Brevet FR2717432A1 — publié le 19950922

Cette invention se rapporte à un coussin gonflable amélioré pour les occupants d'un véhicule à moteur. Les coussins gonflables, communément appelés "airbag ", sont utilisés comme moyens de sécurité destinés à protéger les occupants d'un véhicule à moteur lors d'un accident. Les coussins gonflables doivent être mis à l'air libre pendant le déploiement, en permettant aux gaz de s'échapper du coussin avec un débit commandé. Cette mise à l'air libre commande la décélération de l'occupant pendant un accident du véhicule. Les coussins gonflables ont de manière traditionnelle été mis à l'air libre en utilisant un ou plusieurs trous dans le coussin. Un problème avec ces trous est qu'ils permettent à une matière en particule de s'échapper dans le compartiment de passager. Un deuxième problème est que des brûlures potentielles peuvent se produire si la peau de l'occupant ou des occupants est exposée aux gaz chauds qui s'échappent par les trous de mise à l'air libre. Dans le brevet US numéro 5 071 161 est divulgué un coussin ayant une zone perméable constituée de deux couches: une couche réalisée en Gortex et une couche de renfort. Il a été constaté que ce coussin est difficile et coûteux à fabriquer. Au vu de ce qui précède, c'est un but de la présente invention que de procurer un coussin gonflable adapté à être mis à l'air libre avec un débit commandé prédéterminé en fonction de la vitesse des gaz provenant d'un générateur de gaz et de l'impulsion d'accident du véhicule. Un autre but est de procurer un coussin gonflable qui peut être fabriqué de manière relativement peu coûteuse. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante. 2 2717432 En résumé, un coussin gonflable construit selon cette invention comprend deux panneaux. Un panneau est réalisé dans une matière imperméable. L'autre panneau est réalisé dans une unique matière perméable aux gaz partiellement recouverte par une couche de protection et de renfort. La taille de la couche est choisie afin d'obtenir une pression de gaz maximum prédéterminée dans le coussin. La couche peut être disposée à l'intérieur du coussin et munie de pattes d'un seul tenant afin de former des attaches. Plus précisément, l'invention concerne un coussin gonflable pour un système de retenue d'occupant, qui comporte un premier panneau réalisé dans une matière imperméable aux gaz; un deuxième panneau fixé sur le premier panneau afin de former un coussin, le deuxième panneau ayant une ouverture; et une couche de protection fixée sur le deuxième panneau et disposée autour de l'ouverture, la couche de protection ayant une dimension choisie afin de limiter la pression de crête dans le coussin à une plage prédéterminée lorsque le coussin est gonflé; le deuxième panneau ou bien la couche de protection étant réalisé dans une matière perméable aux gaz et la couche de protection ou bien le deuxième panneau étant réalisé dans une matière imperméable aux gaz. Selon une variante de réalisation, étant gonflé pendant un accident à une pression maximum prédéterminée pour la protection d'un occupant, le coussin gonflable comporte un premier panneau ayant une première périphérie de panneau et réalisé dans une matière imperméable aux gaz; et un deuxième panneau ayant une deuxième périphérie de panneau fixée à la première périphérie de panneau afin de former un coussin, le deuxième panneau ayant une ouverture destinée à recevoir des gaz de gonflage et une première couche imperméable aux gaz disposée autour de 3 2717432 l'ouverture, la première couche ayant une dimension linéaire choisie afin de définir la pression maximum prédéterminée. L'invention concerne également un procédé de fabrication de plusieurs coussins gonflables, qui comporte les étapes consistant à former un premier et un deuxième panneau, le premier panneau étant réalisé dans une matière imperméable aux gaz, le deuxième panneau étant réalisé dans une matière perméable aux gaz et ayant un trou d'accès; former une première couche d'une matière imperméable aux gaz; fixer les panneaux et la couche afin de former un coussin, les panneaux étant fixes de manière périphérique et la première couche étant fixée sur le deuxième panneau afin de rendre une partie du deuxième panneau impermeable aux gaz, la couche ayant une dimension linéaire choisie afin de définir une pression de gaz maximum prédéterminée. La figure 1 montre une vue en perspective d'un coussin gonflable construit selon cette invention; La figure 2 montre une vue de plan du coussin de la figure 1; La figure 3 montre une vue de dessous; La figure 4 montre une vue de dessous en coupe avec le panneau du fond découpé afin de montrer les parties intérieures de celui-ci; La figure 5 montre une vue de dessus en coupe avec une partie du panneau supérieur découpée; La figure 6 montre une vue de côté partielle en coupe du coussin gonflable le long de la ligne 6-6 de la figure 5; et La figure 7 montre un graphique de la pression du coussin en fonction du temps. Les figures 1 à 6 montrent un coussin gonflable 10 construit selon cette invention dans son état dégonflé déplié. D'une manière générale, le 4 2717432 coussin gonflable 10 présente une forme circulaire et comporte un panneau supérieur 12 et un panneau inférieur 14 circulaires. Il est évident que les termes de direction tels que dessus et dessous sont utilisés simplement pour leur côté pratique. Il est évident pour les gens du métier que le panneau supérieur est le panneau qui vient en contact avec l'occupant lorsque le coussin gonflable est déployé pendant une collision. Les deux panneaux 12, 14 sont reliés ensemble le long de leur périphérie extérieure, par exemple par une couture 16. Le panneau 12 est réalisé dans une matière qui est sensiblement imperméable aux gaz telle qu'une matière en Nylon tissé revêtue de Néoprène. D'autres matières peuvent bien sûr être utilisées, par exemple un tissu en polyester revêtu avec de Néoprène ou de silicone. Le panneau 14 est réalisé dans une unique feuille de matière qui est perméable aux gaz. Il est réalisé dans un tissé en nylon ou un tissé en polyester. De préférence, le panneau 14 est réalisé dans un tissu ayant les caractéristiques suivantes: Type de fil: Nylon 6,6 à forte résistance de 467 décitex Nombre de fils: 49 brins (direction de la chaîne) 49 brins (direction de remplissage) Perméabilité à l'air: 0,28 à 0,57 m3 par minute (10 à 20 cfm) à 124 Pa. Une telle matière est fabriquée sous le nom de Paradiam Plus T par Milliken et Cie, Lagrange, Géorgie. Comme cela se voit sur la figure 3, le panneau 14 est formé avec une embouchure sensiblement circulaire 18 disposée de manière concentrique au ou à proximité du centre de celui-ci. Plusieurs trous 20 sont disposés autour de l'embouchure 18 afin de monter le coussin gonflable 10 sur un dispositif de gonflage 2717432 (non représenté). Le panneau 14 est également pourvu de deux couches de protection. Une couche 22 est une couche annulaire disposée à l'extérieur du coussin gonflable 10 alors que l'autre couche 24 est disposée à l'intérieur du coussin gonflable 10 comme cela est représenté sur les figures 4 et 6 et est superposé sur le panneau 14. Les couches 22, 24 sont fixées sur le panneau 14 par exemple par des coutures circulaires 26, 28, 30. La couche 22 est disposée autour de l'ouverture 18 sur l'intérieur ou l'extérieur du deuxième panneau 14. Les couches peuvent bien sûr être fixées par d'autres moyens. La couche 24 a un diamètre extérieur D représenté sur la figure 5 entre le bord circulaire 32. La couche 22 a sensiblement les mêmes dimensions. Les couches 22, 24 sont réalisées dans la même matière que le panneau 12 et elles coopèrent afin d'enserrer au moins une partie du panneau 14. Pendant le déploiement, les gaz chauds provenant du dispositif de gonflage sont introduits dans le coussin gonflable et le gonflent rapidement. La couche 24, et dans une certaine mesure la couche 22, protègent le panneau 14 des gaz chauds et procurent par conséquent une protection thermique. De préférence, la couche 24 est réalisée dans une matière ignifuge afin de protéger le coussin des gaz chauds. De plus, la couche 22, éventuellement ignifugée, procure également un renfort pour le panneau 14. Par exemple, si une couture est utilisée, les fils formant les coutures 26, 28, 30 ne sont pas en contact direct avec le panneau 14 mais avec les couches 22, 24 plus résistantes. Il en résulte que, pendant le déploiement du coussin gonflable 10, le panneau 14 est maintenu de manière fixe sur le dispositif de gonflage et n'est pas détaché de celui-ci en se déchirant. Lorsque le coussin gonflable 10 se gonfle, le panneau 12 se renfle normalement vers l'extérieur avec 6 2717432 une configuration en forme de dôme. Il a été constaté qu'il peut être souhaitable de limiter la distance sur laquelle le coussin gonflable se projette dans une direction parallèle à un axe passant par le trou 18. Ceci est réalisé dans le présent coussin gonflable 10 en prévoyant plusieurs attaches entre les panneaux 12 et 14. Plus particulièrement, comme cela est représenté sur les figures, la couche 24 est formée avec quatre pattes d'un seul tenant 34, 36, 38 et 40 qui s'étendent radialement vers l'extérieur du bord circulaire 32. Dans le cas de l'utilisation d'attaches, le panneau 12 est également pourvu d'une couche interne 42. Cette couche interne 42 est fixée sur le panneau 12 par exemple par une couture 44. La couche interne 42 possède une zone annulaire 46 disposée radialement à l'extérieur de la couture 44. Cette zone 46 est utilisée afin de fixer les pattes 34 à 40 sur la couche 42 comme cela est représenté en 50. La longueur des pattes 34 à 40 est choisie de telle sorte que les bandes limitent la distance maximum sur laquelle se déplace le panneau 12 par rapport au panneau 14 lorsque le coussin gonflable 10 est gonflé. Ces pattes agissent ainsi comme attaches pour le coussin gonflable 10. Du fait que ces pattes sont réalisées d'un seul tenant avec la couche 24, elles ne sont pas détachées de celle-ci lorsque le coussin gonflable 10 est déployé. Un profil typique de la pression à l'intérieur du coussin gonflable 10 est représenté sur la figure 7. Initialement, une fois que le dispositif de gonflage a commencé à émettre des gaz, la pression dans le coussin gonflable augmente très vite. Pendant ce temps, des panneaux de protection et décoratifs (non représentés) sont poussés hors du passage par le coussin gonflable. La pression d'air chute ensuite à une valeur négative et commence alors à augmenter lentement vers une valeur de crête P à une vitesse 7 2717432 relativement lente. Du fait que le coussin gonflable est en cours de gonflage de cette manière, les gaz provenant de celui-ci sont mis à l'air libre à travers la partie du panneau qui n'est pas recouverte par les couches 22, 24. Pratiquement toute la matière en particule contenue dans ces gaz est retenue dans le coussin gonflable par l'action de filtrage de la matière du panneau 14. Un paramètre critique pour les coussins gonflables lorsqu'ils sont gonflés est la pression de crête P. Si la pression de crête P est trop élevée, le coussin peut être trop dur au moment o l'occupant du véhicule à moteur touche le coussin gonflable. D'autre part, si cette valeur de crête est trop faible, le coussin peut être trop souple pour fournir une protection correcte. La valeur de P est normalement dans la plage de 689 à 68947 Pa (0,1 à 10 PSI). La pression de crête dépend du type de dispositif de gonflage utilisé. Des dispositifs de gonflage différents ont été utilisés pour chaque type de véhicule à moteur en fonction de la quantité totale de gaz devant être générée, de la vitesse de génération de gaz à des instants différents une fois qu'un accident a été détecté et ainsi de suite. Un coussin gonflable donné a une valeur P différente pour chaque type de dispositif de gonflage. Toutefois, cette variation est facilement compensée dans la présente invention en modifiant le diamètre D des couches 22 et 24. Ainsi, par exemple, si, pour un dispositif de gonflage donné dans certaines conditions initiales, le coussin gonflable a une pression de crête P de 10342 à 12065 Pa (1,5 à 1,75 PSI), le même coussin peut être utilisé avec un dispositif de gonflage plus petit (c'est-à-dire un dispositif de gonflage générant moins de gaz et non pas un dispositif ayant un diamètre plus faible) mais avec des couches 22, 24 ayant un diamètre 8 2717432 plus grand. Pour un dispositif de gonflage plus grand, des couches ayant un diamètre plus faible sont utilisées. Le nouveau diamètre est facilement déterminé en mesurant la pression de crête P du coussin gonflable ayant les couches 22, 24 d'un diamètre D prédéterminé, en calculant un nouveau diamètre qui produit la pression de crête P requise sur la base de la mesure, et en réalisant alors un nouveau coussin gonflable ayant les panneaux 12, 14 de mêmes dimensions qu'avant mais avec des couches 22, 24 de nouvelles dimensions (c'est-à-dire plus grandes pour un dispositif de gonflage plus petit et plus petites pour un dispositif de gonflage plus grand). De cette manière, les mêmes panneaux 12, 14 peuvent être réalisés pour différents types d'automobiles et seule la taille des couches 22, 24 a besoin d'être adaptée à chaque type. Il est évident que de nombreuses modifications peuvent être apportées à cette invention. Par exemple, bien qu'un coussin ayant une configuration circulaire soit représenté sur les figures, des coussins gonflables ayant d'autres configurations telles rectangulaires ou carrées peuvent également être réalisés en utilisant les mêmes principes. 9 2717432 REVENDICATIONS 1. Coussin gonflable pour un système de retenue d'occupant, caractérisé en ce qu'il comporte: un premier panneau (12) réalisé dans une matière imperméable aux gaz; un deuxième panneau (14) fixé sur ledit premier panneau (12) afin de former un coussin, ledit deuxième panneau (14) ayant une ouverture (18); et une couche de protection (22) fixée sur ledit deuxième panneau (14) et disposée autour de ladite ouverture (18), ladite couche de protection (22) ayant une dimension choisie afin de limiter la pression de crête dans ledit coussin à une plage prédéterminée lorsque ledit coussin est gonflé; ledit deuxième panneau (14) ou bien ladite couche de protection (22) étant réalisé dans une matière perméable aux gaz et ladite couche de protection (22) ou bien ledit deuxième panneau (14) étant réalisé dans une matière impermeable aux dits gaz. 2. Coussin gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième panneaux (12, 14) sont circulaires. 3. Coussin gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième panneau (14) est réalisé dans une matière perméable aux gaz. 4. Coussin gonflable selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit deuxième panneau (14) est réalisé dans un unique tissu. 5. Coussin gonflable selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tissu est tissé en Nylon. 2717432 6. Coussin selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tissu est tissé en polyester. 7. Coussin gonflable destiné à être utilisé dans un système de retenue d'occupant, ledit coussin gonflable étant gonflé pendant un accident à une pression maximum prédéterminée pour la protection d'un occupant, ledit coussin gonflable étant caractérisé en ce qu'il comporte: un premier panneau (12) ayant une première périphérie de panneau et réalisé dans une matière imperméable aux gaz; et un deuxième panneau (14) ayant une deuxième périphérie de panneau fixée à ladite première périphérie de panneau afin de former un coussin, ledit deuxième panneau (14) ayant une ouverture (18) destinée à recevoir des gaz de gonflage et une première couche (22) imperméable aux gaz disposée autour de ladite ouverture (18), ladite première couche (22) ayant une dimension linéaire choisie afin de définir ladite pression maximum prédéterminée. 8. Coussin gonflable selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pression maximum prédéterminée est dans la plage de 689 à 68947 Pa. 9. Coussin gonflable selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième panneaux (12, 14) sont circulaires et ladite couche de protection (22) est disposée autour de ladite ouverture (18) sur l'intérieur ou l'extérieur du deuxième panneau (14). 10. Coussin gonflable selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une deuxième couche (24), ladite deuxième couche (24) coopérant avec ladite première couche (22) afin d'enserrer une partie dudit deuxième panneau (14). il 2717432 11. Coussin gonflable selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite deuxième couche (24) a la même dimension linéaire que ladite première couche (22). 12. Coussin gonflable selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième couches sont fixées l'une à l'autre, avec ladite partie qui est disposée entre elles. 13. Coussin gonflable selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite couche est disposée à l'intérieur dudit coussin et est pourvue de plusieurs pattes (34, 36, 38, 40) d'un seul tenant, lesdites pattes (34, 36, 38, 40) formant des attaches pour ledit coussin gonflable. 14. Coussin gonflable selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une troisième couche (42) disposée à l'intérieur dudit coussin et fixée audit premier panneau (12), lesdites pattes (34 à ) étant fixées à ladite troisième couche (42). 15. Procédé de fabrication de plusieurs coussins gonflables, caractérisé en que qu'il comporte les étapes consistant à: former un premier (12) et un deuxième panneau (14), ledit premier panneau (12) étant réalisé dans une matière imperméable aux gaz, ledit deuxième panneau (14) étant réalisé dans une matière perméable aux gaz et ayant un trou d'accès; former une première couche (22) d'une matière imperméable aux gaz; fixer lesdits panneaux (12, 14) et ladite couche (22) afin de former un coussin, lesdits panneaux (12, 14) étant fixes de manière périphérique et ladite première couche (22) étant fixée sur ledit deuxième panneau (14) afin de rendre une partie dudit deuxième panneau (14) imperméable aux gaz, ladite couche (22) 12 2717432 ayant une dimension linéaire choisie afin de définir une pression de gaz maximum prédéterminée. 16. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre l'étape consistant à former une seconde couche (24) caractérisé en ce que ladite seconde couche (24) est fixée au second panneau (14) et est formée avec plusieurs pattes (34, 36, 38, 40) s'étendant radialement pour former des attaches. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les pattes (34, 36, 38, 40) sont formées intégralement avec la seconde couche (24). 18. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la seconde couche (24) est disposée à l'intérieur du coussin, et est superposée sur le deuxième panneau (14) afin de protéger le coussin contre la chaleur. 19. Coussin gonflable selon la revendication 18, caractérisé en ce que la seconde couche (24) est réalisée dans une matière ignifugée afin de protéger ledit coussin des gaz chauds.