Brevet FR2877082A1 — publié le 20060428

La présente invention se rapporte à un initiateur électropyrotechnique. L'invention se situe donc dans le domaine de la sécurité automobile. Les initiateurs électro-pyrotechniques intégrés dans des générateurs de gaz comportent traditionnellement un support d'allumage, un système d'initiation électrique reliant le support d'allumage à une source de courant, et un capuchon fragmentable renfermant au moins une composition pyrotechnique. Ce capuchon formant étui, le plus souvent métallique, est retenu à l'intérieur du générateur par des moyens mécaniques de fixation et de connexion. Il 10 est étanche et isolé de l'extérieur. En fonctionnement, il y a montée en pression à l'intérieur du capuchon et ouverture de celui-ci dans sa zone la plus fragile, ce qui libère une flamme et des gaz chauds qui, à leur tour, initient une matière pyrotechnique présente dans le générateur, telle que du propergol, apte à générer des gaz. La zone de fragilisation est en général créée par des amorces de rupture, lesquelles sont obtenues, au moment de l'emboutissage de l'étui, par estampage de motifs en creux. Ledit capuchon a une forme généralement cylindrique présentant une première extrémité ouverte reliée au support d'allumage, une seconde extrémité opposée obturée par une paroi de fond, et une paroi latérale cylindrique. Jusqu'à présent, une grande partie des initiateurs présentaient des amorces de rupture au niveau de la paroi de fond, ce qui autorisait une sortie axiale de la flamme. Cependant, certains générateurs, notamment ceux comportant une masse de propergol en forme d'anneau entourant l'initiateur, ou dont la charge pyrotechnique est tellement petite que la rupture de la paroi de fond axiale risquerait de l'endommager, fonctionnent dans de meilleures conditions quand la flamme sort radialement, c'est à dire au travers de la paroi latérale du capuchon, via des trous obturés en période de non fonctionnement par une paroi intérieure plastique. D'autres structures autorisent une sortie radiale de la flamme. Ainsi, on décrit dans le brevet US-A-5 005 486 (LENZEN), un générateur de gaz qui intègre un initiateur, dont la paroi latérale comporte des zones de fragilisation disposées parallèlement aux génératrices du cylindre dans lequel le capuchon de l'initiateur s'inscrit. Ces zones s'étendent d'une extrémité à l'autre du capuchon. Dans la pratique, lorsque les zones de fragilisation cèdent, on assiste à une véritable ouverture de l'initiateur, de sorte que l'intégrité de sa structure en est 5 affectée. Une autre structure est décrite dans le brevet américain US-A-5 601 308 (CUEVAS). La zone de fragilisation a ici la forme d'une ligne circonférentielle qui fait donc le tour de la paroi latérale du capuchon de l'initiateur. Là encore, l'intégrité même de l'initiateur est affectée, puisque suite à la rupture de la zone de fragilisation, c'est une partie complète de l'initiateur qui se détache du reste. La rupture complète de l'initiateur peut autoriser la sortie de particules notamment métalliques qui risqueraient d'être rejetées à l'extérieur. La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes en proposant notamment un initiateur dont la paroi latérale périphérique (cylindrique) du capuchon présente une zone de fragilisation, mais qui conserve son intégrité même après rupture de ladite zone. Un autre objectif de l'invention est d'atteindre le but précité sans 20 modifier notablement "l'architecture" habituelle de l'initiateur. Il s'agit donc d'un initiateur électro-pyrotechnique qui comporte: - un support d'allumage; - un système d'initiation électrique reliant le support d'allumage à une source de courant; - un capuchon renfermant au moins une composition explosive, de forme généralement cylindrique présentant une première extrémité ouverte reliée au support d'allumage, une seconde extrémité opposée obturée par une paroi de fond, et une paroi latérale périphérique qui présente au moins une zone de fragilisation. Conformément à l'invention, au moins l'une des zones de fragilisation s'entend selon un tracé non fermé et seulement sur une partie de la paroi latérale, c'est à dire sans rejoindre ses extrémités opposées. Par l'expression "tracé non fermé", on entend que ce tracé présente au moins deux extrémités distinctes, non confondues. Grâce à la configuration particulière de ce tracé, il n'y a pas de 35 rupture de l'initiateur en plusieurs morceaux distincts et séparés. Il conserve son intégrité, sans affecter l'environnement immédiat. Selon un autre mode de l'invention, le tracé non fermé est conformé de manière à ce que, après ouverture de chaque zone de fragilisation, le fragment de paroi situé entre deux extrémités voisines du tracé reste attaché à la paroi. Ce fragment de paroi ou "pétale" reste attaché à la paroi de l'initiateur, sans risque d'abîmer les composants environnants, et peut jouer le rôle de déflecteur qui canalise la flamme et les gaz. Selon d'autres caractéristiques non limitatives: - le tracé est cruciforme; - le tracé a la forme d'une croix de Saint André ; - le tracé a une forme courbe; - le tracé a la forme d'un arc de cercle; - le tracé a la forme d'un fer à cheval; - chaque zone de fragilisation est constituée d'un amincissement de matière; - chaque zone de fragilisation est obtenue par estampage; Selon un autre mode de réalisation, ledit dispositif auquel est destiné l'initiateur est un coussin gonflable de protection ou un prétensionneur de ceinture de sécurité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - les figures 1 à 3 sont des vues de face de trois formes de réalisation possibles de l'initiateur; - les figures 4 à 6 sont des schémas simplifiés montrant de face 25 l'ouverture générée dans la paroi de l'initiateur, après ouverture de la zone de fragilisation; - la figure 7 est une vue partielle, de côté, de ladite paroi, destinée à illustrer la fonction de déflecteur du fragment de paroi resté attaché à l'initiateur; - la figure 8 est une vue partielle, selon un plan de coupe longitudinal, d'un générateur faisant usage d'un initiateur conforme à l'invention. La structure des formes d'initiateur visibles aux figures 1 à 3 est connue en soi. Un tel initiateur comprend un support d'allumage 10 non représenté, intégré au sein d'un surmoulage proéminent. Il comporte également un système d'initiation permettant de relier l'initiateur à un source de courant électrique (non représentée), qui consiste en une paire de broches métalliques 11 enserrées dans le support d'allumage 10 et dont l'extrémité inférieure ressort du surmoulage proéminent. Enfin, le support d'allumage communique avec un capuchon 2 de forme essentiellement cylindrique, par une première extrémité ouverte 20. Sa seconde extrémité, opposée à la première, est obturée et constitue une paroi de fond 21. Enfin, le capuchon comporte une paroi latérale périphérique 22 qui s'inscrit dans un cylindre. Le capuchon est de préférence réalisé en métal, par la technique 10 d'emboutissage. Il renferme au moins une composition explosive apte à être initiée par le support d'allumage 10 et à produire une flamme et des gaz évacués vers l'extérieur via le capuchon. Conformément à l'invention, cette évacuation est réalisée au niveau 15 de ladite paroi latérale périphérique 22 qui présente à cet effet, au moins une zone de fragilisation 3, respectivement 3' et 3". Cette zone de fragilisation s'entend selon un tracé non fermé et seulement sur une partie de ladite paroi latérale, c'est à dire sans rejoindre ses extrémités opposées. Ainsi, en référence à la figure 1, la zone 3 a un tracé cruciforme, plus précisément en forme de croix de Saint-André. Elle est constituée d'un amincissement de la matière de la paroi 22, par exemple obtenu par estampage. Ce tracé est constitué de deux lignes 30 qui se croisent sensiblement 25 selon un plan médian longitudinal de l'initiateur, chaque ligne présentant des extrémités opposées 31. Les zones 3' et 3" des initiateurs des figures 2 et 3 ont un tracé de forme courbe. Le tracé 3' est constitué d'un arc de cercle, avec deux extrémités 30 opposées 30'. Le tracé 3" est quant à lui en forme de fer à cheval, ce qui signifie que ses extrémités opposées 30" présentent un écartement mutuel inférieur à sa plus grande largeur. Une seule zone de fragilisation a été représentée par initiateur. 35 Toutefois, ce nombre pourrait être supérieur, par exemple égal à deux ou trois. Dans ce cas, les zones sont réparties angulairement de manière régulière sur la paroi 22. La zone de fragilisation est située, axialement, non loin de la paroi de fond 21. Elle pourrait bien entendu être décalée, de manière à être plus proche du support d'allumage. Par ailleurs, la zone de fragilisation présente une étendue réduite par rapport à la surface de la paroi 22. Cette étendue peut être augmentée en fonction de besoin, notamment pour accroître le flux de la flamme et du gaz après mise en marche de l'initiateur. Comme précisé plus haut, l'initiation de la composition explosive à l'intérieur de l'initiateur provoque une augmentation de la pression interne, de sorte que la zone de fragilisation s'ouvre selon ledit tracé, libérant ainsi flamme et gaz. Du fait que ce tracé n'est pas fermé et s'étend seulement sur une partie de ladite paroi latérale 22, c'est à dire sans rejoindre ses extrémités opposées (autrement dit sans relier l'ouverture 20 à la paroi de fond), cette ouverture s'opère localement, sans que le capuchon 2 ne se déstructure. Elle est limitée à la zone de fragilisation. Sa forme reste inchangée, sans qu'aucune fraction de celui-ci ne se détache du reste du dispositif. En d'autres termes, son intégrité n'est pas affectée. Les trois formes de réalisation illustrées aux figures 1 à 3 ont pour point commun le fait ledit tracé est conformé de manière à ce que, après ouverture de la zone de fragilisation 3, 3' ou 3", le fragment F de paroi 22 situé entre deux extrémités voisines dudit tracé reste attaché à ladite paroi. Ainsi, comme montré à la figure 4, la zone de fragilisation 3 s'ouvre selon le tracé cruciforme de la figure 1, de sorte que quatre fragments ou "pétales" F restent attachés à la paroi 22 de l'initiateur. Dans les formes de réalisation des figures 5 et 6, du fait que les zones de fragilisation 3' et 3" ne comportent que deux extrémités opposées 30', respectivement 30", un seul fragment F reste attaché à la paroi. Le fragment F reste donc solidaire de la paroi 22, sans risque d'arrachement qui pourrait provoquer des dégâts aux composants environnants, 30 voire de rejet vers l'extérieur. Par ailleurs, comme le montre la figure 7, selon l'orientation du (ou des) fragment(s) F après ouverture de la zone de fragilisation, ce (ces) dernier(s) peut (peuvent) jouer le rôle de déflecteur(s), en orientant le flux de flamme et de gaz, comme le montre la flèche g. Cela peut être utile lorsque l'on souhaite que ce flux "lèche" la masse de propergol en l'atteignant de manière oblique, plutôt qu'il heurte frontalement cette dernière. La figure 8 annexée montre un initiateur conforme à l'invention 5 intégré au sein d'un générateur de gaz équipant un dispositif de sécurité monté sur un véhicule automobile. Préférentiellement, ledit dispositif est un coussin gonflable de protection ou un prétensionneur de ceinture de sécurité. Ce générateur comprend une enceinte formée d'un corps cylindrique 10 creux 4 d'axe X-X', qui présente un orifice d'évacuation des gaz 40 orienté radialement. Les extrémités opposées de cette enceinte sont fermées par des parois d'obturation serties 41 et 42. Une cloison transversale épaisse 5 sépare l'enceinte en une chambre 15 de combustion C, et en une chambre de tranquillisation T. La cloison 5 présente des ouvertures 50 qui font communiquer les deux chambres C et T. L'initiateur 1 est monté au niveau d'une ouverture 410 centrée sur l'axe X-X' que présente la paroi 41. Il y est fixé et calé à l'aide de moyens appropriés. Le capuchon 2 s'étend intégralement à l'intérieur de la chambre de combustion C. Un chargement pyrotechnique 6 constitué par exemple de propergol entoure l'initiateur. Il a une forme annulaire et son axe de révolution est confondu avec celui X-X' de l'initiateur. Ce bloc est calé à l'aide d'une grille 7 qui s'appuie par ailleurs sur la cloison 5. Enfin un condenseur 8, de forme annulaire, est calé dans la chambre de tranquillisation T. En fonctionnement, un courant de mise à feu est transmis à l'initiateur 1 par 30 les broches 11. Cet allumage provoque alors l'initiation de la charge contenue dans le capuchon. Par suite d'une augmentation de pression dans celui-ci, la zone 3, respectivement 3' ou 3" se rompt, ce qui autorise la sortie des gaz et d'une flamme vers l'extérieur, comme le montrent les flèches g de la figure 8. Le fragment F résultant de l'ouverture de la zone de fragilisation reste attaché à l'initiateur, sans risque qu'il soit projeté à l'intérieur de la chambre de combustion C, voire rejeté vers l'extérieur. Le fragment canalise la flamme et les gaz, en faisant office de déflecteur. 5 Ceux-ci provoquent l'allumage du chargement pyrotechnique 6. Les gaz générés par ce dernier rentrent dans la chambre T par les ouvertures 50 de la cloison, traversent le condenseur 8 et sortent par l'orifice 40, par exemple en vue du gonflage d'un coussin de sécurité. Trois formes de réalisation de la zone de fragilisation ont été décrites dans le 10 cadre de la présente demande. Bien entendu, d'autres formes sont possibles, telles qu'une forme en "S" ou en "Z". Par ailleurs, les extrémités de ladite zone devront être suffisamment distantes pour que la portion de matière qui les sépare ne se détache de la paroi, au moment où la zone de fragilisation cède. REVENDICATIONS 1. Initiateur électro-pyrotechnique qui comporte: - un support d'allumage (10) ; - un système d'initiation électrique (11) reliant le support d'allumage (10) à une source de courant; - un capuchon (2) renfermant au moins une composition explosive, de forme généralement cylindrique présentant une première extrémité ouverte (20) reliée au support d'allumage (10), une seconde extrémité opposée obturée par une paroi de fond (21), et une paroi latérale périphérique (22) qui présente au moins une zone de fragilisation (3;3';3"), caractérisé par le fait qu'au moins l'une des zones de fragilisation (3;3';3") s'entend selon un tracé non fermé et seulement sur une partie de la paroi latérale (22), c'est à dire sans rejoindre ses extrémités opposées. 2. Initiateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tracé non fermé est conformé de manière à ce que, après ouverture de chaque zone de fragilisation, un fragment (F) de paroi (22) situé entre deux extrémités voisines (30;30';30") du tracé reste attaché à la paroi (22). 3. Initiateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le tracé est cruciforme. 4. Initiateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le 20 tracé a la forme d'une croix de Saint André. 5. Initiateur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que le tracé a une forme courbe. 6. Initiateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le tracé a la forme d'un arc de cercle. 7. Initiateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le tracé a la forme d'un fer à cheval. 8. Initiateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone de fragilisation (3;3';3") est constituée d'un amincissement de matière. 9. Initiateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque zone de fragilisation (3;3';3") est obtenue par estampage.