Brevet FR2961274A1 — publié le 20111216

purdcul~r~ men iram art pour Merl-ion Cd' de Lie pleton Le orevr =P. 2 878 212 cECNt Ur sisL f7 d` edcur ' pour la prot Act on d Jr plP[On lEddd JE: ce r1 ci St pdf(UtP son Jln f-UUI2 o dLO' 'Odile CC S`ÿ Ste nie comprend un nacanisine irradient de saule`',dr rapidement le capot du véhicule aulomoDiis en ces de collision. En effet, lorsqu'une `elle collision Se produit, la tête 10 du piéton heurte ti( oeei-ment le capot du véhicule. Ce choc de la tete sur le capot provoque des delormations du capot. Au-delà d'une certaine déformation, le capot entre en contact avec le bloc moteur et toutes les pièces rigides qui entourent le moteur. C'est à ce moment que la tête du piéton subit la plus forte décélération, pouvant causer de graves blessures. Le système mentionné précédemment est donc 15 conçu pour soulever rapidement le capot d'une certaine hauteur, de manière à éviter que le piéton et notamment sa tête, vienne heurter le bloc moteur après une déformation du capot. Le soulèvement du capot est effectué au niveau de l'arrière de celui-ci, du côté du pare-brise. Le capot reste fixé à l'avant du véhicule automobile. Ainsi, un tel système de sécurité, s'il est actionné à temps par des 20 moyens de détection appropriés, permet de soulever le capot de quelques dizaines de millimètres en quelques dizaines de millisecondes (100mm et 30 millisecondes sont des valeurs usuelles), c'est-à-dire dans un intervalle de temps très court après la détection d'un choc imminent. L'organe moteur d'un tel système comporte avantageusement un vérin à course déclenchée du type comprenant une charge 25 pyrotechnique, mise à feu électriquement. Les gaz engendrés par la combustion de la charge repoussent le piston du vérin lui-même lié à une tige actionnant le mécanisme de soute. d,rnrrnt du capot. En cas de non choc, doit être possible de reposidoNder le capot dans sa position initiale, sous son propre poids ou avec un effort modéré, au bout d'un 30 certain temps api 'S ~e d, Pl,-rd d r-t En Leair_ rr fidirdM,111d,, l :s ou C Irt pH), ddu le rerriei En. piston f11ntr ']rient un, pd rnasnnni pre'dddr dCC 'dur of mal i 35 Cd' r Cire, prddCil: crt cm radula d, EP 0 550 321 eui décrit un vérin echnique équipé e moyens d pessege pour les gaz ~.ycir,t provoqué le L'invention se rapporte à un vérin à course déclenchée. Un -r in à course déclenchée selon Ei présente invention est adapté un système de curlté ces,r c ; _ ] éhicule rapide-den capot du yehict en Cl xprorsIOh c1 placement du piston. Plus p articulie ement, le vérin comprend une Cham cernbust:on cemnduniquen once une chambre de compression Intermédiaire cu'une chambre de contre-pression s c ladite chambre de compression ïf t_'i ni d .ii"e par un piston. L i . it 'ss ' de Gc"p!acer ont piston rouf t_ iée par acuatlon parti Nit des rie depu > 'a Charno de romp essor. inter ediali .ers chambre dei contre-pression. Selon une premlh>re variante, l évacuation est reaiii - via un conduit externe qui relie le ch:amb e de compression intermédiaire à chambre de contre-pression Ce conduit externe complique l'assemblage du crin et augmente son encombrement. Selon une seconde variante, l'évacuation des gaz est réalisée via une simple rainure révisée dans la paroi interne du corps, ladite rainure assurant un passage des gaz d'une chambre à l'autre. L'usinage d'une telle rainure est une opération complexe dont le reproductibilité n'est pas assurée. Par ailleurs, quels que soit les moyens de passage prévus pour les gaz contenus dans la chambre de compression intermédiaire, aucun système n'est prévu pour le retour du piston dans sa position initiale après déclenchement. On connaît également du document FR 2 928 980 un vérin à course déclenchée du type comportant un corps abritant un piston et une tige séparés, des moyens pour propulser le piston en réponse à une commande de déclenchement et un agencement de freinage en retour, dans lequel le piston est traversé de part en part par un orifice de fuite disposé selon son axe. Un tel orifice de fuite est difficile et coûteux à mettre en oeuvre, et ne peut être utilisé que lorsque la tige du piston est dissociée de celui-ci, comme dans l'exemple du document précité. L'invention a donc pour objectif de fournir un vérin à course déclenchée comportant un piston et une tige et un générateur de gaz destiné à propulser ledit piston en réponse à une commande de déclenchement, et muni d'un mécanisme simple d'évacuation totale ou partielle des gaz contenus dans la chambre d'expansion des gaz afin de permettre un retour arrière du piston et de la tige de ce vérin sous leur propre poids ou avec un effort modéré, eprt~s le déclenchement. Cet objectif ^st etn~eint au moyen d'un vérin â course déclencher. 30 ccrrnpOrtant ur, corps catir"tant Li piston et une tigeet un générateur die gaz monte ieciit corps c?ra rcbrc. cotir cOrïrn)rre, sUr C Isid.t corps urS (ite gOrc,ccdand dudit piston pc sseg,q tua fur t t0rrir mettre en pression une première gaz et e c` piston, dans quel piston gorcE' dans IeeucllC rl loge un joint d'étunc` cité' pote . sui nuis paroi con rtionn 'l' pc ssege car ore ternie un z cr, atenus dans la Verdi c chambre (ou chambre ;pansior) cl riez) Cd vérin. L r ve ire selon ('in.ention autorise donc un retour arrière piston et de la tige du vérin. Per FexFumple, sï la tia est Il e â un mise permettant de sonie_. er t capot d'une automobre en cas cc choc frontal a.ec un piston, le vérin selon l'invention autn'"Ise un retour arrière de la hg~ en cas de -Ion Croc rr'ponlri(nnun ent dU :not dans sa position initiale', SOUS son } propro poids oue c ua eafort mode're. Par ailleurs, comme passage calibre est formes entre le joint u. etanehe te t la ou les parois de la gorge peU êtr ' ro s l'`l [Jacte ou forme tres facilement lors du montage ou de. la fabrication. Selon un aspect de l'invention, le passage calibré comprend au moins une 1C rainure formée dans une paroi de la gorge. Dans toute la présente demande, on définit la gorge comme la cavité dans laquelle est logé le joint destiné à assurer l'étanchéité entre le piston et le corps du vérin. Elle peut être délimitée par une ou plusieurs parois du piston et/ou par des éléments rapportés sur une ou plusieurs parois du piston. ] 5 Selon un exemple de réalisation, une rainure est formée directement dans le piston. Une telle rainure est très facile et peu couteuse à réaliser. Elle est facilement reproductible, ne nécessite aucun apport de pièces supplémentaires, et n'impose pas d'assemblage particulier. Selon un autre exemple de réalisation, au moins une partie de paroi de la 2{) gorge est formée par une bague fendue. Dans ce cas, la fente de la bague fendue forme une rainure, qui, de la même manière, permet le passage de gaz provenant de la première chambre du vérin, entre la paroi de la gorge et le joint d'étanchéité. On notera que, de manière connue, la première chambre du vérin (ou chambre d'expansion des gaz) peut être subdivisée en plusieurs chambres 25 intermédiaires au moyen de parois de séparation ouvertes. Selon un exempte de réalisation, la gorge présente un fond et deux parois latérales s'étendant respectivement depuis une entrée de la gorge jusqu'au fond et depuis le tond jusgu'è une sortie de la gorge, et !a rainure comporte un tronçon forme dans le foud ce la gorge, C ettl configuration permet la circulation des gaz hors 30 dle pi m.ière chembre Ça in, en formant un passage entre joint d'c'tanchrite und de .e gu°n, ges d' pur 'ent eInsi contour o io ent a faible de dit,, l(_ c on 'un ur.tre ~ nm:r e +a rainure C011,_porte Out'' uU troncon formé une clos paroiS inter a !es de lac rte gorge. Duns le Cas )LJ la g o C e est. moms en partie par une bague fendue, Ladite bague peut par e~emu'lh ct0o trUI' e-rsa _ Ce ''Orele en t_ Cette t;isiosi'_ion facilite le passa,. ces gas hors de a première c'iambh_ Cu een, nota nininnt lorsque le taux. de compression oui joint dh_ tanc'réité a 1 nté'rh ur de la gorge es lat'en ent t iieve. 35 On notera que cons de la ranare peuvei etre pratiques dans les p rois d° le gorge sens né-r; ssu!r rncllfi e;r rdre. Sei On Lit autre -mple, Iu rainure snd de mers ère continue sur te ut le contour inter leur de lu gorge. C ette configuration permet ic passage' des gaz hors de le pro mEerre chambre du .érirl, min caris JJes cas ou le pression dans le chambre xpaflsion rl' 'st pas tre.s e h: e e.t ou le taux de compression du ;oint dans la gorge' du piston est très élevé. Dans ~e cas oùl la gorge est. délimitée au moins en partie per une bague fendue, alite bague peut par exemple. présenter une section transversale en U. 10 Selon un deuxième aspect de l'invention, la gorge comprend localement au moins une partie en saillie, aux abords de laquelle le joint s'éloigne de la paroi de la gorge. De cette façon, le passage calibré pour les gaz est défini, de part et d'autre de ladite saillie, entre le joint et le paroi adjacente de la gorge. Dans la présente invention, on entend par partie en saillie toute partie en 1 relief par rapport à une portion de paroi généralement plane ou de révolution de la gorge et pouvant par exemple être formée par le piston lui-même, par exemple par une nervure en fond de gorge et/ou sur l'une de ses parois latérales, ou par un élément quelconque rapporté à l'intérieur de la gorge. Selon un exemple particulièrement simple à mettre en oeuvre, la partie en 20 saillie est formée par un élément rapporté dans la gorge, par exemple un feuillard métallique. De préférence, cet élément rapporté comprend au moins une portion adhésive par laquelle il peut adhérer à une paroi de la gorge. Ces dispositions permettent de maintenir l'élément rapporté en place à l'intérieur de la gorge et ainsi 25 de garantir son efficacité dans le temps. Selon un autre exemple de réalisation, une seconde chambre qui abrite au moins partiellement la tige du vérin, est définie par id surface interne du corps de vérin, da coté du piston oppose d la première chambre (ou chambre d'expansion des gaz). Dans ce cas, Ir pessdg' calibre est con`igurd_ pour laisser fuir les gaz entre la n cl-ambre (et armorier- chambre ciL `.rin S,-I( niJli_-, a d ~L Jionrbre_ ~I t c Dans l'cr n,pl _ 111 stré, 'a ro rurt, 50' est constituée d'un premier tronçon 51' fornme dans le fond 32 de la gorge 30 t s'étendant sur toute la largeur de la gorge et d'un second tronçon 52'1-orme dans la paroi latérale s1 m! 34b de la gorge 30, et S été ndant depuis ledit premier tronçon 51 jusgu'a la sortie 36b de la gorge 30. Dans I'oxeninie, rainure 50' est detc n e globolerrent dans Ln plan axial. 1 autreeprésente ), l~ raina "F 5 ', qui comporte un pr Jmie° tronçon en fond de gorge, est prolos gén, non plus sur la paroi latérale aval 34b maïs saur ia paroi latérale amont 34a de la gorge 30. La rainure 50' est alors par exemple constituee d'un penne, tronçon 51' formé dans le fond 32 de la gorge 30 et 10 s'étendant sur toute la largeur de la gorge, et d'un second tronçon formé dans la paroi latérale amont 34a de la gorge 30 et s'étendant depuis ledit premier tronçon 51' jusqu'à Ventrée 36a de la gorge 30. Les figures 8 et 9 illustrent une seconde variante du premier mode de réalisation de l'invention. Les références numériques correspondant à des éléments 15 communs avec ceux des figures 1 à 5 restent identiques pour la suite de la description. Selon cette variante, la rainure 50" comporte un premier tronçon 53" formé dans la paroi latérale amont 34a de la gorge 30, un second tronçon 51" formé dans le fond 32 de la gorge 30, et un troisième tronçon 52" formé dans la paroi 20 latérale aval 34b de la gorge 30. Dans l'exemple, la rainure 50" s'étend sur l'ensemble du contour de la gorge 30 du piston 14, c'est-à-dire selon une configuration en « U » telle qu'illustrée sur la figure 8. En d'autres termes, le premier tronçon 53" s'étend depuis l'entrée 36a de la gorge jusqu'au fond de gorge 32, le second tronçon 51", qui prolonge le premier tronçon 53", s'étend sur toute la largeur 25 de la gorge 30, et le troisième tronçon 52", qui prolonge le second tronçon 51", s' atf nd depuis le fond 32 de la gorge 30 jusqu'a la sorti= 36b de la gorge 30. Les figures 10 a 12 illustrent un deuxième mode de réalisation de l :n !on. Les références mimer que correspondant a des éléments commues avec ~n d figer ., 1 ~. nt postent. pour la suite de la et 'scriotion. 30 Da ns ces ueuxicme mode de réalisat_lor., comme illustré sur la figure 10. Il 60 riar _'ni le une hauu _'tc gu t res 'ratent une t_ ite 150, est 1s en, p ierser: _ 190 dao piston 14. gorge 13P, desti ace ~~ uunt r Ire jornt ci rencri rté }0, es ainsi el euté ', pa le piston 14 C r ~. , par la ~~,gue 160 d'antre barn Plus ~nrec c'n ~c'nt, le d d cil rcrigue 161 Lie l a bague fend ce 160 et ses deux parois atérales, par lis deux races en regard de la cavité périphérique 190 du piston 14. ans le pond de gorge 130, t f n`e 150 de la bague 160 constitue une rainure qui remplir l e r im e 'onction que cel e 50, c, ~crite précédemment en liaison les fleures 1 a 5. Dans ce deuxiè mode de réalisation, le profondeur de la rainure 150 est farsto l epaisseur de ia bague 160, sa 'argeer est fonction de la largeur de la ~) dF' _ ite 150, et sa section trans,ersa ~, de nc'ineison oa da tracé des faces sc"rsl9iPnrent axiales de la bague 160 ut forment. des parois de le fente 150. Ces calocrer saques sont cho s s son le débit de Suae souhait e, les dimensions et le forme au joint d'étanchéité 40, son taux de compression et sa dureté. 10 Comme indiqué en liaison avec le mode de réalisation précédent, la forme de la rainure 150, sa longueur et sa largeur, sont choisies en fonction des dimensions et de la dureté du joint d'étanchéité 40, afin de permettre le passage des gaz de la chambre d'expansion des gaz 20 à la deuxième chambre 24. La profondeur de la rainure 150 est choisie selon le débit de fuite souhaité. 1 Bien que, dans l'exemple de la figure 10, la bague 160 présente une section transversale rectangulaire, elle peut, selon les cas, présenter une section transversale d'équerre (i.e. en L) ou en U, comme dans les variantes des figures 11 et 12, ou toute autre section adaptée au profil de la cavité circonférentielle 190 du piston 14. 20 Dans l'exemple de la figure 11, une bague 160', munie d'une fente 150', est montée dans une cavité périphérique 190 du piston 14. Comme la bague 160 décrite précédemment, elle comprend une partie cylindrique 161' adaptée pour être positionnée dans le fond de la cavité périphérique 190. Elle comprend en outre une partie annulaire 162' s'étendant radialement 25 vers l'extérieur et destinée, dans l'exemple, à venir en appui contre la face latérale aval de la cavité 190!. Une, gorge 130' est ainsi for mec, dont la face latérale amont est formee par piston 1-, nt le fond est `orme par la partie cylindrique 161' de la bague 160' et dont le f latérale d'`.al e t formé ' par la partie radiale 162' de la balte 30 J60. Comme I~stré sur la figure la f~. nie 150' coestttu . une rainure uni rar0000 tronc;on 151 en fond gorge 130 et d'un second tron)con 152' I du joint 40 par La rainu` 150 emp it iLi inènie fonction cce 35 c.: l , 50 décr r)r.é c 'd =r1r " nt n insu r a _ s fi0°rc's 5 et 6. Se on un autre x ''p de réalisaL:on (non r radia bagne 1601 forme cett_' fois a face latere le am0'1' de la gorge 130, a dans le roi atere sot e que la rai nur e 150' est positionnée en amont du joint 40 par rapport au flux de ,sion des gaz. Dans l'exen pi de ia figure 12, une bague 160", munie d'une fente 150" et présentant une section transversale en U, est montdans une cavité 5 c rconférentie:le 190 du piston 14. La bague 1G0" comprend une parue cylindrique 16 t" adaptée' pour être positiorrne'e dans le fond de Ici cc ité pei"Ipher!qu' 190, Fit une p nilér pairle 162" s'étendant radialement destinée a venir en appui contre ia tacite latérale aval de ladite cavité 190. Elle se différencie toutefois de la bague 160' de l'exemple 10 précédent en ce qu'elle comporte en outre une deuxième partie s'étendant radialement 163", destinée ici à venir en appui contre la face latérale amont de la cavité 190. Une gorge 130" est ainsi formée, dont le fond est formé par la partie cylindrique 161" de la bague 160" et dont les faces latérales amont et aval sont i 5 formées respectivement par la seconde partie radiale 163" et la première partie radiale 162" de la bague 160". La fente 150" forme une rainure comprenant un premier tronçon 151" en fond de gorge, un second tronçon 152" formé dans la paroi latérale aval de la gorge et un troisième tronçon 153" formé dans la paroi latérale amont de la gorge 130". 20 De préférence, comme dans les exemples illustrés, la partie cylindrique de la bague fendue présente une largeur sensiblement égale à celle de la cavité périphérique 190 du piston 14, et, le cas échéant, sa ou ses parties radiales présentent une hauteur suffisante pour s'étendre depuis le fond jusqu'à l'entrée ou la sortie de ladite cavité. Cependant, on notera que les dimensions des bagues 160, 25 160', 160" décrites ci-dessus àà titre d'exemple ne sont pas limitatives, en particulier la largeur de. leur partie cylindrique, ou la hauteur de leur(s) parties) annulaire(s) peuvent être modifiées. Les `lucres 13 à 15 ii us cent. un troisieme mode rudlisatioN Ur Ir'tl(.):'l. t_e ~'rences numérIQUes ( orne'S:zUr'C;a!il 3 de 1.:rllr'nts communs uvec 30 ccux des r~a 1 a tz res.ent ici nuques pour toute l~l s~ulcc de lr descr paon ioc'e de r;allsation Colilme dans les inertes de g(rrn e 2 0 for; ée a la pe p l'_'r ie du piston 14 est 0~_ a rcce.'nir un joint rl ét.anch-_ té 40. Da'JS ~~~nl:rle c onsl rê sur les figures, in{ r~l P 'ct'_ ur te Id 292 _i c!~ us parois la__ aies '_'4e et 234b. 35 e in 'lre I Iustre s,lr la ` qr ' 13, c 1 lê oc, ' a 1'1 t~ rr; or de la gorge tom-tant Jr dikponi e pour ie joint d'etanchéi r saillie 250 qui diminue local on` `e section X10 a l'intérieur de cette gorge. Les d#mensions de 'edément rapporté, et en particule- sa largeur 13 (voir "cure 15), sont choisies de sorte dus le taux de compression du joint 40 n'est modifié que localement. Dans l'ex mpïc , I éément rapporté 280 est un feuillard plié on U pour adeoté à la forrire de e gorge 230 et pouvoir y positionne SOUS piaf d'étanchéité 40, de sorte que le base 282 du U vient en appui contre le fond 232 a gorge 230 Ët qui s ah s 284e et 284b ennent: en appui contre les faces 'aes a ont 234a et aval 2340 de a gorge 230. Comme rilestré sur la figure 10, Ces joint d'étan(héité 40 est déformé 1fl progressivement au niveau de l'élément rapporté 280, et pour ainsi dire « soulevé » localement du fond 232 de la gorge 230. Un espace {respectivement 271, 272), formant passage calibré pour les gaz, est ainsi conservé de part et d'autre de l'élément rapporté 280, entre le joint d'étanchéité 40 et la paroi de la gorge 230. 15 Dans l'exemple, où le feuillard 280 présente une forme de U, chaque passage 271, 272 comprend un premier tronçon dans le fond 232 de la gorge 230, un second tronçon longeant la face latérale aval 234b de la gorge 230 et un troisième tronçon longeant la face latérale amont 234a de la gorge 230. On comprend facilement que le débit de fuite des gaz entre la première 20 et la seconde chambre du vérin est, entre autres, fonction de l'épaisseur e1 de l'élément rapporté 280. Plus l'élément rapporté 280 est épais, plus le joint 40 est espacé du fond ou des faces latérales de la gorge 230, et plus les orifices de fuite 171, 172 pour les gaz auront une section importante. On notera également que selon d'autres exemples de réalisation, 25 l'élément rapporté peut présenter une forme différente d'un U. Par exemple, i'eiement rapporte peut présenter une section en L, ou il peut être constitué d'une portion sensiblement plane, lest r a "enir se positionner cont la paroi. de fond la gorge. Pour s'adapter a a courbure der piston 14, la base du uillarc 280 30 gode légerenient cor co. comme illustré sur _a figure 1.4. La pressé n : x. par Ir' joint torique ' 0 sur le liard 230 contribue 5 elul (' en rosit Or1 de le gorge 230. N,'_'anmc lns, il peut f tr r.)~, ' f 'l.l Miami 23L. Sl)It aP ~ `.: x' lune ou toi.. J~.es es faces dest.'.r conta cc. as.. C les paves d~ e. 00me Ceci d'assurer son bon p`Ce D 1 lors eu niontaC =' et durant torr. vie dl.J 'éon e t Isoi,g.'.' C es _ ridice ons 2 c 6" (cmcté, 1 l n ';'r ? Coli+ su te Lit contour