Brevet FR2768976A1 — publié le 19990402

L'invention concerne une commande pyrotechnique, en particulier une commande linéaire pour des systèmes de retenue d'occupants de véhicules, comportant un cylindre présentant un espace de travail, lequel présente un volume variable, comportant un piston qui, conjointement avec la paroi du cylindre, délimite l'espace de travail, et compor- tant plusieurs charges de propulseurs pyrotechniques produi- sant du gaz, lequel atteint l'espace de travail lors de l'allumage et met ainsi le piston en mouvement par rapport au cylindre, les charges de propulseurs étant allumées de façon décalée dans le temps l'une par rapport à l'autre. Dans des commandes pyrotechniques, en particulier des commandes linéaires, qui font partie d'un système tensionneur de ceinture, un problème qui existe est qu'une puissance d'entraînement plus élevée ne peut pas être obtenue simplement par des charges de propulseurs plus puissantes. Ceci réside d'une part dans la capacité limitée de toutes les pièces de la commande, par exemple de joints d'étanchéité ou d'une tige de piston, à supporter une charge mécanique. D'autre part, comme on l'a constaté, avec une libération soudaine d'une trop grande énergie, une grande partie de cette énergie reste inutilisée en déformant des pièces de la commande. Il est connu, d'après le document DE 44 15 373.2, d'utiliser deux charges de propulseurs qui sont séparées l'une de l'autre par une membrane d'éclatement, dont les propulseurs ont des vitesses de déflagration différentes et sont allumés successivement. Ainsi, les pics de charge auxquels les pièces de la commande sont exposées peuvent être diminués et une élévation de pression initiale plus petite peut être obtenue. Dans la commande connue, le problème qui existe est que, du fait de l'emboîtement par principe des charges de propulseurs l'une à l'intérieur de l'autre, seul un décalage de temps relativement faible est possible entre35 l'allumage et la combustion des charges de propulseur. Une partie du gaz qui est produite lors de la déflagration du propulseur associé à la première charge de propulseur arrive dans l'espace occupé par la seconde charge de propulseur et donc relativement tard à l'ouverture d'écoulement en sortie. De plus, l'espace occupé par la commande connue est relative- ment grand. L'invention propose une commande pyrotechnique qui se caractérise par un espace structurel nécessaire plus petit. De plus, la commande pyrotechnique selon l'invention rend possible un plus grand décalage dans le temps entre l'allumage des charges de propulseurs. En outre, l'élévation de pression initiale est maintenue à une faible valeur, car les charges de propulseurs ne s'influencent pas mutuellement au même niveau que dans le cas de la commande connue. Ceci est obtenu par une commande pyrotechnique du type mentionné initialement dans laquelle une première charge de propulseur est intégrée dans le piston et une seconde charge de propul- seur est reliée à la paroi du cylindre, avantageusement dans l'espace de travail. Le gaz qui est produit par la charge de propulseur qui est allumée en premier peut ainsi s'écouler sans entrave depuis l'autre charge de propulseur jusque dans l'espace de travail et provoquer l'entraînement du piston. Etant donné aussi que le gaz produit pendant la déflagration du propulseur de la charge de propulseur qui est allumée en second n'a pas à s'écouler à travers la première charge de propulseur, qui est allumée en premier, les processus de déflagration se produisent sans être pratiquement influencés l'un par l'autre. Lorsque le gaz chaud, qui est produit par une charge de propulseur, doit provoquer l'allumage de l'autre charge de propulseur, un plus grand décalage de temps peut être obtenu entre les deux instants d'allumage du fait de ce concept, et un niveau de pression relativement élevé peut être atteint dans l'espace de travail sur une plus longue période de temps. Ceci procure une commande relative- ment uniforme sans pics de charge extrêmes. Selon une forme avantageuse de réalisation, la charge de propulseur prévue dans l'espace de travail et la charge de propulseur prévue dans le piston dans l'état non activé de la commande sont espacées l'une de l'autre, en sorte que les instants d'allumage sont encore plus décalés dans le temps l'un par rapport à l'autre. Pour obtenir une pression uniforme, qui dure aussi longtemps que possible, dans l'espace de travail, les propulseurs des charges ont des vitesses de combustion différentes et/ou des températures d'allumage différentes. Comme déjà expliqué, les charges de propulseurs peuvent partiellement s'allumer mutuellement, en sorte qu'un seul allumeur doit être prévu, lequel allume une charge de propulseur. Grâce à la présence d'au moins une paroi des- tructible entre les charges de propulseurs, les instants d'allumage peuvent être décalés dans le temps l'un par rapport à l'autre d'une manière pouvant être prédéterminée et dans des limites strictes. , L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 montre une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation de la commande pyrotechnique selon l'invention, sous la forme d'une commande linéaire d'un tensionneur de ceinture; et la figure 2 est un graphique montrant diverses évolutions de la pression à l'intérieur de l'espace de travail, entre autres l'évolution de la pression pouvant être obtenue par la commande selon l'invention. La figure 1 illustre une commande linéaire pour un tensionneur de ceinture en tant que partie d'un système de retenue d'occupants de véhicules. La commande comporte un cylindre 3 ayant une paroi 5, un piston 7 en plusieurs35 parties disposé à l'intérieur du cylindre 3, et un câble 9 de traction qui est relié au piston 7 et sort du cylindre 3 sur la face extrême. Un espace de travail est partiellement rempli par une première charge 11 de propulseur, lequel espace est limité par la paroi 5 du cylindre, un joint d'étanchéité 13 pour le câble de traction et une paroi 15. Un intervalle, qui forme l'espace de travail effectif 17, est établi entre la paroi 15 et le piston 7. Une partie 19 en forme de disque du piston 7 est contiguë à l'espace de travail effectif 17. La partie 19 en forme de disque est réalisée de façon à être creuse, la cavité étant remplie d'une seconde charge 21 de propulseur, d'une manière économi- sant de l'espace. Une autre paroi 23 isole de façon étanche la seconde chambre 21 de propulseur de l'espace de travail 17. Un allumeur, non représenté, communique par une ouverture 25 située dans la paroi 5 du cylindre avec la première charge 11 de propulseur, afin de pouvoir allumer cette dernière dans le cas d'une action de retenue. Le propulseur de la première charge 11 présente une vitesse de combustion plus grande que celle du propulseur de la seconde charge 21 et également une température d'allumage plus basse. Les parois 15, 23 consti- tuent un feuillet combustible qui est détruit lors d'une déflagration du propulseur. Dans le cas d'une action de retenue, la première charge 11 de propulseur est d'abord allumée et le gaz produit, après destruction de la paroi 15, afflue dans l'espace de travail effectif 17. Le piston 7 est ainsi accéléré dans le sens de la flèche. Les gaz chauds et les particules chaudes qui sont produits détruisent la paroi 23 et allument la seconde charge 21 de propulseur, d'une façon décalée dans le temps par rapport à la première charge 11 de propulseur. Le gaz produit par la déflagration du propulseur de la seconde charge 21 arrive de la même manière dans l'espace de travail 17 et provoque une accélération du piston 7. Du fait que les charges 11, 21 de propulseurs sont allumées avec un décalage chronologique important et du fait que les vitesses de déflagration sont différentes, la mise en mouvement du piston 7 a lieu de façon relativement douce. De plus, l'espace de travail 17 augmente lors de la déflagration du propulseur, car l'espace occupé par le propulseur communi- que avec l'espace de travail effectif 17 et, lors de la déflagration, devient lui-même espace de travail. En outre, une mise en mouvement en douceur est également obtenue grâce à l'utilisation de charges de propulseur ayant la même vitesse de déflagration. La figure 2 montre diverses évolutions de la pression dans l'espace de travail. Une ligne continue représente sous une forme simplifiée l'évolution de la pression de l'espace de travail avec une commande ayant une charge de propulseur très puissante. La ligne mixte à points et tirets et la ligne tiretée représentent les évolutions de la pression qui ont lieu par suite de l'allumage de la première charge 11 de propulseur ou de la seconde charge 21 de propulseur, seule. L'évolution de la pression dans l'espace de travail de la commande selon l'invention résulte donc de la somme des évolutions de pression produites par les deux charges individuelles de propulseurs, c'est-à-dire depuis la partie avant de la courbe en traits mixtes à points et tirets, suivie de la courbe à points. Le domaine d'énergie sous la courbe résultante est représenté par des hachures. La comparaison avec la commande comportant une charge de propulseur puissante montre que le pic de pression et donc l'effort maximal exercé sur les pièces individuelles de la commande sont moindres. L'énergie utilisable pour la commande est cependant maintenue plus longtemps à un niveau élevé, grâce à quoi une accélération uniforme du piston peut être obtenue, ce qui est très avantageux en particulier dans le cas de commandes pour de longues distances de tensionnement. La charge de propulseur qui est allumée en premier peut être très nettement plus faible que la charge de propulseur allumée ensuite. L'accélération initiale, qui est donc relativement faible, aboutit à des forces d'inertie plus petites et à une charge partielle plus petite. L'accélération maximale n'est ensuite atteinte que par l'allumage de la seconde charge de propulseur. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la commande pyrotechnique décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Commande pyrotechnique, en particulier commande linéaire pour des systèmes de retenue d'occupants de véhicules, comportant un cylindre (3) présentant un espace de travail (17) ayant un volume variable, un piston (7) qui délimite, conjointement avec la paroi (5) du cylindre, l'espace de travail (17), et comportant plusieurs charges de propulseurs pyrotechniques (11, 21) produisant du gaz, lequel atteint l'espace de travail (17) et met ainsi en mouvement le piston (7) par rapport au cylindre (3), lesdites charges (11, 21) de propulseurs étant allumées de manière décalée dans le temps l'une par rapport à l'autre, la commande étant carac- térisée en ce qu'une première charge (21) de propulseur est intégrée dans le piston (7) et une seconde charge de pro- pulseur est reliée à la paroi (5) du cylindre. 2. Commande pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la seconde charge (21) de propul- seur est prévue dans l'espace de travail (17). 3. Commande pyrotechnique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les charges de propulseurs (11 et 21, respectivement), situées dans l'espace de travail (17) et dans le piston (7), dans l'état non activé de la commande, sont espacées l'une de l'autre. 4. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les propulseurs des charges (11, 21) ont des vitesses de combus- tion différentes. 5. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les propulseurs des charges (11, 21) ont des températures d'allumage différentes. 6. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un allumeur est associé à l'une des charges (11) de propulseurs et une autre charge (21) de propulseur est allumée par la déflagration de la première charge (11) de propulseur. 7. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les charges (11, 21) de propulseurs sont séparées l'une de l'autre par au moins une paroi (15, 23) qui peut être détruite lors d'une déflagration des charges (11, 21) de propulseur. 8. Commande pyrotechnique selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une paroi (23) sépare une cavité située dans le piston (7, 19), dans laquelle une charge (21) de propulseur est placée, de l'espace de travail (17). 9. Commande pyrotechnique selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une paroi (15) sépare la seconde charge (11) de propulseur, placée dans l'espace de travail, de la partie de l'espace de travail (17) non occupée par la charge (11) de propulseur. 10. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la paroi (15, 23) est brûlée lors de la déflagration d'une charge (11) de propulseur. 11. Commande pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la paroi (15, 23) est un feuillet.