Brevet FR2026476A1 — publié le 19700918

La présente invention se rapporte à un appareil de sécurité comportant une enceinte qui restreint les mouvements des passagers ou des occupants d'un véhicule en cas d'accident. Un appareil de sécurité connu pour protéger l'occupant d'un véhicule pen-5 dant un accident comprend une enceinte qui se gonfle pour restreindre les mouvements de cet occupant en absorbant son énergie cinétique. Pour diminuer le rebondissement de l'occupant contre l'enceinte, un dispositif d'échappement est prévu afin de dissiper l'énergie cinétique absorbée par celle-ci. A cette fin, le dispositif d'échappement comporte une pièce qui se rompt pour permettre 10 au fluide de s'écouler hors de l'enceinte quand une pression prédéterminée est atteinte à l'intérieur de celle-ci. Auparavant, on s'est heurté à des difficultés pour utiliser cet appareil de sécurité connu du fait de la rupture prématurée de la pièce d'échappement. Cette rupture prématurée de la pièce d'échappement était due aux contraintes résultant de l'arrêt de l'enceinte animée d'un 15 mouvement rapide à la fin de sa course dans la direction de gonflage initiale. Ces contraintes tombent dans un plan passant par un support d'arrêt. Or, cette rupture prématurée de la pièce d'échappement peut avoir pour résultat un gonflage insuffisant de l'enceinte et peut nuire à la protection offerte à l'occupant par l'appareil de sécurité. 20 En conséquence, l'invention a pour but de fournir un nouveau dispositif d'échappement associé à une enceinte pour restreindre les mouvements de l'occupant d'un véhicule pendant un accident, dispositif dont l'intégrité est maintenue jusqu'à ce qu'une pression prédéterminée se soit développée dans l'enceinte. L'invention a encore pour but de fournir un nouveau dispositif d'échappe-25 ment perfectionné associé à une enceinte pour restreindre les mouvements de l'occupant d'un véhicule pendant un accident, ce dispositif étant conçu pour résister aux contraintes résultant du gonflage initial de l'enceinte. L'invention a également pour but de réaliser un nouvel appareil de sécurité perfectionné comportant une enceinte pour restreindre les mouvements de 30 l'occupant ou du passager d'un véhicule pendant un accident : - dans lequel une pièce d'échappement est montée sur l'une des parois de l'enceinte de manière à permettre un mouvement relatif entre elle et cette enceinte, tout en maintenant ladite pièce en position d'obstruction d'une ouverture de l'enceinte. 35 - dans lequel une pièce d'échappement faite d'une matière relativement non élastique ou cassante est montée sur une paroi relativement élastique ou extensible de l'enceinte de manière à permettre un mouvement entre la pièce et l'enceinte afin d'éviter ainsi une rupture prématurée de cette pièce sous l'action des contraintes créées pendant le gonflage initial de cette enceinte. 40 L'invention se propose également d'apporter un appareil de sécurité compor 69 43831 2 2026476 tant une enceinte pouvant être gonflée d'un état replié à un état dilaté pour restreindre les mouvements d'un occupant ou d'un passager du véhicule pendant un accident en absorbant, au moins, partiellement l'énergie cinétique dont celui-ci est animé, une ouverture d'échappement étant prévue dans l'enceinte 5 pour permettre au fluide de s'échapper de l'intérieur de celle-ci afin de dissiper, au moins , partiellement, l'énergie cinétique absorbée, et une pièce pour fermer, au moins partiellement, l'ouverture d'échappement, des moyens de montage nouveaux et perfectionnés étant prévus pour permettre un mouvement entre la pièce et l'enceinte pendant que cette pièce obstrue l'ouverture d'échappe-10 ment, afin de diminuer ainsi les contraintes exercées sur la pièce . D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'un 15 appareil de sécurité comportant une enceinte qui se gonfle comme représenté pour restreindre les mouvements du passager du véhicule pendant un accident ; - la figure 2 est une vue partielle à plus grande échelle, suivant la ligne 2-2 de la figure 1, illustrant la structure d'un dispositif d'échappement destiné à éviter que le passager rebondisse contre l'enceinte ; 20 - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 qui illus tre la structure du dispositif d'échappement ; - la figure 4 est une vue très schématique illustrant la relation entre le dispositif d'échappement et une paroi de l'enceinte pendant le gonflage de cette dernière à l'état dilaté de la figure 1 ; et, 25 - la figure 5 est une vue partielle agrandie, analogue à la figure 2, il lustrant la structure d'un second mode de réalisation de l'ensemble d'échappement . - L'invention-apporte Un appareil de sécurité comportant une enceinte qui se gonfle d'un état replié ou contracté à un état dilaté pour restreindre les mou-30 vements de l'occupant ou du passager d'un véhicule pendant un accident en absorbant son énergie cinétique. Pour éviter que le passager rebondisse contre l'enceinte, un dispositif d'échappement est prévu qui permet à l'énergie cinétique absorbée par l'enceinte de se dissiper. A cette fin, le dispositif d'échappement comporte une pièce qui se rompt ou qui est'chassée de sa position 35 d'obstruction d'une ouverture de l'enceinte afin de permettre au fluide de s'écouler de l'intérieur de cette dernière. L'enceinte doit se gonfler rapidement de son état replié à son état dilaté pour protéger le passager du véhicule pendant l'accident. En raison de l'extrême rapidité avec laquelle 1'enceinte-se gonflé et de l'arrêt du mouvement ra-40 pide de cette enceinte en fin de course, des contraintes relativement intenses 69 43831 3 2026476 y sont créées. Pour assurer la rupture de la pièce d'échappement à la pression désirée, cette pièce est faite d'une matière relativement non élastique ou fragile ayant ces caractéristiques d'allongeaient différentes de celles de la matière constituant l'enceinte. Cette différence des propriétés d'allongement de 5 la matière formant l'enceinte et de celle constituant la pièce a pour résultat que des contraintes excessives sont appliquées à cette dernière et se traduisent par une rupture prématurée de celle-ci pendant le gonflage de l'enceinte. Pour éviter une rupture prématurée de la pièce relativement cassante par suite de l'allongement de l'enceinte relativement élastique lors de sa dilatation, 10 la pièce est montée de façon à permettre à un mouvement relatif d'avoir lieu entre elle et l'enceinte dans la direction générale de déploiement de cette dernière. La prévision de ce mouvement entre la pièce et l'enceinte permet à cette dernière de s'allonger ou de se déformer sous l'action des contraintes sans la rompre et sans nuire à son aptitude à fermer l'ouverture de l'enceinte. 15 Lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte dans l'enceinte, la pièce est expulsée ou est chassée de l'ouverture pour permettre au fluide de s'écouler hors de l'enceinte en diminuant ou en relâchant la pression dans celle-ci. Bien que l'appareil de sécurité 10 conforme à l'invention puisse être utilisé pour protéger les passagers d'un grand nombre de véhicules différents, 20 tels que des tracteurs, des camions, des bateaux et des avions, il a été représenté sur la figure 1 équipant un véhicule automobile 12. L'appareil de sécurité 10 comprend un dispositif de sécurité 14, qui dans le mode de réalisation représenté est monté sur le tableau de bord 16 du véhicule 12. Le dispositif de sécurité 14 comprend une enceinte 22 qui est normalement logée, à l'état replié 25 (non représenté) dans le tableau de bord 16. En cas d'accident, l'enceinte 22 se gonfle à l'état dilaté représenté sur la figure 1. Dans cet état l'enceinte 22 protège le passager 24 du véhicule 12 pendant l'accident en restreignant ses mouvements et en absorbant son énergie cinétique. Un dispositif de détection connu 28 ( figure 1) est prévu pour détecter 30 la survenue d'un accident et pour activer le dispositif de sécurité 14. A cette fin, le dispositif de détection 28 est relié au dispositif de sécurité 14 par un circuit électrique 30 comportant deux conducteurs 32 et 34. Les conducteurs 32 et 34 sont alimentés par une batterie 38 lors du fonctionnement du dispositif de détection 28 afin d'activer un dispositif de gonflage 42. 35 L'activation du dispositif de gonflage 42 produit un courant de fluide destiné à gonfler l'enceinte 22 de son état replié à l'état dilaté représenté. Pour produire ce courant de fluide, le dispositif de gonflage 42 comporte une source de fluide, dans le cas présent, un réservoir 44, et un diffuseur 46 pour diriger le courant de fluide du réservoir 44 de manière à dilater l'enceinte 40 en direction de l'arrière, d'une manière prédéterminée. L'extrémité antérieure 43831 2026476 de l'enceinte est fixée au diffuseur 46, lequel est -monté invariablement sur le tableau de bord 16. Quand elle est gonflée, l'enceinte 22 restreint les mouvements du passager 24 et le protège pendant l'accident. Pour diminuer le rebondissement du passager contre l'enceinte 22, un dispositif d'échappement 50 (figures 2 et 3) est prévu dans la paroi 52 de l'enceinte afin de dissiper l'énergie cinétique absorbée par cette dernière en restreignant les mouvements de l'occupant du véhicule. Pour dissiper l'énergie cinétique absorbée, le dispositif d'échappement 50 permet au fluide de s'écouler hors de l'enceinte 22. A cette fin, le dispositif d'échappement 50 comprend une pièce 54 faite d'une matière relativement non élastique (telle que le "Térlon") qui est déchirée ou chassée par une pression prédéterminée du fluide contenu dans l'enceinte. La pièce 54 est alors expulsée de sa position d'obturation ou d'obstruction d'une ouverture circulaire 58 (figure 3) percée dans la paroi 52 de l'enceinte 22. Ceci permet au fluide de s'échapper de l'intérieur de l'enceinte 22 dans le compartiment de passagers 60 (figure 1) du véhicule, diminuant ainsi la pression à l'intérieur de l'enceinte. Lors du déclenchement du dispositif de détection 28, le dispositif de gonflage 42 est actionné pour gonfler rapidement l'enceinte 22 de son état replié à l'état dilaté représenté sous l'influence du fluide à haute pression contenu dans le réservoir 44. Pendant la période initiale de gonflage de l'enceinte 22, la pièce 54 est tenue par un disque ou un couvercle de renfort extérieur 62 et par des coutures 64 et 66. Pendant que la pièce 54 est ainsi tenue, elle ferme l'ouverture 58 de la paroi 52 et une ouverture circulaire coaxiale 70 du disque de renfort 62. Quand une pression prédéterminée s'est développée dans l'enceinte 22,cette pression agit contre la pièce 54 pour rompre cdle-ci le long de la couture 64 et/ou 66. Des essais ont montré que la rupture ne se fait généralement que le long de l'une des coutures. Ceci est préférable car ainsi la pièce reste attachée à l'enceinte, au lieu de flotter dans l'air. Ainsi, le fluide expulse ou souffle la pièce à travers l'ouverture 70 du disque de renfort extérieur 62 (figure liCeci permet au fluide de s'échapper de l'intérieur de l'enceinte 22 pour diminuer la pression dans celle-ci. En s'échappant, le fluide dissipe l'énergie cinétique absorbée par l'enceinte 22 en restreignant les mouvements de l'occupant 24, évitant ainsi le rebondissement de ce dernier de la manière exposée en détail dans la demande de brevet américain n: 621.848. Lors du déclenchement, l'enceinte se dilate soudainement, puis son gonflage s 'arrête brusquement, ce dont résultent des contraintes dans les parois de celle-ci. Cet arrêt brusque fait que l'enceinte 22 recule soudainement, c'est-à-dire, dans la direction de la flèche 74 de la figure 1, et d'intenses contraintes sont créées dans la paroi 52 suivant des directions parallèles aux 69 43831 5 2026.476 ..coutures 64 et 66. L'enceinte 22 reste intacte quand elle est soumise à ces contraintes, étant faite d'une matière relativement élastiquebu extensible, telle qu'un tissu de Nylon couvert de Hvpolon. En conséquence, les contraintes créées par la dilatation rapide de l'enceinte 22 tendent à allonger ou à dé-5 former d'une autre manière la paroi 52 comme représenté sçhématiquement sur la figure 4. Cette déformation de la paroi 52 a pour résultat un allongement ou une extension correspondante du dispositif d'échappement 50, suivant une direction parallèle à la direction de la flèche 74. Pour éviter que la pièce relativement non élastique 54 soit prématurément 10 rompue ou déchirée par les contraintes qui se développent pendant le gonflage et l'allongement initial de l'enceinte 22, cette pièce est montée de manière à pouvoir se déplacer par rapport à la paroi 52. À cette fin, les coutures 64 et 66 s'étendent parallèlement à la direction principale des contraintes résultant de l'arrêt brusque de l'enceinte et de l'allongement ou de l'extension de 15 la paroi 52 de l'enceinte 22. Les extrémités ou les côtés 78 et 80 de la pièce 54 sont libres de sorte que la paroi 52 peut se déplacer librement par rapport à la pièce sans déchirer ou rompre cette dernière. En conséquence, lorsque l'enceinte 22 s'arrête pendant le gonflage initial, il se produit un mouvement entre la pièce 54 et la paroi 52 de l'enceinte suivant une direction parallèle . 20 aux coutures 64 et 66. Etant donné que l'axe principal des contraintes est parallèle à la direction dans laquelle ce mouvement relatif peut avoir lieu, il est clair que la pièce n'est pas rompue par les contraintes créées dans la paroi 52. Pour diminuer la déformation ou l'allongement du dispositif d'échappement 25 50, un disque ou un organe de renfort intérieur 84 est,de préférence fixé à la paroi 52 par une couture 88 (figures 2 et 3). Il est évident que le disque de renfort intérieur 84 est percé d'une ouverture circulaire 92 coïncidant avec les ouvertures 58 et 70 de la paroi 52 et du disque de renfort extérieur 62. Ces ouvertures coaxialespermettent au fluide de s'échapper de l'intérieur de l'en-30 ceinte lorsque la pièce 54 se rompt ou se déchire. Il est à noter que la couture 88 s'enroule en spirale (figure 2) du bord radialement extérieur du disque de renfort intérieur 84 afin de fixer solidement ce dernier à la paroi 52 de l'enceinte 22 en raidissant ainsi la paroi 52 dans la région entourant les ouvertures d'échappement 58, 70 et 92. 35 La pièce 54 a été représentée sur les figures 1-3 associée à deux disques de renfort 62 et 84 qui ralentissent la déformation de Ta paroi 52 dans la région de l'ouverture d'échappement 58. Ces disques dé renfort ont aussi pour fonction de tenir la pièce 54 en position d'obturation de -1'ouverture d'échappement i Toutefois, on envisage également la possibilité de monter la pièce 54 40 en n'utilisant qu'un seul disque ou organe de renfort tel que le disque de ren 43831 6 2026476 fort extérieur 100 du mode de réalisation 102 du dispositif d'échappement représenté sur la figure 5. Etant donné que le mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 5 est analogue à celui que montrent les figures 1 à 4, les mêmes références numériques seront utilisées pour désigner les éléments correspondants, en y adjoignant la lettre "a" pour éviter toute confusion. Dans la variante de réalisation de la figure 5, la pièce 54a_ est tenue en position d'obturation de l'ouverture 58a de la paroi 52a d'une enceinte 22a^ par des coutures 64_a et 66a. Ces coutures s'étendent parallèlement à l'axe principal des déformations et des contraintes qui sont créées dans la paroi 52a lors de l'arrêt de l'enceinte 22a. Les extrémités 78ja et 80a. de la pièce 54a^ sont libres et peuvent se déplacer par rapport à la paroi 52a^ sans que la pièce 54a soit rompue ou déchirée. Dans les modes de réalisation des figures 4 et 5, des coutures 64, 66 et 64a^66a ont été utilisées pour monter les pièces 54 et 54a^ sur les parois 52 et 52a^ de l'enceinte, mais on envisage également la possibilité d'avoir recours à d'autres modes de fixation de ces pièces. De plus, on présume qu'il n'est pas nécessaire que les moyens de fixation ou de liaison s'étendent sur toute la distance comprise entre les extrémités libres des pièces, comme c'est le cas des coutures 64, 66 et 64a, 66&. Il ressort clairement de ce qui précède que lorsqu'un accident se produit, il est souhaitable que l'enceinte 22 se gonfle rapidement à une pression suffisante pour lui permettre de restreindre les mouvements de l'occupant ou du passager 24. De plus, il est utilede réduire à un minimum le rebondissement de l'occupant 24 contre l'enceinte 22 en dissipant Ténergie cinétique absorbée par cette dernière pour restreindre les mouvements du passager. A cette fin, la pièce 54 est montée de manière à permettre un mouvement entre elle et l'enceinte 22. La prévision -de ce mouvement relatif empêche la pièce 54 d'être prématurément rompue et ainsi, permet à l'enceinte de se gonfler rapidement à une pression suffisante pourpouvoir effectivement restreindre les mouvements de l'occupant 24. Dès que la pression désirée a été obtenue dans l'enceinte 22, la pièce 54 se rompt ou se déchire pour permettre au fluide de s'échapper et, partant, à l'énergie cinétique absorbée par l'enceinte de se dissiper. Pour permettre un mouvement entre la pièce 54 et l'enceinte 22, cette pièce est fixée à la paroi 52 par des coutures 64 et 66. Ces coutures laissent les extrémités 78 et 80 libres de se déplacer par rapport à la paroi 52. En conséquence, les coutures 64 et 66 s'étendent parallèlement à l'axe ou à la direction principale de dilatation de l'enceinte 22 et à l'axe principal le long duquel les contraintes se développent dans la paroi 52. Les extrémités 78 et 80 de la pièce 54 sont libres pour permettre à la paroi 52 de s'allonger sous l'action de ces contraintes sans déchirer ou rompre la pièce 54. Ceci assure que la 69 43831 7 2026476 .pièce 54 sera maintenue en position d'obstruction des ouvertures d'échappement 58, 70 et 92 jusqu'à ce que la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte 22 soit suffisante pour restreindre les aouvements de l'occupant ou du passager 24 du véhicule 12. 5 II ressort clairement de ce qui précède que l'intégrité de la pièce est maintenue du fait que l'enceinte peut s'allonger le long de la direction principale 74 ou 74a des contraintes et (par suite de l'arrêt de l'enceinte en train de se déployer) par rapport à la pièce pendant le gonflage. En cela l'invention diffère d'un mode de construction dans lequel les extrémités 78 et 80 de la 10 pièce 54 sont fixées à la paroi 52 de l'enceinte 22 par des coutures s'étendant transversalement à l'axe principal des déformations et des contraintes de la paroi. Dans un tel mode de réalisation, le mouvement relatif entre la pièce et la paroi serait freiné. Il en résulterait une déchirure ou rupture prématurée de la pièce 54 dans la région des coutures transversales. Il est bien évident 15 qu'une rupture prématurée de la pièce 54 permettrait au fluide de s'échapper à travers les ouvertures 58, 70 et 92 avant que l'enceinte 22 se soit gonflée à la pression nécessaire pour restreindre convenablement les mouvements de l'occupant 24 pendant l'accident. Si la pièce 54 était faite d'une matière suffisamment résistante pour sup-20 porter les contraintes relativement intenses qui sont créées dans l'enceinte 22 au commencement du gonflage, la pièce 54 pourrait être complètement entourée par des coutures sans pour autant se rompre prématurément. Toutefois, dans ce cas, l'enceinte 22 devrait être gonflée à une pression relativement élevée avant que la pièce 54 se rompe. Or, une telle pression est à éviter, car elle 25 tend à faire rebondir l'occupant 24 contre l'enceinte 22. 69 43831 8 2026476 REVENDICATIONS 1. Appareil de sécurité pour protéger un occupant ou un passager (24) d'un véhicule pendant un accident qui comprend une enceinte (22) pouvant passer d'un état replié ou contracté à un état dilaté dans lequel elle est adaptée à 5 restreindre les mouvements ce cet occupant ou de ce passager, des moyens (42) pour produire la dilatation de cette enceinte, un orifice d'échappement (70), une pièce (54, pour obstruer ou fermer, au moins partiellement, cette ouverture, caractérisé en ce que des moyens (64, 66) sont prévus pour monter cette pièce (54) sur l'enceinte (22) de façon à permettre un mouvement relatif dans 10 une direction, au moins, entre la pièce (54) et l'enceinte (22). 2. Appareil de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour monter la pièce sur l'enceinte comprennent des éléments de renfort fixés à l'enceinte pour la renforcer dans la région entourant l'ouverture d'échappement. 15 3. Appareil de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pâèce est interposée entre l'élément de renfort et l'enceinte. 4. Appareil de sécurité selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément de renfort coopère avec l'enceinte pour former une poche s'étendant autour de l'ouverture d'échappement, la pièce étant disposée dans cette 20 poche. 5. Appareil de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enceinte est faite d'une première matière et la pièce d'une seconde matière, cette première matière ayant une plus grande élasticité que la seconde, de sorte que l'enceinte s'allonge par rapport à la pièce en 25 se dilatant. 6. Appareil de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de montage de la pièce comportent des moyens pour relier certaines parties de celle-ci à l'enceinte. 7. Appareil de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 30 caractérisé en ce que les moyens pour dilater l'enceinte comprennent une source de fluide et des moyens pour diriger un courant de fluide issu de cette source de manière à dilater l'enceinte dans une certaine direction. 8. Appareil de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de montage fixent la pièce à l'enceinte de 35 manière à s'opposer à un mouvement entre elle et l'enceinte suivant une direction transversale à la direction mentionnée. 9. Appareil de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce est montée de façon à permettre un mouvement relatif dans la direction de dilatation de l'enceinte entre une partie, au moins, de la pièce et l'enceinte, 40 tout en maintenant cette pièce dans une position d'obstruction de l'ouverture 43831 9 2026476 d'échappement, réduisant ainsi à un minimum toute tendance de rupture prématurée de la pièce pendant le gonflage initial de l'enceinte, la pièce étant adaptée à être chassée de sa position d'obstruction de l'ouverture d'échappement par la pression du fluide contenu dans l'enceinte, ce qui permet à ce fluide de s'échapper de l'intérieur de cette dernière en minimisant la tendance de l'occupant de rebondir contre l'enceinte. 10. Appareil de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent des moyens pour fixer la pièce au coussin de manière qu'une partie de cette pièce soit libre d'effectuer un mouvement limité par rapport à l'enceinte, tandis que d'autres parties de la pièce sont empêchées de se déplacer. 11. Appareil de sécurité selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens pour fixer la pièce au coussin sont des coutures s'étendant à travers les autres parties de la pièce. 12. Appareil de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'une partie de la pièce située d'un côté de l'ouverture d'échappement est cousue à l'enceinte, tandis qu'une autre partie de la pièce, qui s'étend transversalement à la première, est libre de se déplacer par rapport à celle-ci.