Brevet FR3130518A1 — publié le 20230623

Dispositif de gonflage à plat pneumatique La présente invention concerne un dispositif de gonflage (1) pour gilet gonflable de sécurité comportant un carter de stockage (2) contenant une première cartouche (4) de gaz pressurisé et au moins une deuxième cartouche (5) de gaz pressurisé disposées accolées les unes à côté des autres de manière à former une rangée et un carter de libération (3) comprenant un premier dispositif de percussion (20) permettant, en cas d'activation, de perforer la première cartouche (4) de gaz de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse et un deuxième dispositif de percussion (30) associé à chaque deuxième cartouche (5) de gaz et permettant, en cas d'activation, de perforer cette dernière de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse. Fig 1 DISPOSITIF DE GONFLAGE A PLAT PNEUMATIQUE Domaine technique de l'invention La présente invention concerne le domaine de la prévention et de la réduction des blessures liées à une chute en général, notamment à la pratique de la moto, du ski ou de l'équitation, et plus particulièrement un dispositif de gonflage pour un gilet gonflable de sécurité. Etat de la technique Avec la démocratisation de la pratique de l'équitation et du ski et notamment du ski dit "extrême" tel que le ski hors-piste, on a cherché à mettre au point des systèmes destinés à protéger, lors de chutes, les motards, cavaliers ou skieurs, et plus spécifiquement les parties de leur corps les plus exposées telles que, par exemple, la nuque, le thorax, la colonne vertébrale, l'abdomen et les hanches. Ainsi, des protections dites "intelligentes" ont été élaborées. Ce type de protections est classiquement constitué d'un gilet gonflable de sécurité d'encombrement très faible et apte à être gonflé très rapidement par un gaz, lors de la chute du porteur, pour éviter à ce dernier de percuter violemment le sol. Le fonctionnement de ce gilet est analogue au fonctionnement des "airbags" installés dans les véhicules. Ainsi, le gilet gonflable comporte une poche "airbag" étanche apte à être gonflée et étant intégrée dans un textile et répartie autour du corps de l'utilisateur de manière à protéger certaines zones du corps préalablement identifiées, ladite poche pouvant être elle-même intégrée sous forme de doublure d’une veste. Ledit gilet gonflable comporte également un dispositif de gonflage apte à permettre la libération d'un gaz, classiquement du dioxyde de carbone CO2, contenu dans une cartouche de gaz liquéfié, ledit dispositif de gonflage comprenant en outre un organe perforant étant mobile et destiné à perforer l'extrémité de ladite cartouche de gaz prévue à cet effet. Après une chute du porteur et la libération du gaz dans la poche "airbag" du gilet gonflable de sécurité, il faut remettre le dispositif de gonflage dans son état initial, afin de pouvoir le réutiliser avec ledit gilet gonflable de sécurité. Les dispositifs de gonflage connus sont certes efficaces, mais ils présentent l'inconvénient majeur, d'une part, de comprendre de nombreuses pièces rendant leurs conception et fabrication complexes et leur fiabilité non optimale et, d'autre part, d'être difficile à remettre dans leur état initial en vue d'une nouvelle utilisation. Le but de la présente invention est donc de pallier les inconvénients précédemment cités et de présenter une alternative aux dispositifs de gonflage pour gilet gonflable de sécurité connus en proposant un dispositif de gonflage fiable, résistant, facile à mettre en œuvre et à réinitialiser. Conformément au premier objet de l’invention, il est donc proposé un dispositif de gonflage pour gilet gonflable de sécurité comportant un carter de stockage contenant une première cartouche de gaz pressurisé et au moins une deuxième cartouche de gaz pressurisé disposées accolées les unes à côté des autres de manière à former une rangée et un carter de libération comprenant un premier dispositif de percussion permettant, en cas d'activation, de perforer la première cartouche de gaz de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse et un deuxième dispositif de percussion associé à chaque deuxième cartouche de gaz et permettant, en cas d'activation, de perforer cette dernière de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse, ledit dispositif de gonflage étant remarquable en ce que ledit premier dispositif de percussion comprend au moins : - un cylindre dont l'extrémité inférieure est fermée de façon non permanente et l'extrémité supérieure est en partie obturée par une butée recevant sur sa partie supérieure la première cartouche de gaz, - un piston muni d'une extrémité perforante orientée en direction de l'extrémité supérieure dudit cylindre et coulissant entre une position "normale" dans laquelle son extrémité perforante n'est pas en contact avec la première cartouche de gaz et une position "activation" dans laquelle ladite extrémité perforante a perforé ladite première cartouche de gaz, - un organe de poussée apte à mettre en mouvement ledit piston de sa position "normale" à sa position "activation", et - un organe de retenue permettant de maintenir ledit piston dans sa position "normale", en ce que ledit deuxième dispositif de percussion comprend au moins : - un cylindre dont l'extrémité inférieure est en partie fermée et l'extrémité supérieure est en partie obturée par une butée recevant sur sa partie supérieure la deuxième cartouche de gaz, et comprenant en partie supérieure au moins un orifice de refoulement mettant en relation l'intérieur dudit cylindre et l'extérieur du dispositif de gonflage, - un piston muni d'une extrémité perforante orientée en direction de l'extrémité supérieure dudit cylindre et coulissant entre une position "normale" dans laquelle son extrémité perforante n'est pas en contact avec la deuxième cartouche de gaz et une position "activation" dans laquelle ladite extrémité perforante a perforé ladite deuxième cartouche de gaz, - un organe de retenue permettant de maintenir ledit piston dans sa position "normale", et en ce que le carter de libération comporte un conduit principal mettant en relation fluidique la partie supérieure du cylindre du premier dispositif de percussion avec l'extrémité inférieure du cylindre de chaque deuxième dispositif de percussion par le biais d'un conduit secondaire débouchant d'un côté sous l'extrémité inférieure dudit cylindre de chaque deuxième dispositif de percussion et de l'autre dans ledit conduit principal afin d'acheminer, en cas d'activation, d'acheminer le gaz de la première cartouche de gaz libéré par le piston jusqu'au sous chaque piston de sorte à le mettre en mouvement de sa position "normale" à sa position "activation". Les première et deuxièmes cartouches de gaz comprennent avantageusement chacune une extrémité perforable en forme d'opercule circulaire. De manière avantageuse, chaque orifice de refoulement est positionné sous et au plus près de la butée correspondante et en ce que la valeur de la surface dudit orifice de refoulement est égale à au moins la valeur de la surface de la section transversale de l'extrémité perforable de ladite deuxième cartouche de gaz. Le cylindre de chaque deuxième dispositif de percussion comporte de préférence au moins un orifice de dégazage mettant en relation l'intérieur dudit cylindre et l'extérieur du dispositif de gonflage, afin d'évacuer le gaz compris entre l'extrémité inférieure dudit cylindre et le piston en position "activation" et de permettre le retour dudit piston vers sa position "normale". La somme des valeurs de la surface de l'orifice de dégazage de chaque deuxième dispositif de percussion est avantageusement égale à au moins la valeur de la surface de la section transversale de l'extrémité perforable de la première cartouche de gaz. De manière avantageuse, un volume résiduel Ve subsiste entre la butée du premier dispositif de percussion et la face supérieure dudit piston associé en position "activation", ce volume résiduel Ve ayant une hauteur He au moins égale à la valeur de la largeur de la section transversale de l'extrémité perforable de la première cartouche de gaz. Le conduit principal a avantageusement une section transversale de forme oblongue et la somme des valeurs de la surface de la section transversale du conduit secondaire associé à chaque deuxième dispositif de percussion est supérieure ou égale à la valeur de la surface de la section transversale du conduit principal. Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de gonflage est tel que la valeur de V 1 /V 0 soit comprise entre 1 et 3, avec V 0 correspondant à la somme des valeurs du volume résiduel Ve, du volume Vcp du conduit principal et des volumes Vcs des conduits secondaires, et V 1 correspondant à la somme des valeurs dudit volume V 0 et des volumes Vtph occupés par le gaz libéré dans les cylindres des deuxièmes dispositifs de percussion lorsque les pistons correspondants sont en position "activation". La valeur de la longueur des pistons respectifs des premier et deuxièmes dispositifs de percussion est avantageusement supérieure ou égale à 1,5 fois la valeur du diamètre desdits pistons. De manière préférée, la valeur de la course du piston de chaque deuxième dispositif de percussion est au plus égale à la valeur de Lt–Lp–Hor, dans laquelle Lt désigne la longueur du cylindre, Lp désigne la longueur du piston, et Hor désigne la hauteur de l'orifice de refoulement. L'organe de retenue du premier dispositif de percussion est avantageusement une goupille apte à être engagée simultanément dans un orifice de retenue du carter de libération et dans une empreinte aménagée dans le piston pour le maintenir en position "normale", ladite goupille étant apte à être solidaire d'une sangle reliant mécaniquement ladite goupille à un point fixe. Selon un mode de réalisation avantageux, l'organe de poussée du premier dispositif de percussion est un ressort hélicoïdal de compression disposé entre le piston et l'extrémité inférieure du cylindre, cette dernière étant fermée de manière non permanente par une vis de tarage coopérant avec un taraudage aménagé dans le carter de libération sous et dans le prolongement dudit cylindre. Le ressort hélicoïdal de compression a de préférence, d'une part, un diamètre inférieur au diamètre du piston du premier dispositif de percussion et, d'autre part, une raideur et une longueur détendu permettant d'obtenir une énergie potentielle Epr supérieure à l'énergie Epc4 nécessaire à la perforation de la première cartouche de gaz. Selon un autre mode de réalisation avantageux, l'organe de poussée du premier dispositif de percussion est une charge pyrotechnique. Brève description des figures D’autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d’un mode d’exécution de l’invention en référence aux figures annexées sur lesquelles : est une vue de face d'un dispositif de gonflage selon l'invention, est une vue en coupe horizontale du dispositif de gonflage selon l'axe II – II' de la , est une vue en coupe frontale partielle du dispositif de gonflage selon l'axe III –III' de la . Dispositif de gonflage (1) pour gilet gonflable de sécurité comportant un carter de stockage (2) contenant une première cartouche (4) de gaz pressurisé et au moins une deuxième cartouche (5) de gaz pressurisé disposées accolées les unes à côté des autres de manière à former une rangée et un carter de libération (3) comprenant un premier dispositif de percussion (20) permettant, en cas d'activation, de perforer la première cartouche (4) de gaz de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse et un deuxième dispositif de percussion (30) associé à chaque deuxième cartouche (5) de gaz et permettant, en cas d'activation, de perforer cette dernière de manière à libérer le gaz qu'elle contient sous forme gazeuse, ledit dispositif de gonflage (1) étant caractérisé en ce que ledit premier dispositif de percussion (20) comprend au moins : - un cylindre (21) dont l'extrémité inférieure est fermée de façon non permanente et l'extrémité supérieure est en partie obturée par une butée (22) recevant sur sa partie supérieure la première cartouche (4) de gaz, - un piston (23) muni d'une extrémité perforante (24) orientée en direction de l'extrémité supérieure dudit cylindre (21) et coulissant entre une position "normale" dans laquelle son extrémité perforante (24) n'est pas en contact avec la première cartouche (4) de gaz et une position "activation" dans laquelle ladite extrémité perforante (24) a perforé ladite première cartouche (4) de gaz, - un organe de poussée apte à mettre en mouvement ledit piston (23) de sa position "normale" à sa position "activation", et - un organe de retenue (25) permettant de maintenir ledit piston (23) dans sa position "normale", en ce que ledit deuxième dispositif de percussion (30) comprend au moins : - un cylindre (31) dont l'extrémité inférieure est en partie fermée et l'extrémité supérieure est en partie obturée par une butée (32) recevant sur sa partie supérieure la deuxième cartouche (5) de gaz, et comprenant en partie supérieure au moins un orifice de refoulement (35) mettant en relation l'intérieur dudit cylindre (31) et l'extérieur du dispositif de gonflage (1), - un piston (33) muni d'une extrémité perforante (34) orientée en direction de l'extrémité supérieure dudit cylindre (31) et coulissant entre une position "normale" dans laquelle son extrémité perforante (34) n'est pas en contact avec la deuxième cartouche (5) de gaz et une position "activation" dans laquelle ladite extrémité perforante (34) a perforé ladite deuxième cartouche (5) de gaz, - un organe de retenue (25) permettant de maintenir ledit piston (23) dans sa position "normale", et en ce que le carter de libération (3) comporte un conduit principal (13) mettant en relation fluidique la partie supérieure du cylindre (21) du premier dispositif de percussion (20) avec l'extrémité inférieure du cylindre (31) de chaque deuxième dispositif de percussion (30) par le biais d'un conduit secondaire (14) débouchant d'un côté sous l'extrémité inférieure dudit cylindre (31) de chaque deuxième dispositif de percussion (30) et de l'autre dans ledit conduit principal (13) afin d'acheminer, en cas d'activation, d'acheminer le gaz de la première cartouche (4) de gaz libéré par le piston (23) jusqu'au sous chaque piston (33) de sorte à le mettre en mouvement de sa position "normale" à sa position "activation". Dispositif de gonflage (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les première et deuxièmes cartouches (4, 5) de gaz comprennent chacune une extrémité perforable (7, 8) en forme d'opercule circulaire. Dispositif de gonflage (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que chaque orifice de refoulement (35) est positionné sous et au plus près de la butée (32) correspondante et en ce que la valeur de la surface dudit orifice de refoulement (35) est égale à au moins la valeur de la surface de la section transversale de l'extrémité perforable (8) de ladite deuxième cartouche (5) de gaz. Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le cylindre (31) de chaque deuxième dispositif de percussion (30) comporte au moins un orifice de dégazage (36) mettant en relation l'intérieur dudit cylindre (31) et l'extérieur du dispositif de gonflage (1), afin d'évacuer le gaz compris entre l'extrémité inférieure dudit cylindre (31) et le piston (33) en position "activation" et de permettre le retour dudit piston (33) vers sa position "normale". Dispositif de gonflage (1) selon les revendications 2 et 4 caractérisé en ce que la somme des valeurs de la surface de chaque orifice dégazage (36) de chaque deuxième dispositif de percussion (30) est égale à au moins la valeur de la surface de la section transversale de l'extrémité perforable (7) de ladite première cartouche (4) de gaz. Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'un volume résiduel Ve subsiste entre la butée (22) du premier dispositif de percussion (20) et la face supérieure dudit piston (23) associé en position "activation", ce volume résiduel Ve ayant une hauteur He au moins égale à la largeur de la section transversale de l'extrémité perforable (7) de la première cartouche (4) de gaz. Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le conduit principal (13) a une section transversale de forme oblongue et en ce que la somme des valeurs de la surface de la section transversale du conduit secondaire (14) associé à chaque deuxième dispositif de percussion (30) est supérieure ou égale à la valeur de la surface de la section transversale dudit conduit principal (13). Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 7 caractérisé en ce qu'il est tel que la valeur de V 1 /V 0 soit comprise entre 1 et 3, avec V 0 correspondant à la somme des valeurs du volume résiduel Ve, du volume Vcp du conduit principal (13) et des volumes Vcs des conduits secondaires (14), et V 1 correspondant à la somme des valeurs dudit volume V 0 et des volumes Vtph occupés par le gaz libéré dans les cylindres (31) des deuxièmes dispositifs de percussion (30) lorsque les pistons (33) correspondants sont en position "activation". Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la valeur de la longueur des pistons (23, 33) respectifs des premier et deuxième dispositifs de percussion (20, 30) est supérieure ou égale à 1,5 fois la valeur du diamètre desdits pistons (23, 33). Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 4 à 9 caractérisé en ce que la valeur de la course du piston (33) de chaque deuxième dispositif de percussion (30) est au plus égale à la valeur de Lt–Lp–Hor, dans laquelle Lt désigne la longueur du cylindre (31), Lp désigne la longueur du piston (33), et Hor désigne la hauteur de l'orifice de refoulement (35). Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que l'organe de retenue (25) du premier dispositif de percussion (20) est une goupille apte à être engagée simultanément dans un orifice de retenue (12) du carter de libération (3) et dans une empreinte (26) aménagée dans le piston (23) pour le maintenir en position "normale", ladite goupille étant apte à être solidaire d'une sangle reliant mécaniquement ladite goupille à un point fixe. Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que l'organe de poussée du premier dispositif de percussion (20) est un ressort hélicoïdal de compression disposé entre le piston (23) et l'extrémité inférieure du cylindre (21), cette dernière étant fermée de manière non permanente par une vis de tarage (10) coopérant avec un taraudage (11) aménagé dans le carter de libération (3) sous et dans le prolongement dudit cylindre (21). Dispositif de gonflage (1) selon la revendications 12 caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal de compression a, d'une part, un diamètre inférieur au diamètre du piston (23) du premier dispositif de percussion (20) et, d'autre part, une raideur et une longueur détendu permettant obtenir une énergie potentielle Epr supérieure à l'énergie Epc4 nécessaire à la perforation de la première cartouche (4) de gaz. Dispositif de gonflage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que l'organe de poussée du premier dispositif de percussion (20) est une charge pyrotechnique.