Brevet FR2526221A1 — publié le 19831104

La présente invention concerne un commutateur électrique actionné magnétiquement, en particulier un capteur d'accélération pour véhicules, comportant un aimant qui peut se déplacer dans un passage du bottier dudit commutateur sous l'effet d'accélérations agissant, suivant la direction dudit passage, sur ledit boîtier, de manière à passer devant au moins un contact sous gaz protec- teur, ledit aimant pouvant coulisser contre la force d'un ressort. Un commutateur de ce type, dans lequel un aimant annu- laire est disposé, de manière à pouvoir coulisser contre la force d'un ressort, sur un mince tube dans lequel est logé un commuta- teur scellé de type Reed, est connu d'après la demande de brevet allemand DE-OS 26 44 606. Des commutateurs sensibles à l'accélération sont utilisés dans les véhicules, par exemple comme détecteur de choc pour déclencher des systèmes de retenue des occupants, tels que des tendeurs ou raidisseurs de sangle de ceinture de sécurité et des sacs gonflables, mais aussi pour des systèmes de commande et de réglage ainsi qu'à des fins de diagnostic. Certes, le commutateur sensible à l'accélération connu est caractérisé par une construction simple et un fonctionneoent sûr, mais il n'est pas propre à être utilisé comme détecteur de choc, car il fonctionne avec trop d'inertie pour pouvoir remplir cette fonction et ne délivre pas un signal convenant à celle-ci. Lorsqu'un véhicule heurte un obstacle, la courbe d'accélération est en principe telle qu'il existe, au début, une phase de décé- lérations et de réaccélérations alternant rapidement (d'une durée de quelques millisecondes) suivie d'une seconde phase, pendant laquelle les décélérations sont nettement prédominantes Un détec- teur de choc doit, après le franchissement d'un seuil d'accéléra- tion prédéterminé, c'est-à-dire lors d'une décélération (ou accé- lération négative) déterminée, délivrer, avec le moins possible de retard, un signal non équivoque de déclenchement d'un système de retenue Ce signal doit donc, dans toute la mesure du possible, appara Itre au cours de la première phase de la courbe d'accéléra- tion décrite. Or, le ccmmutateur sensible à l'accélération connu n'est guère capable de satisfaire à ces exigences, car il ne peut pas suivre, de la manière qui serait nécessaire, les changements de sens rapides de l'accélération, contre la foroe d'un ressort et en raison de sa propre inertie En conséquence, l'aimant ne par- vient que pendant la seconde phase au voisinage du contact sous gaz protecteur et, en raison de son mouvement "tremblotant", il ferme et rouvre ce dernier a plusieurs reprises à des intervalles assez courts, ce qu'on pourrait désigner sous le noma de "rebondis- semant de contact". Co Epte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objet d'améliorer le commutateur sensible à l'accélération connu de telle manière qu'il soit en mesure de pouvoir servir égalemnt de détecteur de choc, c'est-à-dire de délivrer, lors du franchisse- ment du seuil d'accélération désiré, avec le moins possible de retard, un signal sans équivoque et suffisamment long pour peimet- tre son traitement ultérieur convenable. A cet effet, suivant l'invention, l'aimant adhère, en position de repos, à un noyau en fer doux disposé à l'une des extrémités du passage, noyau dont il peut être détaché lorsqu'une accélération dépassant un seuilsupérieur agit sur le commutateur; par ailleurs, le ressort est dimensionné de telle manière qu'il soit camprimé par l'aimant ayant quitté sa position de repos lorsqu'une accélération dépassant un seuil inférieur agit sur le coamutateur, et que l'aimant atteigne ainsi presque sa position extrême, tandis qu'après la cessation de l'accélération, ledit ressort repousse l'aimant au moins assez loin pour qu'il soit à nouveau attiré jusqu'à sa position de repos par ses propres forces magnétiques; enfin, le contact sous gaz protecteur est un contact scellé du type Reed, bistable, disposé à l'extérieur du passage, et est agencé de telle manière qu'il ne soit commuté par l'aimant d'une position stable à l'autre que lorsque ce dernier se trouve sensiblement à mi-chemin entre sa position de repos et sa position extrême. Grâce à ces dispositions, il est possible de maintenir l'aimant très petit, ce qui assure une faible masse et une réponse rapide Une fois qu'il a été "arraché" du noyau en fer doux lors d'une accélération déterminée, l'aimant évolue tout d'abord libre- ment dans le passage, jusqu'à ce qu'il atteigne le ressort, qu'il comprime alors en terminant sa course sous l'effet de l'impulsion qui lui a été donnée Cela se produit pendant la première phase du choc Il en résulte que le contact scellé est amené de sa "position de repos" à son autre position stable Pendant l'alter- nance rapide entre décélération et accélération de la première phase et pendant la seconde phase qui suit celle-ci, l'aimant se trouve près de sa position extrême au-delà de la position dans laquelle il peut agir sur le contact scellé C'est seulement lors- que les accélérations (ou les décélérations) cessent, que l'aimant est rejeté par le ressort vers sa position de repos et ramène ainsi le contact scellé à sa "position de repos" stable initiale Il en résulte la génération, par l'intermédiaire du contact scellé, d'un signal de commtation suffisamment long et exempt de rebon- dissement L'allure du mouvement de l'aimant peut être influencée, indépendamment de l'agencement du passage et de l'aimant, par un orifice ou étranglement prévu à l'extrémité du passage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution. La figure unique est une vue en coupe longitudinale d'un commutateur suivant l'invention. Dans un boîtier 1 en matériau non magnétique est aménagé un passage 4 obturé d'un côté par un noyau en fer doux 2 et de l'autre côté par un élément inséré 7, qui présente un orifice d'étranglement Dans ce passage est disposé un ressort de pres- sion 5 fixé à l'élément inséré 7 et, entre le ressort de pres- sion 5 et le noyau en fer doux 2, est placé, de manière à pouvoir se déplacer librement, un aimant 3 qui, dans sa position de repos, est maintenu fermmant par sa propre force d'attraction contre le noyau en fer doux 2 Dans le bottier 1, un interrupteur scellé du type Reed, bistable, 6 est disposé, près du passage 4, de telle façon que ses contacts soient cammutés par l'aimant qui passe devant eux en se déplaçant dans le passage 4, d'une manière connue en soi, à l'une ou à l'autre de leurs positions stables selon le sens de ce déplacement, comme décrit plus loin. Pour qu'on obtienne l'effet désiré, l'aimant, le passage et le ressort de pression doivent remplir des conditions détermi- nées L'aimant 3 doit être doué d'une force d'attraction telle que, lors d'une accélération déterminée (dite "seuil d'accéléra- tion supérieur") agissant sur lui (et sur l'ensemble du commuta- teur) suivant la direction du passage, il se détache du noyau en fer doux 2 et soit "projeté" dans le passage jusque sur le ressort de pression 5 Le ressort de pression 5 et la masse de l'aimant 3 doivent être adaptés l'un à l'autre de telle manière que l'aimant, une fois qu'il a quitté sa position de repos, comprime le ressort de pression dès lors qu'est atteinte une accélération (dite ci- après "seuil d'accélération inférieur") d'un niveau moins élevé que le seuil d'accélération supérieur Enfin, la masse de l'aimant 3 doit être suffisamment grande pour qu'il ait assez d'inertie pour rester près de sa position extrême lors des alternances rapides suivantes de décélérations et d'accélérations au cours de la pre- mière phase, sans pouvoir à ce moment parvenir dans la région de caomutation de l'interrupteur scellé. On va maintenant examiner le comportement du ccomutateur sensible à l'accélération décrit ci-dessus incorporé fixement dans un véhicule, lors d'un choc de ce dernier sur un obstacle. Le cammutateur est incorporé au véhicule de telle manière que le passage 4 soit disposé parallèlement au sens de la marche, qui est indiqué sur le dessin par une flèche Dans ces conditions, si le véhicule heurte un obstacle, sa superstructure et, avec elle, le commutateur sensible à l'accélération, subissent tout d'abord une décélération Si celle-ci dépasse le seuil d'accélé- ration supérieur, l'aimant 3 se détache du noyau en fer doux 2 et est "projeté" dans le passage 4 en direction du ressort de pression 5, en passant devant l'interrupteur scellé 6 Ce dernier est réalisé sous la forme d'un interrupteur scellé du type Reed, bistable, c'est-à-dire que ses contacts sont magnétiques (l'un d'eux est un pôle nord et l'autre un pôle sud) et s'attirent mu- tuellement L'aimantation est toutefois suffisamment faible pour que les contacts, lorsqu'ils sont ouverts, ne puissent se fermer d'eux-m&mes par attraction mutuelle, mais néarmoins suffisamment forte pour que les contacts, s'ils sont fermés, restent "collés" l'un contre l'autre Sous l'action extérieure de l'aimant 3, on obtient ainsi l'effet bistable connu Dans l'exemple d'exécution décrit, on supposera qu'en position de repos de l'aimant, dans laquelle celui-ci adhère au noyau en fer doux, les contacts scellés se trouvent également en position de repos, c'est-à-dire sont ou- verts L'aimant, en passant rapidement devant eux dans le sens de la flèche, ferme les contacts scellés Pendant le reste des accé- lérations et décélérations alternant pendant la première phase et les décélérations prépondérantes de la seconde phase, par suite des effets alternés entre son inertie résultant de son poids et l'action du ressort, l'aimant reste près de sa position extrême. Lorsque les décélérations cessent vers la fin du choc, le ressort "relance" l'aimant, en sens inverse de la flèche, en direction de sa position de repos Il passe alors en sens inverse devant les contacts scellés et assure leur ouverture Enfin, l'aimant par- vient dans la région dans laquelle il peut être attiré vers le noyau en fer doux et reste finalement "collé" à celui-ci. Pour influer sur la "vitesse de projection" de l'aimant, il est prévu, dans l'élément inséré 7 obturant le passage 4, un orifice à travers lequel de l'air peut pénétrer ou s'échapper afin d'opposer aussi peu de résistance que possible à l'aimant. REVWDICATICONS 1 Commutateur électrique actionné magnétiquement, en particulier capteur d'accélération pour véhicules, caomportant un aimant qui peut se déplacer dans un passage du bottier dudit com- mutateur sous l'effet d'accélérations agissant, suivant la direc- tion dudit passage, sur ledit bottier, de manière à passer devant au moins un contact sous gaz protecteur, ledit aimant pouvant coulisser contre la force d'un ressort, ledit commnutateur étant caractérisé, en ce que l'aimant ( 3), en position de repos, adhère à un noyau en fer doux ( 2) disposé à l'une des extrémités du passage ( 4), noyau dont il peut être détaché lorsqu'une accélération dé- passant un seuil supérieur agit sur le ccmmutateur; en ce que le ressort ( 5) est dimensionné de telle ma- nière qu'il soit comprimé par l'aimant ayant quitté sa position de repos, lorsqu'une accélération dépassant un seuil inférieur agit sur le commutateur, et que l'aimant atteigne ainsi presque sa position extrime, tandis qu'après cessation de l'accélération, ledit ressort repousse l'aimant au moins assez loin pour qu'il puisse être de nouveau attiré à sa position de repos par ses pro- pres forces magnétiques; et en ce que le contact sous gaz protecteur ( 6) est un contact scellé du type Reed, bistable, disposé à l'extérieur du passage ( 4), et est agencé de telle manière qu'il ne soit commuté par l'aimant de l'une à l'autre de ses positions stables que lorsque ledit aimant se trouve sensiblement à mi-chemin entre sa position de repos et sa position extrême. 2 Coamutateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'extrémité du passage ( 4) correspondant à la position extreme de l'aimant est prévu un élément inséré ( 7) présentant un orifice ou étranglement.