Brevet FR2678877A1 — publié le 19930115

SYSTEME DE Rn Tu MUU DE PASSAGERS PAR SAC D'AIR La présente invention concerne un système de retenue des passagers par sac d'air, et plus particulièrement un boîtier pour les composants servant à gonfler le sac d'air de ce système. Des systèmes actifs de retenue des passagers, et plus particulièrement des systèmes de retenue à sac d'air se sont révélés très efficaces pour éviter les blessures graves et même la mort dans des véhicules à moteur impliqués dans des accidents Typiquement, ces systèmes comportent un boîtier de gonfleur contenant des agents chimiques qui peuvent être déclenchés, par exemple par une collision, pour créer un grand volume de gaz le boîtier est agencé et construit de manière que le gaz soit canalisé vers un sac qui se gonfle Ainsi, le sac sert de coussin pour le corps des passagers. Les conceptions antérieures du générateur de gaz ou gonfleur comprenaient deux coupelles métalliques maintenues ensemble sur leur pourtour pour constituer une chambre sous pression Comme les pressions atteignent typiquement 1380 k Pa ( 2000 psi) environ à l'intérieur du générateur de gaz, l'épaisseur de la paroi de ces coupelles doit être suffisante pour supporter cette pression avec un coefficient de sécurité typiquement de l'ordre de 2 Ces coupelles sont typiquement maitenues assemblées par soudage, f iletage ou par flexion mécanique d'une coupelle autour de l'autre. Dans le but de réduire l'épaisseur totale des coupelles, on a recherché des moyens de fixation mécanique des deux moitiés de coupelle sur un certain diamètre intérieur Dans une configuration de la technique antérieure, en plus de la fixation périphérique, un cercle intérieur de rivets formant boulon a été utilisé pour obtenir cette fixation supplémentaire ainsi qu'un élément fileté distinct en deux pièces qui servait & la fois à maintenir la charge électrique et à assurer une fixation mécanique entre la moitié supérieure et la moitié inférieure La périphérie extérieure de ce type de gonfleur était soudée. Une autre configuration utilisait une technique de soudage en bout dans laquelle les deux moitiés de coupelle étaient soudées par frottement entre elles à la fois sur leur diamètre périphérique et sur un diamètre intérieur. Cependant, d'autres configurations utilisaient différents éléments d'interconnexion en forme de coupelles qui étaient soudés par laser ou par faisceaux d'électrons entre elles afin d'obtenir les multiples fixations souhaitées de la chambre sous pression du générateur de gaz Certains boîtiers de gonfleur de la technique antérieure sont présentés dans les brevets US nc 4 711 466 et 4 561 675. Cependant, on s'est aperçu que l'assemblage des bottiers de gonfleur par soudage n'était pas souhaitable car il augmentait à la fois le prix de revient et le poids En outre, dans certains cas, il peut être avantageux de pouvoir démonter un bottier déjà assemblé, par exemple pour des questions de contrôle qualité ou pour remplacer des produits chimiques défectueux ou périmés Cependant, un bottier soudé est difficilement démontable. Etant donné les inconvénients de la technique antérieure, un objectif de l'invention consiste à proposer un bottier de gonfleur qui peut être assemblé pour un prix modique. Un autre objectif consiste à proposer un bottier de gonfleur qui soit assemblé sans augmentation de poids. Un autre objectif consiste à proposer un bottier de gonfleur qui soit facile à démonter en cas de nécessité. D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront d'après la description suivante Un bottier de gonfleur est construit selon l'invention à partir de deux éléments en forme de coupelles qui coopèrent pour former des chambres destinées à contenir l'amorce, et les produits chimiques qui peuvent être activés pour générer un gaz. Chacune des coupelles est formée avec un moyen complémentaire qui peut venir en prise par vissage avec l'autre coupelle. Les progrès des dix dernières années dans la technologie des machines-outils ont permis d'usiner des filets concentriques sur deux diamètres différents qui partent du même point, en autorisant ainsi à fixer un tel élément usiné à un second élément usiné portant aussi deux filetages machines complémentaires qui commencent au même point Cette technique est donc particulièrement bien adaptée à l'assemblage des deux coupelles du gonfleur pour constituer une chambre sous pression lorsque la fixation mécanique est obtenue à la fois sur le diamètre extérieur et sur un second diamètre intérieur Cette double technique de fixation permet de réduire l'épaisseur de la paroi des moitiés du gonfleur et de réduire en même temps le poids du gonfleur pour les mêmes spécifications de la pression interne, et également de prévoir les deux chambres de pression nécessaires à l'intérieur du gonfleur la première pour contenir le matériau d'amorce ou de déclenchement et la seconde pour contenir le matériau générateur de gaz primaire Pour que la capacité admissible soit maximale, une construction de renforcement des filets est appliquée à tous les filets. Le boîtier doublement fileté peut être fabriqué en aluminium Pour réduire encore le poids et les coûts de fabrication, des boîtiers ont aussi été moulés en matière plastique On estime que cette technique de gonfleur assemblé par vissage est le seul moyen pratique de fixation des boîtiers en matière plastique. Cette configuration d'un gonfleur assemblé par vissage est applicable à la fois au déclenchement électrique de l'amorce selon lequel un capteur de collision extérieur ferme un circuit électrique aux bornes de l'amorce pour déclencher la génération du gaz lorsqu'un sac d'air est nécessaire, ainsi qu'un déclencheur capteur complètement intégré incorporant une amorce à percuteur contenue dans le générateur de gaz. La figure 1 représente une vue en élévation d'un boîtier de gonfleur construit selon l'invention; la figure 2 représente une vue de dessus de la coupelle inférieure du boîtier de la figure 1; la figure 3 représente une vue éclatée du boîtier des figures 1 et 2. En faisant maintenant référence aux figures, un boîtier de gonfleur 10 est constitué de deux coupelles, une coupelle inférieure 12 et une coupelle supérieure 14, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium Ou encore les coupelles peuvent être moulées en matière plastique La coupelle inférieure comporte une base sensiblement carrée 16 avec plusieurs trous de fixation 18 La base 16 permet de monter le boîtier 10 sur une surface 20 qui peut, par exmeple, faire partie du volant ou de la boite à gants d'un véhicule à moteur Le boîtier est également fixé à un sac d'air, dont une partie est représentée par le repère numérique 22 sur la figure 1 Le sac d'air entoure le boîtier de façon que les gaz formés dans le boîtier puissent gonfler le sac d'air. Comme L'indique avec davantage de détails la figure 3, la coupelle inférieure 12 comporte une paroi cylindrique extérieure 24 qui monte à partir de la base 16 La paroi 24 peut monter jusqu'à une hauteur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur du boîtier 10 La coupelle inférieure 12 comporte également une paroi intérieure cylindrique 26 concentrique avec la paroi extérieure 24 La paroi intérieure 26 s'étend sensiblement sur toute l'épaisseur du boîtier Dans la base 16 est également formée une paroi tubulaire 28 traversant la base pour retenir une traversée étanche en caoutchouc 30. Plusieurs orifices 32 sont formés dans la paroi 26 De préférence, ces orifices sont inclinés d'environ 450 La partie supérieure au moins de la paroi 26 porte des filets 34 sur sa surface extérieure 27 De même, la paroi 24 comporte une partie supérieure portant des filets 36 sur sa surface extérieure 25 Sur le dessus, la paroi 26 comporte une mince plaque annulaire 38. La coupelle supérieure 14 comprend une plaque sensiblement circulaire 40 Une paroi cylindrique extérieure 42 descend à partir de la plaque 40 comme l'indique la figure 3 Cette paroi 42 comporte plusieurs orifices d'aération 44 La surface intérieure 46 de la paroi 42 porte des filets 48 dont le pas correspond à celui des filets 36 de la paroi 24 La coupelle supérieure 14 comprend aussi une paroi cylindrique intérieure 50 concentrique avec la paroi extérieure 42 La paroi intérieure 50 porte sur sa surface intérieure 52 également des filets 54 dont le pas correspond au pas des filets 34 de la paroi 26 Les deux coupelles 12 et 14 sont dimensionnées et formées de manière à pouvoir être assemblées pour constituer le boîtier de gonfleur 10 en posant la coupelle supérieure 14 sur la coupelle intérieure 12 et en faisant tourner l'une des deux coupelles ou les deux pour engager les filets Il est important que les deux ensembles de filets 36/48 et 34/54 viennent en prise simultanément Une fois assemblées, les deux coupelles forment deux chambres: une chambre centrale cylindrique 56 et une chambre annulaire 58 placée autour de la chambre 56 et concentrique avec elle La chambre 58 est partagée en une partie supérieure 60 et une partie inférieure 61 par une bague 62 Comme l'indique la figure 3, la bague 62 comprend de préférence une partie plate 64 orientée sensiblement dans la direction radiale et assemblée à une partie tubulaire 66 sensiblement orientée dans la direction axiale Autrement dit, la bague 62 a une coupe transversale ayant sensiblement la forme d'un L. Un capteur d'accélération 68 est monté dans la chambre centrale 56 Le capteur 68 peut être soit un capteur mécanique soit un capteur électrique Le capteur électrique peut être équipé d'un câble électrique 72 passant à travers la traversée étanche 30 pour alimenter le capteur en cas de nécessité Comme l'indique la figure 1, le capteur 68 est placé dans la partie supérieure de la chambre 56 En cas de nécessité, une ou plusieurs capsules d'amorce 72 peuvent être placées dans la partie inférieure annulaire 64 de la chambre 56 délimitée entre la partie supérieure de la paroi cylindrique 28 et la paroi 26 L'amorce 72 est placée sur le dessus d'un mélange de poudre 73 en BKNO 3 La partie inférieure 61 de la chambre 58 peut contenir plusieurs capsules 76 qui, une fois amorcées, génèrent un gaz La partie supérieure 60 de la chambre 58 peut contenir un ensemble de filtres 78. Le boîtier du gonfleur 10 est assemblé de la manière suivante Premièrement, l'amorce 72, le mélange 73 et le capteur d'accélération 68 sont placés à l'intérieur de la paroi 26 Un câble 70 (éventuellement) traverse la traversée étanche 30 pour être connecté ultérieurement à une source d'alimentation et (en option) à un moyen de surveillance de capteur non représenté Afin de maintenir le capteur en place, la bande 38 de la paroi 26 est coudée radialement vers l'intérieur jusqu'à la position représentée sur la figure 1 Des capsules 76 sont placées dans l'espace annulaire entre les parois 24 et 26 Ensuite, la bague 26 est montée de manière à reposer sur le dessus de la paroi 24 Dans cette position, il est important de former un passage annulaire étroit 80 entre une partie 66 de la bague 22 et la paroi 26 Finalement, un ensemble de filtrage comprenant un filtre primaire en laitier 77 et un tamis secondaire de filtrage 78 est placé sur la bague supérieure 62 La coupelle supérieure 14 est placée ensuite sur la coupelle inférieure 12 et l'une des deux coupelles 12 ou 14 est torsadée pour faire prendre les filets Cette action se poursuit jusqu'à ce que les deux coupelles soient solidement reliées entre elles, comme représenté sur la figure 1 Le bottier du gonfleur est ensuite monté sur un véhicule à moteur comme décrit ci-dessus. Le bottier du gonfleur fonctionne de la manière suivante Lorsque le véhicule à moteur est impliqué dans une collision, il subit une décélération Si cette décélération dépasse un certain niveau réglé d'avance, le capteur d'accélération 68 actionne l'amorce 72 L'amorce met le feu à la poudre de BKNO 3 73, laquelle, à son tour, déclenche les capsules 76 à travers les orifices 32 Les capsules allumées 76 forment chimiquement un important volume de gaz, ainsi que des matières particulaires qui constituent un sous-produit des réactions chimiques résultant de la combustion des capsules Les gaz passent par le passage 80 et sortent à travers les filtres primaire et secondaire 77, 78, et passent par les orifices 44 Les particules entraînées dans les gaz sont retenues par le filtre primaire en laitier 77 La génération des gaz se fait à haute température et sous pression élevée par rapport aux conditions ambiantes Un spécialiste de la technique admettra que les deux jeux de filets jouent un double rôle dans le boîtier du gonfleur: ils servent d'accouplement résistant à la pression entre les deux coupelles afin qu'elles ne s'éloignent pas l'une de l'autre sous l'effet de la pression élevée; et ils garantissent également que les chambres situées à l'intérieur du boîtier sont hermétiquement fermées de manière que les gaz générés à l'intérieur de la chambre extérieure 58 ne gênent pas le fonctionnement du capteur 68. Evidemment, de nombreuses modifications peuvent être apportées & l'invention sans sortir de son cadre tel qu'il est défini dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Boîtier de gonfleur ( 10) de gaz pour système de retenue des passagers par sac d'air & installer sur un véhicule à moteur, ledit boîtier comprenant: un premier et un second éléments ( 12, 14), comportant chacun des moyens de paroi ( 24, 26, 42, 50), lesdits moyens de paroi portant des moyens de filets ( 36, 34, 48, 54) pour accoupler ledit premier et ledit second éléments afin de former une chambre ( 56, 58); des moyens générateurs de gaz ( 76) placés à l'intérieur de ladite chambre; et des moyens de déclenchement ( 72, 73, 68) pour déclencher sélectivement lesdits moyens générateurs de gaz ( 76). 2 Boîtier selon la revendication 1, dans lequel lesdits éléments ( 12, 14) ont la forme de coupelles. 3 Boîtier selon la revendication 1, dans lequel lesdits éléments ( 12, 14) forment une chambre de générateur de gaz ( 58) pour lesdits moyens générateurs de gaz et une autre chambre ( 56) pour lesdits moyens de déclenchement ( 72, 73, 68). 4 Boîtier selon la revendication 3, dans lequel lesdits moyens de déclenchement comprennent un moyen capteur d'accélération ( 68) et une amorce ( 72). Boîtier selon la revendication 1, dans lequel lesdits éléments ( 12, 14) comprennent une paroi intérieure ( 26, 50) et une paroi extérieure ( 24, 42), chacune desdites parois intérieure ( 26, 50) et extérieure ( 24, 42) portant des moyens de filets ( 34, 54; 36, 48) pour accoupler la paroi intérieure ( 26) dudit premier élément ( 12) à la paroi intérieure ( 50) dudit second élément ( 14), et la paroi extérieure ( 24) du premier élément ( 12) à la paroi extérieure ( 42) du second élément ( 14). 6 Générateur de gaz selon la revendication 1, dans lequel lesdits premier et second éléments ( 12, 14) sont fabriqués en un matériau métallique. 7 Générateur de gaz selon la revendication 1, dans lequel lesdits premier et second éléments ( 12, 14) sont fabriqués en matière plastique. 8 Gonfleur pour système de retenue des passagers d'un véhicule à moteur, ledit gonfleur comprenant: un premier et un second éléments ( 12, 14) assemblés par vissage pour former au moins une première ( 58) et une seconde ( 56) chambres; des moyens générateurs de gaz ( 76) placés dans ladite première chambre ( 58); et des moyens de déclenchement ( 72, 73, 68) placés dans ladite seconde chambre ( 56) pour activer lesdits moyens générateurs de gaz ( 76). 9 Gonfleur selon la revendication 8, dans lequel lesdits éléments ( 12, 14) comprennent chacun une paroi extérieure ( 24, 42) avec des filets ( 36, 48) de paroi extérieure pour assembler lesdits éléments ( 12, 14). Gonfleur selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens générateurs de gaz forment des particules de matière, ledit gonfleur comprenant des moyens de filtrage ( 77, 78) pour filtrer lesdites particules de matière. 11 Gonfleur selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens de déclenchement comprennent une amorce ( 72, 73) pour mettre à feu lesdits moyens générateurs ( 76) et un capteur d'accélération ( 68) pour déclencher ladite amorce ( 72, 73). 12 Gonfleur selon la revendication 8, dans lequel lesdits éléments ( 12, 14) comprennent des moyens de paroi interne ( 26, 50) pour séparer lesdits moyens générateurs de gaz ( 73) et lesdits moyens de déclenchement ( 72, 73, 68). 13 Gonfleur selon la revendication 12, dans lequel chacun desdits éléments comprend une paroi intérieure ( 26, 50), ladite paroi intérieure ( 26, 50) étant assemblée par vissage. 14 Gonfleur pour un système à sac d'air de véhicule à moteur, ledit gonfleur comprenant: une première coupelle ( 12) et une seconde coupelle ( 14), chacune des coupelles ayant une paroi cylindrique intérieure ( 26, 50) et une paroi cylindrique extérieure ( 24, 42); des moyens de filets ( 36, 34, 48, 54) construits et agencés pour accoupler l'une desdites parois cylindriques intérieure et extérieure, et délimiter une chambre de générateur de gaz ( 68); des moyens générateurs de gaz ( 73) disposés dans ladite chambre de générateur de gaz ( 58); et des moyens de déclenchement ( 72, 73, 68) pour activer lesdits moyens générateurs de gaz ( 73). Gonfleur selon la revendication 14, comprenant en outre une bague ( 62) pour partager ladite chambre de générateur de gaz ( 58) en une première partie, et une seconde partie, lesdits moyens générateurs de gaz étant disposés dans ladite première partie. 16 Gonfleur selon la revendication 15, comprenant en outre des moyens de filtrage ( 77, 78) placés dans ladite seconde partie pour filtrer les particules de matière formées par lesdits moyens générateurs de gaz ( 73). 17 Gonfleur selon la revendication 14, dans lequel lesdites parois intérieures ( 26, 50) délimitent une chambre intérieure ( 56), lesdits moyens de déclenchement ( 72, 73, 68) étant placés dans ladite chambre intérieure ( 56). 18 Gonfleur selon la revendication 17, dans lequel lesdits moyens de déclenchement ( 72, 73, 68) comprennent un moyen capteur d'accélération ( 68) pour détecter l'accélération dudit véhicule à moteur, et des moyens il 12 2678877 d'amorçage ( 72, 73) déclenchés par ledit moyen capteur ( 68). 19 Gonfleur selon la revendication 14, dans lequel ladite chambre de générateur de gaz ( 58) est annulaire et entoure ladite chambre intérieure ( 56). Gonfleur selon la revendication 14, dans lequel ladite première et ladite seconde coupelles ( 12, 14) sont fabriquées en aluminium. 21 Gonfleur selon la revendication 14, dans lequel lesdites première et seconde coupelles ( 12, 14) sont fabriquées en matière plastique. -