Brevet FR2878211A1 — publié le 20060526

La présente invention se rapporte au domaine des systèmes de sécurité automobile et en particulier aux actionneurs pyrotechniques. Les actionneurs pyrotechniques sont utilisés par exemple dans un système de protection des piétons lors d'un choc frontal avec un véhicule. D'une manière générale, un système de protection piéton consiste, soit à provoquer la levée de la partie arrière du capot avant afin d'augmenter la distance entre le capot et le bloc moteur, soit à déployer un ou plusieurs coussin(s) gonflable(s) sur le pare-brise ou sur les montants de pare-brise, soit une combinaison de ces deux systèmes. L'invention est plus particulièrement adaptée pour des systèmes de levée de capot. La plupart des dispositifs existant mettent en oeuvre un piston mis en mouvement par un dispositif pyrotechnique, le piston constituant l'actionneur pyrotechnique du système. A titre d'exemple, le document JP2002029370 décrit un tel dispositif de levée de capot. Ce dispositif comprend un piston monté coulissant dans un cylindre. L'extrémité libre du piston est placée sous le capot dans la partie arrière. Un dispositif pyrotechnique est également monté dans le cylindre. Lors de la mise à feu du dispositif pyrotechnique, les gaz générés pressurisent le cylindre, ce qui fait coulisser le piston. Le mouvement du piston soulève alors le capot. Ce type de système est à usage unique. Ainsi, après le déclenchement du dispositif pyrotechnique, il est nécessaire de remplacer le système dans son entier. De plus, la mise à feu du dispositif pyrotechnique ayant lieu directement dans le cylindre, des particules peuvent s'insérer entre le piston et le cylindre et bloquer le mouvement du piston. Il existe des systèmes réversibles de levée de capot. Le document JP2001018844 décrit un dispositif de levée de capot réversible. Le dispositif comprend un piston actionné par un générateur de gaz destiné à lever le capot. Le capot est maintenu en position ouverte par une articulation mécanique. Le retour à la position d'origine est réalisé par un deuxième piston relié à l'articulation mécanique par un câble. Toutefois, ce système ne permet qu'un retour en position initiale après activation. Ce système ne permet pas une nouvelle utilisation après un premier déclenchement. Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de protection piéton par levée de capot palliant les inconvénients de l'art antérieur notamment en autorisant plusieurs activations du dispositif sans remplacement complet de celui-ci. La présente invention consiste en un dispositif de protection piéton par levée de capot comprenant un piston monté sur un boîtier caractérisé en ce que le boîtier comprend une membrane élastique séparant le boîtier en deux parties, une première partie, formant réservoir, comprenant le piston et un fluide et la deuxième partie comprenant des moyens générateurs de gaz. Selon un autre mode de réalisation, le piston en monté coulissant dans un cylindre débouchant dans le boîtier. Selon un autre mode de réalisation, le piston comprend un empilement télescopique d'au moins deux cylindres, solidaire du boîtier. Selon un autre mode de réalisation, une tige est montée sur le piston, cette tige étant solidaire, directement ou indirectement de la partie arrière du capot. Selon un autre mode de réalisation, la deuxième partie du boîtier comprend un orifice formant évent. Selon un autre mode de réalisation, le fluide est un mélange à base d'eau. Selon un autre mode de réalisation, le boîtier est de forme sensiblement cylindrique formé de deux demi-coques, la membrane étant assemblée entre les bords des deux demi-coques. Selon un autre mode de réalisation, les moyens générateurs de gaz comprennent un support comportant un canal central, la première extrémité du canal débouchant dans la deuxième partie et au moins un générateur de gaz étant monté sur la deuxième extrémité du canal central. L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence au dessin annexé, sans toutefois s'y limiter. La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de protection piéton utilisant un actionneur pyrotechnique selon l'invention. Comme expliqué précédemment dans les dispositifs de l'art antérieur un générateur de gaz est mis à feu dans un cylindre, dans lequel est monté le piston. Lors du fonctionnement du générateur, des particules de combustion peuvent se loger entre le piston et le cylindre et bloquer le mouvement du piston. L'invention va à présent être décrite en référence à la figure 1. Le principe général du dispositif selon l'invention consiste toujours à provoquer le déplacement en translation une pièce tel qu'un piston 1. Le piston 1 étant relié directement ou indirectement à un dispositif de levée de capot. Cependant, selon le principe de l'invention, le piston 1 n'est pas déplacé directement par des gaz générés par le générateur de gaz. Le dispositif selon l'invention comprend un boîtier 2 sur lequel est monté le piston 1. Dans la variante de réalisation représentée à la figure 1, le piston 1 est monté coulissant dans un cylindre 5. Le boîtier 2 est, par exemple, de forme cylindrique. Le boîtier 2 est séparé en deux parties 21, 22 par une membrane 3 réalisée dans un matériau élastique. La première partie 21 comprend le piston 1 et un fluide 25. Le fluide 25 occupe donc tout le volume défini par le boîtier 2, la membrane 3 et le piston 1. Afin d'assurer l'étanchéité entre le boîtier 2 et le piston 1, le piston 1 comprend un joint 10 venant en contact avec le cylindre 5. La deuxième partie 22 comprend des moyens 4 générateurs de gaz. Ces moyens 4 générateurs de gaz sont destinés à remplir la deuxième partie 22 de gaz sous pression. Sous l'effet de cette pression, la membrane 3 va se déformer et comprimer le liquide 25. Le liquide 25 est alors chassé dans le cylindre 5 ce qui contraint le piston 1 à coulisser dans le cylindre 5. Selon la variante de réalisation de la figure 1, le boîtier 2 est formé par deux demi-coques 26, 27 sensiblement cylindriques. Chaque demi-coque 26, 27 comprend sur sa périphérie un rebord 29 qui permet d'assembler les deux demi-coques par vissage. La membrane 3 est maintenue dans le boîtier entre les rebords 29 des demicoques. Le matériau utilisé pour réaliser la membrane doit résister à la chaleur des gaz des moyens générateurs de gaz 4 et pouvoir se déformer de façon élastique sous l'effet de la pression des ces gaz. La membrane 3 est, par exemple, réalisée en néoprène. La première demi-coque 26 comprend le cylindre 5 monté, par exemple sensiblement dans l'axe de la première demi-coque 26. La deuxième demicoque 27 comprend les moyens générateurs de gaz 4. Les moyens 4 générateurs de gaz comprennent un support 41 sur lequel est monté au moins un générateur de gaz, par exemple du type micro générateur de gaz. Le micro générateur de gaz 4 est réalisé de façon connue en soi et comprend un dispositif d'allumage d'une composition pyrotechnique confinée dans un capuchon, le tout fixé sur le dispositif d'allumage. Lorsque plusieurs générateurs de gaz sont montés sur le support 41, un dispositif de protection est placé devant chaque générateur de gaz 4 afin de protéger chaque générateur lors de la mise à feu d'un autre générateur de gaz. En effet, un seul générateur de gaz doit être mis à feu par utilisation de l'actionneur selon l'invention. Le support 41 comprend un canal central 43 débouchant dans un orifice 30 réalisé dans le fond de la deuxième demi-coque, par exemple dans l'axe de la deuxième demi-coque 27. Le canal 43 central permet le passage des gaz du générateur 4 dans la deuxième partie 22 du boîtier 2. Afin d'empêcher les gaz de détériorer la membrane 3, le support peut comprendre un déflecteur 42. Le déflecteur 42 est formé d'un capuchon cylindrique. L'extrémité ouverte du capuchon 42 est montée dans le support 41, sensiblement dans l'axe du canal 43 central. L'extrémité fermée du capuchon 42 débouche dans la deuxième partie 22 et comprend une pluralité d'orifices radiaux 44 permettant au gaz de remplir la deuxième partie 22 avec une direction sensiblement parallèle à la membrane 3. Le fond de la deuxième demi-coque 27 comprend également au moins un deuxième orifice 24 reliant la deuxième partie 22 à l'air libre. Cet ou ces orifices 24 servent d'évent pour évacuer, avec un débit contrôlé, les gaz après mis à feu des moyens 4 de génération de gaz. Cet évent 24 permet ainsi un retour en position initiale de la membrane 3. Les dimensions du ou des orifices 24 sont déterminées d'une part pour permettre l'évacuation des gaz pour un retour de la membrane en position initiale et d'autre part pour conserver une pression suffisante dans la deuxième partie 22 afin d'amortir la chute du piéton sur le capot. Selon la variante de réalisation de la figure 1, l'axe du canal central 43 est sensiblement perpendiculaire au fond de la deuxième demi-coque 27 du boîtier 2. Le générateur de gaz est monté perpendiculairement à l'axe du canal central 43. Selon une autre variante de réalisation non représentée le support 41 peut comprendre plusieurs générateurs de gaz 4. Dans ce cas, un seul générateur 4 est mis à feu lors du fonctionnement du dispositif selon l'invention. Le dispositif peut être utilisé à plusieurs reprises en mettant à feu successivement chaque générateur. Le fluide utilisé pour remplir la première partie 21 du boîtier 2 est de préférence peu compressible de façon à transmettre au piston 1 l'effort lié au déplacement de la membrane 3 dans un délai de l'ordre de 10ms. A titre d'exemple le fluide est de l'eau, un mélange eau-glycol ou de l'huile. Les dimensions du boîtier 2 et du piston sont déterminées de façon à ce qu'un faible déplacement de la membrane entraîne un grand déplacement du piston 1. Ainsi, dans la variante de réalisation représentée à la figure 1, le diamètre du boîtier 2 est plusieurs fois supérieur au diamètre du piston 1. De même, le volume de la première partie 21 du boîtier 2 occupé par le fluide est au moins égale au volume du cylindre 5. Une tige (non représentée) peut être montée sur le piston dans l'axe du cylindre 5. L'extrémité libre 51 du cylindre 5 est obturée par un disque comprenant un orifice dont la forme et les dimensions sont sensiblement identiques à la section de la tige. La face interne du disque peut comprendre un matériau amortisseur (non représenté) afin de réduire l'impact du piston 1 sur le disque. L'extrémité libre de la tige peut être reliée directement à la partie arrière du capot ou par l'intermédiaire d'un mécanisme de levée du type décrit dans le document 10 FR2848947. Dans une variante de réalisation non représentée, le piston est formé par un emboîtement télescopique de cylindres. A titre d'exemple, le cylindre de plus gros diamètre est relié ou constitue la première demi-coque. Le déploiement de cet empilement est provoqué comme pour le piston coulissant, par le liquide mis sous pression par la membrane. Ce type de piston télescopique est connu en soi et est décrit par exemple dans le document GB2395693. Le fonctionnement du dispositif est le suivant. Lors de la détection d'un choc avec un piéton, l'un des générateurs de gaz 4 est mis à feu. Le gaz remplit la deuxième partie 22 du boîtier 1. Sous l'effet de la pression, la membrane 3 élastique s'étend et chasse le fluide stocké dans la première partie 21 dans le cylindre 5, forçant le piston 1 à coulisser. La tige solidaire du piston 1 soulève alors le capot du véhicule et sous l'effet de la pression régnant dans la deuxième chambre 22, maintien le capot levé. Lors de la chute du piéton sur le capot le piston 1 exerce une pression sur le liquide 25 et donc sur la membrane 3. Sous l'effet de cette pression le gaz contenu dans la deuxième partie 22 est comprimé et chassé par l'évent 24. La chute du piéton est alors amortie par le déplacement du piston 1. Du fait de la présence de l'évent 24, le piston 1 revient dans sa position initiale. Lorsque plusieurs générateurs de gaz 4 sont mis en place sur le support 41, un nouveau déclenchement peut immédiatement avoir lieu. Du fait de l'utilisation indirecte des gaz du générateur pour déplacer le piston 1, les résidus issus de la combustion ne perturbent plus le déplacement du piston ce qui permet un fonctionnement plus sûr. De plus, il est alors possible de prévoir une réutilisation du dispositif soit en changeant uniquement le générateur soit en prévoyant un support multigénérateurs. L'invention a été décrite dans son application à un dispositif de protection piéton par levée de capot. Cependant, il est possible d'utiliser l'actionneur selon l'invention dans d'autres dispositifs de sécurité automobile tel qu'un prétensionneur de ceinture de sécurité. REVENDICATIONS 1. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile comprenant un piston (1) monté sur un boîtier (2) caractérisé en ce que le boîtier (2) comprend une membrane (3) élastique séparant le boîtier (2) en deux parties, une première partie (21), formant réservoir, comprenant le piston (1) et un fluide (25), et la deuxième partie (22) comprenant des moyens générateurs de gaz (4). 2. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (1) est monté coulissant dans un cylindre (5) débouchant dans le boîtier (2). 3. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (1) comprend un empilement télescopique d'au moins deux cylindres, solidaire du boîtier (2). 4. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une tige est montée sur le piston (1). 5. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième partie (22) du boîtier (2) comprend au moins un orifice (24) formant évent. 6. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide (25) est un mélange à base d'eau. 7. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le boîtier (2) est de forme sensiblement cylindrique formé de deux demi-coques (26, 27), la membrane (3) étant assemblée entre les bords (29) des deux demi-coques (26, 27). 8. Actionneur pyrotechnique pour système de sécurité automobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens générateurs de gaz (4) comprennent un support (41) comportant un canal central (43), la première extrémité du canal débouchant dans la deuxième partie (22) et au moins un générateur de gaz (4) étant monté sur la deuxième extrémité du canal central (43). 9. Dispositif de protection piéton par levée de capot caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 8.