Brevet FR2667831A1 — publié le 19920417

DISPOSITIF A ENVELOPPE GONFLABLE POUR LA SECURITE D'UN PASSAGER R DE VEHICULE La présente invention est relative à un dispositif comportant une enveloppe gonflable prévue pour la sécurité d'un passager d'un véhicule, c'est-à-dire dont l'enveloppe gonflable peut rapidement être déployée lors d'un accident pour former un écran protecteur entre le passager et les glaces lui évitant ainsi un certain nombre de blessures. On connaît les ceintures de sécurité maintenant obligatoires dans les automobiles comprenant une première ceinture horizontale au niveau du ventre et une seconde ceinture oblique au niveau du torse afin de retenir le passager lors d'un choc frontal. La protection apportée par ces ceintures reste néanmoins faible dans la mesure où elles s'avèrent inefficaces pour les débris projetés et pour des chocs par le côté ou vers le haut comme, par exemple, lorsque le véhicule vient à se retourner. De plus, ces ceintures peuvent elles-mêmes provoquer des fractures de côtes. On s'est alors orienté vers des solutions plus globales par l'emploi d'enveloppes gonflables sortant à l'horizontale du volant ou du tableau de bord, et formant ainsi un coussin d'air devant le passager. De tels dispositifs, déjà présents dans les véhicules de haute gamme, restent encore imparfaits lors de chocs latéraux et verticaux. Les documents US 3 774 936 et US 4 536 008 divulguent des enveloppes gonflables descendant du plafond du véhicule et bloquant le buste ainsi que les cuisses du passager, assurant ainsi une protection aussi bien vers l'avant que vers le haut. La protection latérale reste cependant encore insuffisante. Le document US 2 834 606 décrit un dispositif comprenant une pluralité d'enveloppes gonflables venant de toute part : aussi bien du tableau de bord que du plafond et des portes. Certainement intéressante, cette solution présente toutefois des inconvénients dûs à sa complexité qui augmente d'autant le coût global du dispositif ainsi que les risques de mauvais fonctionnement ou de fonctionnement intempestif. Le but de la présente invention est un dispositif å enveloppe gonflable assurant une protection efficace du passager dans toutes les directions, et ce tout en conservant une conception assez simple. Si possible, le dispositif de sécurité selon l'invention doit préserver une certaine visibilité au moins pour le conducteur. Enfin, le dispositif doit pouvoir se déployer quelles que soient la position et l'inclinaison du siège, notamment des sièges avants, au dernier moment. Ces buts sont atteints grâce à un dispositif à enveloppe gonflable pour la sécurité d'un passager de véhicule comprenant, de manière classique, une enveloppe gonflable rangée dans un conteneur et déployée lors d'une décélération élevée détectée par des capteurs de décélération ou des jauges de déformation disposées dans ou sur le pourtour des véhicules, ainsi que des moyens de gonflage tel qu'un réservoir d'air sous pression obturé par une valve s'ouvrant automatiquement pour le gonflage de l'enveloppe lors de son déploiement. Plus particulièrement toutefois, le conteneur se présente sous la forme d'un tore situé au-dessus de la tête du passager de telle sorte que son axe tranversal médian soit sensiblement dans l'axe de la colonne vertébrale du passager.De ce conteneur se déploie une enveloppe ayant la forme d'un cylindre enveloppant au moins la tête et le torse du passager avec la partie supérieure du dossier du siège. Ainsi disposé, le conteneur renfermant l'enveloppe gonflable se retrouve proche du plafond et ne dérange nullement le passager dans ses mouvements. Par contre, une fois l'enveloppe déployée et gonflée, le passager se retrouve enfermé avec la partie supérieure de son siège dans un "coussin d'air comprimé" le protégeant aussi bien des chocs frontaux que latéraux ou des poussées vers le plafond. La forme toroidale du conteneur permet de ménager une ouverture vers le haut assurant la circulation d'air nécessaire pour la respiration du passager une fois emprisonné. L'enveloppe se dégonfle automatiquement après un laps de temps supérieur à la durée moyenne d'un accident permettant au passager de s'en dégager. Avantageusement, le conteneur est évasé vers le bas facilitant le déploiement de l'enveloppe sous la seule poussée de l'air de gonflage. Selon un mode de réalisation avantageux, le bord inférieur de l'enveloppe gonflable est renforcé par un cerceau en un matériau rigide mais non dur. Dans une première fonction, ce cerceau constitue un guide pour le bord inférieur de l'enveloppe gonflable lors de son déploiement. Dans une deuxième fonction, ce cerceau constitue une ceinture de sécurité horizontale entourant simultanément le dossier du siège et l'abdomen du passager. Lorsque le dispositif comprend un cerceau, celui-ci est avantageusement engagé dans le bord inférieur du conteneur de manière non définitive par une liaison en tenon-et-mortaise, le conteneur comprenant alors des moyens d'éjection vers le bas du cerceau lors d'une décélération élevée. Ces moyens d'éjection peuvent être constitués d'une pluralité de charges explosives réparties sur le pourtour du bord inférieur du conteneur, agissant directement sur le cerceau et déclenchés par les capteurs de décélération ou jauges de déformation. Ces moyens d'éjection peuvent également être constitués d'une pluralité de marteaux pneumatiques répartis sur le pourtour du bord inférieur du conteneur, agissant directement sur le cerceau et actionnés par l'air sous pression venant du réservoir. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi cylindrique externe de l'enveloppe est renforcée par un textile en fibres ignifugée et/ou de haute résistance à la traction et la paroi interne de l'enveloppe est souple pour venir mouler le corps. Avantageusement alors, la paroi interne peut être réalisée de telle sorte que l'enveloppe une fois gonflée présente une réduction d'épaisseur au niveau du visage, les parois externes et internes présentant une fenêtre transparente ou une ouverture en correspondance au niveau des yeux du passager. Ainsi renforcée, la paroi externe de l'enveloppe peut résister pour un temps suffisant contre les objets perforants ou flammes amenés à venir en contact. Pour des sièges dont la position dans le véhicule et l'inclinaison du dossier sont réglables, tel que la majorité des sièges avants, il s'est avéré utile que le conteneur soit tenu à l'extrémité supérieure d'un ou plusieurs montants fixés au dossier du siège parallèlement à son axe vertical. Ainsi, l'axe transversal médian du conteneur reste en permanence dans l'axe de la colonne vertébrale du passager quel que soit le réglage du moment. Utilement encore le dispositif peut comprendre des moyens électroniques n'autorisant le déploiement de l'enveloppe gonflable que si la présence d'un passager sur le siège est détectée par un interrupteur disposé dans le siège. Ces moyens électroniques évitent le déploiement inutile de l'enveloppe gonflable au-dessus des sièges vides. L'invention sera mieux comprise à l'étude d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple nullement limitatif et décrit par les figures suivantes - la figure 1 est une vue en perspective partiellement éclatée d'un siège réglable muni du dispositif à l'état fermé, - la figure 2 est une vue en perspective de côté du même siège que la figure 1 mais avec l'enveloppe gonflable du dispositif déployée, - la figure 3 est une vue en coupe du conteneur avec l'enveloppe pliée selon le plan III-III de la figure 1, - la figure 4 est une représentation schématique de la disposition de plusieurs dispositifs au sein d'un véhicule, - la figure 5 est une vue de face illustrant une forme préférée d'un appui-tête en relation avec le dispositif, et - la figure 6 est une vue en perspective d'une enveloppe gonflable protégeant un passager. En référence aux figures 1 et 2, le dossier d'un siège 10 est complété par un montant 26 parallèle à son axe vertical. Ce montant 26 tient en son extrémité supérieure un conteneur 22 ayant sensiblement la forme d'un tore, c'est-à-dire une forme annulaire avec un pourtour soit circulaire soit parallélépipédique aux angles arrondis. Dans ce conteneur est normalement rangée une enveloppe gonflable 20 se déployant à la verticale vers le bas en une forme cylindrique englobant la partie supérieure du dossier du siège 10 et le passager présent. Le bord inférieur de l'enveloppe gonflable 20 est relié à une bande semi-rigide 25 constituant la face inférieure de fermeture du conteneur 22, cette bande étant elle-même reliée à un cerceau semi-rigide 24.Lorsque l'enveloppe est logée à l'intérieur du conteneur, ce cerceau 24 est situé sur la périphérie inférieure du conteneur 22. Comme on peut mieux l'observer sur la figure 2, l'enveloppe gonflable 20 comprend une première face externe cylindrique 20' renforcée par un textile à haute résistance aux chocs et ignifugée, et une seconde face interne 20" plus souple, en caoutchouc ou latex par exemple. L'épaisseur de cette face interne 20' varie en fonction de la hauteur de telle sorte que l'enveloppe 20 présente elle-même une variation d'épaisseur en fonction de la hauteur une fois gonflée. En effet, il s'est avéré souhaitable de ménager un espace plus large au niveau du visage pour permettre la respiration du passager et l'aménagement d'une fenêtre 21 ou d'une ouverture ogivale, alors que cette enveloppe doit être la plus épaisse possible au niveau du front et à partir du cou jusqu'au bord inférieur pour maintenir fermement le corps du passager contre le dossier du siège 10. Tel qu'illustré sur la figure 1, l'enveloppe 20 est gonflée grâce à une bouteille d'air comprimé 30 fermée par une valve électrique 31 et branchée au moyen d'un tube d'alimentation 28 contenu dans le montant vertical 26. Il s'est avéré souhaitable de disposer la bouteille d'air comprimé 30 dans le dossier du siège 10 afin de diminuer autant que possible la longueur du tube d'alimentation 28 pour favoriser un débit d'air comprimé important. Compte-tenu du volume d'air comprimé nécessaire pour assurer un gonflage complet de l'enveloppe 20, il convient de prévoir soit une bouteille 30 de petite dimension mais pouvant supporter une très haute pression, soit un réservoir 30 de plus grande dimension, faisant par exemple la moitié du volume interne du dossier du siège 10, mais pressurisé à une valeur inférieure. La valve 31 est prévue pour être déclenchée directement par les détecteurs de décélération ou jauges de déformation disposées sur le pourtour du véhicule. On connaît des valves contenant des explosifs pour réaliser une ouverture complète immédiate. Sous le siège peut être disposé un interrupteur 32 permettant la détection de la présence ou de l'absence d'un passager sur ce siège. En référence à la figure 3, le conteneur 22 présente, vu en coupe transversale, une forme évasée orientée vers le bas afin de faciliter une sortie rapide de l'enveloppe 20 initialement pliée à l'intérieur. Ce conteneur 22 est fermé en sa face inférieure par la bande 25 semi-rigide tenue d'un côté par un taquet de retenue 27 et de l'autre côté par le cerceau 24 lui-même engagé par une liaison tenon-et-mortaise dans l'épaisseur de la paroi externe du conteneur. L' extrémité supérieure de la face externe 20' de l'enveloppe 20 est reliée au pourtour supérieur externe du conteneur 22, alors que l'extrémité supérieure correspondante de la face interne 20' est elle reliée sur le pourtour supérieur interne du conteneur. De ce fait, l'air sous pression arrivant par la face supérieure du conteneur 22 exerce une poussée suffisante pour sortir l'enveloppe pliée hors du conteneur puis la déployer en progressant au fur et à mesure des méandres. Afin d'accélérer le déploiement de l'enveloppe 20, on peut prévoir des moyens 28 situés au-dessus de la liaison tenon-et mortaise du cerceau 24 pour éjecter celui-ci très rapidement vers le bas, ce cerceau 24 tirant avec lui l'enveloppe 20 hors du conteneur 22 avant gonflage. Ces moyens 28 peuvent être constitués d'une pluralité de petites charges d'explosifs régulièrement réparties sur le pourtour du conteneur 22. Ces moyens 28 peuvent également être une pluralité de pistons à l'intérieur de chambres cylindriques poussés vers le bas par l'air comprimé, chaque piston portant de manière sous-jacente une tige verticale de section légèrement inférieure autrement appelée marteau, frappant de haut en bas le cerceau 24 pour l'éjecter. La figure 4 illustre la disposition des différents éléments du dispositif de sécurité à l'intérieur d'un véhicule automobile. Pour les sièges avants réglables, on constate que l'installation du conteneur 22 au moyen de montants verticaux 26 solidaires du dossier du siège 10 fait que l'axe médian transversal du conteneur 22 reste en permanence dans l'axe de la colonne vertébrale du passager, même si le siège est avancé ou reculé ou si le dossier est plus ou moins incliné. Le montant est de préférence monté sur le coté du dossier proche de la carrosserie, et non au centre de l'habitacle, pour favoriser la visibilité des passagers arrières. Pour les sièges arrières 11 généralement fixes, il convient de prévoir un espace 27 entre le dossier et le coffre arrière pour permettre le passage du cerceau 24 et de l'enveloppe 20 autour du siège. Alors, le conteneur 22' est de préférence encastré dans le plafond pour respecter une bonne visibilité au travers de la lunette arrière. Pour les personnes de petite taille ou les enfants, il convient de prévoir un coussin additionnel sur leur siège afin de maintenir leur visage à une hauteur standard. Pour des considérations esthétiques, la couleur du conteneur 22 correspond de préférence à celle du plafond. Sur la figure 5 est illustrée une forme préférée de l'appui-tête 12 en relation avec le dispositif selon l'invention. Cet appui-tête 12 a une forme légèrement conique orientée vers le haut pour ne pas gêner la descente du cerceau. De plus, il est préférable que cet appui-tête 12 soit régulièrement ajouré pour améliorer la visibilité vers l'avant pour les passagers arrières. Tel qu'illustré sur la figure 6, on comprend que dès qu'une décélération importante est détectée par un accéléromètre interne au véhicule, ou qu'une partie de la carrosserie commence à être déformée tel que lu par une jauge de déformation, l'enveloppe 20 est éjectée vers le bas et simultanément gonflée. Le cerceau 24 constitue une première sécurité sous la forme d'une ceinture au niveau de l'abdomen. Mais surtout, la paroi interne de l'enveloppe 20 plaque le passager contre son dossier qui se retrouve au milieu d'un coussin d'air comprimé dont l'enveloppe externe renforcée le protège des chocs et des flammes autant frontaux, latéraux, que de haut en bas. Après un laps de temps prédéterminé, de l'ordre de 5 à 15 secondes, l'enveloppe 22 se dégonfle automatiquement afin de rendre au passager la liberté de ses mouvements. Bien que décrit dans le cadre des véhicules automobiles, il est bien entendu parfaitement envisageable d'adapter avec peu de modifications ce dispositif à enveloppe gonflable pour des sièges d'autobus, d'avion ou de bateau. De nombreuses améliorations peuvent être apportées à ce dispositif dans le cadre de cette invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à enveloppe gonflable pour la sécurité d'un passager de véhicule, comprenant une enveloppe gonflable (20) rangée dans un conteneur (22) et déployée lors d'une décélération élevée détectée par des capteurs de décélération ou des jauges de déformations disposées dans ou sur le pourtour du véhicule, ainsi que des moyens de gonflage tel qu'un réservoir d'air sous pression (30) obturé par une valve (31) s'ouvrant automatiquement pour le gonflage de l'enveloppe lors de son déploiement, caractérisé en ce que le conteneur (22) se présente sous la forme d'un tore situé audessus de la tête du passager de telle sorte que son axe transversal médian soit sensiblement dans l'axe de la colonne vertébrale du passager, et en ce que l'enveloppe (20) se déploit sous la forme d'un cylindre enveloppant au moins la tête et le torse du passager avec la partie supérieure du dossier du siège. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur (22) est évasé vers le bas facilitant le déploiement de l'enveloppe sous la seule poussée de l'air de gonflage. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord inférieur de l'enveloppe gonflable (20) est renforcé par un cerceau (24). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cerceau (24) est engagé dans le bord inférieur du conteneur (22) de manière non définitive par une liaison en tenon-et-mortaise, et en ce que le conteneur (22) comprend des moyens d'éjection (28) vers le bas du cerceau (24) lors d'une décélération élevée. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'éjection (28) sont essentiellement constitués d'une pluralité de charges explosives réparties sur le pourtour du bord inférieur du conteneur (22), agissant directement sur le cerceau (24) et déclenchées par les capteurs de décélération ou jauges de déformation. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'éjection (28) sont essentiellement constitués d'une pluralité de marteaux pneumatiques répartis sur le pourtour du bord inférieur du conteneur (22), agissant directement sur le cerceau (24) et actionnés par l'air sous pression venant du réservoir. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi cylindrique externe (20') de l'enveloppe (20) est renforcée par un textile en fibre de haute résistance à la traction et/ou ignifugé, et en ce que la paroi interne (20") de l'enveloppe (20) est souple pour venir mouler le corps. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi interne (20'') est réalisée de telle sorte que l'enveloppe (20) une fois gonflée présente une réduction d'épaisseur au niveau du visage, et en ce que les parois externes et internes présente une fenêtre transparente (21) en correspondance au niveau des yeux du passager. 9. Dispositif selon la revendication 1 pour un siège (10) réglable en inclinaison, caractérisé en ce que le conteneur (22) est tenu à l'extrémité supérieure d'un ou plusieurs montants (26) fixés au dossier du siège (10) parallèlement à son axe vertical. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens électroniques n'autorisant le déploiement de l'enveloppe gonflable (20) que si la présence d'un passager sur le siège est détecté par un interrupteur (32) disposé dans le siège.