Brevet FR3056417A1 — publié le 20180330

Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs de délivrance d'un matériau mis sous pression par un générateur de gaz pyrotechnique. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif comprenant un corps définissant deux chambres séparées de façon étanche par un piston, l'une des chambres pouvant être mise sous pression par le générateur de gaz, et l'autre formant un réservoir pour le matériau à délivrer. Avant toute activation du générateur de gaz pyrotechnique présent dans de tels dispositifs, le piston est généralement positionné à l'intérieur du corps cylindrique du côté du générateur de gaz, et en appui mécanique sur le générateur de gaz, par exemple par l'intermédiaire de pions positionnés sur une extrémité du générateur de gaz. Lors de l'exposition du dispositif à des températures élevées, le fluide stocké dans le réservoir peut se dilater et mettre le piston sous contrainte, ce qui peut occasionner des dommages sur le piston. Pour éviter cela, un volume d'air calibré est généralement prévu à l'intérieur du réservoir afin de compenser cette dilatation. Lors du transport du dispositif, ce dernier peut aussi être soumis à des vibrations importantes. Ces vibrations peuvent entraîner un endommagement du piston. En effet, le piston peut se déplacer légèrement dans le dispositif, notamment à cause de la présence du volume d'air calibré dans le réservoir, et venir buter sur le générateur de gaz. En outre, les chocs induits par le piston sur le générateur de gaz peuvent endommager le chargement pyrotechnique qu'il contient, ce qui peut poser des problèmes en termes de sécurité et de fiabilité du dispositif. Ces vibrations peuvent enfin réduire l'étanchéité existant entre le piston et le corps du dispositif, ce qui n'est pas souhaitable. Il existe donc un besoin pour un dispositif de délivrance d'un matériau pressurisé fiable et qui puisse supporter des vibrations importantes lorsqu'il est dans une configuration de stockage du matériau, et notamment pendant son transport. 3056417 2 Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un dispositif de distribution d'un matériau pressurisé comprenant un premier fond, un deuxième fond muni d'un port 5 de sortie, et un corps s'étendant axialement entre le premier fond et le deuxième fond, le corps définissant une chambre de pressurisation comprenant un générateur de gaz fixé au premier fond et un réservoir destiné à contenir le matériau à délivrer et délimité par le deuxième fond, le dispositif comprenant en outre un piston configuré pour se déplacer à 10 l'intérieur du corps, le piston séparant la chambre de pressurisation du réservoir, le générateur de gaz étant configuré pour, lorsqu'il est déclenché, faire passer le dispositif d'une première configuration de stockage du matériau à une deuxième configuration de fin de distribution du matériau. Dans la première configuration, le piston est maintenu en 15 position dans le corps par un élément de maintien s'étendant axialement, ledit élément de maintien étant solidaire du premier fond et le piston étant maintenu fixe par rapport au premier fond par un effort de maintien assuré par l'élément de maintien. Le générateur de gaz est configuré pour, lorsqu'il est déclenché, exercer sur le piston une force s'opposant à 20 l'effort de maintien afin de mettre en mouvement le piston en le libérant du premier fond et ainsi faire passer le dispositif de la première configuration à la deuxième configuration. Le dispositif selon l'invention est remarquable par la présence d'un élément de maintien, s'étendant axialement, relié d'une part au 25 piston et relié, d'autre part, directement ou indirectement au premier fond et qui permet de maintenir le piston fixe lorsque le dispositif est dans la première configuration. L'élément de maintien est toutefois configuré pour permettre la libération du piston quand le générateur de gaz est déclenché. La direction axiale correspond à l'axe reliant le premier fond au 30 deuxième fond du dispositif, cet axe correspondant généralement à la direction de déplacement du piston dans le corps. Lorsque le dispositif est dans une première configuration de stockage du matériau, c'est-à-dire dans une configuration avant déclenchement du générateur de gaz pyrotechnique, l'élément de maintien assure le maintien du piston en position à l'intérieur du corps. Par « maintien du piston en position dans le corps », on entend que le piston ne peut pas se déplacer à l'intérieur du 3056417 3 corps du dispositif, notamment se déplacer axialement. De la sorte, quand le dispositif subit des vibrations ou des chocs, le piston ne peut pas venir impacter le générateur de gaz pyrotechnique et le dispositif n'est pas endommagé. Puis, lorsque le générateur de gaz est déclenché, c'est-à-dire 5 lorsque le dispositif passe de la première à la deuxième configuration, le générateur de gaz est configuré pour que le piston soit libéré et puisse alors se déplacer dans le corps. La libération du piston est rendue possible grâce à la force exercée sur le piston par les gaz sous pression libérés par le générateur de gaz dans la chambre de pressurisation. Cette force 10 exercée par les gaz sur le piston doit ainsi être supérieure à l'effort de maintien assuré par l'élément de maintien. L'effort de maintien, c'est-à-dire la force minimale nécessaire à exercer sur le piston pour que celui-ci soit libéré et puisse se déplacer dans le corps du dispositif, peut être choisi par exemple en fonction de 15 l'accélération maximale due aux chocs que pourra subir le dispositif, de la masse du piston, et de la masse de fluide stockée dans le réservoir. En somme, cet effort de maintien devra être strictement supérieur aux forces exercées dans la première configuration sur le piston dans des conditions de chocs ou vibrations. En outre, l'effort de maintien ne doit pas être 20 supérieur à la force maximale exercée sur le piston par les gaz sous pression libérés par le générateur de gaz pyrotechnique après son déclenchement. Le choix de cet effort de maintien peut ainsi permettre de dimensionner l'élément de maintien et de choisir son matériau de façon adéquate. 25 L'effort de maintien tel que défini ci-dessus peut être vu comme une force de frottement définie entre l'élément de maintien et le piston, et/ou entre l'élément de maintien et une zone solidaire du premier fond du dispositif. La force de frottement est la force à appliquer pour que deux éléments en contact l'un avec l'autre glissent l'un par rapport à l'autre. La 30 force de frottement entre l'élément de maintien et le piston peut ainsi être différente de la force de frottement entre l'élément de maintien et la zone solidaire du premier fond. Avantageusement, la force de frottement entre l'élément de maintien et le piston peut être strictement inférieure à la force de frottement entre l'élément de maintien et la zone solidaire du 35 premier fond. De la sorte, l'élément de maintien pourra, après 3056417 4 déclenchement du générateur de gaz, rester fixé sur la zone solidaire du premier fond. En particulier, dans un exemple de réalisation, l'élément de maintien peut exercer, lorsque le dispositif est dans la première 5 configuration, un effort de serrage résultant de son contact avec le piston et/ou avec une zone solidaire du premier fond. La zone solidaire du premier fond peut être une portion dudit premier fond, ou, en variante, une zone d'un élément solidaire du premier fond, par exemple le générateur de gaz pyrotechnique fixé au premier fond. 10 Dans un exemple de réalisation, dans la première configuration, le piston peut comprendre un logement, par exemple un trou borgne, coopérant avec l'élément de maintien, l'effort de serrage étant exercé dans ledit logement. Dans un exemple de réalisation, l'élément de maintien peut être 15 élastiquement déformable et l'effort de serrage peut résulter de l'élasticité de l'élément de maintien. Par exemple, l'élément de maintien peut être un tube fendu, tel qu'une goupille élastique. Dans ce cas, pour adapter l'effort de serrage défini précédemment, il est possible de jouer sur le diamètre du tube 20 fendu ou son matériau. Lorsque l'élément de maintien est logé dans un logement prévu dans le piston, dans le premier fond ou le générateur de gaz pyrotechnique, la taille du logement peut également permettre d'adapter l'effort de serrage. Dans un exemple de réalisation, lorsque le dispositif est dans la 25 première configuration, une première partie de l'élément de maintien peut être directement fixée au générateur de gaz et une deuxième partie de l'élément de maintien peut être directement fixée au piston. Dans un exemple de réalisation, lorsque le dispositif est dans la première configuration, une première partie de l'élément de maintien peut 30 être directement fixée au premier fond et une deuxième partie de l'élément de maintien peut être directement fixée au piston. Dans un exemple de réalisation, lorsque le piston comprend un logement coopérant avec l'élément de maintien et que l'effort de serrage est exercé dans ledit logement, le piston peut comprendre une portion 35 d'application de la pression s'étendant transversalement par rapport à 3056417 5 l'axe du corps, le logement étant présent dans ladite portion d'application de la pression. Dans un exemple de réalisation, le piston peut être muni d'une jupe s'étendant en direction du premier fond, la deuxième partie de 5 l'élément de maintien étant directement fixée à la jupe. Dans un exemple de réalisation, l'élément de maintien peut être intégré au piston, au premier fond, ou au générateur de gaz pyrotechnique. Le dispositif peut comprendre une pluralité d'éléments de 10 maintien répartis autour de l'axe du corps. Par exemple, le dispositif peut comprendre trois éléments de maintien. En variante, le dispositif peut comprendre un unique élément de maintien centré ou non sur l'axe du corps. L'invention vise aussi un extincteur comprenant un dispositif de 15 distribution d'un matériau pressurisé tel que celui décrit ci-dessus, le réservoir dudit dispositif contenant un agent d'extinction. En variante, un dispositif de lubrification peut également comprendre un dispositif de distribution d'un matériau pressurisé tel que celui décrit ci-dessus, le réservoir dudit dispositif contenant une huile de lubrification. 20 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent des exemples de réalisation dépourvus de tout 25 caractère limitatif. Sur les figures : - la figure 1 montre un dispositif de délivrance selon un premier mode de réalisation de l'invention dans la première configuration, - la figure 2 est une vue en coupe du piston du dispositif de la figure 1 au niveau d'un élément de maintien, 30 - la figure 3 montre un exemple d'élément de maintien constitué par un tube fendu, - la figure 4 est une vue éclatée montrant comment les éléments de maintien sont positionnés sur le piston et le générateur de gaz du dispositif de la figure 1, 305 6 4 1 7 6 - la figure 5 montre le dispositif de la figure 1 en coupe après déclenchement du générateur de gaz, c'est-à-dire lorsqu'il passe de la première à la deuxième configuration, et - la figure 6 montre un dispositif de délivrance selon un 5 deuxième mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de l'invention La figure 1 montre un dispositif 100 de délivrance d'un matériau pressurisé selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans une 10 première configuration correspondant à la configuration de stockage du matériau dans le dispositif 100. Le dispositif 100 comprend un corps 110 allongé et de forme cylindrique qui est centré sur un axe A et s'étend selon ce même axe. Le corps 110 du dispositif est bouché à une première extrémité par un premier fond 120 sur lequel est fixé un générateur de 15 gaz pyrotechnique 130, et à une deuxième extrémité par un deuxième fond 140. Un piston 150 est présent à l'intérieur du corps 110. Le piston 150 définit à l'intérieur du corps 110 deux chambres séparées de façon étanche par ledit piston 150, l'une formant une chambre de pressurisation 160 dans laquelle est présente le générateur de gaz 130, et l'autre 20 formant un réservoir 170 dans laquelle est stocké un matériau destiné à être délivré par le dispositif 100. Le matériau destiné à être délivré peut par exemple être un liquide, ou en variante, un matériau pulvérulent. Dans l'exemple illustré, le générateur de gaz pyrotechnique 130 fixé sur le premier fond 120 comprend un chargement pyrotechnique 131 25 destiné à générer par sa combustion des gaz pour pressuriser la chambre de pressurisation 160. Le générateur de gaz 130 comprend une ouverture 132 (Figure 2) centrée sur l'axe A et comprenant une partie évasée, par laquelle les gaz issus de la combustion du chargement 131 peuvent atteindre la chambre de pressurisation 160. Un tel générateur de gaz 30 pyrotechnique 130 est connu en soi, et ne sera pas détaillé ici davantage. Le deuxième fond 140 du dispositif 100 est quant à lui muni d'un port de sortie 142, consistant dans l'exemple illustré en un perçage traversant pratiqué dans le deuxième fond 140. Dans la première configuration illustrée ici, le port de sortie 141 est obstrué par une 35 membrane 142 configurée pour rompre lorsqu'un seuil de pression 305 6 4 1 7 7 déterminée dans le réservoir 170 est dépassé afin de délivrer le matériau ainsi mis sous pression. Le piston 150 est de géométrie cylindrique, et comprend une portion d'application de la pression 151 en forme de disque qui s'étend 5 transversalement par rapport à l'axe A, ainsi qu'une jupe 152 cylindrique qui s'étend depuis la portion 151 en direction du premier fond 120. La portion 151 est pourvue d'une gorge 153 dans laquelle est présent un joint torique 154 qui assure l'étanchéité entre la chambre de pressurisation 160 et le réservoir 170. 10 Le dispositif 100 comprend en outre une pluralité d'éléments de maintien constitués, dans l'exemple illustré, de tubes fendus 180. Un tel tube fendu 180 est montré en perspective sur la Figure 3. Dans ce mode de réalisation, chaque tube fendu 180 est logé à une première extrémité dans un trou borgne formant un logement 133 prévu dans le générateur 15 de gaz 130, et à une deuxième extrémité dans un trou borgne formant un logement 155 prévu dans la portion 151 du piston 130. Chaque logement 133, 155 débouche dans la chambre de pressurisation 160. Chaque logement 133 est ici situé en regard d'un logement 155. Ainsi, dans la première configuration, l'élément de maintien relie directement le 20 générateur de gaz 130 et le piston 150, le générateur de gaz 130 étant lui-même solidaire du premier fond 120. Chaque tube fendu 180 s'étend selon un axe parallèle à l'axe A du corps 110 du dispositif 100. Dans la première configuration du dispositif illustrée ici, les tubes fendus 180 présentent une certaine 25 élasticité et exercent dans les logements 133 et 155 un effort de serrage. Ces efforts de serrage permettent d'assurer le maintien en position du piston 150 dans le dispositif 100 dans la première configuration, et définissent ensemble un effort de maintien qui s'oppose au déplacement du piston 130 dans le corps 110. Les liaisons entre chaque tube fendu 180 30 et le piston 150, et entre chaque tube fendu 180 et le générateur de gaz 130 sont réversibles, c'est-à-dire que chaque tube fendu 180 peut être retiré des logements 133 et 155 en exerçant sur chaque tube fendu 180 un effort opposé à l'effort de serrage associé à chaque logement 133 et 155. Lors du montage du dispositif 100, les tubes fendus 180 peuvent être 35 insérés en force dans les logements 133 et 155. Dans l'exemple illustré, dans la première configuration, la portion 151 du piston 150 et le 3056417 8 générateur de gaz 130 ne sont pas au contact l'un avec l'autre, c'est-à-dire que les tubes fendus 180 sont dimensionnés de façon à laisser un espace entre la portion 151 et le générateur de gaz 130 pour réduire encore tout risque que le piston 150 ne heurte le générateur de gaz 130 5 en cas de chocs ou vibrations. La figure 4 est une vue éclatée montrant : une partie du générateur de gaz 130 dans laquelle débouche l'ouverture 132 et sont présents trois logements 133, trois tubes fendus 180, et le piston 150 muni de trois logements 155 dans sa portion 151. On peut voir que les 10 tubes fendus 180 sont ici répartis autour de l'axe A du corps 110 du dispositif 100. La figure 5 montre le dispositif 100 décrit précédemment, lorsqu'il est en train de passer de la première configuration à une deuxième configuration de fin de délivrance du matériau. Le générateur 15 de gaz 130 vient d'être déclenché, les gaz ont pressurisé la chambre de pressurisation 160 et exercent une force sur le piston 150. La force exercée par les gaz sur le piston 150 est telle que le piston 150 a pu se libérer des tubes fendus 180 par glissement des tubes fendus 180 dans les logements 155, et se déplacer dans le corps 110 pour assurer la 20 délivrance du matériau contenu dans le réservoir 170 par le port de sortie 141. Pour que le piston 150 soit libéré des tubes fendus 180, la force exercée par les gaz doit être strictement supérieure à l'effort de maintien assuré par les tubes fendus 180, c'est-à-dire ici à l'ensemble des efforts de serrage exercés par les tubes fendus 180 dans les logements 155 du 25 piston 150. Dans l'exemple illustré, les tubes fendus 180 sont restés, après déclenchement du générateur de gaz 130, logés dans les logements 133 prévus dans le générateur de gaz 130. Pour ce faire, il faut que l'effort de serrage entre chaque tube fendu 180 et le logement correspondant 155 dans le piston 150 soit strictement inférieur à l'effort de serrage existant 30 entre chaque tube fendu 180 et le logement correspondant 133 dans le générateur de gaz 130. Dans une variante non illustrée, chaque tube fendu 180 peut rester fixé au piston 150 après déclenchement du générateur de gaz 130. Dans ce cas, l'effort de serrage entre chaque tube fendu 180 et le 35 logement correspondant 155 dans le piston 150 est strictement supérieur 305 6 4 1 7 9 à l'effort de serrage existant entre chaque tube fendu 180 et le logement correspondant 133 dans le générateur de gaz 130. Sur la figure 6, on a représenté un dispositif 200 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans la première 5 configuration correspondant à la configuration de stockage du matériau dans le dispositif. Les signes de référence correspondant entre les dispositifs 100 et 200 désignent des caractéristiques identiques. Le fonctionnement du dispositif 200 de la Figure 6 est identique à celui du dispositif 100 décrit précédemment. Comme précédemment, le dispositif 10 200 comprend un corps 210 cylindrique s'étendant selon un axe A entre un premier fond 220 et un deuxième fond 240. Un générateur de gaz pyrotechnique 230 est fixé au premier fond 220, et le deuxième fond 240 est muni d'un port de sortie 241 obstrué par une membrane 242. Le corps 210 comprend une chambre de pressurisation 260 dans laquelle débouche 15 le générateur de gaz 230, et un réservoir 270 dans lequel est stocké le matériau à délivrer, la chambre 260 et le réservoir 270 étant toujours séparés par un piston 250. Dans l'exemple illustré ici, le piston 250 est, dans la première configuration, maintenu en position dans le corps 210 par trois tubes 20 fendus 280 (seul un tube 180 est visible sur la coupe illustrée). Dans le dispositif 100 décrit précédemment, les éléments de maintien constitués par les tubes fendus 180 relient indirectement le piston 150 et le premier fond 120, c'est-à-dire par l'intermédiaire d'une autre pièce solidaire du premier fond 120 constituée dans ce cas par le générateur de gaz 130. 25 Dans l'exemple de la Figure 6, les tubes fendus 180 relient directement le piston 150 et le premier fond 220. Dans cet exemple, la jupe 252 du piston 250 présente au niveau de son extrémité en regard du premier fond 220, des trous borgnes formant des logements 255. En face de chaque logement 255 se trouve un trou borgne formant un logement 221 30 pratiqué dans le premier fond 220. Les logements 221 et 255 débouchent tous ici dans la chambre de pressurisation 260. Chaque tube fendu 280 est ainsi logé à une première extrémité dans un logement 221 du premier fond 220, et à une deuxième extrémité dans un logement 255 de la jupe 252. Comme dans l'exemple précédent, il est avantageux de veiller à ce 35 que, dans la première configuration, un espacement non nul soit présent entre le générateur de gaz 230 et la portion 251 du piston pour réduire les 305 6 4 1 7 10 risques d'endommagement du générateur de gaz 230 par le piston 250 en cas de chocs ou vibrations. On notera que l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits. En particulier, les éléments de maintien 5 peuvent présenter des formes différentes de celle illustrée, tant qu'ils s'étendent généralement selon la direction donnée par l'axe du corps du dispositif, c'est-à-dire qu'ils présentent une composante non nulle selon cet axe. Chaque élément de maintien peut par exemple présenter deux extrémités qui sont chacune parallèles à l'axe du corps, et une portion 10 entre les deux extrémités qui n'est pas parallèle à l'axe du corps. L'invention peut également s'appliquer à un dispositif comprenant un corps de forme autre que cylindrique, ou comprenant un piston dépourvu de jupe. Dans un mode de réalisation non illustré, un ou plusieurs 15 éléments de maintien peuvent être fixés directement sur le premier fond du dispositif à une extrémité, et sur la portion d'application de la pression du piston à une autre extrémité. Dans encore d'autres modes de réalisation non illustrés, l'élément de maintien peut être intégré au piston, au premier fond ou au générateur de gaz pyrotechnique, c'est-à-dire 20 former un relief en saillie sur le piston, le premier fond ou le générateur de gaz, destiné à coopérer avec un logement afin d'assurer le maintien du piston lorsque le dispositif est dans la première configuration. REVENDICATIONS1. Dispositif (100) de distribution d'un matériau pressurisé comprenant un premier fond (120), un deuxième fond (140) muni d'un port de sortie (141), et un corps (110) s'étendant axialement entre le premier fond et le deuxième fond, le corps définissant une chambre de pressurisation (160) comprenant un générateur de gaz (130) fixé au premier fond et un réservoir (170) destiné à contenir le matériau à délivrer et délimité par le deuxième fond, le dispositif comprenant en outre un piston (150) configuré pour se déplacer à l'intérieur du corps, le piston séparant la chambre de pressurisation du réservoir, le générateur de gaz étant configuré pour, lorsqu'il est déclenché, faire passer le dispositif d'une première configuration de stockage du matériau à une deuxième configuration de fin de distribution du matériau, le dispositif étant caractérisé en ce que, dans la première configuration, le piston est maintenu en position dans le corps par un élément de maintien (180) s'étendant axialement, ledit élément de maintien étant solidaire du premier fond et le piston étant maintenu fixe par rapport au premier fond par un effort de maintien assuré par l'élément de maintien, et en ce que le générateur de gaz est configuré pour, lorsqu'il est déclenché, exercer sur le piston une force s'opposant à l'effort de maintien afin de mettre en mouvement le piston en le libérant du premier fond et ainsi faire passer le dispositif de la première configuration à la deuxième configuration. 2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel l'élément de maintien exerce, lorsque le dispositif est dans la première configuration, un effort de serrage résultant de son contact avec le piston (150) et/ou avec une zone solidaire du premier fond. 3. Dispositif (100) selon la revendication 2, dans lequel, dans la première configuration, le piston (150) comprend un logement (155) coopérant avec l'élément de maintien (180), l'effort de serrage étant 35 exercé dans ledit logement. 305 6 4 1 7 12 4. Dispositif (100) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'élément de maintien (180) est élastiquement déformable et dans lequel l'effort de serrage résulte de l'élasticité de l'élément de maintien. 5 5. Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel l'élément de maintien est un tube fendu (180). 6. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel, lorsque le dispositif est dans la première configuration, une 10 première partie de l'élément de maintien est directement fixée au générateur de gaz (130) et une deuxième partie de l'élément de maintien est directement fixée au piston (150). 7. Dispositif (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 5, dans lequel, lorsque le dispositif est dans la première configuration, une première partie de l'élément de maintien (280) est directement fixée au premier fond (220) et une deuxième partie de l'élément de maintien est directement fixée au piston (250). 20 8. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel le piston (150) comprend une portion d'application de la pression (151) s'étendant transversalement par rapport à l'axe du corps (A), le logement (155) étant présent dans ladite portion d'application de la pression. 25 9. Dispositif (100) selon la revendication 7, dans lequel le piston (150) est muni d'une jupe (152) s'étendant en direction du premier fond (120), la deuxième partie de l'élément de maintien (180) étant directement fixée à la jupe. 30 10. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant une pluralité d'éléments de maintien (180) répartis autour de l'axe du corps (A). 11. Extincteur comprenant un dispositif de distribution d'un matériau pressurisé (100 ; 200) selon l'une quelconque des revendications 3056417 13 1 à 10, le réservoir (170 ; 270) dudit dispositif contenant un agent d'extinction.