/4676—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C9/00—Chemical contact igniters; Chemical lighters

Definitions

  • the objective of the energy-absorbing composite seat belt limiting system is to remedy all or some of these major drawbacks.
  • the basic SYLEC system can be schematized as follows (fig. 1).
  • a fuse (1) made of preferably woven composite materials is placed in a mechanical assembly (2) between a crushing piston (3) and a support base (4).
  • this fuse will preferably begin to destroy at its end in contact with the piston if, and only if the tension force of the belt on the piston is greater than a determined limit value. This value is related to the resistance of the thorax.
  • the SYLEC system is placed between the rigid connection point of the seat structure or of the vehicle and the belt or its retractor, or its retractor.
  • the seat belt has the following characteristics thanks to the invention: Let Fa (t) be the bearing force between the chest and the seat belt if the latter was locked. As soon as Fa (t) is equal to the limit value tolerated by the thorax Fe, the composite material fuse begins to crush, presenting a force of resistance to compression Fc which induces, at the level of the thorax - belt connection, a chosen force Fd, less than or equal to Fe.
  • this force Fc is constant, precise and reproducible.
  • this crushing of the fuse under controlled effort allows the extension of the belt by limiting the effort on the thorax to a force less than or equal to the limit value and by retaining the advance of the upper body with this same strength.
  • the upper body is sufficiently restrained not to strike the steering wheel, the dashboard, the windshield or the front seat backrests for rear passengers.
  • destruction of the composite fuse is also sequential and allows optimization of the upper body retention.
  • the present invention can equip either belts with or without pyrotechnic retractor or retractor with pyrotechnic pretensioner.
  • the present invention may be in the form of a complete mechanical assembly which is placed either between the belt possibly fitted with its pretensioning equipment, and the attachment to the structure of the vehicle (boards, uprights, seats, etc.), either within the pretensioning or blocking system.
  • the present invention can also be integrated into the pretensioning or blocking equipment of the belt.
  • Fig. 2 SYLEC independent base, placed between the vehicle structure and the belt or one of its pretensioning or blocking equipment.
  • Fig. 3 SYLEC integrated in a pyrotechnic belt retractor.
  • Fig. 4 and 4 bis - SYLEC integrated axially in a mechanical reel or pyrotechnic pretensioner and connected by cable to the winding system.
  • Fig. 6 and 7 - SYLEC integrated axially in a mechanical reel or pyrotechnic pretensioner and whose piston is connected by a screw to the winding system (internal screw and external screw of the composite fuse).
  • Fig. 8 and 9 SYLEC with composite fuse in toroidal portion integrated in a mechanical reel or with pyrotechnic pretensioner (connection by central axis or by external cylinder).
  • Fig. 10 - 11 and 12 Geometric shapes of the initiators of destruction with controlled effort of the composite fuses.
  • the basic SYLEC independent and placed between the vehicle structure and the belt or one of its pretensioning or blocking equipment (fig. 2) consists mainly of a body (2) fixed to the structure of the vehicle by a fastener (5) and in which a piston (3) slides under the effect of the force applied to the fastener (6) for connection with the belt or one of its equipment.
  • the piston (3) crushes the composite fuse (1).
  • the composite fuse (1) is placed in a heel (7) holding having a double crown (8) for embedding and interposed between the piston
  • the heel (7) bears on the closure (4) of the body, the orifice of which serves as a guide for the piston rod (3).
  • the heel (7) can be integrated into the closure support (4) and the shoe (9) can be integrated into the piston (3).
  • the SYLEC integrated in a pyrotechnic belt retractor fig.3 consists mainly a body (2) fixed to the structure of the vehicle.
  • the piston (3) has a central orifice in which the driving piston (13) of the pyrotechnic retractor slides.
  • the belt tensioner gas generator is fixed to the body using the thread (11). Before the operation of this generator, the engine piston is in position (12) and it is equipped with its non-return locking system (14) which is free to move.
  • the motor core moves to its position (13), it tightens the belt via the cable (18).
  • the seal is ensured by a seal (17).
  • the motor core (13) is locked on the piston (3) using its non-return system (15).
  • this construction makes the crushing stroke of the fuse (1) independent of the pretensioning stroke of the motor core linked to the relative conditions of tension and length of the belt, at the time of the accident.
  • the SYLEC can be integrated into a reel whether or not equipped with a pyrotechnic pretensioner by being placed along the axis of the reel (23) - FIG. 4 and 4 bis.
  • the composite fuse (1) is placed between the bearing heel (7) linked to the structure of the vehicle and the shoe (9) of the mobile piston (3) linked to the mobile part in rotation (11).
  • the piston (3) comprises a guide cylinder (19) because the connection with the belt retractor is ensured by a cable (18), preferably made of steel or aramid fiber.
  • This connecting cable (18) is fixed at (22) to the drum of the belt reel (21).
  • the cable (18) passes through two guide eyelets (20) (20bis).
  • the SYLEC can be integrated into a reel (23) with or without a pyrotechnic pretensioner, by being placed tangentially to the reel.
  • the composite fuse (1) is placed between the bearing heel (7) and the shoe (9).
  • the piston (3) comprises a guide cylinder (19) because the connection with a mobile drum of the reel (21) is made using a cable (18) preferably made of steel or aramid. This cable (18) is fixed at (22) to the movable drum
  • the SYLEC can be integrated into a reel and placed along the axis of rotation of this reel, the piston being connected to the winding system by a screw.
  • the composite fuse (1) is placed between the heel (7) and the shoe (9) which may or may not have a positioning lug (27) which slides in a groove (28) made in the body (2) linked to the part fixed reel; the bottom of the body (2) serving as a support bottom; this prevents rotation of the shoe (9), which would cause a disturbing torque on the fuse (1).
  • the crushing piston (3) is equipped with a portion of screws (30) and a lug (29).
  • the screw-type axis (24) (30) is linked to the winding system of the rotating mobile belt.
  • the force applied by the thorax to the belt creates a torque on the axis of the reel which transmits this torque to the axis (24). This transmits this torque to the piston (3) via the screw connection (30).
  • the piston (3) moving axially due to the presence of its lug (29) in the groove (28). It induces an axial force applied to the fuse (1).
  • the SYLEC with rotary action is preferably integrated in a belt reel whether or not equipped with a pyrotechnic pretensioner.
  • the connection between the SYLEC and the reel is preferably made by the central axis (fig.8) or by an outer ring (fig.9).
  • the composite fuse (1) preferably has a toric shape, it is held internally by a metallic axis (33) of the same toric shape.
  • the composite fuse (1) is placed between a bearing heel (7) and a shoe (9).
  • the piston (3) is linked to the reel (31) by the axis (32).
  • the composite fuse (1) is preferably toroidal, but without departing from the invention, it can be cylindrical and be placed along a cord of the reel ( 31).
  • the piston (3) is linked to the reel (31) by the crown (34).
  • the composite fuse (1) is preferably produced by winding a fabric prepreg of a thermosetting resin such as polyester, vinyl ester, epoxide.
  • the fabric is preferably made of fiberglass or carbon fiber.
  • the composite fuse is also preferably produced by winding fabric pre-impregnated with thermoplastic resin.
  • the composite fuse is also produced by simultaneously winding a dry fabric and a thermoplastic wire, then heated and compressed.
  • the composite fuse can be produced by injection of thermosetting resin on woven or braided cylindrical shapes.
  • the composite fuse can be produced by shaping, on a cylindrical mandrel, cylindrical woven or braided shapes pre-impregnated with thermosetting resin.
  • the composite fuse can be produced by filament winding preferably with glass or carbon wire impregnated or prepreg with thermosetting or thermoplastic resin.
  • these composite fuses can be produced by other industrial means.
  • the priming end of the composite fuse has been defined to control the destruction priming effort at a determined level, relative to the destruction force along the composite fuse.
  • the priming end of the rupture of the composite fuse is preferably placed on the side of the shoe.
  • this end preferably has a cylindrical part (35) of thickness el, a conical part (36), and the beginning of the body (37) which is cylindrical of thickness e2, when l 'we want a constant crushing force.
  • this end (FIG. 11) preferably has a cylindrical part (35) of thickness el, then a cylindrical part (37) of thickness e2.
  • this end preferably has a frustoconical part (36) whose starting thickness is equal to el and a cylindrical part (37) of thickness e2.
  • these geometries of the priming end are preferably produced by lapping pre-cut fabric, the geometry of which is flat before winding is adapted to the geometry of priming. After winding, these cuts lead to local under-thicknesses of the end of the rupture initiator.
  • the geometry of the priming can be machined.
  • the composite fuse (1) can be cylindrical and the initiation of the rupture carried out by a local decrease in the density of fibers in warp or weft or in warp and weft of the fabric to be wound.

Abstract

An energy absorbing force limiting system (SYLEC) consisting of a device that breaks evenly when compressed so that it limits the forces applied to a structure by a moving or accelerating mass, maintains a constant resistive force or one that obeys a selected law, and absorbs all or part of the kinetic energy. The device comprises a mechanical assembly (1-6) essentially consisting of a crushable element (1) made of woven composite materials and arranged between a fixed bearing (4) and a movable piston (3) connected to the source (6) of the force. One end of the crushable element (1) has a reduced compressive strength so that the break starts when the member is exposed to a force equal to the force required to continue the break. Said system is particularly suitable for motor vehicle seat belts.

Description

DISPOSITIF LIMITEUR D'EFFORTS A ABSORPTION D'ENERGIE ENERGY ABSORPTION EFFORT LIMITING DEVICE
Si aujourd'hui personne ne conteste l'intérêt de la ceinture de sécurité automobile, en particulier dans le cas de chocs frontaux, il existe cependant des améliorations techniques et technologiques à concevoir et développer pour cet équipement.If today nobody disputes the interest of the automobile seat belt, in particular in the case of frontal impacts, there are however technical and technological improvements to design and develop for this equipment.
En effet, si on vérifie l'intérêt de voir les personnes plaquées sur le dossier de leur siège, en particulier par la tension, a l'aide d'un rétracteur ou d'un enrouleur pyrotechnique, on constate que de nombreuses personnes n'ont pu être sauvées par la ceinture dans le cas où le choc présente un pic de décélération très important. En effet, la décélération appliquée à la masse du haut du corps, créée une force au niveau du thorax qui s'appuie localement sur la ceinture qui est bloquée. En cas de pic de décélération, cette force dépasse le niveau admissible de la résistance des cotes qui se brisent et créent des lésions irréversibles.Indeed, if we check the interest to see the people pressed on the back of their seat, in particular by the tension, using a retractor or a pyrotechnic reel, we note that many people do not could be saved by the belt in the event that the shock had a very significant deceleration peak. Indeed, the deceleration applied to the mass of the upper body, creates a force at the level of the thorax which is supported locally on the belt which is blocked. In the event of a deceleration peak, this force exceeds the permissible level of resistance for the dimensions which break and create irreversible lesions.
Le système limiteur d'effort composite à absorption d'énergie pour ceinture de sécurité (SYLEC) a pour objectif de remédier tout ou partie à ces inconvénients majeurs.The objective of the energy-absorbing composite seat belt limiting system (SYLEC) is to remedy all or some of these major drawbacks.
Selon l'invention, le système SYLEC de base peut être schématisé ainsi (fig. 1) .According to the invention, the basic SYLEC system can be schematized as follows (fig. 1).
Un fusible (1) en matériaux composites préférentiellement tissé est placé dans un ensemble mécanique (2) entre un piston d'écrasement (3) et un fond d'appui (4) .A fuse (1) made of preferably woven composite materials is placed in a mechanical assembly (2) between a crushing piston (3) and a support base (4).
Selon l'invention, ce fusible commencera préférentiellement à se détruire par son extrémité en contact avec le piston si, et seulement si la force de tension de la ceinture sur le piston est supérieure à une valeur limite déterminée. Cette valeur est liée à la résistance du thorax.According to the invention, this fuse will preferably begin to destroy at its end in contact with the piston if, and only if the tension force of the belt on the piston is greater than a determined limit value. This value is related to the resistance of the thorax.
Cette destruction progressive s'effectuera sous une force constante tout au long de l'écrasement du fusible composite.This progressive destruction will take place under a constant force throughout the blowing of the composite fuse.
Cette destruction du fusible en micro parcelles entraînera l'absorption d'une part importante de l'énergie cinétique du haut du corps.This destruction of the fuse in micro plots will cause the absorption of a significant part of the kinetic energy of the upper body.
Selon l'invention, le système SYLEC est placé entre le point de liaison rigide de la structure du siège ou du véhicule et la ceinture ou son enrouleur, ou son rétracteur. Ainsi équipée, la ceinture de sécurité présente grâce à l'invention les caractéristiques ci-après : Soit Fa (t) la force d'appui entre le thorax et la ceinture de sécurité si celle-ci était bloquée. Dès que Fa (t) est égale à la valeur limite tolérée par le thorax Fe, le fusible en matériaux composites commence à s'écraser en présentant une force de résistance à la compression Fc qui induit, au niveau de la liaison thorax - ceinture, une force Fd choisie, inférieure ou égale à Fe.According to the invention, the SYLEC system is placed between the rigid connection point of the seat structure or of the vehicle and the belt or its retractor, or its retractor. Thus equipped, the seat belt has the following characteristics thanks to the invention: Let Fa (t) be the bearing force between the chest and the seat belt if the latter was locked. As soon as Fa (t) is equal to the limit value tolerated by the thorax Fe, the composite material fuse begins to crush, presenting a force of resistance to compression Fc which induces, at the level of the thorax - belt connection, a chosen force Fd, less than or equal to Fe.
Grâce au fusible composite, selon l'invention, cette force Fc est constante, précise et reproductible. Cependant, sans sortir de l'invention, on peut, en faisant varier l'épaisseur ou la texture ou le diamètre du fusible, obtenir une force Fc croissante qui sera elle aussi précise et reproductible.Thanks to the composite fuse according to the invention, this force Fc is constant, precise and reproducible. However, without departing from the invention, it is possible, by varying the thickness or the texture or the diameter of the fuse, to obtain an increasing force Fc which will also be precise and reproducible.
Selon l'invention, cet écrasement du fusible sous effort maîtrisé, permet l'extension de la ceinture en limitant l'effort sur le thorax à une force inférieure ou égale à la valeur limite et en retenant l'avancée du haut du corps avec cette même force.According to the invention, this crushing of the fuse under controlled effort allows the extension of the belt by limiting the effort on the thorax to a force less than or equal to the limit value and by retaining the advance of the upper body with this same strength.
Dans la plupart des cas, le haut du corps est suffisamment retenu pour ne pas heurter le volant, le tableau de bord, le pare-brise ou les dossiers de sièges avant pour les passagers arrières.In most cases, the upper body is sufficiently restrained not to strike the steering wheel, the dashboard, the windshield or the front seat backrests for rear passengers.
Dans le cas où le spectre de décélération présente plusieurs pics qui entraîneraient, en cas de blocage de la ceinture, des pics d'effort au contact du thorax sur la ceinture supérieurs a la valeur limite de tenue du thorax, la destruction du fusible composite, selon l'invention, est elle aussi séquentielle et permet une optimisation de la retenue du haut du corps.In the case where the deceleration spectrum presents several peaks which would cause, in the event of the belt being blocked, force peaks in contact with the thorax on the belt greater than the limit value for holding the thorax, destruction of the composite fuse, according to the invention, is also sequential and allows optimization of the upper body retention.
En effet, dans ce cas, la destruction du fusible composite s'initie, lors du premier pic, au moment où la force Fa (t) thorax - ceinture atteint la force choisie Fd inférieure à la force limite Fe tolérée par le thorax ; le fusible se détruit en appliquant une force Fd sur le thorax ; l'avancée du haut du corps ne se fait donc que sous l'effet de la force résiduelle Fr (t) = Fa (t) - Fd.Indeed, in this case, the destruction of the composite fuse is initiated, during the first peak, at the moment when the force Fa (t) thorax - belt reaches the chosen force Fd lower than the limit force Fe tolerated by the thorax; the fuse is destroyed by applying a force Fd to the thorax; the advance of the upper body is therefore only made under the effect of the residual force Fr (t) = Fa (t) - Fd.
Dès que la force Fa (t) devient inférieure à Fd, le fusible composite continue à se détruire sur une petite longueur 1 pour absorber l'énergie cinétique relative Ec du haut du corps dans le repère lié au véhicule, tel que (Fd - Fa (t) ) x 1 = Ec et ce, jusqu'à l'arrêt de l'avancée du haut du corps.As soon as the force Fa (t) becomes less than Fd, the composite fuse continues to destroy over a short length 1 to absorb the relative kinetic energy Ec of the upper body in the frame linked to the vehicle, such as (Fd - Fa (t)) x 1 = Ec and this, until the upper body advancement stops.
Si la force Fa (t) présente un deuxième pic et dépasse à nouveau la valeur Fd, le même phénomène mécanique se reproduit et ce, jusqu'à l'arrêt du véhicule.If the force Fa (t) has a second peak and again exceeds the value Fd, the same mechanical phenomenon occurs again, until the vehicle stops.
La présente invention peut équiper indifféremment des ceintures équipées ou non de rétracteur pyrotechnique ou d'enrouleur à prétensionneur pyrotechnique. La présente invention peut se présenter sous la forme d'un ensemble mécanique complet qui se place, soit entre la ceinture éventuellement équipée de ses équipements de prétension, et la fixation sur la structure du véhicule (planches, montants, sièges ...) , soit au sein de l'ensemble de prétension ou de blocage de la ceinture.The present invention can equip either belts with or without pyrotechnic retractor or retractor with pyrotechnic pretensioner. The present invention may be in the form of a complete mechanical assembly which is placed either between the belt possibly fitted with its pretensioning equipment, and the attachment to the structure of the vehicle (boards, uprights, seats, etc.), either within the pretensioning or blocking system.
La présente invention peut aussi s ' intégrer dans l'équipement de prétension ou de blocage de la ceinture.The present invention can also be integrated into the pretensioning or blocking equipment of the belt.
L'originalité de la conception et de la construction de la présente invention ressortira, en particulier, de sa description et de la justification des techniques et technologies employées.The originality of the design and construction of the present invention will emerge, in particular, from its description and from the justification of the techniques and technologies employed.
Toutefois, les descriptions qui vont suivre de plusieurs variantes du système limiteur d'effort composite à absorption d'énergie pour ceinture de sécurité (SYLEC) sont illustratrices et non limitatives de l'invention. Elles doivent être lues en regard des dessins annexés.However, the following descriptions of several variants of the composite energy-absorbing force-absorbing seat belt system (SYLEC) are illustrative and not limiting of the invention. They should be read against the accompanying drawings.
Fig.2 - SYLEC de base indépendant, placé entre la structure du véhicule et la ceinture ou l'un de ses équipements de prétension ou de blocage. Fig. 3 - SYLEC intégré dans un rétracteur pyrotechnique de ceinture. Fig. 4 et 4 bis - SYLEC intégré axialement dans un enrouleur mécanique ou à prétension pyrotechnique et relié par câble au système d'enroulement.Fig. 2 - SYLEC independent base, placed between the vehicle structure and the belt or one of its pretensioning or blocking equipment. Fig. 3 - SYLEC integrated in a pyrotechnic belt retractor. Fig. 4 and 4 bis - SYLEC integrated axially in a mechanical reel or pyrotechnic pretensioner and connected by cable to the winding system.
Fig. 5 - SYLEC intégré tangentiellement dans un enrouleur mécanique ou à prétension pyrotechnique et relié par câble au système d'enroulement.Fig. 5 - SYLEC tangentially integrated into a mechanical reel or pyrotechnic pretensioner and connected by cable to the winding system.
Fig. 6 et 7 - SYLEC intégré axialement dans un enrouleur mécanique ou à prétensionneur pyrotechnique et dont le piston est relié par une vis au système d'enroulement (vis intérieure et vis extérieure du fusible composite) .Fig. 6 and 7 - SYLEC integrated axially in a mechanical reel or pyrotechnic pretensioner and whose piston is connected by a screw to the winding system (internal screw and external screw of the composite fuse).
Fig. 8 et 9 - SYLEC à fusible composite en portion de tore intégré dans un enrouleur mécanique ou à prétensionneur pyrotechnique (liaison par axe central ou par cylindre externe) . Fig. 10 - 11 et 12 - Formes géométriques des initiateurs de destruction à effort maîtrisé des fusibles composites.Fig. 8 and 9 - SYLEC with composite fuse in toroidal portion integrated in a mechanical reel or with pyrotechnic pretensioner (connection by central axis or by external cylinder). Fig. 10 - 11 and 12 - Geometric shapes of the initiators of destruction with controlled effort of the composite fuses.
Selon l'invention, le SYLEC de base indépendant et placé entre la structure du véhicule et la ceinture ou l'un de ses équipements de prétension ou de blocage (fig.2) est constitué principalement d'un corps (2) fixé à la structure du véhicule par une attache (5) et dans lequel coulisse un piston (3) sous l'effet de la force appliquée à l'attache (6) de liaison avec la ceinture ou l'un de ses équipements.According to the invention, the basic SYLEC independent and placed between the vehicle structure and the belt or one of its pretensioning or blocking equipment (fig. 2) consists mainly of a body (2) fixed to the structure of the vehicle by a fastener (5) and in which a piston (3) slides under the effect of the force applied to the fastener (6) for connection with the belt or one of its equipment.
Lors de sa course, le piston (3) écrase le fusible composite (1) . Afin de régulariser la cinématique de l'écrasement du fusible composite (1) et d'obtenir une force d'écrasement constante ou conforme aux caractéristiques attendues, selon l'invention, on place le fusible composite (1) dans un talon (7) de maintien présentant une double couronne (8) d'encastrement et on intercale entre le pistonDuring its stroke, the piston (3) crushes the composite fuse (1). In order to regularize the kinematics of the crushing of the composite fuse (1) and to obtain a constant crushing force or in accordance with the expected characteristics, according to the invention, the composite fuse (1) is placed in a heel (7) holding having a double crown (8) for embedding and interposed between the piston
(3) et le fusible composite (1) un sabot (9) équipé d'une couronne préférentiellement intérieure (10) de centrage et de maintien. Le talon (7) est en appui sur la fermeture (4) du corps dont l'orifice sert de guidage à la tige du piston (3) . Le talon (7) peut être intégré à l'appui de fermeture (4) et le sabot (9) peut être intégré au piston (3) .(3) and the composite fuse (1) a shoe (9) equipped with a preferably inner crown (10) for centering and holding. The heel (7) bears on the closure (4) of the body, the orifice of which serves as a guide for the piston rod (3). The heel (7) can be integrated into the closure support (4) and the shoe (9) can be integrated into the piston (3).
Selon l'invention, le SYLEC intégré dans un rétracteur pyrotechnique de ceinture fig.3 est constitué principalement d'un corps (2) fixé à la structure du véhicule. Le piston (3) présente un orifice central dans lequel coulisse le piston moteur (13) du rétracteur pyrotechnique. Le générateur de gaz du rétracteur de ceinture est fixé sur le corps à l'aide du filetage (11) . Avant le fonctionnement de ce générateur, le piston moteur est en position (12) et il est équipé de son système de blocage anti retour (14) libre en mouvement.According to the invention, the SYLEC integrated in a pyrotechnic belt retractor fig.3 consists mainly a body (2) fixed to the structure of the vehicle. The piston (3) has a central orifice in which the driving piston (13) of the pyrotechnic retractor slides. The belt tensioner gas generator is fixed to the body using the thread (11). Before the operation of this generator, the engine piston is in position (12) and it is equipped with its non-return locking system (14) which is free to move.
Lors du fonctionnement du générateur de gaz, le noyau moteur se déplace jusqu'à sa position (13) , il tend la ceinture par l'intermédiaire du câble (18) . L'étanchéite est assurée par un joint (17) .During the operation of the gas generator, the motor core moves to its position (13), it tightens the belt via the cable (18). The seal is ensured by a seal (17).
Le noyau moteur (13) est bloqué sur le piston (3) à l'aide de son système anti-retour (15) .The motor core (13) is locked on the piston (3) using its non-return system (15).
Si la force appliquée par le thorax sur la ceinture crée une force de traction sur le câble (18) supérieure à la résistance à l'amorce de rupture du fusible (1) , selon l'invention cette force de traction, transmise par le noyauIf the force applied by the thorax to the belt creates a tensile force on the cable (18) greater than the resistance to the breaking point of the fuse (1), according to the invention, this tensile force, transmitted by the core
(13) au piston (3) , entraîne l'écrasement et la destruction progressive du fusible (1) placé entre le talon (7) et le sabot (9) .(13) to the piston (3), leads to the crushing and progressive destruction of the fuse (1) placed between the heel (7) and the shoe (9).
Selon 1 ' invention, cette construction rend la course d'écrasement du fusible (1) indépendante de la course de prétension du noyau moteur liée aux conditions relatives de tension et de longueur de la ceinture, au moment de 1 ' accident .According to the invention, this construction makes the crushing stroke of the fuse (1) independent of the pretensioning stroke of the motor core linked to the relative conditions of tension and length of the belt, at the time of the accident.
Selon l'invention, le SYLEC peut être intégré à un enrouleur équipé ou non d'un prétensionneur pyrotechnique en étant placé selon l'axe de l'enrouleur (23) - fig. 4 et 4 bis. Le fusible composite (1) est placé entre le talon d'appui (7) lié à la structure du véhicule et le sabot (9) du piston mobile (3) lié à la partie mobile en rotation (11) . Le piston (3) comporte un cylindre de guidage (19) car la liaison avec l'enrouleur de ceinture est assurée par un câble (18) , préférentiellement en acier ou en fibre aramide. Ce câble de liaison (18) est fixé en (22) au tambour de l'enrouleur de ceinture (21) . Afin de passer de l'axe longitudinal de l'enrouleur (23) à l'axe tangentiel du tambour (21) , le câble (18) traverse deux oeillets de guidage (20) (20bis) .According to the invention, the SYLEC can be integrated into a reel whether or not equipped with a pyrotechnic pretensioner by being placed along the axis of the reel (23) - FIG. 4 and 4 bis. The composite fuse (1) is placed between the bearing heel (7) linked to the structure of the vehicle and the shoe (9) of the mobile piston (3) linked to the mobile part in rotation (11). The piston (3) comprises a guide cylinder (19) because the connection with the belt retractor is ensured by a cable (18), preferably made of steel or aramid fiber. This connecting cable (18) is fixed at (22) to the drum of the belt reel (21). In order to pass from the longitudinal axis of the reel (23) to the tangential axis of the drum (21), the cable (18) passes through two guide eyelets (20) (20bis).
Selon l'invention, Le SYLEC peut être intégré dans un enrouleur (23) équipé ou non d'un prétensionneur pyrotechnique, en étant placé tangentiellement à l'enrouleur. Le fusible composite (1) est placé entre le talon d'appui (7) et le sabot (9) .According to the invention, the SYLEC can be integrated into a reel (23) with or without a pyrotechnic pretensioner, by being placed tangentially to the reel. The composite fuse (1) is placed between the bearing heel (7) and the shoe (9).
Le piston (3) comporte un cylindre de guidage (19) car la liaison avec un tambour mobile de l'enrouleur (21) est faite à l'aide d'un câble (18) préférentiellement en acier ou en aramide. Ce câble (18) est fixé en (22) au tambour mobileThe piston (3) comprises a guide cylinder (19) because the connection with a mobile drum of the reel (21) is made using a cable (18) preferably made of steel or aramid. This cable (18) is fixed at (22) to the movable drum
(21) , celui-ci est lié au système d'enroulement de la ceinture . Selon l'invention, le SYLEC peut être intégré à un enrouleur et placé selon l'axe de rotation de cet enrouleur, le piston étant relié au système d'enroulement par une vis. Le fusible composite (1) est placé entre le talon (7) et le sabot (9) qui présente ou non un ergot de positionnement (27) qui coulisse dans une rainure (28) réalisée dans le corps (2) lié à la partie fixe de l'enrouleur ; le fond du corps (2) faisant office de fond d'appui ; ceci empêche la rotation du sabot (9), ce qui entraînerait un couple de torsion perturbateur sur le fusible (1) . Le piston d'écrasement (3) est équipé d'une portion de vis (30) et d'un ergot (29) . L'axe (24) de type vis (30) est lié au système d'enroulement de la ceinture mobile en rotation.(21), it is linked to the belt winding system. According to the invention, the SYLEC can be integrated into a reel and placed along the axis of rotation of this reel, the piston being connected to the winding system by a screw. The composite fuse (1) is placed between the heel (7) and the shoe (9) which may or may not have a positioning lug (27) which slides in a groove (28) made in the body (2) linked to the part fixed reel; the bottom of the body (2) serving as a support bottom; this prevents rotation of the shoe (9), which would cause a disturbing torque on the fuse (1). The crushing piston (3) is equipped with a portion of screws (30) and a lug (29). The screw-type axis (24) (30) is linked to the winding system of the rotating mobile belt.
Selon l'invention, la force appliquée par le thorax sur la ceinture crée un couple de rotation sur l'axe de l'enrouleur qui transmet ce couple à l'axe (24) . Celui-ci transmet ce couple au piston (3) par l'intermédiaire de la liaison vis (30) . Le piston (3) se déplaçant axialement du fait de la présence de son ergot (29) dans la rainure (28) . II induit une force axiale appliquée au fusible (1) .According to the invention, the force applied by the thorax to the belt creates a torque on the axis of the reel which transmits this torque to the axis (24). This transmits this torque to the piston (3) via the screw connection (30). The piston (3) moving axially due to the presence of its lug (29) in the groove (28). It induces an axial force applied to the fuse (1).
Selon l'invention, le SYLEC à action rotative est préférentiellement intégré dans un enrouleur de ceinture équipé ou non d'un prétensionneur pyrotechnique. Selon l'invention, la liaison entre le SYLEC et l'enrouleur se fait préférentiellement par l'axe central (fig.8) ou par une couronne extérieure (fig.9) .According to the invention, the SYLEC with rotary action is preferably integrated in a belt reel whether or not equipped with a pyrotechnic pretensioner. According to the invention, the connection between the SYLEC and the reel is preferably made by the central axis (fig.8) or by an outer ring (fig.9).
Dans le cas de la liaison par l'axe central (fig.8) , le fusible composite (1) a préférentiellement une forme torique, il est maintenu intérieurement par un axe métallique (33) de même forme torique.In the case of the connection by the central axis (fig. 8), the composite fuse (1) preferably has a toric shape, it is held internally by a metallic axis (33) of the same toric shape.
Sans sortir de l'invention, il peut être cylindrique et être placé selon une corde de l'enrouleur (31) . Le fusible composite (1) est placé entre un talon d'appui (7) et un sabot (9) . Le piston (3) est lié à l'enrouleur (31) par l'axe (32) .Without departing from the invention, it can be cylindrical and be placed along a cord of the reel (31). The composite fuse (1) is placed between a bearing heel (7) and a shoe (9). The piston (3) is linked to the reel (31) by the axis (32).
Dans le cas de la liaison par couronne extérieure (fig.9) , le fusible composite (1) est préférentiellement de forme torique, mais sans sortir de l'invention, il peut être cylindrique et être placé selon une corde de l'enrouleur (31) . Le piston (3) est lié à l'enrouleur (31) par la couronne (34) .In the case of the connection by external crown (fig. 9), the composite fuse (1) is preferably toroidal, but without departing from the invention, it can be cylindrical and be placed along a cord of the reel ( 31). The piston (3) is linked to the reel (31) by the crown (34).
Selon l'invention, le fusible composite (1) est réalisé préférentiellement par enroulement d'un tissu préimprégné d'une résine thermodurcissable telle que polyester, vinylester, epoxyde. Le tissu est préférentiellement en fibre de verre ou en fibre de carbone.According to the invention, the composite fuse (1) is preferably produced by winding a fabric prepreg of a thermosetting resin such as polyester, vinyl ester, epoxide. The fabric is preferably made of fiberglass or carbon fiber.
Sans sortir de l'invention, on peut utiliser d'autres fibres pour le tissu, d'autres résines thermodurcissables et réaliser le fusible composite (1) par enroulement de tissu sec imprégné au moment de 1 'enroulement.Without departing from the invention, it is possible to use other fibers for the fabric, other thermosetting resins and produce the composite fuse (1) by winding dry fabric impregnated at the time of winding.
Selon l'invention, le fusible composite est aussi réalisé préférentiellement par enroulement de tissu préimprégné de résine thermoplastique.According to the invention, the composite fuse is also preferably produced by winding fabric pre-impregnated with thermoplastic resin.
Selon l'invention, le fusible composite est aussi réalisé par enroulement simultané d'un tissu sec et d'un fil thermoplastique, puis chauffé et comprimé.According to the invention, the composite fuse is also produced by simultaneously winding a dry fabric and a thermoplastic wire, then heated and compressed.
Sans sortir de l'invention, on peut réaliser le fusible composite par injection de résine thermodurcissable sur des formes cylindriques tissées ou tressées.Without departing from the invention, the composite fuse can be produced by injection of thermosetting resin on woven or braided cylindrical shapes.
Sans sortir de l'invention, on peut réaliser le fusible composite par mise en forme, sur un mandrin cylindrique, de formes cylindriques tissées ou tressées préimpregnées de résine thermodurcissable.Without departing from the invention, the composite fuse can be produced by shaping, on a cylindrical mandrel, cylindrical woven or braided shapes pre-impregnated with thermosetting resin.
Sans sortir de l'invention, on peut réaliser le fusible composite par enroulement filamentaire préférentiellement de fil de verre ou de carbone imprégné ou préimprégné de résine thermodurcissable ou thermoplastique.Without departing from the invention, the composite fuse can be produced by filament winding preferably with glass or carbon wire impregnated or prepreg with thermosetting or thermoplastic resin.
Sans sortir de l'invention, on peut réaliser ces fusibles composites par d'autres moyens industriels.Without departing from the invention, these composite fuses can be produced by other industrial means.
Selon l'invention, l'extrémité d'amorçage du fusible composite a été définie pour maîtriser l'effort d'amorçage de la destruction à un niveau déterminé, par rapport à l'effort de destruction au long du fusible composite.According to the invention, the priming end of the composite fuse has been defined to control the destruction priming effort at a determined level, relative to the destruction force along the composite fuse.
Selon l'invention, l'extrémité d'amorçage de la rupture du fusible composite est préférentiellement placée du côté du sabot.According to the invention, the priming end of the rupture of the composite fuse is preferably placed on the side of the shoe.
Selon l'invention, cette extrémité (fig.10) présente préférentiellement une partie cylindrique (35) d'épaisseur el, une partie conique (36), et le début du corps (37) qui est cylindrique d'épaisseur e2, lorsque l'on veut une force d'écrasement constante.According to the invention, this end (fig. 10) preferably has a cylindrical part (35) of thickness el, a conical part (36), and the beginning of the body (37) which is cylindrical of thickness e2, when l 'we want a constant crushing force.
Selon l'invention, cette extrémité (fig.11) présente préférentiellement une partie cylindrique (35) d'épaisseur el, puis une partie cylindrique (37) d'épaisseur e2.According to the invention, this end (FIG. 11) preferably has a cylindrical part (35) of thickness el, then a cylindrical part (37) of thickness e2.
Selon l'invention, cette extrémité (fig.12) présente préférentiellement une partie tronconique (36) dont l'épaisseur de départ est égale à el et une partie cylindrique (37) d'épaisseur e2.According to the invention, this end (fig.12) preferably has a frustoconical part (36) whose starting thickness is equal to el and a cylindrical part (37) of thickness e2.
Selon l'invention, ces geométries de l'extrémité d'amorçage sont réalisées préférentiellement par nappage de tissu prédécoupé, dont la géométrie à plat avant enroulement est adaptée à la géométrie d'amorçage. Après enroulement, ces découpes entraînent des sous-épaisseurs locales de l'extrémité d'amorce de rupture.According to the invention, these geometries of the priming end are preferably produced by lapping pre-cut fabric, the geometry of which is flat before winding is adapted to the geometry of priming. After winding, these cuts lead to local under-thicknesses of the end of the rupture initiator.
Sans sortir de l'invention, la géométrie de l'amorçage peut être usinée.Without departing from the invention, the geometry of the priming can be machined.
Selon l'invention, le fusible composite (1) peut être cylindrique et l'amorçage de la rupture réalisée par une diminution locale de la densité de fibres en chaîne ou en trame ou en chaîne et trame du tissu qui sera enroulé. According to the invention, the composite fuse (1) can be cylindrical and the initiation of the rupture carried out by a local decrease in the density of fibers in warp or weft or in warp and weft of the fabric to be wound.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dispositif limiteur d'effort à absorption d'énergie caractérisé en ce qu'il est constitué d'un fusible en composite (1) qui est un élément cylindrique réalisé en matériaux composites, placé entre un fond d'appui fixe (4) et un piston mobile (3) lié à la source d'effort.1.- Energy absorption force limiting device characterized in that it consists of a composite fuse (1) which is a cylindrical element made of composite materials, placed between a fixed support base (4 ) and a movable piston (3) linked to the source of force.
2.- Dispositif selon la revendication 1 et caractérisé en ce que le fusible composite (1) est centré et maintenu par un talon d'appui (7) , dont les deux couronnes cylindriques (8) encastrent le pied du fusible et par un sabot (9) , dont la couronne cylindrique intérieure (10) oriente la destruction vers l'extérieur.2.- Device according to claim 1 and characterized in that the composite fuse (1) is centered and maintained by a bearing heel (7), the two cylindrical crowns (8) of which embed the foot of the fuse and by a shoe (9), whose inner cylindrical crown (10) directs the destruction outward.
3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 et caractérisé en ce que le fusible composite (1) est réalisé en matériaux composites tissés par enroulement de tissus de verre ou de carbone préimprégnés de résine epoxyde, polyester ou vinylester.3.- Device according to one of claims 1 and 2 and characterized in that the composite fuse (1) is made of composite materials woven by winding glass or carbon fabrics prepreg of epoxy resin, polyester or vinylester.
4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 et caractérisé en ce que le fusible en composite (1) présente une extrémité dont la forme est cylindrique, de plus faible diamètre extérieur (35) avec un raccordement tronconique (36) du diamètre nominal (37) de la partie principale du cylindre, afin de limiter l'effort de rupture initiale au niveau de l'effort de rupture observée tout au long de la destruction de la partie principale du fusible en composite.4.- Device according to one of claims 1 to 3 and characterized in that the composite fuse (1) has an end whose shape is cylindrical, of smaller outside diameter (35) with a frustoconical connection (36) of the nominal diameter (37) of the main part of the cylinder, in order to limit the initial breaking force to the level of the breaking force observed throughout the destruction of the main part of the composite fuse.
5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la forme de l'extrémité d'amorce de rupture du fusible composite (1) est réalisée par nappage de tissu prédécoupé dont la géométrie à plat avant enroulement présente une découpe qui, après enroulement, entraîne des sous épaisseurs locales de l'extrémité d'amorce de rupture.5.- Device according to claim 4, characterized in that the shape of the end of the priming of rupture of the composite fuse (1) is produced by lapping of precut fabric whose geometry flat before winding has a cut which, after winding, leads to local sub-thicknesses of the end of the breaking point.
6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la forme de l'extrémité d'amorce de rupture du fusible en composite (1) est réalisée par usinage. 6.- Device according to claim 4, characterized in that the shape of the priming end of rupture of the composite fuse (1) is produced by machining.
7.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une des extrémités du fusible en composite (1) présente une diminution des caractéristiques mécaniques par utilisation d'un tissu, dont la densité de la chaîne ou de la trame est diminuée, et ce, afin de limiter l'effort de rupture initiale au niveau de l'effort de rupture observée tout au long de la destruction de la partie principale du fusible en composite. 7.- Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that one of the ends of the composite fuse (1) has a decrease in mechanical characteristics by the use of a fabric, the density of the warp or weft is reduced, in order to limit the initial breaking force to the level of the breaking force observed throughout the destruction of the main part of the composite fuse.
8.- Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 6, 7, caractérisé en ce que le fusible composite (1) est réalisé en matériaux composites tissés par enroulement d'un tissu de verre ou de carbone préimprégné d'une résine thermoplastique. 8.- Device according to one of claims 1, 2, 4, 5, 6, 7, characterized in that the composite fuse (1) is made of composite materials woven by winding a fabric of glass or prepreg carbon of a thermoplastic resin.
9.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile, et dont le fond d'appui (4) est lié à la structure du véhicule et le piston mobile (3) à la ceinture ou à un de ses équipements de prétension ou de blocage ou vice versa. 9.- Device according to one of claims 1 to 8, intended to equip an automobile seat belt, and the support base (4) is linked to the vehicle structure and the movable piston (3) to the belt or to one of its pretensioning or blocking equipment or vice versa.
10.- Dispositif selon l'une des revendication 1 à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à enrouleur et étant placé selon l'axe de rotation de celui-ci, et dont le fond d'appui est lié à la structure du véhicule et le piston mobile à la partie mobile en rotation (21) de l'enrouleur (23) par un câble souple (18) orienté par un ou des oeillets (20) .10.- Device according to one of claims 1 to 8, intended to equip an automobile seat belt with retractor and being placed along the axis of rotation thereof, and whose support base is linked to the structure of the vehicle and the piston movable to the mobile part in rotation (21) of the reel (23) by a flexible cable (18) oriented by one or more eyelets (20).
11.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à enrouleur et étant placé selon un axe "tangentiel" à l'enrouleur (23), et dont le fond d'appui est lié à la partie fixe de l'enrouleur et le câble (18) lié au piston mobile (3)à la partie mobile en rotation de l'enrouleur (21) , ce piston (3) étant équipé d'un cylindre de guidage (19) .11.- Device according to one of claims 1 to 8, intended to equip an automotive seat belt retractor and being placed along an axis "tangential" to the retractor (23), and whose support base is linked to the fixed part of the reel and the cable (18) linked to the mobile piston (3) to the mobile part in rotation of the reel (21), this piston (3) being equipped with a guide cylinder (19 ).
12.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à enrouleur, et étant placé selon l'axe de rotation de l'enrouleur, dont le fond d'appui (2) est lié à la partie fixe de l'enrouleur et le piston mobile (3) lié à la partie mobile en rotation de l'enrouleur par une vis (25) , dont la contre vis (30) est liée au fond d'appui (2) .12.- Device according to one of claims 1 to 8, intended to equip an automotive seat belt with retractor, and being placed along the axis of rotation of the retractor, whose support base (2) is linked to the fixed part of the reel and the mobile piston (3) linked to the mobile part in rotation of the reel by a screw (25), the counter screw (30) of which is linked to the support base (2) .
13.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à enrouleur, et étant placé selon l'axe de rotation de l'enrouleur, dont le fond d'appui (2) est lié à la partie fixe de l'enrouleur, et le piston mobile mis en mouvement de translation par une vis (30) liée à la partie mobile en rotation de l'enrouleur. 13.- Device according to one of claims 1 to 8, intended to equip an automotive seat belt with retractor, and being placed along the axis of rotation of the reel, the base of which (2) is linked to the fixed part of the reel, and the mobile piston set in translational movement by a screw (30) linked to the mobile part in rotation of the reel .
14.- Dispositif selon l'une des revendications l à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à enrouleur, dont le piston mobile en rotation (3) est lié à la partie mobile en rotation de l'enrouleur, soit par un axe central (32) , soit par une couronne extérieure (34) et dont le piston écrase un fusible composite (1) en portion de tore monté sur un support axial de même forme (33) .14.- Device according to one of claims l to 8, intended to equip an automobile seat belt with retractor, whose piston movable in rotation (3) is linked to the movable part in rotation of the retractor, either by a central axis (32), either by an outer ring (34) and the piston of which crushes a composite fuse (1) in toroidal portion mounted on an axial support of the same shape (33).
15.- Dispositif selon l'une des revendications l à 8, destiné à équiper une ceinture de sécurité automobile à prétensionneur pyrotechnique, dont le noyau moteur de prétension (12) vient, après fonctionnement du générateur de gaz, empêcher l'allongement de la ceinture en se bloquant sur le corps cylindrique du piston mobile (3) et dont le piston mobile (3) viendra écraser le fusible composite (1) dès que la force de traction de la ceinture sur le câble (18) lié au noyau moteur (13) sera supérieure à la valeur limite choisie. 15.- Device according to one of claims l to 8, intended to equip an automobile seat belt with pyrotechnic pretensioner, the pretensioning motor core (12) of which, after the operation of the gas generator, prevents the elongation of the belt by locking on the cylindrical body of the mobile piston (3) and whose mobile piston (3) will crush the composite fuse (1) as soon as the pulling force of the belt on the cable (18) linked to the motor core ( 13) will be greater than the chosen limit value.
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