Brevet FR2700843A1 — publié le 19940729

La présente invention se rapporte à un dispositif de mise à feu mécanique pour un générateur de gaz qui délivre un gaz de travail à un dispositif de mise sous tension dans un système de ceinture de sécurité ou à un sac gonflable dans un système de sac gonflable Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un dispositif de sécurité utilisé afin d'empêcher un actionnement erroné du dispositif de mise à feu mécanique. Des véhicules, par exemple des automobiles, sont souvent pourvus d'un système de ceinture de sécurité ou d'un système de sac gonflable ou bien des deux Pour un dispositif de mise sous tension dans un système de ceinture de sécurité ou un sac gonflable dans un système de sac gonflable, un générateur de gaz est utilisé comme dispositif destiné à générer un fluide d'entraînement pour le dispositif de mise sous tension ou le sac gonflable Le générateur de gaz est activé par une combinaison d'un capteur d'accélération et d'un dispositif de mise à feu qui est activé en réponse à un signal provenant du capteur d'accélération En général, un capteur d'accélération électrique et un dispositif de mise à feu électrique sont utilisés dans ce but Par conséquent, le capteur nécessite une alimentation, et des conducteurs électriques sont nécessaires afin de conduire au dispositif de mise à feu les signaux de mise à feu provenant du capteur du fait que le capteur se trouve dans la partie avant du véhicule, qui est appropriée pour la détection d'accélération, alors que le dispositif de mise à feu est fixé au générateur de gaz sur le dispositif de mise sous tension ou le sac gonflable Le coût des composants et le travail et le temps nécessaires pour l'assemblage et l'installation des capteurs électriques ont eu pour résultat qu'un dispositif de mise à feu mécanique à faible coût dans lequel aucune alimentation ou aucun câblage électrique n'est nécessaire et o un capteur lui-même constitue un dispositif de mise à feu a été proposé. Un tel dispositif de mise à feu mécanique, divulgué par le brevet U S numéro 4 955 638, possède un poids, un levier de déclenchement et un percuteur. Lorsqu'un niveau prédéterminé d'accélération agit sur le dispositif de mise à feu, le levier de déclenchement est activé par le mouvement d'inertie du poids, amenant le percuteur chargé par ressort à réaliser l'action de percussion, mettant ainsi à feu une amorce d'un générateur de gaz Le dispositif de mise à feu possède un dispositif de sécurité destiné à empêcher une mise à feu non intentionnelle Le dispositif de sécurité possède une plaque d'obturation constituant un élément de retenue qui est mobile de manière alternative entre une position dans laquelle il empêche le percuteur de réaliser l'action de percussion et une position dans laquelle il permet une action de percussion du percuteur La plaque d'obturation est liée à et actionnée par la rotation d'un levier de réglage qui fonctionne comme dispositif de commande pour le dispositif de sécurité. Les moyens prévus pour empêcher la mise à feu non intentionnelle du dispositif de mise à feu mécanique décrit ci-dessus comprennent en outre un dispositif empêchant l'actionnement erroné multiple comprenant un arbre rotatif qui retient le poids et le percuteur et un dispositif qui maintient la ceinture de sécurité grâce à un plongeur bloqué par la plaque d'obturation Par ailleurs, des mesures sont prises pour empêcher un mouvement accidentel du levier de réglage On considère par conséquent que le degré de fiabilité du dispositif de sécurité est extrêmement élevé D'autre part, le dispositif de sécurité est difficile à mettre en oeuvre du fait que les mesures prises pour empêcher un mouvement accidentel du levier sont très strictes. Bien qu'il soit important de prendre toutes les mesures possibles pour assurer la fiabilité du fonctionnement du dispositif de sécurité en vue d'empêcher un actionnement erroné du dispositif de mise à feu mécanique, il est également important de faciliter la manière selon laquelle le dispositif de sécurité est libéré La nécessité d'assurer la fiabilité et la nécessité d'une facilité de fonctionnement sont en conflit l'une avec l'autre, et il n'est pas facile de répondre aux deux simultanément. La présente invention a été faite au vu des circonstances décrites cidessus, et c'est un but de la présente invention que de prévoir, pour utilisation dans un dispositif de mise à feu mécanique pour un générateur de gaz, un dispositif de sécurité qui est particulièrement fiable et dans le même peut facilement être libéré. Afin d'atteindre le but décrit ci-dessus, la présente invention prévoit un dispositif de sécurité destiné à être utilisé dans un dispositif de mise à feu mécanique du type qui possède un poids, un levier de verrouillage et un percuteur, qui sont prévus dans un boîtier sous la forme d'éléments mobiles afin de mettre à feu une amorce fixée sur le générateur de gaz en réponse à l'accélération Le dispositif de mise à feu mécanique possède en outre un élément de retenue supporté de façon mobile dans le boîtier qui sert de verrou de sûreté destiné à rendre immobiles les éléments mobiles Le boîtier et l'élément de retenue sont formés de manière respective avec des surfaces de came qui coopèrent l'une avec l'autre afin de faire tourner l'élément de retenue autour de son axe de sorte que l'élément de retenue est placé de manière sélective dans une position de retenue et une position de libération L'élément de retenue possède une partie de commande rotative logée dans le boîtier La partie de commande possède une partie prévue pour engagement avec un outil de serrage rotatif. Dans le dispositif de sécurité de la présente invention décrit ci- dessus, l'élément de retenue est entraîné en rotation en faisant tourner un outil de serrage rotatif, qui est utilisé pour une opération de serrage de boulon ordinaire ou équivalent, avec l'outil engagé avec la partie de commande rotative de l'élément de retenue, qui est logée dans le boîtier Du fait de la rotation, l'élément de retenue est déplacé de la position de retenue vers la position de libération et mis dans la dernière position par la coopération des surfaces de came formées de manière respective sur le boîtier et l'élément de retenue Les éléments mobiles sont ainsi libérés de l'état immobile, permettant ainsi au dispositif de mise à feu de mettre à feu l'amorce, qui est fixée sur le générateur de gaz, en réponse à l'accélération. Avec un dispositif de sécurité selon la présente invention, du fait que la partie de commande rotative de l'élément de retenue est logée dans le boîtier de dispositif de mise à feu, il est possible d'empêcher de manière fiable une libération erronée du dispositif de sécurité du fait d'une collision avec un objet pendant le transport ou l'assemblage, qui pourrait sinon se produire avant que le dispositif de sécurité soit libéré intentionnellement et correctement De plus, du fait que le dispositif de sécurité peut être libéré uniquement avec un outil de serrage rotatif, qui est utilisé dans une opération d'assemblage ordinaire d'un véhicule sur lequel doit être fixé le dispositif de sécurité, il est également possible d'empêcher une libération indésirable du dispositif de sécurité par une erreur de manipulation, bien que l'opération de libération du dispositif de sécurité soit extrêmement simple. La figure 1 est un vue de côté en coupe d'une forme de réalisation dans laquelle la présente invention est appliquée à la mise à feu d'un générateur de gaz pour un enrouleur avec un dispositif de mise sous tension. La figure 2 est une vue en perspective éclatée agrandie d'une partie de dispositif de sécurité de la forme de réalisation représentée sur la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective partiellement éclatée représentant l'agencement général d'un enrouleur avec un dispositif de mise sous tension dans lequel le dispositif de sécurité de la forme de réalisation est utilisé. La figure 4 est une vue en perspective éclatée du dispositif de mise à feu selon la présente forme de réalisation. La figure 5 est une vue en perspective éclatée agrandie représentant un dispositif de sécurité modifié dans lequel la configuration de surface de came est différente de celle de la forme de réalisation précédente. Une forme de réalisation dans laquelle un dispositif de mise à feu selon la présente invention est utilisé afin de mettre à feu un générateur de gaz d'un dispositif de mise sous tension intégré dans un enrouleur de ceinture de sécurité est décrite ci- dessous en se référant aux dessins annexés Une utilisation d'un dispositif de mise à feu dans lequel la présente invention est applicable est d'initier le fonctionnement de la source d'énergie d'une dispositif de mise sous tension pour un enrouleur de ceinture de sécurité Comme cela est représenté sur la figure 3, un exemple d'un tel enrouleur possède un dispositif d'enroulement de ceinture de sécurité 1, un dispositif d'actionnement à pression de gaz 3 relié au dispositif d'enroulement de ceinture de sécurité 1 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'embrayage, un générateur de gaz 4 destiné à délivrer du gaz au dispositif d'actionnement 3, et un dispositif de mise à feu mécanique 5 activé en réponse à l'accélération afin de mettre à feu une amorce 41 fixée sur le générateur de gaz 4. Le dispositif d'enroulement de ceinture de sécurité 1 possède un arbre qui est supporté à une extrémité par un mécanisme de verrouillage d'urgence 11 et à l'autre extrémité par une unité de ressort d'enroulement 12, en étant ainsi supportée de façon rotative par une base d'enrouleur 10 Le mécanisme d'embrayage comporte une roue à cliquet 21 qui est montée à une extrémité du dispositif d'enroulement de ceinture de sécurité 1 de manière à ce que la roue à cliquet 21 soit incapable de tourner par rapport au dispositif d'enroulement de ceinture de sécurité 1 Le mécanisme d'embrayage comporte en outre une clavette d'embrayage 22 qui est supportée de manière radialement mobile par un piston rotatif 31 du dispositif d'actionnement à pression de gaz 3 de façon à pouvoir engager la roue à cliquet 21 Le dispositif d'actionnement à pression de gaz 3 comprend le piston rotatif 31, un bloc cylindre 30 recevant de façon rotative le piston rotatif 31, et un couvercle 32 qui ferme l'extrémité ouverte du bloc cylindre 30 Le bloc cylindre 30 possède une chambre de cylindre 301 pour le piston rotatif 31, et une chambre d'alimentation en gaz 302 formée de façon adjacente à la chambre de cylindre 301, et dans laquelle est disposé le générateur de gaz 4 Le générateur de gaz 4, qui a l'amorce 41 montée dans une extrémité, est reçu dans la chambre d'alimentation en gaz 302 et y est retenu par un anneau élastique 42 Le dispositif de mise à feu mécanique 5 est fixé à une extrémité de la chambre d'alimentation en gaz 302 sur le côté de celle-ci qui est éloignée du couvercle 32 La référence 101 de la figure 3 indique un support s'étendant depuis la base d'enrouleur 10 Un manchon d'étanchéité 43 assure l'étanchéité de la zone entre le bloc cylindre 30 et le dispositif de mise à feu mécanique 5 Un joint de palette 33 assure l'étanchéité entre la partie de palette du piston rotatif 31 et le bloc cylindre 30 Un joint de bague 34 assure l'étanchéité de la zone entre la partie de bague du piston rotatif 31 et le bloc cylindre 30 Un joint assure l'étanchéité de la zone entre le bloc cylindre 30 et le couvercle 32. Dans l'enrouleur de ceinture de sécurité avec un dispositif de mise sous tension ainsi agencé, le dispositif de mise à feu mécanique 5 met à feu l'amorce 41 fixée sur le générateur de gaz 4 en réponse à une accélération Comme cela est représenté en détail sur la figure 1 (vue en coupe) et sur la figure 4 (vue en perspective éclatée), le dispositif de mise à feu mécanique 5 possède un poids 51, un levier de verrouillage 52, et un percuteur 53, qui sont incorporés dans un boîtier de dispositif de mise à feu sous la forme d'éléments mobiles Le dispositif de mise à feu mécanique 5 possède en outre un élément de retenue (une goupille de sécurité 60) destiné à maintenir immobile au moins un des éléments mobiles (le levier de verrouillage 52 dans cette forme de réalisation). Le poids 51 du dispositif de mise à feu mécanique 5 dans cette forme de réalisation est supporté de façon mobile par une paire de glissières 54, chacune étant supportée à une extrémité par le boîtier de dispositif de mise à feu 50 et à l'autre extrémité par le couvercle 501 Le percuteur 53 est chargé par ressort au moyen d'un ressort de mise à feu et est supporté à une extrémité par le boîtier de dispositif de mise à feu 50 et à l'autre extrémité par le couvercle 501 Le levier de verrouillage 52 est supporté de façon pivotante par le boîtier de dispositif de mise à feu 50 de façon à faire face au poids 51 et est chargé avec une charge déterminée par un ressort de réglage 56 afin d'engager le percuteur 53 par l'intermédiaire d'un galet 57 supporté par un axe. Le levier de verrouillage 52 est entraîné en rotation à l'encontre de la charge déterminée par le mouvement d'inertie du poids 51 de façon à se désengager du percuteur 53, permettant ainsi au percuteur 53 de réaliser une action de mise à feu par percussion grâce à la charge de ressort Dans la forme de réalisation, un sous-levier 58 est prévu en liaison avec le levier de verrouillage 52 Le sous-levier 58 est disposé de façon rotative afin de faire face à un côté du poids 51 qui est opposé au côté de celui-ci qui fait face au levier de verrouillage 52 Par conséquent, le sous- levier 58 coopère avec le levier de verrouillage 52 afin de serrer le poids 51 des deux côtés de la direction du mouvement d'inertie du poids 51. Dans la présente forme de réalisation, le dispositif de sécurité 6 de la présente invention se trouve dans la partie inférieure du boîtier 50 La plaque de fond 7 du boîtier 50 et la goupille de sécurité 60 sont formées de manière respective avec une surface de came de boîtier 71 et une surface de came de goupille de sécurité 61, qui coopèrent l'une avec l'autre afin de faire tourner la goupille de sécurité autour de son axe de sorte que la goupille de sécurité 60 est placée de manière sélective dans une position de retenue (la position illustrée sur la figure 1) et une position de libération (une position atteinte en faisant tourner la goupille sur 1200 dans la direction de la flèche de la figure 4 par rapport à la position illustrée) La goupille de sécurité 60 possède une partie de commande de rotation 62 logée dans le boîtier 50 La partie de commande de rotation 62 possède une partie pour engagement avec l'extrémité de travail d'un outil de serrage rotatif T (figure 1). Comme cela est représenté en détail sur la vue en perspective éclatée de la figure 2, la surface de came 71 sur la plaque de fond 7 du boîtier 50 est spécialement formée sur le côté interne de la plaque de fond 7, qui est fixée par des vis sur le fond du boîtier 50 La surface de came 71 possède une paire de structures de came, composées chacune d'une partie haute 711, d'une partie basse 712 et d'une partie inclinée 713 qui relie la partie haute 711 et la partie basse 712 La partie haute 711, la partie basse 712 et la partie inclinée 713 sont disposées de manière circonférentielle afin de s'étendre chacune sur 600 autour d'un trou d'insertion 70 pour la partie de commande 62 de la goupille de sécurité 60 de façon à entourer la partie de commande 62 Au moins une des parties hautes 711 de la came est pourvue d'une nervure d'encliquetage 72 Le corps du boîtier 50 est formé avec un trou étagé 561 s'étendant à travers la paroi inférieure du corps du boîtier 50 afin de supporter la goupille de sécurité 60 de telle sorte que la goupille est axialement mobile et peut tourner autour de son axe Un côté périphérique de la partie de grand diamètre du trou étagé 561 est en outre d'un diamètre agrandi sur une profondeur prédéterminée depuis le côté extérieur de la paroi de fond afin de former une rainure de limitation de plage de rotation sectorielle 562 qui a un angle de 1200. La surface de came 61 formée sur la goupille de sécurité 60 possède une paire de structures de came composées chacune d'une partie haute 611, d'une partie basse 612 et d'une partie inclinée 613 qui relie la partie haute 611 et la partie basse 612 La partie haute 611 et la partie basse 612 sont sensiblement en relation complémentaire avec la partie haute 711 et la partie basse 712, qui sont formées sur la plaque de fond 7 Les structures de came sont formées sur la surface d'extrémité extérieure d'une partie de diamètre agrandi 63 de la goupille de sécurité 60 Une rainure allongée 64 qui peut être engagée avec la nervure d'encliquetage 72 est formée sur une des parties hautes 611 de la came De plus, une rainure de libération similaire (qui s'étend sur le côté opposé à celui vu sur la figure et qui ne peut par conséquent pas être vue) est formée dans une position qui fait face à la nervure d'encliquetage 72 lorsqu'elle a tourné de 1200. En outre, une saillie de limitation de plage de rotation 66 dépasse radialement de la partie de diamètre agrandi 63 de façon à s'étendre dans la rainure de limitation de plage de rotation 562 Une partie d'axe qui s'étend vers l'extérieur depuis la partie de diamètre agrandi 63 constitue la partie de commande de rotation 62 Par conséquent, la partie d'axe possède une partie d'engagement 67 formée sur l'extrémité extérieure de celle-ci Dans la forme de il réalisation, la partie d'engagement 67 est une saillie en forme de plaque formée en découpant axialement la partie d'extrémité extérieure de la partie de commande de rotation 62. Le dispositif de sécurité 6 composé de ces éléments est assemblé dans une position prédéterminée comme suit Comme cela est représenté sur la figure 1, avec un ressort de rappel 68 inséré dans le trou étagé 561, la partie d'extrémité interne de la goupille de sécurité 60 est montée dans la partie de petit diamètre du trou étagé 561, et la plaque de fond 7 est fixée par les vis sur le fond du corps du boîtier 50 à l'encontre de la force de rappel du ressort de rappel 68 dans un état o les parties hautes de la came formée sur la partie de diamètre agrandi 63 butent sur les parties hautes de la came formée sur la plaque de fond 7 Dans cet état, la goupille de sécurité 60 est placée dans la position de retenue grâce à l'engagement entre la rainure allongée 64 et la nervure d'encliquetage 72, qui sont formées de manière respective sur les parties hautes des deux cames, représentées sur la figure 2 A ce moment là, la saillie de limitation de plage de rotation 66 est placée dans une position terminale dans la rainure de limitation de plage de rotation 562. Dans le dispositif de sécurité pour le dispositif de mise à feu ainsi agencé, l'outil de serrage rotatif T, qui est utilisé dans une opération d'assemblage ordinaire d'un véhicule sur lequel doit être fixé le dispositif de sécurité, est inséré dans le trou d'insertion 70 dans le boîtier 50 et est engagé avec la partie d'engagement 67 prévue sur la partie de commande de rotation 62 de la goupille de sécurité 60, qui est logée dans le boîtier 50 L'outil de serrage rotatif T est alors tourné avec une certaine pression appliquée dessus Par conséquent, la goupille de sécurité 60 est tout d'abord déplacée légèrement dans la direction axiale, amenant la rainure allongée 64 et la nervure d'encliquetage 72 à se désengager l'une de l'autre La goupille de sécurité 60 est ensuite tournée sur 1200 jusqu'à la position o les parties hautes des cames, qui sont formées de manière respective sur la goupille de sécurité 60 et la plaque de fond 7, font face aux parties basses des cames Si l'outil T est enlevé lorsque cette position est atteinte, la goupille de sécurité 60 est poussée vers l'extérieur par la force de rappel du ressort de rappel 68 et est ainsi déplacée axialement afin d'atteindre la position de libération o l'extrémité interne de la goupille de sécurité 60 s'étend à l'extérieur du passage de rotation du levier de verrouillage 52 L'élément mobile est ainsi libéré de l'état immobile, qui a été maintenu par la retenue du levier de verrouillage 52, permettant ainsi au dispositif de mise à feu 5 de mettre à feu l'amorce 41, qui est fixée sur le générateur de gaz 4, en réponse à l'accélération. Dans la mesure o la partie de commande de rotation 62 de la goupille de sécurité 60 est logée dans le boîtier 50, le dispositif de sécurité 6 de la forme de réalisation décrite ci-dessus empêche une libération erronée du dispositif de sécurité 6 par une collision avec un objet pendant le transport ou l'assemblage, qui pourrait par ailleurs se produire avant que le dispositif de sécurité 6 soit libéré de manière intentionnelle et correcte De plus, du fait que le dispositif de sécurité 6 peut être libéré uniquement avec un outil de serrage rotatif T, qui est utilisé dans une opération d'assemblage ordinaire d'un véhicule sur lequel doit être fixé le dispositif de sécurité 6, il est également possible d'empêcher une libération indésirable du dispositif de sécurité 6 par une erreur de manipulation, bien que l'opération de libération du dispositif de sécurité 6 soit extrêmement simple Dans la forme de réalisation, en particulier, les parties inclinées 613 et 713 sont formées de manière respective entre la partie haute 611 et la partie basse 612 d'une came et entre la partie haute 711 et la partie basse 712 de l'autre came Par conséquent, même si la rotation de la goupille de sécurité 60 est suffisante, du fait que l'opération de rotation avec l'outil T est incomplète lorsque l'outil de serrage rotatif T est enlevé, la force axiale qui provient de la force de rappel du ressort de rappel 68 est convertie en une force de rotation Par conséquent, la goupille de sécurité 60 est placée de façon fiable dans la position de libération. La figure 5 représente une modification du dispositif de sécurité décrit ci-dessus Dans cette modification, en vue de simplifier la configuration de chacune des surfaces de came, aucune partie inclinée n'est prévue entre la partie haute 611 A et la partie basse 612-A de la came formée sur la goupille de sécurité 60 A, et aucune partie inclinée n'est prévue entre la partie haute 711 A et la partie basse 712 A de la came formée sur la plaque de fond 7 Comme partie d'engagement 67 A de la partie de commande de rotation 62 A, un trou carré, qui peut être engagé avec l'extrémité de travail d'une clé utilisée comme outil de serrage rotatif T, est prévu Du fait que les autres parties sont sensiblement les mêmes que celles de la forme de réalisation décrite ci-dessus, ces parties sont indiquées par les même références numériques, mais avec le suffixe A destiné à les distinguer de la forme de réalisation décrite précédemment, et aucune description additionnelle n'est nécessaire ou fournie ici. Bien que la présente invention ait été décrite et représentée ci- dessus au moyen d'une forme de réalisation dans laquelle la présente invention est appliquée à un dispositif de mise sous tension dans un5 système de ceinture de sécurité, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et est également applicable, par exemple, à un dispositif de gonflage dans un système de sac gonflable sans pour autant modifier l'agencement de base de celle-ci. REVENDICATION 1 Dispositif de mise à feu mécanique ( 5) pour un générateur de gaz ( 4), le dispositif de mise à feu mécanique ayant un poids ( 51), un levier de verrouillage ( 52, 58) et un percuteur ( 53), qui sont reçus dans un boîtier ( 50, 7) sous la forme d'éléments mobiles et sont prévus pour mettre à feu une amorce ( 41) fixée sur le générateur de gaz ( 4) en réponse à l'accélération, le dispositif de mise à feu mécanique ( 5) ayant en outre des moyens de retenue ( 60, 60 A) supportés de façon mobile dans le boîtier qui servent de verrous de sûreté destinés à rendre immobiles les éléments mobiles dans une position de retenue et à rendre mobiles les éléments mobiles dans une position de libération, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de sécurité comportant des surfaces de came ( 711, 712, 713; 711 A, 712 A) formées sur le boîtier et des surfaces de came ( 611, 612, 613; 611 A, 612 A) sur les moyens de retenue, respectivement, et qui coopèrent l'une avec l'autre afin de faire tourner les moyens de retenue ( 60, 60 A) autour de leur axe de sorte que les moyens de retenue sont placés de manière sélective dans la position de retenue et la position de libération, les moyens de retenue ayant une partie de commande de rotation ( 62, 62 A) logée dans le boîtier ( 7) et la partie de commande ayant des moyens ( 67, 67 A) prévus pour engagement avec un outil de serrage rotatif.