Brevet FR2931910A1 — publié le 20091204

L'invention se rapporte à un vérin à course déclenchée et plus particulièrement à un agencement d'absorption d'énergie en fin de course, notamment destiné à être intégré à un système de sécurité ayant pour but de soulever le capot d'un véhicule automobile en cas de choc frontal avec un piéton. L'invention concerne plus particulièrement un perfectionnement d'un tel vérin afin d'améliorer son comportement et sa fiabilité en fin de course. Le brevet FR 2 878 212 décrit un système de sécurité pour la protection d'un piéton lorsque celui-ci est percuté par un véhicule automobile. Ce système comprend un mécanisme permettant de soulever rapidement le capot du véhicule automobile en cas de collision. En effet, lors d'un tel accident, la tête du piéton heurte fréquemment le capot du véhicule. Ce choc provoque des déformations du capot mais au-delà d'une certaine déformation, le capot entre en contact avec le bloc-moteur et toutes les pièces rigides qui l'entourent. C'est à ce moment que la tête du piéton subit la plus forte décélération et que des blessures graves sont à craindre. C'est pourquoi, on a mis au point un système mécanique pour soulever brusquement le capot d'une certaine hauteur de manière à éviter que la tête de la victime vienne heurter le bloc-moteur après la déformation du capot. Le soulèvement du capot est effectué au niveau de l'arrière de celui-ci, c'est-à-dire du côté du pare-brise, le capot restant articulé à l'avant du véhicule automobile. Par exemple, un tel système de sécurité, actionné par des moyens de détection appropriés, permet de soulever la partie arrière du capot de 33 à 120 mm, selon les modèles, en un temps très bref de l'ordre de 30 ms, après la détection d'un choc imminent. Le soulèvement du capot articulé, en un temps aussi court, nécessite un vérin de forte puissance et à déplacement rapide (typiquement de 10 à 30 m/s). L'énergie à absorber en fin de course du piston est donc importante. A cet instant, l'arrêt brutal du piston du vérin peut conduire à des déformations ou ruptures mécaniques des éléments constituant le système de sécurité et le capot. De plus, si le système de déclenchement est actionné et que le choc est finalement évité par le conducteur, il est souhaitable que le capot puisse être remis en place. Par conséquent, un vérin à effet trop énergique peut fausser le mécanisme de soulèvement du capot et compromettre cette remise en place. On recherche donc un vérin adapté au dispositif de sécurité de protection de piéton qui vient d'être décrit et ne présentant pas ces inconvénients, tout en restant compatible avec l'environnement mécanique du système de sécurité et avec les contraintes de montage et de coût, envisageables dans le domaine de l'automobile. L'invention permet d'atteindre cet objectif. L'idée de base de l'invention consiste donc à doter le vérin d'un système mécanique d'absorption d'énergie mécanique, plus particulièrement actif en fin de course et qui soit simple, peu coûteux et d'encombrement réduit. A cet effet, l'invention concerne un vérin à course déclenchée comportant un corps abritant un ensemble mobile comprenant un piston et une tige faisant saillie à une extrémité dudit corps, ainsi que des moyens pour propulser ledit ensemble mobile en réponse à une commande de déclenchement, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'absorption d'énergie mécanique, déformable, agencé pour freiner ledit ensemble mobile sur au moins une partie de sa course, la déformation dudit élément d'absorption d'énergie étant provoquée par le déplacement même dudit ensemble mobile. Typiquement l'effort propulsant l'ensemble mobile résulte de la pression régnant dans une chambre d'expansion de gaz ménagée dans le corps entre le piston et un générateur de gaz à actionnement pyrotechnique. On peut aussi utiliser un vérin à actionnement pneumatique. De façon avantageuse, l'élément d'absorption d'énergie est installé à l'intérieur du vérin dans une chambre délimitée par le piston et renfermant la tige. Ce dispositif est actionné par le déplacement du piston, soit dès le début du déplacement dudit piston, soit, de préférence, après que le piston ait parcouru une course intermédiaire entre ses positions initiale et finale. Par exemple, l'élément d'absorption d'énergie peut être constitué par un tube à paroi mince susceptible de se contracter axialement (en accordéon) entre le piston et une butée solidaire du corps. Selon une autre possibilité, l'élément d'absorption peut être constitué par une portion crénelée ou filetée de la tige. Dans ce cas, la chambre renfermant la tige comporte deux parties, une première partie proche du piston où se situe ladite portion crénelée ou filetée et une seconde partie adjacente, de plus faible section. Ainsi, ladite portion crénelée ou filetée vient s'éroder en pénétrant dans cette seconde partie, lorsque la tige est déplacée. Cette détérioration de la tige provoque l'amortissement recherché. Selon encore une autre variante, l'élément d'absorption est un tube et la chambre renfermant la tige, autour de laquelle se trouve le tube, comporte une première partie proche du piston et renfermant le tube et une seconde partie adjacente, de plus faible section. Le tube vient se déformer (se restreindre) dans cette seconde partie lorsqu'il y est poussé par le piston. Cette déformation provoque l'amortissement recherché. Selon d'autres variantes possibles, l'élément d'absorption est constitué par une portion déformable de la paroi du corps lui-même. Il est à noter que le dispositif objet de l'invention n'entraîne pas de blocage du vérin après que celui-ci ait été actionné et n'exerce aucune force de rappel en retour, après sa déformation. Néanmoins, il autorise le retour du piston vers sa position initiale sous l'effet d'une force extérieure, par exemple lorsqu'on souhaite refermer le capot. Dans tous les cas, le dispositif selon l'invention fait appel à un élément d'absorption d'énergie par déformation ou dégradation mécanique définitive (sans retour élastique) tout en permettant un retour provoqué du piston. Ainsi, le vérin peut être équipé ou associé à des moyens d'amortissement en retour ou de remise en position. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle- ci apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre de plusieurs modes de réalisation possibles d'un vérin conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemples et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe d'un vérin conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 après actionne-ment ; - la figure 3 est une vue schématique illustrant une variante ; - la figure 4 est une vue semblable à la figure 3 illustrant le 35 vérin après actionnement ; - la figure 5 illustre une autre variante ; - la figure 6 est une vue semblable à la figure 5 après actionne-ment ; - la figure 7 illustre encore une autre variante ; - la figure 8 est une vue semblable à la figure 7 après actionne-5 ment ; - la figure 9 illustre une autre variante ; et - la figure 10 est une vue semblable à la figure 9 après actionnement. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement un 10 vérin à course déclenchée 11 comportant un corps cylindrique 13 abritant un ensemble mobile 15 constitué par un piston 17 et une tige 19 faisant saillie à une extrémité 21 du corps. A l'autre extrémité du corps, se trouve un générateur de gaz 23 à actionnement pyrotechnique. La chambre d'expansion de gaz 25 est définie entre ce générateur 25 et le piston 17. 15 Selon l'invention, le vérin est équipé d'un élément d'absorption d'énergie 29 déformable, agencé pour freiner ledit ensemble mobile sur au moins une partie de sa course. Dans l'exemple des figures 1 et 2, cet élément d'absorption d'énergie est installé à l'intérieur du vérin dans la chambre 31 renfermant la tige 19. Il s'agit ici d'un tube à paroi mince 20 susceptible de se contracter axialement entre le piston 17 et une butée 33 solidaire du corps. Dans l'exemple, cette butée prend appui sur un rétrécissement dudit corps. La tige du vérin est guidée le long de la partie rétrécie du corps. Le tube est monté sur la tige 19 dans la chambre 31. Lorsque le vérin est déclenché, l'ensemble mobile 15 constitué 25 du piston 17 et de la tige 19 est propulsé dans un sens tendant à faire ressortir la tige vers l'extérieur du boîtier pour permettre l'actionnement du mécanisme de soulèvement du capot. Pendant cette course, le tube 29 se contracte axialement "en accordéon" provoquant l'amortissement recherché. 30 Dans la suite de la description, les éléments analogues portent les mêmes références numériques. Ainsi, dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, l'élément d'absorption est une portion 29a crénelée ou filetée de la tige 19 elle- même. De plus, la chambre 31 renfermant cette tige comporte une 35 première partie 37 proche du piston et qui renferme cette portion 29a et une seconde partie 39 adjacente, de plus faible section. Ces deux parties sont séparées par un anneau 40 formant butée solidaire du corps 13. En outre un anneau 41 en matériau dur est monté coulissant autour de la tige dans la partie 37. Lors du déclenchement, cet anneau 41 est repoussé en butée contre l'anneau 40 par ladite portion crénelée ou filetée, de diamètre légèrement supérieur à celui de la tige. L'agencement est tel que la portion crénelée ou filetée vient s'éroder en pénétrant dans l'anneau 41 lors du déplacement de la tige. Cette détérioration provoque l'amortissement recherché. De plus, le retour arrière n'est pas entravé du fait que l'anneau 41 peut coulisser dans la chambre 31 même s'il reste attaché à la tige après le déclenchement. En variante, le tube est supprimé et, en revanche, la tige comporte une portion crénelée ou filetée venant s'éroder en pénétrant dans la partie de plus faible section. Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, le corps du vérin est semblable à celui du mode de réalisation des figures 3 et 4 et un tube 29b est monté autour de la tige dans la première partie 37 proche du piston. Ce tube vient se restreindre dans la seconde partie 39, adjacente, de la chambre 31, lorsqu'il y est poussé par le piston. Cette déformation du tube produit l'amortissement recherché. Dans les modes de réalisation suivants, l'élément d'absorption est constitué par une portion déformable de la paroi 13 du corps de vérin. Ainsi, selon les figures 7 et 8, la chambre 31 renfermant la tige comporte une première partie 37 proche du piston et une seconde partie 39 de section plus faible que celle de ladite première partie. Une butée annulaire 45 est placée entre ces deux parties. Lors de l'actionnement, le piston 17 repousse cette butée 45 et s'engage dans cette seconde partie 39 en provoquant une expansion, avec résistance, de la paroi du corps 13. Dans le mode de réalisation des figures 9 et 10, la paroi du corps 13a comporte, d'origine, un tronçon ondulé 49, en soufflet, susceptible de s'étirer avec résistance sous la sollicitation du piston lors du déplacement de celui-ci. Cet étirement du corps du vérin provoque l'amortissement recherché. Il est à noter que les moyens mécaniques d'absorption d'énergie 35 qui viennent d'être décrits peuvent être adaptés à l'absorption de l'énergie de recul du piston. Par exemple, en référence aux figures 1 et 2, il suffirait d'installer le tube 29 dans la chambre 25. Les autres modes de réalisation peuvent être adaptés "en symétrie" dans la chambre 25. REVENDICATIONS1. Vérin à course déclenchée comportant un corps (13) abritant un ensemble mobile (15) comprenant un piston (17) et une tige (19) faisant saillie à une extrémité dudit corps, ainsi que des moyens pour propulser ledit ensemble mobile en réponse à une commande de déclenchement, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'absorption d'énergie mécanique (29, 49), déformable, agencé pour freiner ledit ensemble mobile sur au moins une partie de sa course, la déformation dudit élément d'absorption d'énergie étant provoquée par le déplacement même dudit ensemble mobile. 2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément d'absorption d'énergie (29) est installé à l'intérieur dudit vérin dans une chambre dudit corps renfermant ladite tige. 3. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément d'absorption d'énergie est un tube (29) à paroi mince susceptible de se contracter axialement entre le piston et une butée solidaire dudit corps. 4. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément d'absorption est constitué par une portion crénelée ou filetée de ladite tige et en ce que la chambre renfermant ladite tige comporte deux parties adjacentes de sections différentes, la portion crénelée ou filetée venant s'éroder contre un anneau (41) en matériau dur, en pénétrant dans la partie de plus faible section. 5. Vérin selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément d'absorption est un tube (29b) et en ce que la chambre renfermant la tige comporte une première partie (37) proche du piston et renfermant ledit tube et une seconde partie adjacente (39) de plus faible section, ledit tube venant se restreindre dans cette seconde partie lorsqu'il y est poussé par ledit piston. 6. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément d'absorption est constitué par une portion déformable de la paroi dudit corps. 7. Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que la 35 chambre renfermant la tige comporte une première partie (37) proche du piston et une seconde partie (39) de section plus faible que laditepremière partie, le piston (17) s'engageant dans cette seconde partie en provoquant une expansion de sa paroi. 8. Vérin selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi dudit corps comporte un tronçon ondulé en soufflet (49), susceptible de s'étirer avec résistance sous la sollicitation du piston, lors du déplacement de celui-ci.