Brevet FR2489896A1 — publié le 19820312

La présente invention est basée sur un dispositif d'entraînement comprenant un cylindre courbe dans lequel est guidé un piston à bille pouvant être entraîné par un fluide d'entraînement liquide ou gazeux, notamment pour un dispositif d'entraînement pyrotechnique pour le tendeur de rappel d'un système de ceinture de sécurité. Dans les dispositifs d'entraînement de ce type comprenant un cylindre et un piston et plus particulièrement tncylindre courbe, il n'est pas possible d'utiliser un piston cylindrique étant donné qu'il se coincerait lors du passage de la partie incurvée du cylindre. On utilise donc en règle générale, un piston à bille. Toutefois, dans ces conditions également, on peut se heurter à des difficultés dans la mesure o pour des raisons de technique de fabrica- tion, lors du cintrage d'un tuyau cylindrique à section circulaire, la forme en section au niveau de l'incurvation varie de la forme en section circulaire des portiorerecti- lignes du cylindre, ce qui signifie qu'au niveau de l'incurvation, la section diminue et adopte un configuration sensiblement ovale. Pour ces raisons, il n'est pas possible d'utiliser comme matière pour le piston à bille, un matériau métallique c'est-à-dire pratiquement non élastique. Au contraire, il convient de choisir un matériau qui est élastique et qui peut se déformer de manière correspondante au niveau de l'incurvation. Toutefois, un inconvénient réside dans ce cas que lors du passage de la portion incurvée, le piston à bille élastique est soumis, pour réaliser la modification de forme, à des forces de compression et de frottement très importantes si bien qu'une grande partie de l'énergie agissant sur le piston n'est plus disponible pour son entraînement. La présente invention a donc pour but de configurer un dispositif d'entraînement du type précité de telle manière que l'on obtienne un guidage parfait par assemblage de forme et par conséquent étanche et essentiellement avec peu de frottement du piston à bille dans la zone incurvée du cylindre si bien que pratiquement toute l'énergie d'entraînement du fluide d'entraînement gazeux ou liquide est disponible pour l'entraînement dudit piston. Conformément à l'invention, pour un dispositif d'entraînement du type précité, ce but est obtenu par le fait que le piston à bille, dont le diamètre est inférieur au plus petit dimetre interne du cylindre, est relié, c8té entraînement, à un élément d'étanchéité souple et susceptible d'adapter sa forme à la forme en section modifiée du cylindre incurvé. Comme élément d'étanchéité, on peut utiliser une bague élastique qui est guidée dans une découpe radiale du piston à bille et dépasse de la périphérie de ladite bille, le diamètre dudit piston étant inférieur au diamètre interne le plus petit au niveau de la portion incurvée du cylindre. -15 Cet élément d'étanchéité annulaire est en mesure de s'adapter à la forme en section respective du cylindre incurvé. Toutefois, une difficulté réside dans le fait que lors du passage du piston à bille dans la partie incurvée, les conditions de frottement varient et que la bille peut facilement basculer si bien que l'effet d'étanchéité parfait recherché, n'est plus assuré. Pour pallier ces difficultés, il est prévu suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, que l'élément d'étanchéité est configuré en forme de pot dont le bord vient s'appliquer contre la surface du cylindre. De cette façon, plus particulièrement lorsque l'élément d'étanchéité en forme de pot est relié au piston à bille, on est assuré d'obtenir une position constante de l'élément d'étanchéité par rapport à l'axe du cylindre lors du passage dans la partie incurvée de ce dernier. L'élément d'étanchéité en forme de pot sur lequel agit directement la pression d'entraînement du fluide d'entraî- nement, es"t guidé de manière sûre dans le cylindre par le bord du pot venant s'appliquer sur la surface dudit cylindre et sert d'élément d'entraînement à un piston à bille stable qui sert de piston d'entraînement au dispositif d'entraînement précité. Dans la pratique, il s'est avéré particulièrement avantageux que l'élément d'étanchéité présente un tourillon de jonction orienté axialement par rapport à l'axe du cylindre qui est fixé dans un alésage axial du piston à bille, et que ledit alésage axial dans le piston précité s'élargisse vers l'extérieur en forme d'entonnoir. De cette façon, on permet un mouvement relatif entre le piston à bille et l'élément d'étanchéité ou le tourillon de jonction sans que des forces de cisaillement importantes n'agissent sur ledit tourillon et en supprimant ainsi le risque de cisaillement de ce dernier. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif d'entraînement conventionnel comprenant un cylindre incurvé et un piston à bille; - la figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement conforme à l'invention comprenant un piston à bille et un élément d'étanchéité orienté radialement; - la figure 3 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif d'entraînement conforme à l'invention avec un piston à bille et un élément d'étanchéité en forme de pot; et - la figure 4 montre un quatrième exemple de réalisation d'un dispositif d'entraînement conforme à l'invention comprenant unpiston à bille et deux éléments d'étanchéité en forme de pot permettant une alimentation en pression alternée. Le cylindre de forme tubulaire illustré à la figure 1 ainsi qu'aux figures 2, 3 et 4, est formé de deux portions de cylindre 1 et 3 s'étendant de manière rectiligne, qui présentent une forme en section parfaitement circulaire, ainsi que d'une portion de cylindre incurvée 2 dont la forme en section, pour des raisons de technique de fabrication, diffère d'une forme circulaire parfaite et est légèrement anflmed'él14oe. En 4, on a désigné un piston à bille qui est guidé dans l'ouverture 5 du cylindre et dont le diamètre correspond au diamètre interne de la section des portions 1 et 3 du cylindre. Etant donné que le diamètre interne a dans la portion incurvée 2 du cylindre est plus petit que le diamètre interne b dans les portions 1 et 3 rectilignes du cylindre, le piston à bille 3 a tendance à se bloquer dans la portion incurvée 2. Ceci empêche que la pression qui agit par exemple dans le sens de la flèche indiquée à la figure 1 sur la bille 4 et qui est exercée par un fluide d'entraînement liquide ou gazeux, soit utilisée en totalité pour l'accélération du piston 4. Au contraire, une importante partie de l'énergie d'entraînement appliquée est utilisée pour le travail de déformation, ceci même lorsque le piston à bille 4 est formé d'une matière élastique, si bien que ledit piston est en mesure de s'adapter à la forme en section modifiée. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, on utilise un piston à bille 6 qui présente une découpe radiale périphérique 7 à l'intérieur de laquelle est guidé un élément d'étanchéité annulaire élastique 8 de telle manière qu'il puisse adapter sa forme en section à la section transversale réduite ou modifiée dans la portion courbe 2 indiquée à la figure 1. Comme le montre la figure 2, le diamètre du piston à bille 6 est inférieur au diamètre interne a (figure 1) du cylindre 9. A ce sujet, il y a toujours un risque que le piston, lors de son passage dans la portion incurvée 2 du cylindre (figure 1), étant donné les conditions de frottement différentes, tourne dans la position illustrée en tirets à la figure 3 et que pour cette raison, l'étanchéité entre le piston et le cylindre 9 ne soit plus assurée. Dans l'exemple de réalisation montré à la figure 3, on utilise à nouveau un piston à bille 10 notamment en matière métallique qui est relié du côté d'application de la pression indiqué par une flèche, à un élément d'étan- chéité 11 en forme de pot. L' élément d'étanchéité est formé d'une matière souple, notamment élastique et comprend dans l'axe du cylindre, un tourillon de jonction 12 ainsi qu'un bord 13 s'élargissant avantageusement en forme d'entonnoir qui vient s'appliquer contre la périphérie interne du cylindre 9 et qui est en mesure de s'adapter sans aucune difficulté, à la forme en section modifiée de la partie incurvée 2 du cylindre (figure 1). Le piston à bille présente un orifice axial 14 qui est évasé en forme d'entonnoir en direction de l'élément d'étanchéité 11. Le tourillon de jonction 12 de l'élément d'étanchéité 11 est passé au travers de l'alésage axial 14 et à son autre extrémité, il est riveté, soudé ou fixé d'une manière analogue à l'emplacement 15 pour assurer une jonction solide entre l'élément d'étanchéité 11 et le piston à bille 10. En cas d'alimentation en pression dans le sens de la flèche 3, l'élément d'étanchéité 11 en forme de pot vient s'appliquer contre la paroi interne du cylindre et les principales forces sont supportées par la bille qui se trouve devant. Par le guidage avec contact de surface de l'élément d'étanchéité en forme de pot contre la paroi interne du cylindre, on assure que le piston ne quittera pas sa position parfaitement alignée sur l'axe du cylindre, même dans la portion incurvée 2 de ce dernier, comme le montre la figure 3 sur laquelle ledit piston est représenté dans ladite zone incurvée. Après passage de la portion incurvée 2 du cylindre, le bord 13 de l'élément d'étanchéité 11 en forme de pot s'écarte à nouveau si bien que l'effet d'étanchéité de l'élément 11 n'est interrompu en aucun emplacement le long de son guidage dans le cylindre. L'exemple de réalisation représenté peut être appliqué à une alimentation en pression d'un seul côté, comme l'indique la flèche à la figure 3. Un dispositif d'entraînement qui correspond sensiblement à l'exemple de réalisation de la figure 3 et permet une alimentation en pression des deux côtés, est montré à la figure 4. Dans ce cas, on utilise à nouveau un piston à bille 16 qui comprend un alésage axial 17 s'élargissant des deux côtés en forme d'entonnoir. De chaque côté du piston à bille 16, sensiblement de la même manière que l'élément d'étanchéité 11 indiqué à la figure 3, sont disposés des éléments d'étanchéité 18 et 19 en forme de pots qui sont reliés l'un à l'autre par un tourillon de jonction 20 traversant l'alésage axial 17. Avantageuse- ment, l'élément d'étanchéité 18 comprend un tourillon de jonction venant de matière avec lui qui dépasse de l'alésage axial 17 et qui est relié à l'autre élément d'étanchéité 19, par exemple par rivetage ou par soudure. Dans cet exemple de réalisation également, le piston à bille 16 présente un diamètre qui est inférieur au plus petit diamètre intérieur a du cylindre 9. Par les flèches, on a indiqué que dans ce mode de réalisation, l'alimentation en pression pouvait être réalisée des deux côtés du cylindre 9 et dans tous les cas,les éléments d'étanchéité précités assurent un guidage parfaitement étanche et pratiquement sans frottement du piston précité à l'intérieur du cylindre 9. R E VE N D I C A T I 0 N S ___________________________ 1.- Dispositif d'entraînement comprenant un cylindre incurvé dans lequel est guidé un piston à bille entratné par un fluide d'entraînement liquide ou gazeux, notamment pour un dispositif d'entraînement pyrotechnique pour le tendeur de rappel d'un système de ceinture de sécurité, caractérisé en ce que le piston à bille (6, 10, 16), dont le diamètre est inférieur au plus petit diamètre intérieur (a) du cylindre (9), est relié, côté entraînement, à un élément d'étanchéité (8, 11; 18, 19) souple suscep- tible d'adapter sa forme à la forme en section modifiée dudit cylindre incurvé. 2.- Dispositif d'entraînement selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité (11, 18, 19) présente une forme de pot dont le bord (13) vient s'appliquer contre la surface du cylindre. 3.- Dispositif d'entraînement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'étan- chéité (11, 18, 19) est relié au piston à bille (10, 16). 4.- Dispositif d'entralnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité (11, 18, 19) présente un tourillon de jonction orienté axialement par rapport à l'axe du cylindre qui est fixé dans un alésage axial (14, 17) du piston à bille (10, 16). 5.- Dispositif d'entraînement selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'alésage axial (14, 17) dans le piston à bille est évasé vers l'extérieur en forme d'entonnoir. 6.- Dispositif d'entratnement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que de chaque côté du piston (16), on a prévu des éléments d'étanchéité (18, 19). 7.- Dispositif d'entraînement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'un des éléments d'étanchéité (18) comprend un tourillon de jonction (20) qui dépasse au travers de l'alésage axial (17),évasé à chaque extrémité en forme d'entonnoir, du piston à bille (16) et en ce qu'il est relié à l'autre élément d'étan- chéité (19).