Brevet FR2643320A1 — publié le 19900824

La présente invention concerne un couvercle à lignes de rupture pour sac gonflable de sécurité pour véhicule automobile du type des sacs qui sont pliés à l'intérieur d'une enveloppe montée sur le moyeu du volant devant le conducteur ou sur le tableau de bord devant le passager qui est assis à côté du conducteur. La paroi frontale du couvercle de l'enveloppe est conçue pour se rompre lorsque le sac se gonfle, grâce à des zones affaiblies telles que des rainures ou des perforations qui définissent des lignes de rupture le long desquelles la paroi frontale se rompt sous l'influence des forces qui lui sont apptiquées par le gonfle- ment du sac de sécurité. De façon classique, la résistance des zones affaiblies est uniforme sur toute leur étendue. Ainsi, la position du point de rupture initiale peut changer en fonction principalement de la façon dont le sac gonflable est plié. Par exemple, la rupture peut s'amorcer à proximité de l'extrémité d'une ligne de rupture, c'est-à-dire à proximité du bord de la paroi frontale. De même, aux basses températures, la paroi frontale peut se rompre de façon inattendue. Le type de rupture du couvercle peut avoir une influence sur le gonflement du sac de sécurité et la forme du sac gonflé totalement ou presque totalement peut ne pas être optimale. Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet de proposer des lignes de rupture formées par des zones affaiblies de la paroi frontale d'un couvercle de sac gon- fiable de sécurité qui permettent l'amorçage de la rupture de façon sûre à proximité du centre de la paroi frontale et sa propagation depuis le centre vers la périphérie. Selon la présente invention, cet objet est atteint par un couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automobile qui présente une paroi frontale destinée à être placée sur le sac gonflable plié généralement devant l'occu- pant du véhicule, la paroi frontale comprenant des zones affaiblies prédéterminées qui définissent des lignes de rupture le long des- quelles la paroi frontale se rompt sous l'influence des forces qui lui sont appliquées par le sac gonflable lorsqu'il se gonfle par- tiellement pour permettre au sac gonflable d'émerger du couvercle et de se gonfler totalement, caractérisé en ce que la résistance ces zones affaiblies varie, les zones affaiblies présentant une moindre résistance dans les régions proches du centre de la paroi frontale et une plus grande résistance dans les régions éloignées du centre de La parc-i frontaLe. Selon une forme de réalisation de l'invention, les zones affaiblies sont des rangées de rainures espacés sur la surface interne de-la paroi frontale, ces rainures étant plus proches les unes des autres dans les parties des zones affaiblies proches du centre de la paroi frontale et plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de La paroi frontale. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, les zones affaiblies sont des rainures continues dans La surface interne de la paroi frontaLe, ces rainures étant plus profondes dans les parties de la paroi frontale proches du centre et moins profondes dans les parties de la paroi frontale éloignées du centre. Selon encore une autre forme de réalisation de L'inven- tion, les zones affaiblies sont des rangées de rainures reliées les unes aux autres dans la surface interne de la paroi frontale, ces rainures comprenant des rainures plus profondes séparées les unes des autres et des rainures moins profondes qui occupent les espaces compris entre les rainures plus profondes, et Les rainures plus profondes étant plus proches Les unes des autres dans les parties des zones affaiblies proches du centre de la paroi frontale et étant plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de la paroi frontale. Par ailleurs, la présente invention peut être appliquée à des couvercles de sac gonflable de sécurité qui consistent en une couche interne en une matière polymère dure et en une couche super- ficielle en une matière polymère molle, ces couvercles comportant des zones affaiblies selon L'une des formes de réalisation décrites ci-dessus. En outre, les zones affaiblies de ces couvercles à deux couches peuvent comprendre des rainures continues sur la surface interne de la couche interne et des rainures plus profondes ou fentes séparées les unes des autres et qui s'étendent sur l'épais- seur de la couche interne depuis le fond des rainures continues, ces fentes étant plus proches les unes des autres dans les parties des zones affaiblies Droches du centre de la paroi frontale et plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de la paroi frontale. En rendant les zones affaiblies plus faibles dans les parties proches du centre de La paroi frontale, on permet à la rupture d'être toujours amorcée dans la partie centrale plus faible de la paroi frontale et de se propager depuis cette partie cen- traie. En conséquence, le sac gonflable se gonfle toujours de façon appropriée pour revêtir la forme optimale. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit de modes de réalisation donnés à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus de la surface interne d'un couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automo- bile présentant des zones affaiblies selon un premier mode de réa- lisation; - la figure 2 est une vue en coupe transversale du cou- vercle de la figure 1 suivant la ligne II-II de la figure 1; - les figures 3, 4, 5A et 5B sont des vues en coupe transversale partielle suivant les lignes III-III de la figure 2 et IV-IV et V-V de la figure 1, respectivement; - - la figure 6 est une demi-vue en coupe transversale d'un second mode de réalisation; - la figure 7 est une vue en coupe transversale partielle suivant la ligne VII-VII de la figure 6; - la figure 8 est une demi-vue en coupe transversale d'un troisième mode de réalisation; - les figures 9 et 10 sont des vues en coupe transversale partielle du mode de réalisation de la figure 8 suivant les lignes IX-IX et X-X de la figure 8, et - les figures 11 et 12 sont des vues en coupe transver- sale partielle d'une forme modifiée des zones affaiblies du mode de réalisation des figures 8 à 10. Le couvercle 1 du premier mode de réalisation (figures 1 à 5) est sensiblement rectangulaire en vue de dessus et comporte des zones affaibLies dans sa paroi frontale oui forment une ligne de rupture 2 centrale longitudinale et des Lignes de rupture 3 et 4 terminales transversales qui coupent la ligne de rupture centrale 2 à angle droit. Chaque ligne de rupture 2, 3 et 4 est constituée par des rainures moins profondes 5 et des rainures plus profondes 6 reliées les unes aux autres et situées dans la surface interne de la paroi frontale. Les rainures moins profondes 5 (figures 4 et 5B) sont en forme de V, tandis que les rainures plus profondes 6 (figures 5A et 5B) ont des fonds 6b en forme de V et des parois latérales 6a parallèles. Les rainures 5 et 6 présentent la même largeur A. Les rainures plus profondes sont hexagonales en vue de dessus (figure 1) et sont de forme et de taille uniformes. Les sommets des fonds en forme de V des rainures 5 et 6 sont situés sur l'axe central des lignes de rupture 2, 3 et 4. Dans la partie centrale de la ligne de rupture longitudi- nale 2, les rainures plus profondes 6 sont plus proches les unes des autres, les rainures moins profondes 5 étant relativement courtes dans le sens de la longueur. La distance qui sépare les rainures plus profondes 6 augmente à partir du centre, les rainures moins profondes 5 étant progressivement plus longues au fur et à mesure qu'elles s'éloignent du centre. Les longueurs a, b et c des rainures moins profondes 5 (voir la figure 1) sont égales; La Lon- gueur d est égale à la longueur e, et d et e sont plus grandes que a, b et c. La longueur f est plus grande que d et c. Du fait que les lignes de rupture transversales 3 et 4 sont proches des extré- mités de la paroi frontale, les forces exercées sur ces lignes par le sac qui se gonfle sont relativement faibles. En conséquence, les rainures moins profondes 5 des lignes 3 et 4 peuvent être générale- mert plus courtes que celles de la Ligne Longitudinale 2, mais on peut également les rendre progressivement plus longues au fur et à mesure qu'elles s'éloignent de la ligne centrale longitudinale de la paroi frontale (c'est-à-dire de la ligne de rupture longitudi- nale 2). De préférence, Le couvercle 1 est constitué par une matière polymère thermoplastique qui a un module élastique de flexion supérieur à 98,07 Mpa (1 000 kg/cm2), tel que déterminé selon la norme industrielle japonaise (JIS) K-7203. Les matières appropriées com- prennent les matières polymères d'oléfine, de polyuréthanne, de styrène, de polyester, de chlorure de vinyle et les élastomères thermoplastiques à base de polymère, les polymères mous à base de polyoléfine et les uréthannes à réaction et moulage par injection (RIM) renforcés par des mailles. Les dimensions suivantes pour le mode de réalisation de la figure 1 sont données uniquement à titre d'exemple et ne limitent pas l'invention: a, b, et c = 3 mm d et e = 5 mm f = 7 mm A = 2-5 mm B = 3-5 mm D moins E = 0,51 mm D moins F = 1-2 mm Si les rainures plus profondes sont plus petites que les gammes de taille données ci-dessus, le moule destiné à la fabrication du cou- vercle aura une durabilité réduite. Si elles sont plus grandes, le couvercle peut se rompre si un objet tranchant tel qu'un ongle est appuyé contre la surface externe au niveau d'une rainure plus pro- fonde 6. Du fait que les rainures plus profondes sont plus proches les unes des autres au centre de la paroi frontale du couvercle, la ligne de rupture 2 est plus faible au centre, et la rupture du couvercle est amorcée au centre lorsque le sac se gonfle. Lorsque la rupture est amorcée, elle se propage depuis le centre en direc- tion des deux extrémités de la ligne de rupture 2. Les ruptures se propagent alors depuis tes centres des lignes de rupture transver- sales 3 et 4 dans les deux directions vers les deux bords de plus grande taille de la paroi frontale. La forme en V des fonds des rainures 5 et 6 permet d'obtenir des lignes de résistance minimale au niveau de la pointe du V de sorte que les ruptures se propagent suivant ces lignes. La forme hexagonale des rainures plus profondes 6 permet d'augmenter les contraintes à chaque extrémité dans le sens de la longueur ce qui favorise la propagation de la rupture le long de chaque ligne de rupture. Outre le fait que l'on modifie la résistance des lignes de rupture en modifiant la distance entre les rainures plus pro- fondes 6, on peut modifier la résistance en rendant plus profondes les rainures plus profondes 6 dans les parties de la paroi frontale proches du centre et moins profondes dans les parties éloignées du centre. Dans Le mode de réalisation des figures 6 et 7, la ligne de rupture est une rainure continue 5 ayant un fond en forme de V dans la surface interne du couvercle 1A. La rainure 5 est plus pro- fonde à proximité du centre de La paroi frontale et moins profonde dans les parties éloignées du centre. Par exemple, le couvercle peut présenter les dimensions d'épaisseur de paroi suivantes au niveau du fond de la rainure: h = 0,5-1,0 mm; i et D = 1,0-1,5 mn. Les dimensions i et j peuvent être identiques, mais il est préférable que la dimension i soit plus petite que la dimen- sion j. Dans ce mode de réalisation, la rupture est amorcée dans la région de la partie la plus profonde de la rainure et se propage depuis le centre de la paroi frontale suivant le fond en forme de V de la rainure. Dans le troisième mode de réalisation (figures 8 à 10), le couvercle lB présente une couche interne 7 en une matière poly- mère relativement dure et une couche superficielle 8 en une matière polymère relativement molle. Les lignes de rupture 9 sont formées dans la couche interne et consistent en une rainure continue (figure 9) dans la surface interne et en des perforations espacées ou fentes 10 qui s'étendent sur toute l'épaisseur de la couche interne 7 (figure 10) et qui sont de même étendue que des parties de la rainure continue. Les espaces k situés entre les fentes 10 sont plus courts dans les parties de la ligne de rupture proches du centre de la paroi frontale et plus longs dans les parties éloignées du centre et proches du bord du couvercle. Le couvercle des figures 8 à 10 est d'épaisseur uniforme. Le mode de réalisation d'un couvercle 1C montré dans les figures 11 et 12 est semblable à celui des figures 8 à 10 en ce qu'il comprend une couche interne 7 en une matière polymère relati- vement dure et une couche superficielle 8 en une matière polymère relativement molle. Cependant, le long de la zone affaibilie 9, l'épaisseur de la couche superficielle 8 est réduite de sorte qu'elle est inférieure à l'épaisseur I du reste de la couche super- ficielle. De même, l'épaisseur t de la couche interne le long de la zone affaiblie est inférieure à l'épaisseur s de la partie restante de La couche interne. Comme dans le mode de réalisation des figures 8 à 10, la zone affaiblie 9 consiste en une rainure continue et en des fentes séparées les unes des autres dans la couche interne 7, les fentes étant plus proches les unes des autres dans les parties du couvercle proches du centre qu'elles ne le sont dans les parties éLoignées du centre. (La figure 11 est une coupe transversale sui- vant la zone affaiblie 9 dans laquelle il n'y a pas de fente; la figure 12 est une coupe au niveau d'une fente qui est indiquée par le signe de référence 10). On peut fabriquer les couvercles lB (figures 8 à 10) et 1C (figures 11 et 12) à l'aide d'une machine à injection pour moulage bicolore. On a moulé un couvercle 1C selon les figures 11 et 12 dans une machine à injection pour moulage bicolore. On a moulé la couche interne 7 et la couche superficielle 8 en un élastomère thermoplastique à base d'oléfine. La couche superficielle 8 avait une dureté JIS A de 50-60 (JIS-K 6301). La couche interne avait un module élastique de flexion de 196,14-441,31 MPa) (2 000-4 500 kg/cm2) (JIS-K 7203). Les dimensions étaient les suivantes: m = 1,5 mm; t = 0,7 mm; I = 2-3 mm et s = 1,5-3,0 mm. La largeur de la rainure 9 était de 3 mm. Les fentes avaient une largeur de 3 mm et une longueur de 7 mm. A proximité du centre de la paroi frontale les fentes étaient distantes de 3 mm; à une plus grande distance du centre, les fentes étaient distantes de 5 mm et au niveau du bord de la paroi frontale, la distance entre les fentes était de 10 mm. On a installé le couvercle de l'exemple ci-dessus sur le volant d'un véhicule automobile et on l'a testé aux températures de -20 C et +80OC. On a gonflé le sac de sécurité 1 min après que le couvercle ait atteint l'une de ces températures et on a observé la rupture du couvercle et le gonflement du sac. On a constaté que la rupture du couvercle commençait au centre de la paroi frontale, même à une température de -20 C. Les fragments du couvercle ne se sont pas détachés de la plaque de support et le sac s'est gonflé de façon favorable. Des essais semblables effectués sur un couvercle conventionnel de sac gonflable ont entraîné une rupture au niveau de la circonférence et un faible déveLoppement du sac à une tempé- rature de -20 C. REVENDICATIONS 1. CouvercLe (1) de sac gonflable de sécurité pour véhi- cule automobile, qui présente une paroi frontale destinée à être placée sur le sac gonflable plié, généralement devant l'occupant du véhicule, la paroi frontale comprenant des zones affaiblies prédé- terminées qui définissent des lignes de rupture (2, 3, 4) le long desquelles la paroi frontale se rompt sous l'influence des forces qui lui sont appliquées par le sac gonflable lorsqu'il se gonfle partiellement pour permettre au sac gonflable d'émerger du cou- vercle et de se gonfler totalement, caractérisé en ce que la résis- tance des zones affaiblies varie, les zones affaiblies présentant une moindre résistance dans les régions proches du centre de la paroi frontale et une plus grande résistance dans les régions éloignées du centre de la paroi frontale. 2. Couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones affaiblies sont des rangées de rainures (6, 10) espacées sur la surface interne de la paroi frontale, les rainures étant plus proches les unes des autres dans les parties des zones affaiblies proches du centre de la paroi frontale et plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de la paroi frontale. 3. Couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones affaiblies sont des rainures continues (5) dans la surface interne de la paroi frontale, ces rainures étant plus profondes dans les parties de la paroi frontale proches du centre et moins profondes dans les parties de la paroi frontale éloignées du centre. 4. Couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automobite selon la revendication 1, caractérisé en ce que les zones affaiblies sont des rangées de rainures reliées les unes aux autres dans la surface interne de la paroi frontale, ces rainures comprenant des rainures plus profondes (6, 9) séparées les unes des autres et des rainures moins profondes (5, 10) qui occupent les espaces compris entre les rainures plus profondes, les rainures plus profondes étant plus proches les unes des autres dans les parties des zones affaiblies proches du centre de la paroi frontale et étant plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de la paroi frontale. 5. Couvercle de sac gonflable de sécurité pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi frontale consiste en une couche interne (7) en une matière polymère dure et en une couche superficielle (8) en une matière polymère molle, et en ce que les zones affaiblies comprennent des rainures continues (9) sur la surface interne de la couche interne et des fentes (10) séparées les unes des autres qui s'étendent sur l'épaisseur de la couche interne depuis le fond des rainures con- tinues, lesdites fentes étant plus proches Les unes des autres dans les parties des zones affaiblies proches du centre de la paroi frontale et plus éloignées les unes des autres dans les parties des zones affaiblies éloignées du centre de la paroi frontale.