Brevet FR2706544A1 — publié le 19941223

La présente invention concerne un actionneur à déclenchement pyrotechnique. Plus particulièrement, l'actionneur selon l'invention peut être utilisé comme générateur d'effort dans des applications automobiles, comme par exemple dans les rétracteurs de sangle de ceinture de sécurité ou autres, dont le fonctionnement est déclenché en cas de choc, pour protéger les occupants d'un véhicule. Les actionneurs connus dans l'état de la tech- nique sont en général basés sur la libération d'un ressort ou la mise à feu d'un système pyrotechnique, de déplace- ment d'un organe de poussée ou de traction, par exemple d'un organe d'accrochage de la sangle sur la structure du véhicule, pour tendre celle-ci. Cependant, ces dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients au niveau de leur sécurité de fonctionnement dans la mesure o ils doivent rester opérationnels pendant des périodes de temps relativement longues. Par ailleurs, l'utilisation de quantités rela- tivement importantes de matériau pyrotechnique peut également poser des problèmes de sécurité. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes en proposant un actionneur qui soit simple et fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un ac- tionneur à déclenchement pyrotechnique, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre associé à un module de déclen- chement pyrotechnique et dans lequel est monté un poussoir d'actionnement associé à des moyens de déplacement de celui-ci dans le cylindre, entre une position escamotée et une position active d'actionnement, lors du déclenchement du module pyrotechnique, le poussoir étant maintenu en position escamotée dans le cylindre par une portion d'extrémité de celui-ci, cette portion d'extrémité étant reliée au reste du cylindre par des zones de rupture frangibles sous l'effet d'ondes de choc créées par le module pyrotechnique lors de son déclenchement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - les Fig.l,2 et 3 représentent des vues en coupe schématique de trois modes de réalisation différents d'un actionneur à déclenchement pyrotechnique selon l'invention. Sur ces figures, des numéros de référence identiques ont été utilisés pour désigner des éléments analogues. On peut constater sur ces figures, qu'un ac- tionneur à déclenchement pyrotechnique selon l'invention, comporte un cylindre désigné par la référence générale 1. Ce cylindre comporte un corps la et des portions d'extrémité lb et lc respectivement, ces portions d'extré- mité étant par exemple venues de matière avec le corps du cylindre. Ce cylindre est associé à un module de déclen- chement pyrotechnique désigné par la référence générale 2 qui est par exemple associé à la portion d'extrémité lb du cylindre. Ce module pyrotechnique est relié par l'inter- médiaire de fils d'alimentation 3 au reste des circuits par exemple d'un véhicule automobile. Un poussoir d'actionnement 4 est disposé dans le cylindre et est monté déplaçable dans celui-ci entre une position escamotée représentée sur ces figures et une position active d'actionnement, lors du déclenchement du module pyrotechnique, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. Des tiges de poussoir respectivement 4a et 4b s'étendent de part et d'autre de celui-ci, les extrémités de ces tiges étant en appui d'une part, sur la portion d'extrémité lb du cylindre et d'autre part, par exemple sur une vis 5 engagée dans un trou taraudé de la portion d'extrémité lc du cylindre pour immobiliser le poussoir en position escamotée. Bien entendu, un léger jeu de montage peut être prévu. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, ce trou taraudé fait également office d'orifice de remplissage du cylindre à l'aide d'un gaz sous pression, la vis 5 permettant de fermer de façon étanche cet orifi- ce. On notera que le poussoir 4 délimite dans le piston deux chambres respectivement 6 et 7. La portion d'extrémité lb de cylindre est reliée au reste du corps de celui-ci par l'intermédiaire de zones de rupture 8 constituées par exemple par des zones de concentration de contraintes à section réduite, du maté- riau constituant le cylindre, ces zones de rupture étant frangibles sous l'effet d'ondes de choc créées par le module pyrotechnique 2 lors de son déclenchement. Dans un mode de réalisation, les chambres 6 et 7 du cylindre sont remplies de gaz sous pression par l'intermédiaire du trou taraudé 5 et la communication entre les chambres 6 et 7 se fait soit par les jeux entre le poussoir et la paroi interne du cylindre, soit par l'intermédiaire de trous ménagés dans le poussoir. Une fois ce gaz sous pression introduit dans le cylindre, la vis 5 est serrée en position pour obtenir une fermeture étanche de ce trou taraudé et l'immobilisation en position du poussoir par l'intermédiaire des tiges 4a et 4b entre la vis 5 et la portion d'extrémité lb du cylindre. Lors du déclenchement du module pyrotechnique, par exemple par une impulsion électrique engendrée par le reste des circuits du véhicule automobile, lors d'un choc, celui-ci crée des ondes de choc, qui se propagent dans le cylindre. Ces ondes de choc provoquent la rupture des zones frangibles 8, de sorte que la chambre 7 du cylindre est mise à l'atmosphère brutalement, ce qui provoque un déséquilibre des forces exercées de part et d'autre du poussoir et une libération de celui-ci. Le gaz contenu dans la chambre 6 du cylindre, peut alors se détendre en provoquant un déplacement du poussoir 4 de sa position escamotée vers sa position active d'actionnement. On conçoit alors que dans ce mode de réalisa- tion, du gaz sous pression contenu dans les deux chambres du cylindre permet d'équilibrer les forces appliquées de part et d'autre du poussoir 4. Le poussoir est maintenu en position escamotée par la portion d'extrémité lb du cylindre, celle-ci étant reliée au reste du cylindre par l'intermédiaire de zones de rupture. Le déclenchement du module pyrotechnique crée des ondes de choc dans le cylindre, qui provoquent la cas- sure de ces zones et donc la mise à l'atmosphère de la chambre 7 du cylindre, ce qui permet la libération du poussoir 4 et donc son déplacement vers sa position active d'actionnement sous l'effet de la détente du gaz sous pression dans la chambre 6. Ce déplacement du poussoir est appliqué à un organe qu'il y a lieu de manoeuvrer, par l'intermédiaire de la portion d'extrémité lb du cylindre qui peut com- porter des moyens d'accouplement de type approprié à cet organe. Bien entendu, d'autres modes de réalisation peuvent être envisagés et du gaz sous pression peut être introduit uniquement dans la chambre 6 du cylindre dans le cas o une étanchéité est prévue entre la paroi extérieure du poussoir 4 et la paroi intérieure du corps du cylindre. Il va de soi également que des formes diffé- rentes des tiges et du poussoir peuvent être envisagées pour permettre une modulation de la loi de déplacement du poussoir dans le cylindre par régulation du débit de la fuite de gaz de la chambre 7 lors de la rupture des zones 8. Bien entendu, des moyens élastiques de dépla- cement du poussoir peuvent également être envisagés, ces moyens élastiques étant constitués par exemple par un ressort comme on peut le voir sur la Fig.2. Sur cette figure, le ressort est désigné par la référence générale 10 et est par exemple constitué par un ressort hélicoïdal disposé autour de la tige 4a de pous- soir. Dans ce cas également, lors du déclenchement du module pyrotechnique 2, des ondes de choc provoquent la rupture des zones 8, ce qui permet la libération du poussoir à l'intérieur du cylindre, celui-ci étant poussé de sa position escamotée vers sa position active lors de la détente du ressort 10. Des moyens de blocage en forme de coin peuvent également être utilisés pour empêcher tout déplacement du poussoir dans le cylindre, de sa position escamotée vers sa position active après déclenchement de l'actionneur. En effet, il existe des applications dans lesquelles il est important que le poussoir ne puisse pas rebondir et se déplacer en sens inverse pour retourner en direction de sa position escamotée. Ainsi, dans l'actionneur à déclenchement pyro- technique selon l'invention, le poussoir 4 peut être associé à une bague déformable 11 (Fig.3), les surfaces en regard de cette bague et du poussoir comportant des plans inclinés complémentaires permettant une expansion de la bague déformable contre la paroi interne du corps du cylindre, lors d'un début de déplacement en sens inverse du poussoir en direction de sa position escamotée, pour bloquer ce déplacement. Cette bague déformable est par exemple consti- tuée par une bague élastique fendue maintenue en position autour du poussoir par l'intermédiaire d'une attache 12 fixée sur la tige 4a de poussoir. Bien entendu d'autres modes de réalisation de ces moyens de blocage en position du poussoir lors d'un déplacement en sens inverse, peuvent être envisagés. On conçoit alors que l'actionneur selon l'in- vention présente une structure extrêmement simple et fiable. De plus, dans le cas o du gaz sous pression est utilisé, une très bonne étanchéité du cylindre peut être obtenue, ce qui permet à l'actionneur de rester opération- nel pendant des périodes de temps très importantes. On notera également que la quantité de matériau pyrotechnique utilisée est limitée car celui-ci ne sert qu'à provoquer des ondes de choc et non plus à déplacer le poussoir. L'actionneur selon l'invention peut être utilisé dans des applications à l'industrie automobile, comme dans les rétracteurs de sangle de ceinture de sécurité ou autres. REVENDICATIONS 1. Actionneur à déclenchement pyrotechnique, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre (1) associé à un module de déclenchement pyrotechnique (2) et dans le- quel est monté un poussoir d'actionnement (4) associé à des moyens de déplacement de celui-ci dans le cylindre, entre une position escamotée et une position active d'actionnement, lors du déclenchement du module pyrotech- nique (2), le poussoir étant maintenu en position esca- motée dans le cylindre par une portion d'extrémité (lb) du cylindre, cette portion d'extrémité étant reliée au reste du cylindre par des zones de rupture (8) frangibles sous l'effet d'ondes de choc créées par le module pyrotechnique (2) lors de son déclenchement. 2. Actionneur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de déplacement du poussoir dans le cylindre, sont formés par du gaz sous pression contenu dans au moins une chambre (6) de celui-ci. 3. Actionneur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que du gaz sous pression est contenu dans deux chambres (6, 7) délimitées par le poussoir (4) dans le cylindre et dont l'une (7) est mise à l'atmosphère lors de la séparation de la portion d'extrémité (lb) du reste du cylindre consécutivement au déclenchement du module pyrotechnique. 4. Actionneur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de déplacement du poussoir dans le cylindre, comprennent un organe élastique (10) disposé dans une chambre du cylindre. 5. Actionneur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que l'organe élastique est constitué par un ressort hélicoïdal (10). 6. Actionneur selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (11,12) de blocage du déplacement du poussoir (4) en direction de sa position escamotée après déclenche- ment du module pyrotechnique. 7. Actionneur selon la revendication 6, carac- térisé en ce que les moyens de blocage comprennent une bague élastique déformable (11) disposée autour du pous- soir (4), les surfaces en regard de cette bague et du poussoir comportant des plans inclinés complémentaires d'expansion de la bague élastique (11) contre la paroi intérieure du cylindre (1) pour empêcher tout déplacement de ce poussoir en direction de sa position escamotée. 8. Actionneur selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (4a,4b) d'immobilisation en position escamotée du poussoir. 9. Actionneur selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les moyens d'immobilisation comprennent des tiges de poussoir (4a,4b) s'étendant de part et d'autre de celui-ci, dont l'une (4a) est en appui sur la portion d'extrémité (lb) de maintien en position escamotée du poussoir dans le cylindre.