Brevet FR2243843A1 — publié le 19750411

Dans la conception d'un système de contention gonflable pour le conducteur d'un véhicule dans une collision, on a reconnu qutil était souhaitable et adéquat de disposer ltenveloppe gonflable sur le volant de direction du véhicule .L'enveloppe ou sac gonflablé peut être facilement conservée à l'état dégonflé au dessus d'un dispositif d'alimentation en fluide disposé au centre du volant de direction. Lorsqu'on prévoit un tel emplacement pour le dispositif d'alimentation, il est reconnu qu'il est pratiquement indispensable de rendre ce dispositif solidaire en rotation du volant, éliminant ainsi, les raccords tournants compliqués devant être établis entre le dispositif d'alimentation et l'enveloppe gonflable. Mais cette disposition requiert que ce dispositif d'alimentation ait un faible moment d'inertie et occupe un espace relativement petit par rapport au volume restreint dont on dispose au centre du volant. Afin de prévoir une quantité suffisante de fluide fournie par un dispositif d'alimentation ayant obligatoirement des dimensions limitées pour être monté sur le volant, on a reconnu qu'il était désirable d'utiliser un dispositif d'alimentation en fluide du type comportant du gaz emmagasiné sous pression dans un réservoir, gaz qui est mélangé avec des gaz chauds provenant d'un générateur pyrotechnique.Ce type de dispositif par mélange de gaz estgénéralement connu sous le nom de système 1,amplifié" ou "hybride". Un système hybride est désirable car il permet la production d'une grande quantité de gaz à partir d'une unité d'alimentation en fluide relativement petite. De plus, un système hybride présente l'avantage résidant en ce que le gaz produit par un procédé pyrotechnique va être refroidi par mélange et, en outre en ce que tous les corps toxiques en réaction vont être dilués dans le gaz emmagasiné. Cependant, des difficultés ont été éprouvées pour incorporer le générateur pyrotechnique de gaz dans l'emplacement limité imposé par la nature même du système. te volume du réservoir de fluide requis pour stocker unequantité suffisante de gaz pour refroidir le gaz produit par le générateur et pour assurer également un gonflage convenable de l'enveloppe gonfable, laisse très peu d'espace pour loger ce générateur pyrotechnique de gaz dans l'emplacement total disponible.Ainsi, il est nécessaire de partir un dispositif d'alimentation en fluide de faibles dimensions, facilement mis en place ar le volant de direction du vcu1e pour gonfler l'enveloppe gonflable de contention du conducteur. La présente invention prévoit un dispositif d'alimentation en fluide pour un système gonflable de contention du conducteur d'un véhicule, système qui résoud les problèmes exposés ci-dessus. k système de la présente invention comporte un réservoir annulaire destiné à emmagasiner un gaz sous pression et un générateur de gaz initialement isolé du réservoir et disposé à l'intérieur de la zone que le réservoir annulaire entoure. Le générateur de gaz de la présente invention est du type pyrotechnique, mis en action par un dispositif détonateur électrique en rèponse à un signal reçu dans le cas d'une collision du véhicule. Le générateur de gaz est isolé du réservoir de fluide sous pression par un élément de rupture qui, lorsque le générateur de gaz est actionné, se déplace axialement par rapport au réservoir pour diriger le fluide ainsi engendré ver ce réservoir.Cet élément de rupture lors de son déplacement axial, brise un joint également cassant prévu au dessus de la zone centrale entourée par le réservoir, de sorte que le fluide emmagasiné dans le réservoir mélangé au fluide venant dêtre produit s!échappe axialement de la partie centrale du réservoir. Dès la mise en action du générateur de gaz, le gaz produit est d'abord dirigé dans le réservoir annulaire puis dans la zone centrale à l'intérieur de ce dernier. Un diffuseur radial est disposé au dessus de cette zone centrale du réservoir pour créer et maintenir un écoulementde fluide symétrique et sans réaction vers l'enveloppe gonflable. Le dispositif d'alimentation en fluide de la présente invention est donc compact; présente un moment d'inertie relativement faible et peut être facilement adapté à l'installation sur le volant de direction d'un véhicule. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'invention. La fig. 1 est une vue en élévation partielle d'un véhicule montrant ltemplacement du dispositif d'alimentation en fluide sur le volant de ce véhicule, pour gonfler l'enveloppe gonflable destinée à la contention du conducteur dans le cas d'une collision. La fig. 2 montre le montage du dispositif d'alimentation en fluide sur le volant du véhicule, vu du siège du conducteur. La fig. 3 est une coupe axiale selon 3-3 de la fig. 2 montrant de manière détaillée le dispositif selon l'invention. La fig. 4 est une coupe similaire à la précédente montrant le même dispositif en fonctionnement En se référant aux figs. 1 et 2 des dessins, on voit que la présente invention a trait à un dispositif d'alimentation en fluide 10 ayant une configuration annulaire et qui est solidaire en rotation du volant de direction SW du véhicule, au centre duquel il est monté. Ce dispositif d'alimentation en fluide 10 est, dans ces conditions, assujetti au moyeu ou aux bras de ce volant. Une enveloppe gonflable 12 est prévue pour être disposée au-dessus du dispositif d'alimentation en fluide auquel elle est liée de façon étanche en vue dêtre gonflée par.ce dispositif. Dans la figure 3, le dispositif d'alimentation en fluide 10 est montré en coupe, tel qu'il apparat installé sur le volant à l'état de repos avant une collision du véhicule. Le dispositif d'alimentation en fluide 10 comprend un réservoir annulaire 14, formé de préférence , par une coquille extérieure 16 constituant les parois radiales extérieures du réservoir et un organe tubulaire 18 occupant la zone centrale entourée par la coquille extérieure 16 cet élément tubulaire 18 étant assujetti à ladite coquille d'une manière étanche aux fluides sous pression, par exemple, par soudage. Une chambre annulaire 14 de réservoit est ainsi formée entre la périphérie extérieuredelacoquille 16 et la périphérie extérieure de l'élément tubulaire 18. Dans la réalisation préférée de l'invention, la coquille extérieure 16 est constituée par deux demicoquilles 15, 17 en forme de coupelles jointes à leur périphérie extérieure de préférence par soudage. L'une des demi-coquilles 17 présente une ouverture concentrique 17a. L'élément tubulaire l8 est logé dans l'ouverture 17a pratiquée dans la demi-coquille inférieure et est raccordé de façon étanche à la périphérie de cette couverture, de préférence par soudage. L'extrémité opposée de l'élément tubulaire 18 est reliée d'une manière étanche aux fluides sous pression, de préférence par soudage, à la face intérieure de la demi-coquille opposée 15. Cette demi-coquille 15 porte à sa partie centrale un disque de-rupture rompu s'étendant radialement au-dessus de l'élément tubulaire 18, obturant ainsi son extrémité. Dans la réalisation préférée de la présente invention, le joint ou disque de rupture 20 est d'une pièce avec la demi-coquille 15, Cet élément comporte une partie évidée prévue pour contrôler sa rupture. Cette artie évidée a, de préférence, la forme d'une gorge circulaire 21, pratiquée sur la face intérieure de l'élément 20. Dans la réalisation préférée de l'invention, la demi coquille 15 faisant partie de la coquille extérieure 16 est embou tie à partir d'une seule pièce, la partie de rupture étant délimi tée en estampant la gorge 21 sur la face intérieure de cette demi coquille 15. Un dispositif délimitant un passage de sortie de fluide 22 est prévu et constitué par la zone centrale de l'élément tubulaire adjacente à l'élément 20. Un dispositif pour mettre en ) communication la chambre de gaz sous pression 14 du réservoir avec le dispositif délimitant le passage de sortie est également prévu et est constitué par au moins deux orifices 24, 26 disposés en deux emplacements axialement décalés et pratiqués à travers la paroi de-ltélément tubulaire 18. L'extrémité de cet élément tubulaire 18 opposée à l1élé- ment en forme de disque 20 est également obturé par un élément de rupture 28 disposé transversalement à l'alésage de l'élément tubu laire 18, axialement espacé du disque 20 et positionné de manière à empêcher toute fuite éventuelle de fluide du réservoir 14, par ) les orifices 24, 26 et par le passage de sortie 22. L'élément 28 comprend une tige 29 s'étendant axialement à partir de l'élément, tige dont l'extrémité vient aboutir dans le voisinage immédiat de l'élément de rupture 20.Les orifices 24, 26 sont espacés axialement de manière que lorsque l'élément 28 se trouve dans sa position initiale, comme le montre la fig. 3, le fluide sous pression dans le réservoir 14 est en communication avec le passage -de sortie 22, mas le courant de fluide est bloqué-a partir de là par le disque 20 et l'élément de rupture 28. C'est pourquoi, les-oriìces 24 et '26 doivent se trouver en des emplacements intermédiaires entre le disque de rupture 20 et la position initiale de l'élément de rup ture 28. De plus, l'intervalle axial entre les deux jeux d'orifices 24, 26 doit obligatoirement être plus grand que l'épaisseur de l'élément de rupture 28 mtsurée dans le sens axial, comme cela va être expliqué plus loin.Dans la présente réalisation-préférée, la tige 29 a son extrémite séparée approximativement du disque de rupture 20 par un intervalle de 0,8 mm, lorsque l'élément de rup ture' 28 se trouve en position initiale ou de repos, comme le montre la fig. 3. Un élément diffuseur 30 est fixé au réservoir et recou vre le passage de sortie axial 22 d'une manière telle qu'il peut retenir l'élément de rupture 20, lorsque celui-ci est brisé. Le diffuseur 30 comporte une pluralité d'ouvertures de sortie 12 radialement disposées de façon équidistante sur la périphérie de ce diffuseur afin de maintenir un flux de sortie absolument symétri- que dont la résultante des réactions radiales est nulle, Si on le desire, un filtre 34 peut etre prévu à l'intérieur du diffuseur pour retenir les particules en suspension dans le fluide avant son évacuation par les ouvertures 32. En En se référant à nouveau à la fig. 3, un générateur de gas 40 est logé à l'intérieur de l'élément tubulaire 18 au-dessous du disque de rupture 20, ce générateur étant, en position initiale, isolé du réservoir annulaire 14 par l'élément de rupture 28. Le générateur de gaz 40 contient une certaine quantité de matériau pyrotechnique 42, de préférence sous forme d'agent de propulsion solide et un dispositif d'allumage 44 qui est, de préférence, du type Electro-déonant. Le générateur de gaz 40 est retenu dans 1'élément tubulaire par un bouchon de retenue46 engagé de façon amovible à l'extrémité de l'élément tubulaire opposée au disque de rupture 20, Dans la réalisation préférée de l'invention, le bouchon 46 est fileté et vissé dans I'élément.tubulaire et présente des trous pratiqués dans sa face extérieure, destinés à recevoir les conducteurs d'alimentation du dispositif d'allumage électriqte 44. En fonctionnement, lorsqu'un signal électrique est reçu par le dispositif d'allumage 44 en rèponse à une collision subie par le véhicule , ce dispositif détone, provoquant ltallumage de l'agent de propulsion solide 42 qui brûle et crée une pression de gaz suffisante pour provoquer la rupture de ltélément de rupture 28. A la rupture, cet élément y compris la tige 29, se déplace axialement d l'intérieur dl tube 18. Lorsque la tige 29 se déplace axialement, son extrémité vient en contact et rompt le disque de rupture 20 le long de la gorge 21, ët le fluide commence à s' écou- ler du réservoir 14 à traver les orifices 24, 26 et le passage 22 dans le diffuseur 30.Après rupture, l'élément de rupture 28 se déplaceraxialement d'une distance déterminée de façon que sa partie détachée se trouve positionnée axialement dans la zone intermédiaire entre les orifices 24 et 26 tomme représenté en fig. 4. Dès que l'élément frangible 28 a sa partie détachée positionnée entre les jeux d'orifices 24 et -26, tout autre mouvement de cet élément lui est interdit par un dispositif de butée se présentant de préférence sois forme d'un éraulement 48 prévu dans l'alésage de l'élément tubulaire 18.lorsque l'élément de rupture 28 se trouve dans la position illustrée en fig. 3, les gaz chauds engendrés par la combustion de l'agent de propulsion 42 sont dirigés par la partie détachée de l'élément 28 dans le jeu d'orifices 24, les plus proches axialement du bouchon 46, puis radialement et verltexté- rieur, ils passent dans la chambre annulaire 14. Les gaz chauds sont ainsi admis à se mélanger avec le fluide sous pression emmagasiné dans la chambre de pression 14.Les fluides mélangés s coulent ensuite par les orifices 26, séparés axialement des orifices 24, puis par le passage de sortie 22. le fluide mélangé s'écoule ensuite par le passage de sortie 22 axialement vers l'extérieur au travers d'une ouverture 49 formée par l'éjection du disque 20, puis dans la zone centrale du diffuseur 30. Le gaz est alors diffusé et filtré dans ce diffuseur et en est refoulé radialement vers l'extérieur par les ouvertures 32 pour gonfler 11 enveloppe gonflable. La présente invention prévoit donc un nouveau dispositif d'alimentation en fluide du type nhybride pour gonfler une enveloppe gonflable destinée à la contention du conducteur d'un véhicule dans le cas d'une collision. L'alimentation en fluide de la présente invention comporte un réservoir annulaire pour emmagasiner un fluide sous pression et un générateur de gaz logé dans la zone centrale entourée par le réservoir annulaire. le dispositif générateur de gaz est initialement isolé du réservoir annulaire et est mis en action en réponse à un signal émis par une collision. A la mise en action du générateur de gaz, un dispositif à rupture, se déplace pour libérer le fluide emmagasiné dans le réservoir annulaire. le gaz chaud provenant du générateur est dirigé d'abord dans le réservoir annulaire dans lequel il est mélangé à l'autre gaz contenu dans ce réservoir, puis s1 écoule dans la zone centrale entourée par le réservoir, et de là dans un diffuseur radial et dans l'enveloppe gonflable. Ainsi, la présente invention prévoit un dispositif d'alimentation en fluide qui peut être facilement monté sur le volant de direction d'un véhicule. En y occupant un minimum d'espace et permettant un pliage satisfaisant de l'enveloppe dégonflée en cet emplacement. Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation en fluide d'un système gonflable de contention d'un occupant de véhicule en cas de collision, caractérisé par le fait qutil comprend : a) un réservoir à fluide constitué par une chambre annulaire à fluide sous pression, b) un dispositif disposé centralement par rapport à la dite chambre annulaire et délimitant un passage axial de sortie pour le flux de fluide, c) des moyens pour mettre en communication ladite cham bre annulaire avec ledit passage de sortie, d) des moyens rendant étanche ledit passage, e) un dispositif délimitant une seconde chambre disposée centralement par rapport & ladite chambre annulaire, ledit dispositif comprenant un élément de rupture isolant ladite seconde chambre centrale dudit passage de sortie et de ladite chambre annulaire, f) un dispositif générateur de fluide disposé à l'inté rieurde ladite chambre centrale, g) un dispositif mis en action dans l'éventualité d'une collision dudit véhicule pour actionner ledit dispo sitif générateur de fluide et pour rompre ledit dispositif de rupture qui est mis en action à la rup ture, pour simultanément (I) diriger ledit fluide ainsi produit d'abord dans ladite chambre annulaire puis dans ledit passage de sortie, et (II) rendre inopérant ledit dispositif d'étanché ité. 2. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif diffuseur disposé au-dessus dudit passage axial de sortie du fluide, ledit dispositif diffuseur comprenant (I) un dispositif susceptible de retenir ledit moyen d'étanchéité, et (II) un dispositif pour diriger le flux de fluide radialement vers l'extérieur d'une manière telle que toutes les réactions soient annulées. 3. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le diffuseur comprend des moyens de filtrage pour filtrer ledit fluide lorsqu'il est chassé radialement vers ltextérieur. 4. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réservoir, le dispositif délimitant ledit passage et le dispositif délimitant la chambre centrale sont logés dans un élément tubulaire commun. 5. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'élément tubulaire comporte des moyens pour limiter le déplacement dudit dispositif de rupture après sa rupture. 6. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la chambre centrale est en partie formée par un bouchon monté de façon amovible sur ledit élément tubulaire. 7. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le dispositif mettant en comnunication ladite chambre annulaire avec ledit passage de sortie comprend plusieurs ouvertures pratiquées dans la paroi dudit élément tubulaire. 8. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 7, caractérisé par le fait que a) lesdites ouvertures sont disposées en deux emplacements axialement espacés. b) l'élément tubulaire comporte un dispositif pouvant agir lors du déplacement dudit dispositif de rupture, pour positionner et retenir entre les deux emplace ments d'ouvertures axialement espacés, ledit disposi tif dirigeant le fluide. 9. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendica tion 1, caractérisé par le fait que a) les moyens d'étanchéité comprennent un élément de rupture. b) le dispositif pouvant agir pour rendre inopérant le dispositif d'étanchéité comprend un élément mobile pour produire un choc sur ledit élément d'étanchéité à rupture 'et détacher ce dernier. 10. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif générateur de fluide contient un matériau solide générateur de gaz et dans lequel ledit dispositif pouvant agir pour mettre en action ledit dispositif générateur de fluide comprend des moyens explosifs, 11. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens explosifs sont constitués par un détonateur électrique. 12. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que a) le dispositif délimitant le passage de sortie consiste en une pluralité d'orifices mettant en communication ladite chambre annulaire avec ledit passage de sortie, lesdits orifices étant disposés en deux emplacement séparés axialement le long du dit passage, et b) ledit dispositif dirigeant le fluide comprend un dispositif mobile pouvant se déplacer jusqu'à une position intermédiaire entre les deux emplacements axialement espacés, à la rupture dudit dispositif de rupture. 13. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 12, caractérisé par le fait que ledit dispositif délimitant ledit passage de sortie comprend des moyens pouvant être mis en action à la rupture dudit dispositif de rupture pour limiter le déplacement dudit dispositif mobile à ladite position intermédiaire. 14. Dispositif d'alimentation en fluide pour un système gonflable de contention d'un occupant de véhicule dans l'éventualité d'une collision caractérisé par le fait qu'il comprend a) un réservoir de fluide constitué par une chambre annulaire contenant du fluide sous pression, b) un dispositif disposé centralement par rapport à ladite chambre annulaire délimitant une sortie pour ladite chambre et comprenant un diffuseur comportant une pluralité de conduits radiaux annulant toute réaction du flux de fluide sortant, c) des moyens pour obturer ladite sortie, d) un dispositif délimitant une seconde chambre disposée centralement par rapport à la dite chambre annulaire, ledit dispositif comprenant un dispositif de rupture isolant ladite seconde chambre centrale de ladite sortie et de ladite chambre annulaire, e) un dispositif générateur de fluide du type éléctro détonant disposé à l'intérieur de ladite chambre centrale, et f) un dispositif mis en action dans le cas d'une collision du véhicule pour actionner ledit dispo sitif générateur de fluide et pour rompre ledit dispositif de rupture, ce dispositif étant mis en action à la rupture pour simultanément (i) diriger ledit fluide ainsi produit d'abord dans ladite chambre annulaire puis dans le dit passage de sortie et, (ii) rendre inopérant ledit dispositif d'obtura tion. 15. Dispositif d'alimentation en fluide selon la revendication 1, dans lequel le réservoir, le dispositif délimitant une sortie et le dispositif délimitant la chambre centrale comprerent un élément tubulaire commun.