Brevet FR2489898A1 — publié le 19820312

I La présente invention se rapporte à un dispositif d'entraînement pyrotechnique, notamment pour le tendeur de rappel d'un système de ceinture de sécurité, comprenant une cartouche contenant un combustible, avantageusement un combustible solide, qui est reliée à un cylindre contenant un piston d'entraînement et est séparée de ce dernier par un fond susceptible d'éclater, qui après allumage de la charge de combustible, éclate et accélère le piston d'entraînement précité. Dans les dispositifs d'entraînement pyrotechniques de ce type qui sont déjà connus, une cartouche contenant la charge de combustible est reliée, par exemple vissée, de manière étanche à un cylindre présentant un tube de cylindre de forme allongée, un piston déplaçable axialement le long du cylindre étant guidé dans ce dernier, ce piston étant un piston à bille dans le cas d'un cylindre courbe. Le volume contenant la charge de combustible est séparé du volume du cylindre par un fond susceptible d'éclater, présentant par exemple en section transversale une forme de disque qui est relié en une seule pièce à ladite cartouche et qui après allumage de la charge de combustible, éclate à partir d'une pression déterminée, la pression pouvant alors agir librement sur le piston. La cartouche qui est avantageusement formée d'une matière métallique assure que lors de l'éclatement du fond précité, il se produise immédiatement une importante chute de pression et qu'il n'y ait plus de transformation complète par exemple chimique de l'énergie contenue dans le combustible non activé, en énergie d'accélération pour le piston, c'est-à- dire par exemple qu'il n'y ait plus de combustion complète du combustible solide. Une possibilité consisterait à rendre le fond susceptible d'éclater beaucoup plus fort si bien qu'il éclaterait à partir d'une pression beaucoup plus élevée. Toutefois, pour le travail d'arrachement, il faut utiliser une quantité très importante d'énergie qui n'est plus disponible ensuite pour la puissance d'entraine- ment proprement dite du dispositif d'entraînement pyrotechnique. La présente invention a donc pour but de configurer un dispositif d'entraînement pyrotechnique du type précité de telle manière que par des dispositions simples au point de vue construction, on obtienne une amélioration importante de l'efficacité. Conformément à l'invention, ce but est obtenu par le fait que immédiatement en aval du fond susceptible d'éclater, on a prévu une plaque comprenant une buse stable dans ses formes qui présente une ouverture de buse rétrécie par rapport au fond précité. On obtient de cette façon qu'après allumage de la charge de combustible, au niveau du fond susceptible d'éclater présentant une épaisseur normale, à l'intérieur de l'orifice de buse rétréci, un travail de déformation rest encore à fournir, ce travail étant suffisamment important pour que la transformation complète, par exemple chimique du combustible en énergie d'accélération s'effectue, c'est-à-dire que le fond précité après éclatement doit se comprimer dans l'orifice de buse rétréci, si bien que la 0O chute brutale de pression qui apparaît dans les dispositifs d'entraînement déjà connus, ne se produit pas et qu'un retardement apparaît qui autorise la transformation complète, par exemple chimique du combustible solide. De cette façon, le piston guidé dans le cylindre est entraîné avec une accélération optimale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, par la configuration conique rétrécie en forme d'entonnoir de l'orifice de la buse dans la plaque précitée, on obtient, par une construction simple et bon marché, un degré d'efficacité pyrotechnique élevé. Des expériences ont montré que sans la présence d'une telle plaque comportant une buse, la diminution de puissance du système d'entraîne- ment pyrotechnique pouvait atteindre 50%. La configuration conforme à l'invention du dispositif d'entraînement pyrotechnique avec une plaque comportant une buse peut être appliquée à un cylindre rectiligne ainsi qu'à un cylindre incurvé. Dans ce dernier cas, il est avantageux que le piston d'entralnement soit configuré en piston dit à bille et relié à une garniture d'étanchéité en forme de pot qui assure que même lors du passage de la partie incurvée du cylindre, il se produira une adaptation de forme du système du piston à la forme modifiée en section de la partie incurvée du cylindre du fait de l'élasticité de la garniture d'étanchéité, ceci permettant d'assurer la plus grande étanchéité possible au système. 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 en coupe d'un dispositif d'entraînement pyrotechnique connu dans l'art antérieur; - la figure 2 illustre un premier mode de réalisa- tion d'un système d'entraînement pyrotechnique conforme à l'invention dans une vue en coupe partielle; et - les figures 3 et 4 illustrent un second mode de réalisation du dispositif d'entraînement pyrotechnique conforme à l'invention. Le dispositif d'entraînement montré à la figure 1 est formé essentiellement d'un cylindre 1 de forme tubulaire dans lequel est guidé de manière étanche un piston 2 à bille. Sur l'extrémité libre du cylindre 1 est vissée une cartouche 4 comprenant un capuchon fileté 3 qui est essentiellement formée d'une portion cylindrique en métal qui présente un alésage 5 fermé par un bouchon 6. Dans le bouchon 6 est prévu un détonateur 7 commandé électriquement qui dépasse à l'intérieur de l'alésage 3. La cartouche 4 est vissée de manière étanche sur l'extrémité libre du cylindre 1 et présente, comme cloison de séparation entre l'alésage 5 et le volume interne 8 du cylindre, un fond 9 susceptible d'éclater constituant, par son diamètre a, un emplacement di amorce de rupture de la cartouche 4; après allumage d'une charge de combustible, par exemple d'une charge de combustible solide 10 contenue dans l'alésage 5 de la cartouche 4 par un détonateur 7 et après transformation chimique du combustible solide 10 en gaz, l'emplacement d'amorce de rupture précité éclate à une pression prédéterminée si bien qu'il se produit immédiate- ment une importante chute de pression entraînant que la transformation chimique dans le combustible solide 10 ne peut plus s'opérer complètement, c'est-à-dire que le combustible solide ne peut plus brûler totalement pour fournir un dégagement de gaz. La pression de gaz produite par l'allumage de la charge de combustible agit sur le piston à bille 2 et provoque une accélération de ce dernier. Le piston à bille 2 est déplacé le long du cylindre 1 et sert à actionner le tendeur de rappel déjà connu d'un système de ceinture de sécurité, le déclenchement dudit détonateur 7 se produisant également de manière connue, dès l'apparition d'une accélération plus forte du véhicule automobile dans lequel le système de ceinture de sécurité est monté, par exemple en cas d'accident. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2 également, on a prévu un cylindre 1 relié de manière étanche par vissage à une cartouche 4 qui contient une charge de combustible solide 10 et qui avant activation du système, c'est-à-dire avant allumage du détonateur 7, comprend un fond 9 fermé mince, susceptible d'éclater qui sépare hermétiquement l'alésage 5 du cylindre 1. En 12 on a désigné une plaque métallique comprenant une buse qui vient s'appliquer par une bride 13 sur une face frontale du cylindre tubulaire 1 et présente un orifice de buse 14. L'orifice de buse 14 a une section en forme d'entonnoir avec une largeur au niveau du côté entrée appliqué contre le fond 9 susceptible d'éclater, qui correspond sensiblement au diamètre a dudit fond 9, et avec une largeur au niveau du côté sortie qui est inférieure à la largeur ou au diamètre du fond 9. La plaque 12 est pressée par la cartouche 4 de manière étanche contre le cylindre. Dans cet exemple de réalisation, on utilise également comme piston, un piston à bille 15. Le diamètre de ce piston à bille est inférieur au plus petit diamètre interne du cylindre 1 présentant une extension incurvée non représentée; d'autre part, on a prévu un élément d'étanchéité 17 annulaire guidé de manière élastique dans une rainure radiale 16 du piston à bille 15. La configuration de ce piston se justifie par le fait que les cylindres incurvés présentent dans leur zone d'incurvation, en règle générale, une forme en section différente d'une forme circulaire, et par exemple légèrement ovale, ceci ne pouvant pas être évité dans la plupart des cas pour des raisons de fabrication. L'élément d'étanchéité 17 s'applique étroitement contre la paroi interne du cylindre et peut s'adapter à une forme en section modifiée au niveau de la partie incurvée. Après allumage de la charge de combustibe solide 10 et après éclatement du fond 9, le fond éclaté doit pénétrer à force au travers de l'orifice 14 rétréci de la buse si bien qu'il ne se produit plus de chute brutale de pression, comme ceci était le cas dans l'art antérieur, c'est-à-dire qu'il apparalt une temporisation telle que la transformation complète du combustible solide chimique 10 peut se réaliser. le piston est par conséquent entraîné vers l'avant dans le sens de la flèche par un apport optimal en gaz, c'est-à- dire avec un degré d'efficacité élevé. Comparativement à l'exemple de réalisation de la figure 2, dans l'exemple de réalisation des figures 3 et 4. la configuration du piston est modifiée et l'on a prévu un élément supplémentaire qui a une fonction de retenue et d'étanchéité. En 12 on a à nouveau désigné une plaque comportant une buse qui est comprimée par une cartouche 4 (figure 2) non représentée sur ces figures, contre la paroi frontale du cylindre 1. En 18 on a indiqué une garniture d'étanchéité sensiblement en forme de pot qui est formée d'une matière élastique et souple. Cette garniture d'étanchéité 18 entoure par un fond 19 sensible- ment plan et par un bord 20 recourbé en forme de pot et avantageusement en forme d'entonnoir, le côté sortie de la plaque 12, la délimitation libre du bord 20 présentant une surépaisseur 21 périphérique. Comme le montre plus particulièrement la figure 4 qui est une représentation explosée du dispositif d'entraînement pyrotechnique montré à la figure 5, la plaque 12' présente immédiatement à la suite de la bride 13gune rainure périphérique 22 ainsi qu'une portion 23 rétrécie en forme d'entonnoir, le bord 20 étant bloqué par la surépaisseur 21 dans la rainure périphérique 22 dès que la plaque 12' est comprimée sur le cylindre 1. De cette façon, la garniture d'étanchéité 18 a une fonction d'étanchéité et, étant donné qu'elle est reliée par l'intermédiaire d'un tourillon rapporté 24 à un piston à bille 26 présentant pour cela un alésage axial s'élargissant coniquement, elle a également une fonction de retenue par rapport au piston. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'épaisseur de paroi du bord 20 immédiatement à la suite de la surépaisseur 21 est plus faible que l'épaisseur de paroi du fond 19 de la garniture d'étanchéité 18 si bien qu'après éclatement du fond 9 et par l'application de la pression, la garniture d'étanchéité 18 éclate au niveau de cet emplacement dl'amorce de rupture, à la suite de quoi le bord restant en forme de pot vient s'appliquer étroitement contre la surface interne du cylindre 1 et assure que le piston à bille 26 pourra passer pratiquement sans frottement la partie incurvée du cylindre. Il est à noter que comme dans 3C l'exemple de réalisation de la figure 2, le piston à bille présente un diamètre plus petit que le diamètre interne le plus petit de la portion incurvée du cylindre 1. La garniture d'étanchéité qui est entraînée en même temps assure pour sa part qu'il n'y aura aucun emplacement de fuite et que par conséquent il n'y aura aucune chute nuisible de la pression. De l'autre côté, donc au niveau de la plaque 12' comportant la buse, la surépaisseur 21 enfoncée à force lors du montage dans la rainure périphérique et remplissant ladite rainure, assure que l'étanchéité complète du système sera maintenue. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique, notamment pour le tendeur de rappel d'un système de ceinture de sécurité, comprenant une cartouche contenant une charge de combustible, notamment une charge de combustible solide, qui est reliée à un cylindre contenant un piston d'entraînement et qui est séparée de dernier par un fond susceptible d'éclater qui éclate après allumage de ladite charge de combustible et accélère le piston d'entraînement précité, caractérisé en ce qu'immédiatement en aval du fond 9 susceptible d'éclater, on a prévu une plaque (12, 12') comportant une buse et stable dans ses formes qui présente un orifice de buse (14) rétréci par rapport audit fond (9). 2.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de buse (14) présente un section en forme d'entonnoir avec une largeur au niveau du côté entrée appliqué contre le fond (9) susceptible d'éclater, qui correspond sensiblement à la largeur (diamètre a) du fond précité, et avec une largeur au niveau du côté sortie, qui est inférieure à la largeur dudit fond susceptible d'éclater. 3.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque (12, 12') comportant la buse qui est notamment vissée sur le cylindre (1), obture de manière étanche ledit cylindre. 4.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une garniture d'étanchéité (18) en forme de pot, formée d'une matière souple, notamment élastique, entoure le côté sortie de la plaque (12') comprenant la buse et est bloquée de manière étanche par son rebord (20) entre ladite plaque et le cylindre (1). 5.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bord (20) avantageusement en surépaisseur de la garniture d'étanchéité (18) est bloqué et retenu dans une rainure périphérique (22) de la plaque (12') comprenant la buse. 6.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (18) présente au niveau de son bord, un emplacement d'amorce de rupture avantageusement périphérique. 7.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bord (20)de la garniture d'étanchéité (18) en forme de pot présente une épaisseur de matière plus forte que le fond (19) de la garniture en forme de pot. 8.- Dispositif d'entraînement pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité (18) en forme de pot est reliée à un piston (26) en forme de bille dont le diamètre est inférieur au diamètre interm le plus petit du cylindre (1) qui est notamment incurvé sur son extension.