Brevet FR2255783A1 — publié le 19750718

T..n nr'-ssntn invention se ranorte à «n 5 De nombreux dispositifs de protection sont connus pour assurer la sécu rité des personnes se déplaçant dans les véhicules, et les plus performants sont constitués, soit par des coussins gonflables, soit par la combinaison d'une ceinture maintenant la personne à protéger sur son siège, et d'un système d'amortissement permettant le déplacement limité du dit siège. T,'utilisation de 10 la seule ceinture de sécurité ne constitue pas un système de protection efficace du fait d'une part de l'absence d'amortissement important, et d'autre part, du mauvais réglage initial de la ceinture. Des dispositifs connus permettent un léger amortissement discontinu, par exemple en constituant des plis sur la ceinture, les attaches desdits plis se rompant et permettant à la ceinture de sa dé-15 ployer. D'autres dispositifs connus, tels que celui décrit dans la demande de brevet n° 7221927 permettent au moment d'une collision de venir placer la ceinture en contact avec la personne à protéger et cela quel que soit le réglage initial de ladite ceinture de sécurité. Le dispositif suivant l'invention a pour but d'une part de permettre un 20" amortissement complet de la personne à protéger en dissipant une énergie importante comparable à l'énergie dissipée par un coussin gonflable, et d'autre part, de ne placer la ceinture de sécurité en contact avec la personne à protéger que lorsqu'une collision se produit. Le dispositif selon la présente invention constitue un organe de liai-25 son entre la ceinture de sécurité et un élément fixe du châssis de l'habitacle. Pour les personnes situées à l'avant d'une automobile par exemple, il peut se situer entre les deux fauteuils et réaliser l'une des trois fixations de la sangle de la ceinture. Le dispositif de tension instantanée et d'amortissement différé à dé-30 clenchement mécanique constitue un ensemble mécanique linéaire de longueur variable comprenant essentiellement un carter extérieur dans lequel se déplace au moins un piston solidaire d'une tige d'attache axiale terminée par une tête d'attache et dans lequel sont placés des moyens permettant de libérer des gaz à haute pression entre la base de la tête du piston central en position ini-35 tiale et le fond avant du dispositif ; selon la présente invention la tête d'attache comporte d'une part une boucle extérieure soiidaire du tube extérieur de la tige d'attache axiale, et d'autre part, une boucle intérieure prolongée par une barre intérieure qui prend appui sur l'extrémité du tube extérieur situé dans le piston central, ladite barre intérieure étant localement fragili-40 sée pour amener sa rupture lorsqu'un effort maximum déterminé est exercé sur la BA0 ORl«W*L 2 2255783 boucle intérieure au cours de la traction provoquée par la libération des gaz h haute pression, ladite rupture actionnant un organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle stoppant le déplacement du piston central en cours de traction et ne permettant nue son retour vers la position initiale en bloquant tout 5 déplacement en sens inverse. Selon une réalisation nréférentielle l'organe d'immobilisation unidirectionnelle du piston central est constitué par un mécanisme de coincement comportant une bague d'apnui en contact avec un ensemble d'éléments, tels que des billes,disposés entre la périphérie du piston central muni d'une portée co-10 nioue de faible pente et la surface interne de la chambre d'expansion, lesdits éléments étant maintenus dans une position libre par une pièce élastique de maintien tant que l'effort maximum exercé sur la boucle intérieure au cours de la traction n'est pas atteint, et étant coincés entre la portée conique et la surface interne de la chambre d'expansion lorsque l'effort maximum exercé sur 15 la boucle est atteint, le déplacement longitudinal des éléments étant obtenu par la mise en condition opératoire de moyens de transmission disposés dans ledit piston central. Selon une réalisation préférentielle également, la barre intérieure de la tige d'attache axiale est prolongée à son extrémité situé dans le carter ex-20 térieur par une vis munie d'une gorge de fragilisation qui se rompt par extension lorsque l'effort maximum exercé sur la boucle intérieure est atteint, cette rupture libérant un moyen d'éjection qui provoque de déplacement des moyens de transmission agissant sur le mécanisme de coincement. Selon une première variante d'un premièr mode de réalisation, le moyen 25 d'éjection est uniquement mécanique et constitué par un ressort comprimé dont la constante élastique est très élevée, ledit ressort prenant appui d'une part sur le tube extérieur de la tige d'attache axiale et d'autre part sur la tête de la vis munie d'une gorge de fragilisation Selon une seconde variante d'un premier mode de réalisation, le moyen 30 d'éjection est pneumatique et constitué par deux conduits isolés l'un de l'autre par l'intermédiaire de la vis munie d'une gorge de fragilisation, la rupture oar extension de la dite vis mettant en communication les deux conduits qui acheminent le gaz à haute pression de la chambre d'expansion vers les no-yens de transmission. 35 Selon une première variante d'un second mode de réalisation, les moyens de transmission sont uniquement mécaniques et constitués par la tête de la vis munie d'une gorge de fragilisation qui se termine par un cône en appui sur au moins trois tiges radiales dont les extrémités sont biaises, les extrémités périphériques desdites tiges étant en contact avec la bague d'apnui du mécanisme 40 de coincement. BAD OBiCàii- 3 2255783 Selon une seconde variante d'un second mode de réalisation, la tête de la vis munie d'une gorge de fragilisation se termine par un cylindre en appui sur au moins trois leviers radiaux dont les articulations sont situées entre les extrémités internes en appui sur ledit cylindre, et les extrémités périphériques 5 en contact avec la bague d'appui du mécanisme de coincement. Selon une troisième variante d'un second mode de réalisation, les moyens de transmission utilisant le gaz à haute pression sont constitués par une chambre annulaire disposée à la périphérie du piston central dans laquelle peut se déplacer librement un piston auxiliaire en contact avec la bague d'appui du mé-10 canisme de coincement. Selon une réalisation particulière de l'invention et afin de réaliser un dispositif télescopique, au moins un piston périphérique est disposé entre le piston axial et le carter extérieur, la surface interne du piston périphérique en contact avec le piston central constituant un élément de la surface de 15 la chambre d'expansion, et la surface externe constituant un élément de la surface de la première chambre d'amortissement, ledit piston périphérique étant muni d'un organe d'immobilisation unidirectionnelle empêchant tout retour de ce piston vers sa position initiale. Préférentiellement un seul piston périphérique est disposé à l'extérieur du piston central, les surfaces actives soumises 20 à la pression de chacun de ces pistons étant sensiblement égales et le piston périphérique étant maintenu en position initiale par un organe de retenue de faible résistance. Selon une réalisation préférentielle les moyens permettant de libérer des gaz à haute pression sont constitués d'une charge pyrotechnique à faible 25 durée de combustion équipée de son système d'allumage, et plus particulièrement, d'une charge pyrotechnique annulaire disposée dans la première chambre d'amortissement qui communique par de larges ouvertures avec la chambre d'expansion et oui ne communique éventuellement avec une chambre extérieure, que par l'intermédiaire d'orifices de faible section. 30 Selon une première variante d'un troisième mode de réalisation le car ter extérieur est muni d'une soupape permettant de réaliser la phase finale de l'amortissement à pression constante en évacuant les gaz à haute pression à l'extérieur du dispositif. Selon une seconde variante d'un troisième mode de réalisation le carter 35 extérieur comporte une cavité uniquement en communication avec la chambre intérieure dudit carter, de manière à constituer un volume résiduel de compression limitant la valeur maximum de la pression en fin d'amortissement. D'autres caract^risticiues et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la description oui suit, en référence aux dessins ci-annexés sur 40 lesquels : BAD ORiSi^Al 2255783 - la figure 1 représente le dispositif de tension instantanée et d'amortissement différé à déclenchement mécanioue dans son ensemble, une demi-coupe longitudinal e étant Ta trouée dans la partie supérieure. -la figure 2 est une. vue de détail en coupe partielle longitudinale de la tête 5 d'attache et de la tige axiale d'un dispositif selon la nrésente invention, tel que représenté à la figure 1. - la figure 3 est une coupe schématique de l'ensemble d'un dispositif réalisé selon un premier type de construction et représenté en position initiale. - la figure 4 est une coupe schématique de l'ensemble d'un dispositif réalisé 10 selon un second type de construction et représenté au cours de la première phase d'amortissement. - la figure 5 est une coupe schématique de l'ensemble d'un dispositif réalisé selon un troisième type de construction et représenté au cours de la seconde phase d'amortissement. 15 - la figure 6 est une coupe longitudinale détaillée du corps du dispositif en position initiale, d'une variante du premier type de construction de la figure 3. - la figure 7 est une coupe longitudinale détaillée du corps du dispositif en position initiale, d'une variante du second type de construction de la fi- 20 gure 4. - la figure 9 est une coupe longitudinale détaillée du corps du dispositif en position initiale, d'une variante du troisième type de construction de la figure 5. - la figure 9 est un diagramme représentant l'évolution de la pression des gaz 25 en fonction du temps. - la figure 10 est un diagramme représentant l'évolution de l'effort résistant exercé sur la tête d'attache de la ceinture, en fonction du temps. En se référant à la figure 1, le dispositif de tension instantanée et d'amortissement différé à déclenchement mécanique comporte notamment : une tête 30 d'attache (1) de la ceinture (2), fixée à une tige axiale (3) qui pénètre dans le corps du dispositif (4) dont le carter extérieur (5) est solidaire du châssis du véhicule par un moyen de fixation (6). A l'intérieur du carter peut se déplacer au moins un piston, dont le piston central (7) solidaire de la tige axiale et un piston périphérique (8) disposé entre le piston central de le car-35 ter extérieur. En position initiale de non utilisation le piston central est en contact avec l'extrémité avant du piston périphérique (9) qui est maintenu à l'intérieur du carter par un organe de retenue de faible résistance (10). Le fonctionnement du dispositif mécanique linéaire de tension et d'amortissement est déclenché par exemple par un signal électrique généré par un détecteur de 40 choc installé sur le véhicule, le signal électrique provoquant la mise à feu bad original 5 2255783 d'une charge pyrotechnique (11) qui libère en un temps très court un important volume de gaz à haute pression. Le piston périphérique est muni d'un organe d'immobilisation unidirectionnelle (12) qui est constamment en condition opératoire et qui interdit tout retour en arrière vers la position initiale lorsque 5 le piston périphérique s'est déplacé vers l'avant. Le piston central est équipé d'un organe d'immobilisation différée unidirectionnelle (13) dont le mécanisme de coincement est libre en position initiale et durant le déplacement du piston central vers l'arrière qui se produit lors de la mise à feu de la charge pyrotechnique. La mise en condition opératoire du mécanisme de coincement 10 est opéré lorsqu'un effort résistant déterminé est effectué sur la boucle intérieure (14) de la tête d'attache de la ceinture, ledit effort déterminant par l'intermédiaire de la barre intérieure (15) la libération d'un moyen d'éjection, interne au piston central, qui provoque le déplacement des moyens de transmission agissant sur le mécanisme de coincement et qui stoppe le déplace-15 ment vers l'arrière du piston central, en ne permettant que son retour vers la position initiale. La figure 2 représente un exemple de réalisation de la tête d'attache de la ceinture et de la tige axiale correspondante, le flasque supérieur (16) représenté sur la figure 1 étant retiré. La tête d'attache se compose d'une 20 boucle extérieure (17) comportant une ouverture centrale (18) permettant de loger la boucle intérieure (14) dont la largeur est inférieure à la largeur de l'ouverture afin de permettre un déplacement longitudinal relatif des deux boucles. La boucle extérieure comporte également un trou taraudé longitudinal débouchant dans 1'ouverture centrale et un ensemble de trous de fixation (19) pé-25 riphériques permettant de fixer deux flasques de part et d'autre de la boucle extérieure, lesdits flasques étant ajourés afin de permettre le passage d'une sangle dè la ceinture. Le tube extérieur (20) de la tige axiale d'attache (3) est solidaire de la boucle extérieure (17) par l'intermédiaire du trou taraudé longitudinal, et, une barre intérieure (15) solidaire de la boucle intérieure, 30 peut se déplacer longitudinalement dans ledit tube extérieur. Les figures 3, 4 et 5 sont des schémas du dispositif de tension et d'amortissement selon l'invention représenté selon trois types de construction différents et ces figures permettent de suivre les différentes phases du fonctionnement du dispositif. Le fonctionnement détaillé d'une variante de chacun 35 des types de construction ci-dessus sera décrit ultérieurement après la description statique de chacune de ces variantes et le fonctionnement général exposé ci-dessous n'est mentionné que pour introduire les réalisations mécaniques décrites dans le présent brevet. La figure 3 représente un exemple du dispositif en position initiale 40 qui est la position d'utilisation normale. La boucle intérieure (14) est en 6 2255783 appui sur la face arrière de l'ouverture centrale de la boucle extérieure (17) elle est prolongée par la barre intérieure (15) qui est solidaire à l'autre, extrémité de moyens de transmission (21) contenus dans la tête du piston central ■ (7), des moyens d'éjection (26)', par exemple un ressort, étant disposés dans le 5 tube extérieur (20) et la tête du piston, ce ressort comprimé étant en appui, sur le tube extérieur et sur les moyens de transmission. Les autres organes principaux de ce dispositif sont conformes à la description de la figure 1 qui a été donnée et, un ensemble mécanique limiteur de pression â été représenté schématiciuement par une soupape tarée (22). Le piston périphérique (8) délimite 10 avec le carter extérieur (5) une première chambre d'amortissement (23) contenant la charge pyrotechnique (11) et le volume libre interne du piston périphérique constitue la chambre d'expansion (24) délimitée d'une part par l'extrémité avant (9) du piston périphérique et par la face avant de la tête du piston central (7). 15 La figure 4 correspond à un dispositif semblable à celui représenté à la figure 3 mais dans lequel un second piston périphérique (8a) a été placé entre le carter extérieur (5) et le premier piston périphérique (8), délimitant ainsi une seconde chambre d'amortissement (23a), ce second piston périphérique étant équipé d'un organe d'immobilisation unidirectionnelle (12a) semblable à 20 l'organe correspondant (12) du premier piston périphérique (8) et étant maintenu en position initiale par un organe de retenue de faible résistance (10a). La figure 5 correspond à un dispositif semblable à celui représenté à la figure 3 mais dans lequel l'ensemble mécanique limiteur de pression est constitué par une chambre résiduelle de compression (25) interne au carter exté-25 rieur (5), en remplacement de la soupape tarée. En position normale (fig. 3) le dispositif de tension et d'amortissement présente une longueur maximum déterminée par la longueur du carter extérieur et la longueur de la tige d'attache axiale, l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle (13) du piston central (7) n'est pas en action 3n et le piston central peut se déplacer librement tandis que le piston périphérique est maintenu en position repliée par un organe de retenue dé f*ible résistance, (10), par exemple une vis possédant une gorge de rupture. Lorsque la personne à protéger met en place sa ceinture de sécurité, aucun réglage n'est nécessaire et la ceinture n'est pas en contact avec ladite personne, la lais-35 sant ainsi libre de ses mouvements. En cas de collision, un signal électrique généré par un détecteur de choc met à feu la charge pyrotechnique (11) qui libère un important volume gazeux dans un délai très court de l'ordre de 15 millisecondes. Les ga? à haute pression produits propulsent la tête du piston central (7) vers l'arrière entraînant sinsi une diminution de longueur du disposi-40 tif, le carter étant solidaire du châssis du véhicule, ce qui provoque une bad origine 7 2255783 traction de la ceinture de sécurité jusqu'au contact avec la personne à protéger, le piston central n'étant normalement pas encore en fin de course et Ta position du piston central au moment du contact étant déterminée par le jeu qui existait initialement entre la ceinture de sécurité et la personne à protéger. 5 La personne violemment projetée en avant par sa propre inertie exerce un effort résistant important sur le piston central via la boucle d'attache intérieure (14) et la barre intérieure, et, le piston malgr" la résistance des gaz, à haute pression contenue dans la chambre d'expansion 24, va se déplacer vers l'avant en réalisant un amortissement efficace de la personne à protéger. Cette pre-10 mière phase d'amortissement (fig. 4) débute lorsque la personne exerce un effort résistant important sur la boucle intérieure (14) de la tête d'attache de la ceinture, cet effort de traction provoque la rupture de la barre intérieure (1.5) libérant ainsi le ressort d'éjection (26) qui exerce une poussée brutale sur les moyens de transmission (21) qui bloquent l'organe d'immobilisation dif-15 férée et unidirectionnelle (13) du piston central (7) empêchant tout mouvement vers l'arrière de ce piston et ne permettant que son déplacement vers l'avant phase pour effectuer la première/d'amortissement qui se poursuit jusqu a ce que le piston central soit revenu en position initiale au contact de l'extrémité avant (9) du piston périphérique. La seconde phase d'amortissement (fig. 5) débute 20 par la rupture de l'organe de retenue de faible résistance (10) qui libère le piston périphérique (8) qui peut alors sous l'effet de l'effort de traction exercé par la personne à protéger, se déplacer vers l'avant en comprimant les gaz à haute pression contenus dans la première chambre d'amortissement (23), la montée en pression de ces gaz étant limitée soit par une soupape tarée (22) 25 soit par une chambre résiduelle de compression (25). Un exemple de réalisation du dispositif de tension et d'amortissement selon le premier type de construction schématisé à la fig. 3 est donné en coupe longitudinale sur la fig. 6 qui ne représente que le corps du dispositif. Le carter extérieur comprend notamment un corps tubulaire (27) équipé 30 d'un ensemble mécanique limiteur de pression qui comporte une soupape plane (28) logée dans l'alésage (29) du bossage (30) appartenant au corps tubulaire, cette soupape étant maintenue en position d'obturation par un ressort de rappel (31) prenant appui sur un bouchon de fermeture (32) vissé sur le filetage terminal dudit bossage, et un orifice de faible section (33) mettant en communication 35 l'alésage et le volume libre interne dudit corps tubulaire. Un fond avant (34) est vissé en contact étanche dans le corps du carter et possède un alésage central de diamètre égal au diamètre extérieur du corps (35) du piston périphérique, cet alésage comportant en outre deux gorges circulaires contenant chacune un joint torique (36) et ledit fond avant étant équipé d'une traversée étanche 40 (37) permettant le passage des conducteurs électriques (38) reliant le détecteur b,\D ORiginm- 8 2255783 de chnc extérieur à la charge nyrotechnioue contenue dans la première chambre d'amortissement (23). Un fond arrière (39) est vissé dans le corps du carter et possède d'une part des trous de mise à l'air libre (40) et d'autre part un perçage central permettant l'appui de la vis de retenue de faible résistance (10a) 5 qui est munie d'une gorge de rupture (41) et. est vissée dans le disque terminal (42) du niston périphérique. \ l'intérieur du carter peut se déplacer le piston périphérique équipé à 1'arrière d'un organe d'immobilisation unidirectionnelle comprenant une portée conique (.43), un ensemble de billes (44) maintenues en contact avec la 10 portée conique par l'intermédiaire d'une bague élastique (45) comprimée par une bague d'appui (46) et nositionnée nar le disque terminal (42) qui est vissé dans ledit piston périphérique. Le corps (35) du piston périphérique possède à l'arrière une collerette (46) équipée d'un joint d'étanchéité (47) oui limite la partie arrière de la chambre d'amortissement (23), et l'extrémité avant est 15 équipée d'un rétreint interne (48) formant un alésage dans lequel peut se déplacer le tube extérieur (20) de la tige axiale d'attache, l'étanchéité étant assuré par un joint (49), et le corps du piston périphérique étant en outre muni de quatre orifices (50) mettant en communication la chambre d'expansion (24) interne audit piston et la chambre d'amortissement (23) externe contenant la 20 charge pyrotechnique. Cette charge pyrotechnique comprend d'une part deux in-flammateurs (51) à faible temps de réponse renforcés par un apport de poudre d'allumage contenue dans deux coupelles en nitrofilm (52) prolongeant lesdits inflammateurs, et d'autre part une charge principale (53) à faible durée de combustion réalisée à partir d'une, composition de poudre homogène à double base. 25 A l'intérieur du piston périphérique et en butée sur le rétreint inter ne (48) dans la position initiale, se trouve le piston central (7) solidaire du tube extérieur (20) par l'intermédiaire d'un filetage assurant une jonction rendue étanche par le joint plat (54). Ce piston central est muni d'une part d'une collerette extérieure (55) qui est en retrait de la surface avant de manière à 30 dégager les quatre orifices (50) et qui comporte à sa périphérie un joint torique (65) délimitant la partie arrière de la chambre d'expansion (24), et d'autre part d'une butée arrière (56) vissée à l'extrémité dudit piston central. Le mécanisme de coincement de l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle est placé entre la face arrière de la collerette et la butée et il se 35 compose d'un ressort périphérique (57) qui maintient un ensemble de billes (58) en aipui sur une bague (59) munie d'une portée conique intérieure, et oui évite leur engagement entre la partie conique (6^) du piston et la surface interne du piston périphérique. Quatre tiges à extrémités biaises (60) sont disposées ra-dialement et sont en contact d'une part avec la portée conioue de la bague (59) 4n et d'autre nart avec la terminaison conioue de la tête d^ la vis centrale (61) -Ar) ORIGINAL Q 2255783 qui est munie d'une gorge de rupture (6?). ladite vis étant engagée dans le filetage interne de la barre intérieure (15) et prenant appui sur l'extrémité du tube extérieur (20) qui comporte un alésage dans lequel est comprimé un ressort central (63) entre le tube extérieur et la tête de la vis centrale. Selon cet 5 exemple de réalisation l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle est équipé d'un ressort central comme moyen d'éjection et la terminaison conique de la vis centrale ainsi ciue les ouatre tiges radiales constituent les moyens de transmission dont le déplacement provoque la mise en condition opératoire du mécanisme de coincement. 10 Un second exemple de réalisation du dispositif de tension et d'amortis sement est représenté à la figure 7 et il correspond.à une variante du second type de construction schématisé à la figure 4, seul le corps du dispositif étant figuré en coupe longitudinale. Ce second exemple de réalisation diffère essentiellement du premier 15 exemple décrit par l'utilisation d'un second piston périphérique (8a) et par l'emploi d'un organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle qui est équivalent, mais de construction différente, et seules ces deux modifications seront décrites ci-après. A l'intérieur du corps tubulaire (27a) du carter extérieur le second piston périphérique (8a) est maintenu en position repliée par 20 une bague élastique (66) à ergots de faible résistance ; l'extrémité avant forme un rétreint interne (67) dont l'alésage au diamètre du premier piston périphérique est équipé de deux joints d'étanchéité (68) placé chacun dans une gorge correspondante et l'organe d'immobilisation unidirectionnelle (12a) est semblable à l'organe correspondant du piston périphérique précédemment décrit, la 25 bague élastique (45a) étant en appui sur un anneau élastique (69) placé dans une gorge d'extrémité. Une charge pyrotechnique auxiliaire (lia) est placée dans la seconde chambre d'amortissement (70) délimitée par la surface interne du corps tubulaire et la surface externe du second piston périnhérique, ladite chambre correspondant avec la première chambre d'amortissement (23a) interne au 30 second piston périphérique par quatre ouvertures de grande section (71), tandis que lès trois ouvertures (50a) percées dans le corps du premier piston "érinhé-riaue ne présentent qu'une faible section. Une charge pyrotechnique principale (11b) est placée dans la chambre d'expansion (?4a) et les traversées étanches d'alimentation des deux charges pyrotechnioues sont disposées dans les extrémi-35 tés avant r.étreintes de chacun des deux pistons périphérique^. Le logement de la charge principale (11b) est maintenue en position initiale par un anneau élastique à ergots (7?.) placé à la périphérie du tube extérieur (?Oa>. T es deux charges pyrotechni eues sont réalisées à partir d'un pronergol composite, dont le liant est l'acétate de cellulose et dont 7'oxydant est le perchlor*>r» 40 de potassium. bad original 10 2255783 L'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle du piston central (7a) ne diffère, du premier exemple de réalisation eue par l'utilisation d'une têts de vis centrale à terminaison cylindrique (73) qui est en contact avec les extrémités internes de trois leviers radiaux (74) dont les articula-5 tions (75) sont situées entre les extrémités internes en appui sur ladite terminaison cylindrique, et les extrémités périphériques en contact avec la bague d'appui (76) du mécanisme de coincement, lesdits leviers radiaux étant logés dans trois fentes disposées à la partie arrière du piston central. Un troisième exemple de réalisation du dispositif de tension et d'amor-10 tassement, selon le troisième type de construction schématisé à la fig. 5, est donné en coupé longitudinale sur la figure 8 qui ne représente oue le corps du disoôsitif. La plupart des solutions techniques ont déjà été décrites dans les exemples de réalisation précédents et seules les particularités propres à cette variante du dispositif seront précisées. 15 L'ensemble mécanique limiteur de pression est constitué par une chambre résiduelle de compression (77) interne au carter extérieur qui est composé d'un corps tubulaire (78) dans leauel se visse une virole interne (79) qui possède deux portées cylindriques (80 et 80a) munies chacune d'un joint d'étanchéité (81), ladite virole étant terminée à l'arrière par un filetage de grande lon-20 gueur qui reçoit le fond arrière (82) du carter extérieur. La chambre résiduelle dé compression est en communication avec la chambre d'amortissement (?3b) par 1'intermédiaire de 3 ouvertures de faible section (83). L'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle du piston central (7b) utilise comme moyen d'éjection les gaz à haute pression générés par la charge pyrotechnique 25 (11c) ce qui conduit à une variante de construction décrite ci-après. La vis • centrale (61b) est fixée par son filetage à la barre intérieure (15b) et comporte une tête présentant d'une part deux épaulements cylindriques (84 et 85) munis chacun d'-un joint d'étanchéité (86) et séparés par une gorge de rupture (87) et d'autre part un perçage axial arrière (88) pénétrant dans la tête de 30 vis jusqu'à la hauteur de la gorge de rupture. L'épaulement avant de faible diamètre (84) pénètre dans l'alésage terminal (89) de la barre extérieure et peut coulisser vers l'avant après rupture de la vis, tandis que l'épaulement arrière de grand diamètre (85) est en appui sur l'extrémité de la barre extérieure (20b) qui est munie d'une fente (90) mettant en communication la chambre 35 d'exnansion (24b) et la gorge de rupture (87) de la vis, un anneau élastique (91) maintenant la tête du piston central en retrait du rétreint avant (48b) du piston périphérique (8b). Le piston central (7b) comporte un trou axial (92) dans lequel débouchent trois conduits radiaux (93) qui constituent avec une chambre annulaire auxiliaire (94) munie de son unique joint d'étanchéité (95) 40 les moyens de transmission du présent organe d'immobilisation différée et 0 AD 11 2255783 unidirectionnelle. Te mécanisme de coincement est réalisé nar une bague torique élastique (96) qui évite l'engagement d'un ensemble de billes (58b) entre la partie conique (64b du piston) et la surface interne du niston périphérique et qui maintient lesdites billes en contact avec une bague annulaire (97) qui pé-5 nètre dans la chambre annulaire auxiliaire, formée par la surface périphérique du piston et la surface interne de la pièce d'extrémité (98) fixée d'une manière étanche sur le piston central. Le fonctionnement détaillé des trois exemples de réalisation décrits ci-dessus sera établi en référence à l'ensemble dés figures et complétera le 10 fonctionnement général exposé lors de la description des schémas des figures 3, 4 et 5. En se reportant plus particulièrement à la figure 6 oui représente le corps du dispositif selon un nremier exemple de réalisation, les dimensions extérieures du carter extérieur sont : diamètre extérieur = 58 mm et longueur 15 extérieure = 250 mm, la première valeur indiquant l'échelle de représentation et permettant le dimensionnement général de l'appareillage. La charge pyrotechnique (11) présente un délai d'allumage égal à 3 ms, une durée de combustion égale à 12 ms et la pression des gaz atteint 100 kg/cm2 à la fin de la phase de combustion, le piston central (7) étant considéré en contact sur le disque ter-20 minai (42). La soupape tarée de limitation de pression est réglée pour obtenir une pression maximum quelconque supérieure à 100 kg/cm2, et par exemple à 250 kg/cm2. Les surfaces actives du piston central (7) et du piston périphérique sont égales à 800 mm2 et l'ensemble des joints d'étanchéité sont des joints résistant à haute température. L'organe d'immobilisation différée et unidirec-25 tionnelle comporte, d'une part, un ressort périphérique de maintien (57) développant une force de 40 Newton appliqué sur les 22 billes de diamètre 4,5 mm, de manière à maintenir ces billes en position libre lorsque le piston est propulsé vers l'arrière et que les forces d'inertie tendent à placer les billes en position de coincement, et d'autre part, un ressort central moteur (63) dont 30 les caractéristiques sont par exemple : diamètre moyen d'enroulement 7 mm ; diamètre du fil : 2 mm ; nombre de spires : 5,2 ; contrainte maximum de glissement : 60 kg/mm2 ; module d'élasticité transversale : 8 500 kg/mm2 ce qui permet d'obtenir un temps de mise en condition opératoire du mécanisme de coincement, voisin de 1 ms et une poussée initiale de 274 Newton. 35 En fonctionnement, après la mise à feu de la charge pyrotechnique (11) la pression croît brusquement et l'allumage de la charge pyrotechnique détermine une croissance plus rapide au niveau de la chambre d'expansion (24) qu'au niveau de la première chambre d'amortissement (23), la figure 9 représentant un exemple, la courbe (A) correspondant à la pression de la chambre d'expansion, 40 et la courbe (B) à la pression de la chambre d'amortissement. Cette brève bad original 2255783 surnression locale permet de lancer nlus r soi dément vers l'arrière le niston(7) nais nécessite l'utilisation d'une vis d» retenue de faible résistance (10a) oui résiste à la traction exercée sur le piston périphériaue (8) engendrée car la différence de pression maximum ( A. ?^) enregistrée entre les courbes (A) et 5 (B) ; dans le cas d'une géométrie telle que celle adoptée dans les exemples des fig. 6 et 8 cette surpression n'a qu'une faible valeur mais atteint une valeur importante dans des configurations telle nue celle représentée à lo fig 7 oui sera décrite ultérieurement. T.e piston central pronulsé vers l'arrière entraîne Ta traction de la ceinture de sécurité par l'intermédiaire du tube ex-10 térieur (20) solidaire de 1 a boucle extérieure de la ceinture, la barre intérieure (15) n'étant soumise qu'aux efforts résistants dus à 1'inertie provenant du poids de la ceinture de sécurité. lorsque les sangles de la ceinture de sécurité arrivent au contact de la personne à protéger, l'effort résistant, dû aux actions de contact exercées par la dite personne qui est projetée vers 15 l'avant au moment de 1 a collision, croît brusnuement, et le dimensionnement de la gorge de rupture (62) de la vis centrale (61) est déterminé pour que la rupture se produise lorsqu'un effort résistant maximum est atteint, par exemple 4 000 N. Cette rupture déssolidarise, d'une part, la barré intérieure (15) et la boucle intérieure (14) qui vient en contact avec l'avant de la boucle exté-20 rieure (17) qui transmet l'effort résistant directement sur la barre extérieure (20) à partir de cet instant, et d'autre part, les moyens d'éjection contenus dans le piston (7). Le ressort central moteur (63) se détend partiellement et projette la tête de la vis central (61) à terminaison conique vers l'arrière, provoquant le déplacement vers l'extérieur des trois tiges radiales 60 qui dé-25 placent la bague (59) à portée conique vers l'avant et engagent l'ensemble des billes (58) entre la partie conique (64) du piston et la surface interne du piston périphérique, déterminant ainsi le coincement et le blocage du piston central vers l'arrière, le déplacement vers l'avant étant seul possible afin de réaliser l'amortissement de la personne à protéger. Ce déplacement s'effec-30 tue dès que l'effort résistant exercé par la personne est supérieur à la poussée développée par la pression des gaz et l'amortissement de cette personne s'effectue uniquement par le travail de compression des gaz provoqué par le retour en position initiale du piston central, le piston périphérioue étant toujours provisoirement solidaire du carter extérieur (5) par l'intermédiaire de 35 la vis de retenue à faible résistance (10a). T,'amortissement se déroulant dans un délai très court, les échanges de chaleur avec le milieu extérieur seront limités et l'évolution thermodynamique des gaz.à haute pression sera proche d'une compression adiahatirue. Le volume de la chambre d'expansion (2A) étant ramené à son volume initial les gaz sont refoulés par les ouvertures (50) dans 40 la chambre d'amortissement (23) et lorsnue la f »ce avant du piston central 13 2255783 entre en contact avec le retreint Interne (48) du n'ston rériphérioue, 1'amortissement subit une discontinuité puisque l'effort résistant appliqué sur la boucle extérieure (17) doit s'élever nour amener la rupture de la vis de retenue (10a.) qui libère le piston périphérique (fig. 10), ledit piston étant en-5 traîné vers l'avant en comprimant les gaz suivant la même évolution thermodynamique proche d'une compression adiabatique. T orsqu'une pression maximum déterminée est atteinte par exemple 250 kg/cm?, la soupape plane (28) décolle du fond de l'alésage (29) et les ga? à haute pression s'échappent nar l'ouverture du bouchon de fermeture (3?) entraînant un amortissement sensiblement à pres-10 sion constante, l'organe d'immobilisation unidirectionnelle (12) du piston périphérique empêchant tout retour en arrière du piston périphérique lorsque l'amortissement de la personne à protéger est terminé. Sur les figures 9 et 10 qui donnent respectivement la pression et l'effort résistant en fonction du temps, l'origine 0 correspond à l'instant de la 15 mise à feu de la poudre d'allumage, To correspond à l'instant ou l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle du piston (7) est libéré, Tl correspond à l'instant où le piston central est revenu en position initiale après l'amortissement effectué au niveau de la chambre d'expansion (24) et T2 correspond à l'instant où l'amortissement est terminé. En ordonnées les indices des 20 valeurs particulières Pn et Fn correspondent aux indices de l'instant considéré. Le premier exemple de réalisation décrit ci-dessus est représenté entre autre par les Dortions de courbes (A), (BO et (Y) sur la fig. 9 et la courbe (Y) sur la figure 10. La figure 7 qui correspond à un second exemple de réalisation peut per-5 mettre de décrire un fonctionnement sensiblement identique au fonctionnement mentionné ci-dessus et les principales divergences secondaires qui apparaissent seront seules signalées. Tout d'abord, le volume initial comportant la totalité des deux chambres d'amortissement (23a et 70), et le piston central devant pouvoir décrire la course maximum de tension de 17 cm en environ 10 ms, il est 30 avantageux d'utiliser deux charges pyrotechniques (lia et 11b) dont la dernière est seule placée dans la chambre d'expansion 24a oui ne communique avec la ore-mière chambre d'amortissement que par trois ouvertures de faible section de manière à ce que la montée en pression soit très rapide, cependant, pour éviter une surpression initiale la charge pyrotechnique présente une surface de com-3 5 bustion rapidement croissante mais de faible valeur initiale. Sur la figure 9, la portion de courbe (A) montre l'évolution de la Dression de la chambre d'expansion au cours de 1 a phase de traction pendant laquelle le piston central est propulsé vers l'arrière et, la portion de courbe (B) correspond à la croissance de la pression dans la seconde chambre d'amortissement (70). Le second piston 40 périnhérioue (8a) est maintenu en position repliée par une bague élastique (66) BAD ORSGU,. 14 à ergots de faible résistancë oui ne seront rompus que lorsque 1'amortissement réslisé par le déploiement successif du piston central (7a) puis par le premier piston périphérique sera terminé. Le volume initial de la chambre d'expansion (24) est déterminé nar l'appui d'un anneau élastique à ergots (72) sur le ré-5 treint interne du premier piston périphérique, ledit anneau étant placé dans une rainure de la barre extérieure (20) et la résistance de ses ergots étant inférieure à la résistance de la vis de retenue (10b) de manière à ce que le piston central vienne en contact avec le piston périphérique afin de disposer de la course d'amortissement la plus importante au niveau de la chambre d'expan-10 sion. Le fonctionnement de l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle du piston central (7a) est équivalent au fonctionnement de l'organe représenté à la fig. 6 et lorsque la tête de vis centrale à terminaison cylindrique (73) est éjectée vers l'arrière par la détente du ressort moteur (63a) après rupture de ladite vis, ce déplacement incline les 3 leviers (74) qui 15 poussent l'ensemble des billes (58c) par l'intermédiaire de la bague d'appui (76) et amènent le coincement de ces billes entre la portée conique du piston et la surface interne du premier piston périphérique. La figure 8 représente un troisième exemple de réalisation dont la description statique à mis en évidence les variantes de construction par rap-20 port aux deux premiers exemples et, au cours du fonctionnement, la principale différence provient du remplacement du ressort central moteur et des moyens de transmission mécanique, par un système entièrement pneumatique permettant la mise en condition opératoire de l'organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle du piston central (7b). Lorsque l'effort de traction maximum prédé-25 terminé est exercé sur la barre intérieure (15b) la vis centrale 61b se rompt au niveau de la gorge de rupture mettant ainsi en communication directe la chambre d'expansion (24b) avec la chambre annulaire auxiliaire (94) par l'intermédiaire des différents conduits prévus et la pression exercée sur l'unique joint d'étanchéité (95) provoque le déplacement de la bague annulaire (97) qui 30 détermine le coincement de l'ensemble des billes 58b entre la portée conique du piston et la surface interne du piston périphérique. L'utilisation comme ensemble mécanique limiteur de pression d'une chambre résiduelle de compression (77) permet de réaliser un amortissement toujours croissant qui est représenté sur la fig. 10 par la courbe (X) et il est à noter que l'amortissement réalisé est 35 moins efficace du fait de l'accroissement de volume initial dû au volume de la chambre résiduelle. La courbe (X) de la fig. 9 représente l'évolution de la pression de ce dispositif de tension et d'amortissement à deux pistons comportant une chambre résiduelle, nar rapport à la courbe (Y) de la fig 9 qui représente l'évolution de la pression du premier exemple de réalisation (fig. 6) du 40 dispositif de tension instantanée et d1 amortissement différé selon la présente invention. BAD OFUG^al 15 2255783 REVENDIC A T I 0 N S Dispositif mécanique linéaire de tension et d1 amorti s s eraent, utilisable notamment comme dispositif de protection équipant les ceintures de sécurité, comprenant un carter extérieur dans leciuel se déplace au moins un piston solidaire d'une tige d'attache axiale terminée par une tête d'attache, et dans lequel sont placés des moyens permettant de libérer des gaz à haute pression entre la base de la tête du piston central en position initiale et le fond avant du dispositif, caractérisé en ce eue la tête d'attache comporte une boucle extérieure solidaire du tube extérieur de la tige d'attache axiale, et une boucle intérieure prolongée par une barre intérieure qui prend appui sur l'extrémité du tube extérieur située dans le piston central, ladite barre intérieure étant localement fragilisée pour amener sa rupture lorsqu'un effort maximum déterminé, est exercé sur la boucle intérieure au cours de la traction provoquée par la libération des gaz à haute pression ladite rupture actionnant un organe d'immobilisation différée et unidirectionnelle stoppant le déplacement du piston central en cours de traction et ne permettant que son retour vers la position initiale en bloquant tout déplacement en sens inverse. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'organe d'immobilisation unidirectionnelle du piston central est constitué par un mécanisme de coincement comportant une bague d'appui en contact avec un ensemble d'éléments disposés entre la périphérie du piston central muni d'une portée conique de faible pente et la surface interne de la chambre d'expansion, lesdits éléments étant maintenus dans une position libre par une pièce élastique de maintien tant que l'effort maximum exercé sur la boucle intérieure au cours de la traction n'est pas atteint, et étant coincées entre la portée conique et la surface interne de la chambre d'expansion lorsque l'effort maximum exercé, sur la boucle est atteint, le déplacement longitudinal des éléments étant obtenu par la mise en condition opératoire de moyens de transmission disposés dans ledit niston central. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce nue la barre intérieure de la tige d'attache axiale est prolongée à son extrémité située dans le carter extérieur par une vis munie d'une gorge de fragilisation qui se rompt par extension lorsque l'effort maximum exercé sur la bouche intérieure est atteint, cette rupture libérant un moyen d'élection qui provoque le déplacement des moyens de transmission agissant sur le mécanisme de coincement. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen d'éjection est uniquement mécanique et constitué par un ressort comprimé dont la constante élastique est très élevée ledit ressort prenant appui d'une part BAD ORIGINAL 16 2255783 sur Te tube extérieur de la tige d'attache axiale et d'autre part sur la tête ^e la vis "unie d'une gorge de fragilisation. 5 _ r>i cno«5i tif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen d'éjec tion est pn«umati eue et const.i tué iar deux conduits isolés l'un de l'autre 5 par 1'intermédiaire de la vis munie d'une gorge de fragilisation, la run- ture r>ar extension de ladite vis mettant en co**îmuni cation les deux conduits oui acheminent le gaz à haute pression de la chambre d'expansion vers les in/iyens de transmission. 6 - THs^ositif oel on l'une des revendications ?., 3 ou 4 caractérisé en ce que 10 les moyens de transmission sont uniquement mécaniques et constitués par la tête de la. vis munie d'une gorge de fragilisation qui se termine par un cône en appui sur au moins trois tiges radiales dont les extrémités sont biaises, les extrémités périphériques desdites tiges étant en contact avec la bague d'appui du mécanisme de coincement. 15 7 - dispositif selon l'une des revendications 2, 3 ou 4 caractérisé en ce que les moyens de transmission sont uniquement mécaniques et constitués par la tête de la vis munie d'une gorge de fragilisation oui se termine par un cylindre en appui sur au moins trois leviers radiaux, dont les articulations sont situées entre les extrémités internes en anpui sur ledit cylindre et 20 les extrémités nériphériques en contact avec la bague d'appui du mécanisme de coincement. 8 - Dispositif selon l'une des révendications 2, 3 ou 5 caractérisé en ce que les moyens de transmission utilisant le gaz à haute pression sont constitués par une chambre annulaire disposée à la périphérie du piston central 25 dans laquelle peut se déplacer librement un piston auxiliaire en contact avec la bague d'appui du mécanisme de coincement. 9 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins un piston périphérique est disposé entre le piston central et le carter extérieur, la surface interne du piston périphérique en contact avec 30 le piston central constituant un élément de la surface de la chambre d'ex pansion, et la surface externe constituant un élément de la surface de la première chambre d'amortissement, ledit piston périphérique étant muni d'un organe d'immobilisation unidirectionnelle empêchant tout retour de ce piston vers sa position initiale. 35 lO - Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'un seul piston périphérique est disposé à l'extérieur du niston central, les surfaces actives soumises à la pression de chacun de ces pistons étant sensiblement égales et le piston périphérique étant maintenu en position initiale par un organe de retenue de faible résistance. 40 11 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens baDûB1G^ 17 2255783 permettant de libérer des gaz à haute pression sont constitués d1 au moins une charge pyrotechnique à faible durée de combustion équipée de son système d'allumage. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 9, 10 ou T1 caractérisé en ce qu'une seule charge pyrotechnique annulaire est disposée dans la première chambre d'amortissement qui communique nar de larges ouvertures avec la chambre d'expansion et qui ne communique éventuellement avec une chambre extérieure oue par l'intermédiaire d'orifices de faible section. 13 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le carter extérieur est muni d'une soupape permettant de réaliser la phase finale de l'amortissement à pression constante en évacuant les gaz à haute pression à l'extérieur du dispositif. 14 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce oue le carter extérieur comporte une cavité uniquement en commuh.ication avec la chambre intérieure dudit carter, de manière à constituer un volume résiduel de compression limitant la valeur maximum de la pression en fin d'amortissement. bad original