Brevet FR2655153A1 — publié le 19910531

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour fermer hermétiquement un détecteur, lequel est utilisé pour actionner un coussin pneumatique dans une automobile. On a déjà décrit dans la technique antérieure de nombreux détecteurs pour actionner des coussins pneumatiques Toute- fois, même lorsque ces détecteurs étaient fermés hermétique- ment en utilisant des joints étanches en résine époxy ou sous forme de joints toriques, il était impossible d'empêcher la pénétration d'humidité dans les détecteurs Par ailleurs, une fermeture non hermétique permettrait à un gaz de pénétrer dans le détecteur et d'en sortir Si elle contient un sel ou d'autres ions, de l'eau pénétrant dans un détecteur affectera la résistance de toute résistance diagnostique contenue dans le détecteur, d'o il peut résulter une indica- tion de mauvais fonctionnement D'autre part, si l'eau ne contient pas suffisamment d'ions pour court-circuiter la résistance, ou si on ignore l'indication de mauvais fonctionnement, de l'eau peut pénétrer à l'intérieur du détecteur o elle provoquera un mauvais fonctionnement de celui-ci. Un autre problème possible peut être la pénétration d'eau dans le détecteur par un connecteur fuyant dans le système ou par les fils toronnés qui pénètrent dans le détecteur si l'isolant de l'un de ces fils est coupé Dans ce cas, bien entendu, le joint époxy serait contourné. Une conséquence moins évidente d'une fermeture non hermétique du détecteur est que des gaz pénétrant dans celui-ci peuvent avoir un effet très important sur les caractéristiques de réponse du détecteur Même la pression de l'air ambiant peut avoir un effet significatif sur ces caractéristiques de réponse Si un véhicule est utilisé pendant de longues périodes à des altitudes élevées, le détecteur peut devenir notablement plus sensible à des impulsions de courte durée et, de ce fait, risquera davantage de provoquer un déploie- ment du coussin pneumatique dans une collision o ce déploie- ment n'est pas souhaité. Le procédé et l'appareil de la présente invention visent à procurer un détecteur hermétiquement clos pour actionner un coussin pneumatique dans le cas de collision d'automobiles. Selon un premier aspect de l'invention, il est procuré un détecteur disposé dans une automobile pour déclencher le gonflage d'un coussin pneumatique comprenant un boîtier hermétiquement clos, une masse mobile montée à l'intérieur de ce boîtier, un fluide disposé dans le boîtier pour régler le mouvement de la masse,et deux contacts électriques coopé- rant avec la masse mobile pour indiquer une collision. En outre, une résistance diagnostique est montée à l'inté- rieur du boîtier et donne une indication d'un mauvais fonc- tionnement du détecteur lorsque sa valeur de résistance change. Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé une méthode pour réaliser un détecteur consistant àprocurer un boîtier, à monter un détecteur amorti par gaz à l'intérieur du boîtier, à introduire un gaz dans le boîtier et à fermer celui-ci de façon étanche. Ainsi, de façon générale, l'appareil comporte un boîtier cylindrique pouvant être hermétiquement fermé autour des autres composantspar exemple par brasage, une résistance diagnostique pour indiquer si le détecteur est en condition de fonctionner, une bille mobile contenue à l'intérieur du cylindre et un joint d'étanchéité en caoutchouc, deux contacts normalement espacés l'un de l'autre et contenus à l'intérieur d'un aimant, lui-même contenu à l'intérieur d'un boîtier cylindrique se logeant étroitement à l'intérieur du boîtier cylindrique extérieur mentionné ci- dessus, et deux broches de borne raccordées à l'extérieur au boltier cylindrique extérieur En fonctionnement, une différence de pression s'exerçant sur la bille la fait heurter l'un des contacts, ce qui force celui-ci à venir heurter à son tour l'autre contact et à établir une liaison électrique aux broches de borne, ce qui actionne le coussin pneumatique de l'automobile. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective isométrique d'un détecteur selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective explosée des compo- sants du détecteur de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe latérale partielle du détecteur de la figure 1; les figures 4 à 7 sont des graphiques montrant les caracté- ristiques de réponse d'un détecteur de collision taré à 14 km/h pour diverses pressions internes; les figures 8 et 9 sont des graphiques montrant les carac- téristiques de réponse d'un détecteur de collision taré à 17 mph ( 27 km/h), pour diverses pressions internes; et les figures 10 à 14 sont des graphiques montrant les caractéristiques de réponse d'un détecteur de collision taré à 14 km/h pour diverses pressions internes lorsque le détecteur est rempli d'hélium. Les figures 1 à 3 montrent un détecteur hermétiquement clos 1, comprenant un boîtier cylindrique 2 à l'intérieur duquel est logé un porterésistance cylindrique 3 Une résistance diagnostique 4 est montée à l'intérieur du porte- résistance 3 et donne une indication d'alerte lorsque sa résistance change Une rondelle courbe 5 est disposée adja- cente à la résistance 4. Un cylindre 7 avec un joint d'étanchéité extérieur en caoutchouc 8 se loge à l'intérieur de projections axiales 9 et 10 du porte-résistance 3 Une bille 6 est disposée à l'intérieur du cylindre 7 La bille 6 et le cylindre 7 sont dimensionnés de telle sorte que l'espace entre eux est très faible et crée un effet d'amortisseur à fluide. Le porte-résistance cylindrique 3 est relié à un carter cylindrique conjugué 11 Un aimant 10 a une ouverture cen- trale 12 qui se loge étroitement autour d'une projection axiale 13 du boîtier cylindrique 11 Egalement montés à l'intérieur du boîtier cylindrique 11 sont des contacts 14 et 15 qui sont normalement espacés l'un de l'autre dans les circonstances normales de non-collision Une tête cylin- drique 16, adjacente à l'aimant 10, a des ouvertures 17 et 18 pour tenir des broches de borne 19 et 20 Les broches 19 et 20 sont en contact électrique avec les contacts 14 et 15 et sont fixées sur la tête 16 par un joint hermétique comprimé 21, par exemple en verre Les composants sont assemblés comme on le voit sur la figure 2 et la tête 16 est fixée au boîtier 2 par brasage ou tout autre moyen similaire pour former une enceinte hermétiquement close. Le détecteur fonctionne comme suit Lorsqu'a lieu une colli- sion d'automobile, la bille 6 se déplace par inertie en direction des contacts Le mouvement de la bille est limité par le gaz contenu à l'intérieur du détecteur Lorsque la bille 6 vient heurter le contact 14, celui-ci heurte à son tour le contact 15 La fermeture de ce circuit envoie un signal électrique aux broches de borne de sortie 19 et 20 Si le signal électrique a une durée suffisante, le gonflage du coussin pneumatique sera déclenché. Un avantage principal de la fermeture hermétique particulière à un détecteur amorti par air tel que celui représenté dans la réalisation préférée de la présente invention est le fait que la pression sera connue en fonction du temps et de la température Dans un détecteur amorti par air, les caractéristiques de réponse du détecteur dépendent de la pression du gaz dans le détecteur, comme l'illustrent les figures 4 à 14 Un avantage inattendu d'un détecteur hermétiquement clos est que la pression statique dans le détecteur peut être augmentée de façon à raccourcir le trajet de la bille et, de ce fait, à pouvoir disposer de petits détecteurs pour certaines applications Ainsi, pour une application telle que celle représentée sur les figures 8 et 9, dans laquelle le détecteur doit fonctionner lorsque le changement de vitesse excède 27 km/h lors d'une collision, une pression de 103 k Pa provoque le gonflage du coussin pneumatique pour une impulsion de deux millise- condes à 19 km/h, même si le détecteur était conçu pour effectuer le déclenchement seulement pour un changement de vitesse de 27 km/h pour une impulsion de 25 millisecondes. En augmentant la pression statique dans le détecteur, on peut élever la courbe de réponse pour des vitesses plus faibles, comme on le voit sur la figure 9 Un autre avantage inattendu d'un détecteur hermétiquement clos est que, lorsque la pression dans le détecteur est inconnue, comme ce serait le cas pour un détecteur non hermétiquement clos fonctionnant à des altitudes différentes, il est impossible de compenser le fonctionnement du détecteur sur des plages de températures variables En conséquence, un autre avantage de la présente invention est qu'elle permet d'optimiser la compensation des effets de la température du fait que la pression est connue. Un autre avantage important inattendu des détecteurs hermé- tiquement clos est qu'ils permettent de régler la densité du gaz à l'intérieur du détecteur pour obtenir des effets particuliers désirés Comme indiqué précédemment, les figures 4 à 7 montrent un détecteur taré à 14 km/h dans la zone d'écrasement d'un véhicule à moteur avec différentes pres- sions intérieures Le fluide utilisé dans ce détecteur est l'air Lorsque la pression dans le détecteur varie, la gauche de la courbe ( celle correspondant aux vitesses de collision les plus faibles) change de façon significative, tandis que la droite de la courbe reste sensiblement iden- tique Ceci est dû au fait que, pour des impulsions de courte durée, des effets d'inertie ou de turbulence commen- cent à avoir lieu dans l'intervalle entre la bille et le cylindre Lorsque l'écoulement entre la bille et le cylindre est réglé par la viscosité du gaz, la courbe est sensiblement une ligne droite, indiquant que le détecteur fonctionne comme un intégrateur pour l'accélération Lorsque la vitesse du gaz augmente, ou plus précisément lorsque le nombre de Reynolds décrivant l'écoulement du gaz passant au droit de la bille augmente, la résistance principale à l'écoulement du fluide provient de l'accélération du gaz Ceci est un phénomène fonction du carré de la vitesse, par opposition à l'écoulement visqueux ou laminaire dans lequel la résis- tance est proportionnelle à la vitesse Un écoulement turbu- lent non-laminaire fait que la courbe s'élève pour des impulsions de courte durée Enfin, la courbe retombe vers le bas à nouveau pour des impulsions très courtes, du fait que le gaz derrière la bille se dilate et agit comme un ressort. l'effet décrit ci-dessus peut être augmenté ou dimi- nué en modifiant la densité du gaz dans le cylindre A son tour, on peut modifier la densité en changeant le type du gaz dans le détecteur ou en changeant la pression Les figures 9 à 14 sont des graphiques représentant les caracté- ristiques de réponses d'un détecteur identique à celui des figures 1 à 4, sauf qu'on a remplacé l'air par de l'hé- lium Du fait que la densité de l'hélium est environ le 7 ème de la densité de l'air, les effets d'inertie sont beaucoup moins importants et, en fait, sont seulement margi- naux lorsque la pression ambiante est 207 k Pa et deviennent significatifs lorsque la pression est 415 k Pa Ainsi, en utilisant de l'hélium seul, ou en mélangeant de l'hélium avec de l'air, ou en utilisant d'autres gaz, on dispose d'un paramètre de conception utile pour permettre d'adapter la courbe de réponse du détecteur à des exigences particu- lières Une telle exigence souhaitable peut par exemple être d'avoir la courbe de réponse relevée pour des impulsions de courte durée afin d'assurer une immunité vis-à-vis des coups de marteau. Bien que l'on ait représenté ici une réalisation préférée, d'autres réalisations comprises dans le domaine des revendi- cations jointes apparaîtront aisément à l'homme de l'art. Revendications 1 Détecteur ( 1) disposé dans une automobile pour déclen- cher le gonflage d'un coussin pneumatique, caractérisé en ce qu'il comporte: un boîtier hermétiquement clos ( 2), une masse mobile ( 6) montée à l'intérieur de ce boîtier, un fluide disposé dans le boîtier pour régler le mouvement de la masse, et deux contacts électriques ( 14, 15) coopérant avec la masse mobile pour indiquer une collision. 2 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une résistance diagnostique ( 4) montée à l'intérieur du boîtier et fonctionnant, quand sa résistance change, pour donner une indication d'un mauvais fonctionnement du détecteur. 3 Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un cylindrique ( 7) monté à l'intérieur du boîtier ( 2) pour procurer un trajet pour la masse mobile afin qu'elle s'y déplace pendant la colli- sion. 4 Méthode pour construire un détecteur, caractérisée en ce qu'elle comporte les stades suivants procurer un bottier, monter un détecteur amorti par un gaz à l'intérieur du boîtier, introduire un gaz à l'intérieur du boîtier, et rendre le boîtier étanche. 5 Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gaz est choisi dans un groupe comprenant l'air, l'hélium ou un mélange de ces deux gaz. 6 Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce que le gaz est à une pression présélectionnée. 7 Méthode selon la revendication 6, caractérisée en ce que le gaz est à une pression de 70 à 420 k Pa.