Brevet FR2032385A1 — publié le 19701127

05710. 1 2032385 La présente invention se rapporte, d'une manière générale, à un dispositif àè sécurité destiné à protéger l'occupant d'un véhicule en cas d'accident et concerné plus particulièrement un dispositif de sécurité qui intervient pour restreindre les mouvements de cet occupant du véhicule pendant l'accident. 5 Un dispositif de sécurité connu pour protéger lr occupant d'un véhicule pendant un accident comprend une source ou un réservoir de fluide qui est actionné pour dilater une enceinte ou un volume gonflable quand un accident se produit. Jusqu'ici, les difficultés auxquelles- on s'est heurté dans l'utilisation de ce dispositif de sécurité connu sont dues aux dimensions et au poids relativement 10 grands du réservoir, qui doit contenir un volume suffisant de fluide pour dilater l'enceinte. Ces problèmes de dimensions et de poids deviennent particulièrement aigus quand le dispositif de sécurité est destiné à protéger le conducteur du véhicule et que le réservoir de fluide et l'enceinte doivent, de ce fait, être montés dans le volant de direction et sur le tableau de bord du véhicule. 15 En conséquence, l'un des buts de l'invention est de réaliser un dispositif de sécurité relativement léger et compact pour protéger l'occupant d'un véhicule en cas d'accident. L'invention a également pour but de réaliser un nouveau dispositif de sécurité perfectionné pour protéger l'occupant d'un véhicule pendant un accident : 20 - qui comporte une enceinte pouvant être déployée d'un état replié à un état dilaté par la mise à feu de charges explosives propulsant un organe qui, quand il est chassé par l'explosion, provoque la dilatation de l'enceinte ; - qui comporte une enceinte adaptée à être déployée d'un état replié à un état dilaté, tout en maintenant pratiquement constante la pression dans le compar- 25 timent dans lequel l'enceinte est logée ; - qui comporte une enceinte adaptée à être dilatée afin de restreindre les mouvements d'un occupant d'un véhicule pendant un accident, une charge explosive étant prévue pour produire la dilatation de cette enceinte, ainsi que des moyens pour permettre à une certain* quantité d'air du compartiment des passagers du 30 véhicule d'influer dans l'enceinte pendant sa dilatation, maintenant ainsi la pression pratiquement constante dans le compartiment des passagers ; - dans lequel l'enceinte est faite d'une matière déformable, auto-portante, destinée à absorber une grande partie de l'énergie due à l'impact de l'occupant contre l'enceinte gonflée. 35 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention ; 40 - la figure 2 est une vue en coupe schématique, à grande échelle, illustrant 70 05710 2 2032385 une enceinte'qui fait partie du dispositif de sécurité de là figure 1 et qui est représentée à l'état replie : " - la figurë 3 est une coupe schématique à plus grande échelle montrant l'enceinte dilatée, et, ' ; 5 - la figure 4 est une vue schématique d'un dispositif de sécurité conforme à l'invention monté sur le volant de direction d'un véhicule. L'invention concerne un dispositif de sécurité léger et compact qui est adapté à être monté dans le compartiment des passagers d'un véhicule afin de protéger les occupants de celui-ci en cas d'accident. Ce dispositif de sécurité com-10 prend une enceinte qui est dilatée par voie balistique du fait qu'une partie de * celle-ci est"chassée vers l'extérieur par la détonation d'une charge explosive. Afin d'atténuer les bruits et les variations de pression qui résultent de la mise à feu de la charge explosive et de la dilatation de l'enceinte, une certaine quantité d'air du compartiment des passagers est aspirée dans l'enceinte pendant 15 sa dilatation. Bien que les dispositifs de sécurité selon la présente invention puissent être utilisés sur toutes sortes de véhicules, tels que des avions, des automobiles, des tracteurs, des camions ou des bateaux, l'appareil de sécurité 10, conforme à la présente invention, est représenté schématiquement sur la figure 1 20 dans son application à un véhicule automobile 12. L'appareil 10 comprend un dispositif de sécurité 14 qui peut être monté en différents endroits dans le véhicule, par exemple dahs le dossier d'un siège 15 ou sur lé volant de direction (figure 4). Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de sécurité 14 est monté sur le tableau de bord 16 dans le compartiment des passagers 18 du véhicule 12 25 afin de protéger l'occupant 22 de ce dernier en cas d'accident. Un dispositif de détection 26 est prévu pour détecter la présence d'un accident et pour activer le dispositif de sécurité 14. En conséquence, le dispositif de détection 26 est relié au dispositif de sécurité 14 par un circuit électrique 28 comprenant deux conducteurs 30 et 32 et une battérie 34. 30 Le dispositif de sécurité*14 protège l'occupant 22 pendant un accident en empêchant qu'il soit projeté en avant. A cette fin, le dispositif de sécurité 14 comporte une enceinte gonflable 38 qui est dilatée, à-partir de l'état replié dans lequel elle est représentée sur les figures 1 et 2, à un état gonflé esquissé :en "traits mixtes 'sur lés figures'"£ et 2 ét én traits continus sur la figure 3. 35 Un coussinet ou un "rembourrage 42 est placé'sur lTencëinte 38 poiir venir au contact du torse'de l'occupant 22 lors~de lâ'd'iîatatioh-de'-î'ëncëinte. Dans un mode de réalisatîôn de l'inventiôn.1 le'rembourrage' 42*coâstitue la sûrface extérieure 'dû tétbleàù 'de bord"16 quand"l'éhéêihté*-38 est à l'état replié des figures 1 et 2. îi est également enviéâ^é^qûej'dàns^HërÉàiïié cas, lè rembburïâge 42 pourrait être 40 supprimé^ c'* i BAD ORIGINAL 70 05710 3 2032385 On envisage également la possibilité de monter le dispositif de sécurité 14 sur le siège 15 de manière à former un repose-tête pour l'occupant 22 du véhicule 12 quand l'enceinte est dans son état dilaté. (In dispositif d*actionnement léger et compact 46 est prévu pour assurer la 5 dilatation balistique de l'enceinte 38 de I'état de la figure 2 à l'état de la figure 3, lorsque le dispositif de détection 26 est déclenché par un accident. Pour produire la dilatation balistique de l'enceinte 38, le dispositif d1actionnement 46 comporte une cartouche explosive 50 contenant une charge explosive 52. Lors de la mise à feu de la charge explosive 52 par l'énergie électrique amenée 10 par les conducteurs 30 et 32, un ensemble de propulsion léger 56 est chassé vers l'extérieur, s partir de sa position normale de la figure 2, à la position d'actionnement de la figure 3, par la charge explosive. A cette fin, la cartouche 50 comporte un boitier cylindrique 60 percé d'une ouverture 62 dans laquelle se déplace un piston 64 du dispositif de propulsion 56. Le boitier 60 et le piston 64 15 coopèrent pour délimiter une chambre de combustion 66 dans laquelle est logée la charge explosive 52. L'extrémité extérieure 70 de l'enceinte 38 est reliée â un cadre d'entraînement 72 sur lequel le rembourrage 42 est monté. De son côté, le cadre d'entraînement 72 est relié au piston 64. Lors de la mise à feu de la charge explosive 52, le piston 64 est propulsé 20 hors de l'ouverture 62, de la position normale de la figure 2 à la position d'actionnement de la figure 3, dilatant ainsi l'enceinte 38. Cette dilatation est facilitée par la présence d'un certain nombre de plis en accordéon ou de soufflets 78 quand l'enceinte est dans l'état replié de la figure 2. Le mouvement vers l'extérieur décrit ci-dessus du dispositif de propulsion 56 dilate l'enceinte 25 38 en redressant ou en supprimant les plis 78. Le mouvement vers l'extérieur du dispositif de propulsion 56 est limité en reliant l'extrémité intérieure 82 de l'enceinte 38 à une paroi d'extrémité de base 84 qui est fixée au tableau de bord 16 (figure 3). La force avec laquelle le dispositif 56 est propulsé vers l'extérieur, de la position normale de la figure 2, à la position dractionnement de 30 la figure 3, peut être augmentée en augmentant les dimensions de la charge explosive 52 et la longueur de l'ouverture 62. Pour atténuer les variations de pression et les bruits produits par la dilatation de l'enceinte 38 de l'état rétracté de la figure 2 à l'état dilaté de la figure 3, de l'air du compartiment des passagers 18 est aspiré dans une 35 chambre 88 (figure 3> délimitée par l'enceinte 3S. Ce courant d'air atténue les bruits résultant de la dilatation de l'enceinte 38 en réduisant effectivement l'onde de pression produite par le mouvement vers l'extérieur de l'enceinte sous l'action de la charge explosive 52. Cette onde de pression est atténuée en aspirant de l'air à l'intérieur de l'enceinte 38 (figure 3^ par des ouvertures 40 appropriées 90 percées dans le tableau de bord 16 et par des ouvertures 92 de 70 05710 4 2032385 la paroi d'extrémité 84. Ce courant d'air a pour résultat de maintenir une pression pratiquement constante dans le compartiment de passagers 18 pendant la dilatation de l'enceinte 38. Pour permettre que de 1'air soit aspiré du compartiment de passagers dans 5 l'enceinte 38 pendant la dilatation de cette dernière de l'état de la figure 2 à celui de la figure 3, la mise à feu de la charge explosive 52 ne doit engendrer qu'un volume de gaz relativement petit capable de propulser rapidement et positivement le dispositif d'entraînement 56 à la position d'actionnement de la figure 3. A cette fin, la charge explosive 52 est contenue dans une chambre de 10 combustion relativeaent petite 66 (figure 2) délimitée par le boîtier 60 et le piston 64. La mise à feu de la charge explosive 52 augmente là pression à l'intérieur de là chambre 66 et chasse le piston 64 hors de l'ouverture 62, dilatant ainsi l'enceinte 38. En raison des dimensions relativement petites de la chambre de combustion 66, la détonation de la petite charge explosive 52 n'en-15 gendre qu'un volume relativement faible de gaz. Ce petit volume de gaz est dirigé contre la surface d'extrémité 97 du piston 64 par:; l'ouverture 62, comme l'indique schématiquement la flèche 98 sur la figure 3. Bien que différentes sortes d'explosifs puissent être utilisées pour la charge 52, l'aspiration d'une certaine quantité d'air dans l'enceinte 38, pendant sa dilatation, est favorisée 20 en utilisant une charge explosive qui, lorsqu'elle est mise à feu, engendre un volume de gaz sensiblement inférieur au volume de la chambre 88 de l'enceinte dilatée 38. En conséquence, un volume d'air correspondant à la majeure partie du volume de l'enceinte est aspiré dans cette dernière du compartiment de passagers 18 pendant la dilatation de l'enceinte. 25 L'enceinte 38 peut être faite de diverses matières. Dans le mode de réali sation représenté, l'enceinte 38 est faite d'une matière ayant une résistance suffisante pour la maintenir dans l'état dilaté de la figure 3. De plus, la matière constituant l'enceinte 38 a une résistance suffisante à la déformation pour empêcher l'occupant 22 de se déplacer pendant l'accident en absorbant la 30 force d'impact exercée par celui-ci contre le rembourrage 42 et l'enceinte 38. En conséquence, dans le mode de réalisation représenté, les parois 102 de l'enceinte 38 sont faites d'une matière déformable. non-élastique, retenant sa forme telle qu'une feuille d'acier d'une épaisseur d'environ 0,4 tnm.Quand l'occupant 22 est projeté contre le rembourrage 42, les parois 102 de l'enceinte se dé-35 forment et absorbent ainsi l'énergie cinétique de l'occupant. Là structure de l'enceinte 38 est analogue à celle décrite dans la demande de brevet américain n° 662 679 du 23 août 1967 de Charles O. Berryman intitulée ::Safety Device'. Toutefois, l'enceinte pourrait également, le cas échéant, être faite d'une matière flexible, ne conservant pas sa forme. 40 Les parois 102 dé l'enceinte 38 se déforment lorsque l'occupant 22 est 70 05710 5 2032385 projeté contre le rembourrage 42 et absorbent ainsi son énergie cinétique en freinant son mouvement. En conséquence, l'enceinte 38 peut être déformée successivement de plus en plus par une série d'impulsions ou de mouvements en avant de l'occupant 22 durant un accident. Le rebondissement de l'occupant entre ces im-5. pulsions est réduit à un minimum du fait que les parois 102 de l'enceinte sont formées, dans le mode de réalisation représenté, par une matière non-élastique qui absorbe l'énergie cinétique de celui-ci. En conséquence, l'enceinte 38 n'a pas besoin d'être étanche aux fluides ou à l'air puisqu'on ne se fie pas à la pression régnant dans la chambre 88 pour restreindre le mouvement en avant de 10 l'occupant 22. Toutefois, des clapets 106 pourraient être prévus pour empêcher l'air de s'échapper de l'enceinte et pour empêcher les saletés et les matières étrangères de pénétrer dans celle-ci pendant qu'elle est dans son état replié de la figure 2. On conçoit que l'utilisation de clapets anti-retour ou d'autres moyens de freinage d'écoulement est particulièrement avantageuse lorsque l'en-15 ceinte 38 est faite d'une matière qui se replie facilement. Le mode de réalisation de 1'invention-représenté sur la figure 4 comporte un dispositif de sécurité qui est adapté à protéger le conducteur du véhicule en cas d'accident. A cette fin, le dispositif de sécurité 120 est monté sur le volant de direction 122 du véhicule de façon à tourner par rapport à la colonne 20 ou à l'ensemble de support 124 du volant de direction du véhicule. Etant donné que la construction et lé fonctionnement du dispositif de sécurité 120 sont analogues à ceux du dispositif de.sécurité 14 des figures 1-3, les références numériques utilisées pour désigner les composants du dispositif 14 ont été conservées pour désigner les éléments correspondants du dispositif de sécurité 120, en 25 y adjoignant toutefois la lettre 'a" pour éviter toute confusion. Le dispositif de sécurité 120 est particulièrement bien adapté à être monté sur le volant de direction 122, car il est relativement compact et léger et n'oppose que très peu d'inertie à la rotation du volant 122. Cette absence d'inertie diminue aussi la force nécessaire pour déplacer le volant de direction 30 axialement par rapport à la colonne de direction i24, afin de rétracter cette dernière, de façon connue, en cas d'accident;. De plus,, le- dispositif de sécurité 120 a une forme générale symétrique, de sorte que son centre de gravité est placé le.long de l'axe de rotation du volant 122, réduisant ainsi à. un minimum les ; secousses ou les vibrations du volant, de direction quand le.conducteur fait tour-35 ner celui-ci pour prendre un .virage. ... La structure légère et compacte du dispositif de sécurité 120 résulte de l'utilisation d'un dispositif d'actionnement 46a pour dilater l'enceinte 38a. Le dispositif d'actionnement 46a comporte un ensemble explosif 50a pourvu d'une charge explosive 52a. En-cas d'/accident, la charge explosive 52 a. est mise à feu 40 par des conducteurs électriques 30a et ,32a af in de chasser ou de propulser le 70 05710 6 2032385 dispositif 56a, de la manière décrite ci-dessus à propos du mode de réalisation de l'invention .illustré par les figures 1 à 3. Le dispositif de propulsion 56a est fixé- à une partie antérieure 70a de l'enceinte de sorte que le mouvement vers l'extérieur du dispositif 56a redresse ou déplie le soufflet en accordéon 78a de 5 1 enceinte en. dilatant cette dernière. L'enceinte 38a peut être faite d'une matière flexible, une matière défomable non-élastique, telle qu'une feuille d'acier, comme il a été expliqué ci-dessus â propos du mode de réalisation de la figure 1. Pour atténuer les bruits résultant de la dilatation de l'enceinte 38a, de 10 l'air est aspiré dans celle-ci du compartiment des passagers, pendant sa dilatation. A cette fin, des ouvertures 90a sont prévues dans la colonne de direction 124 et des ouvertures 106a. sont prévues dans la paroi d'éxtrëmité 84a. Pour favoriser cet influx d'air, la mise à feu de la charge explosive 52a engendre un volume de gaz qui n'est qu'une petite partie du volume total de l'enceinte 38a 15 dilatée. 11 ressort de ce qui précède que les dispositifs de sécurité 14 et 120 sont tous deux relativement compacts et légers par suite de l'utilisation de charges explosives relativement petites .(52 ou 52a) pour chasser ou propulser les dispositifs d'entraînement 56 ou 56a vers l'extérieur afin de dilater les enceintes 20 38 ou 38a. Le bruit engendré par la dilatation des enceintes est atténué en aspirant de l'air dans celles-ci à partir du compartiment des passagers, comme il a été expliqué. L'influx de l'air dans les enceintes est favorisé par l'utilisation de charges explosives qui, lors de leur mise à feu, n'engendrent que des volumes relativement petits de gaz. Les enceintes 38 et 38a pourraient être rendues auto-25 portantes quand elles sont dilatées en utilisant une matière non-élastique défor-mable pour constituer les parois de celles-ci. 70 05710 7 2032385 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de sécurité pour protéger l'occupant d'un véhicule pendant un accident, du type comprenant une enceinte pouvant être gonflée à partir d'un état replié ou rétracté à un état dilaté dans lequel ladite enceinte est adaptée 5 à restreindre les mouvements de l'occupant en cas d'accident et des moyens pour dilater cette enceintetcaractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une charge explosive et des moyens propulsés par la mise à feu de cette charge explosive pour dilater l'enceinte. 2.- Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que 10 les moyens pour dilater l'enceinte comprennent, en outre, un boîtier délimitant une ouverture dans laquelle la charge explosive est logée, les moyens propulsés par la mise à feu de cette charge explosive comportant un organe reçu à glissement dans cette ouverture et qui est adapté à être chassé hors de ladite ouverture par la pression engendrée par la mise à feu de la charge explosive. 15 3.- Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant à une certaine quantité d'air d'entrer dans ladite enceinte, à partir d'un compartiment du véhicule dans.lequel l'occupant est placé, lors de la dilatation de l'enceinte. 4.- Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que 20 l'enceinte gonflable est faite d'une matière autoportanie destinée à absorber, en se déformant, une grande partie de l'énergie cinétique de l'occupant du véhicule projeté contre celle-ci. 5.- Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour permettre à une certaine quantité d'air d'in- 25 fluer dans ladite enceinte lors de la dilatation de celle-ci. 6.- Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que la mise à feu de la charge explosive engendre un volume de gaz qui provoque 1* propulsion des moyens propulsés. 7.- Dispositif de sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il 30 comporte des clapets pour bloquer la circulation de l'air hors de l'enceinte gonflable. 8.- Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en cet que l'enceinte gonflable et les moyens explosifs sont montés sur le volant de direction du véhicule de façon à tourner avec celui-ci par rapport à l'ensemble de 35 support du volant de direction. 9.- Dispositif de sécurité pour protéger l'occupant d'un véhicule, comprenant une enceinte pouvant être gonflée d'un état rétracté ou replié à un état dilaté dans lequel elle est adaptée à restreindre les mouvements de l'occupant du véhicule pendant un accident, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des 40 moyens balistiques pour dilater l'enceinte et pour, en même temps, permettre à 70 05710 s 2032385 un volume d'air relativement grand d'être aspiré dans celle-ci. 10.- Dispositif de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens balistiques comprennent une charge explosive et des moyens reliés à une partie de l'enceinte et qui sont adaptés à être propulsés par la mise à feu 5 de cette charge explosive afin de déplacer cette partie de l'enceinte par rapport à une autre partie de celle-ci en dilatant ainsi l'enceinte. 11.- Dispositif de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que les aoyens balistiques comprennent une charge explosive, un boîtier pour contenir cette charge explosive et des moyens qui, en réponse à la mise à feu de la charge 10 explosive dilatent l'enceinte, lesdits moyens comprenant un piston coopérant avec le boîtier pour délimiter une chambre dans laquelle la charge explosive est logée, ledit piston étant relié à une partie de l'enceinte et étant adapté à déplacer cette partie de l'enceinte par rapport à une autre sous l'action de la pression développée par la mise à feu de la charge explosive. 15 12.- Dispositif de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enceinte est faite, au moins en partie, d'une matière non-élastique, conservant sa forme. 13.- Dispositif de sécurité selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens balistiques comprennent une charge explosive et des moyens pour di- 20 later l'enceinte sous l'action de la pression créée par la mise à feu de cette charge explosive, cette dernière étant capable d'engendrer un volume de gaz qui est sensiblement Inférieur au volume relativement grand d'air aspiré à l'intérieur de l'enceinte lors de la mise à feu de la charge explosive. 14.- Dispositif de sécurité selon la revendication 13, caractérisé en ce 25 qu'il comprend en outre des moyens permettant d'aspirer dans l'enceinte lors de sa dilatation un volume d'air qui représente la majeure partie du volume de celle-ci, à partir du compartiment du véhicule dans lequel l'occupant est placé, ce qui maintient une pression pratiquement constante dans ce compartiment. BAD ORIGINAL