EP1582321A1 - Dispositif de découpe d'une structure dans un véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de découpe d'une structure dans un véhicule automobile Download PDF

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EP1582321A1
EP1582321A1 EP05290641A EP05290641A EP1582321A1 EP 1582321 A1 EP1582321 A1 EP 1582321A1 EP 05290641 A EP05290641 A EP 05290641A EP 05290641 A EP05290641 A EP 05290641A EP 1582321 A1 EP1582321 A1 EP 1582321A1
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EP
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tube
pyrotechnic charge
groove
cutting
charge
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Eric Laspesa
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    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
    • B26F3/04—Severing by squeezing
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/36—Means for interconnecting rocket-motor and body section; Multi-stage connectors; Disconnecting means
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    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/006—Explosive bolts; Explosive actuators

Definitions

  • the technical field of the invention is that of automotive safety involving cutting a structure like, for example, a table on board, in order to put into action a security.
  • Cutting devices according to the invention are particularly suitable for the implementation of protective cushions in a motor vehicle.
  • EP 0 273 061 which describes a separation joint between two structures and involving a linear explosive charge confined in a tube flattened.
  • the two structures fit together in one the other and the firing of the explosive charge causes an expansion of the tube which then deforms one of the two structures that lead to their dissociation.
  • Load explosive is not specifically described but the description reveals some clues that leave think it's an explosive charge.
  • the separation device disclosed in US Patent 6,170,400 or in US Patent 5,372,071 puts in play a detonating cord whose firing goes cause the deformation of the tube in which it is housed to push a piston to separate two subsets.
  • US Pat. No. 5,478,106 which describes an opening system for deploying a airbag.
  • This opening system includes a deformed tube having a tapered portion and in which is housed a linear pyrotechnic charge. The firing of said load causes the tube to expand tapered part comes in contact with the structure for the cut.
  • the cutting devices according to the invention make intervene in the explosion-proof cords, housed in flattened tubes and their firing causes expansion the section of said tubes for cutting a structure.
  • Explosion cords have reaction speeds slower than those of detonating cords and by therefore, the associated pyrotechnic effects are less violent and in particular, the risks of projection of shrapnel and emission of a shock wave aerial outward of said devices become negligible.
  • Cutting devices according to the invention are particularly suitable for vehicles automobiles to the extent that they are reliable and effective, while providing a level of security increased by limiting the intensity of the reaction and therefore the potential for bodily injury.
  • the subject of the present invention relates to a cutting device of a structure in a automobile comprising a linear pyrotechnic charge placed in a flattened deformable tube, the combustion of said load causing the deformation of the tube which increases its section, said deformation causing the rupture of the structure, characterized in that the burning rate of the pyrotechnic charge is less than 3000m / s.
  • This equivalence is desirable because a deflagration although defining a reaction more long and less violent than a detonation remains relatively undefined as to the value of certain parameters that characterize it.
  • the burning speed of the pyrotechnic charge is between 1000m / s and 2000m / s.
  • Explosive charges retained for cutting devices according to the invention are bright enough to cause cutting of a structure in a motor vehicle, without present the inconvenience associated with the use of a detonating load such as, for example, the risks of rupture of the cutting device with emission of effects undesirable pyrotechnics such as shockwave aerial and projection of fragments.
  • the pyrotechnic charge comprises a plurality of strands such as, for example, those are described in US Patent 4,220,087.
  • the tube is metallic.
  • said tube has a good aptitude for plastic deformation.
  • the tube is closed at each of its ends by a stopper to contain the pyrotechnic effects inside said tube.
  • the tube is aluminum.
  • an ignition device of the pyrotechnic charge comprising an igniter, is placed at one end of the tube.
  • the flattened tube is housed in a groove of the structure having a section in the form of , the bottom of the groove having a secondary groove and the tube being held by means of a closing clip.
  • the linear density of the Pyrotechnic charge is less than 4g / m.
  • Cutting devices according to the invention have the advantage of not being dangerous for people, whether in normal operation or erratic, in so far as the effects produced remain low intensity. Moreover, they are reliable because the firing such compositions is perfectly control. Finally, because of the great diversity of Explosive compositions that can be used, cutting devices according to the invention can adapt to a lot of related configurations particular to the thickness of the structure to be cut, material constituting said structure, on the surface to cut.
  • Figure 1 is a side axial sectional view of a cutting device according to the invention, positioned compared to the structure to be cut and not having still worked.
  • FIG. 2 represents the cutting device of Figure 1 after operation.
  • the cutting device 1 is inserted into a groove 2 of the structure 3 to be cut, said groove 2 having a section in the form of and whose bottom has a secondary groove in the form of v so that the thickness of the structure 3 at the level of said secondary groove 4 is minimum.
  • a linear pyrotechnic charge consisting of three strands is housed in the center of a deformable hollow aluminum tube 6, said tube 6 being flattened so as to have an elongated section having two planar sides, parallel to each other, and interconnected by two segments in an arc of a circle, said load 5 being in contact with the two planar sides of the tube 6.
  • the space remaining between the pyrotechnic charge 5 and the inner wall of the tube 6 is filled by an elastomer foam 7 to help maintain said load 5 at the center of said tube 6.
  • the tube 6 occupies the groove 2 without lateral play, that is, the two planar sides of the tube 6 are each in contact with the walls of the groove 2.
  • the groove 2 is formed in a bead of the structure 3 and the tube 6 is held in the groove 2 by means of a closing clip 8 covering said groove 2.
  • the tube 6 in the groove 2 is in contact with both the bottom of said groove 2 and the groove 2. lip 8 of closure.
  • An ignition device comprising a single igniter is placed near the tube 6. Two plugs close the ends of said tube 6.
  • the mode of operation of the cutting device according to the invention is as follows.
  • the firing of the pyrotechnic charge 5 causes the production of gas in the tube 6 which then undergoes a significant internal pressure.
  • the tube 6 reacts by deforming to adopt a circular section.

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Abstract

Le domaine technique de l'invention est celui de la sécurité automobile impliquant des dispositifs de découpe d'une structure comme, par exemple, un tableau de bord, afin de mettre en action un dispositif de sécurité. L'objet de la présente invention concerne plus spécifiquement un dispositif de découpe (1) d'une structure dans une automobile comprenant une charge pyrotechnique linéaire (5) placée dans un tube déformable aplati (6), la combustion de ladite charge (5) entraînant la déformation du tube (6) qui accroît sa section, ladite déformation provoquant la rupture de la structure (3). La principale caractéristique de ce dispositif est que la charge pyrotechnique est une charge déflagrante et donc que la vitesse de combustion de la charge pyrotechnique (5) est inférieure à 3000m/s. <IMAGE>

Description

Le domaine technique de l'invention est celui de la sécurité automobile impliquant des dispositifs de découpe d'une structure comme, par exemple, un tableau de bord, afin de mettre en action un dispositif de sécurité. Les dispositifs de découpe selon l'invention sont particulièrement adaptés à la mise en oeuvre de coussins de protection dans un véhicule automobile.
Les dispositifs de découpe de structure ont déjà fait l'objet de plusieurs brevets.
On peut citer le brevet EP 0 273 061 qui décrit un joint de séparation entre deux structures et impliquant une charge explosive linéaire confinée dans un tube aplati. Les deux structures s'emboítent l'une dans l'autre et la mise à feu de la charge explosive provoque une expansion du tube qui déforme alors l'une des deux structures entraínant leur désolidarisation. La charge explosive n'est pas spécifiquement décrite mais la description dévoile quelques indices qui laissent à penser qu'il s'agit d'une charge détonante.
De même, le dispositif de séparation divulgué dans le brevet US 6,170,400 ou dans le brevet US 5,372,071 met en jeu un cordeau détonant dont la mise à feu va provoquer la déformation du tube dans lequel il est logé afin de repousser un piston pour séparer deux sous-ensembles.
Enfin on peut mentionner le brevet US 5, 478, 106 qui décrit un système d'ouverture pour le déploiement d'un airbag. Ce système d'ouverture comprend un tube déformé présentant une partie effilée et dans lequel est logée une charge pyrotechnique linéaire. La mise à feu de ladite charge provoque l'expansion du tube dont la partie effilée vient au contact de la structure pour la découper.
Les dispositifs de découpe selon l'invention font intervenir des cordeaux déflagrants, logés dans des tubes aplatis et leur mise à feu provoque une expansion de la section desdits tubes pour découper une structure. Les cordeaux déflagrants ont des vitesses de réactions plus lentes que celles des cordeaux détonants et par conséquent, les effets pyrotechniques associés sont moins violents et en particulier, les risques de projection d'éclats et d'émission d'une onde de choc aérienne vers l'extérieur desdits dispositifs deviennent négligeables. Les dispositifs de découpe selon l'invention sont particulièrement adaptés aux véhicules automobiles dans la mesure où ils sont fiables et efficaces, tout en présentant un niveau de sécurité accru en limitant l'intensité de la réaction et donc les possibilités de dommages corporels.
L'objet de la présente invention concerne un dispositif de découpe d'une structure dans une automobile comprenant une charge pyrotechnique linéaire placée dans un tube déformable aplati, la combustion de ladite charge entraínant la déformation du tube qui accroít sa section, ladite déformation provoquant la rupture de la structure, caractérisé en ce que la vitesse de combustion de la charge pyrotechnique est inférieure à 3000m/s.
Dans cette demande de brevet, les expressions "charge déflagrante" et "charge dont la vitesse de combustion est inférieure à 3000m/s" sont équivalentes.
Cette équivalence est souhaitable car une déflagration bien que définissant une réaction plus longue et moins violente qu'une détonation reste relativement peu déterminée quant à la valeur de certains paramètres qui la caractérisent.
Préférentiellement, la vitesse de combustion de la charge pyrotechnique est comprise entre 1000m/s et 2000m/s.
Les charges déflagrantes retenues pour les dispositifs de découpe selon l'invention sont suffisamment vives pour provoquer la découpe d'une structure dans un véhicule automobile, sans présenter les désagréments liés à l'utilisation d'une charge détonante comme par exemple, les risques de rupture du dispositif de découpe avec émission d'effets pyrotechniques indésirables tels que onde de choc aérienne et projection d'éclats.
Avantageusement, la charge pyrotechnique comprend une pluralité de brins comme par exemple, celles qui sont décrites dans le brevet US 4,220,087.
De façon préférentielle, le tube est métallique.
De façon avantageusement, ledit tube présente une bonne aptitude à la déformation plastique.
Préférentiellement, le tube est obturé à chacune de ses extrémités par un bouchon afin de contenir les effets pyrotechniques à l'intérieur dudit tube.
En effet, les exigences en matière de sécurité automobile étant particulièrement élevées, il est recommandé de minimiser les risques de propagation d'effets intempestifs à l'extérieur du dispositif de découpe.
De façon préférentielle, le tube est en aluminium.
De façon avantageuse, il existe un espace entre la charge pyrotechnique et le tube, ledit espace étant comblé par une mousse en élastomère destinée, d'une part, à maintenir ladite charge au centre dudit tube et, d'autre part, à augmenter la mise en pression dudit tube. De cette manière, cela permet avec une faible charge pyrotechnique et donc une faible quantité de gaz produit, de maximiser la contrainte dans des tubes même résistants, pour qu'ils retrouvent leur forme cylindrique originale.
Préférentiellement, un dispositif d'allumage de la charge pyrotechnique comprenant un allumeur, est placé à l'une des extrémités du tube.
Avantageusement, le tube aplati est logé dans une rainure de la structure ayant une section en forme de
Figure 00040001
, le fond de la rainure comportant une rainure secondaire et le tube étant maintenu au moyen d'un clip de fermeture.
De façon préférentielle, la densité linéique de la charge pyrotechnique est inférieure à 4g/m.
Les dispositifs de découpe selon l'invention présentent l'avantage de ne pas être dangereux pour les personnes, que ce soit en fonctionnement normal ou erratique, dans la mesure où les effets produits restent de faible intensité. De plus, ils sont fiables car la mise à feu de telles compositions est parfaitement maítrisée. Enfin de par la grande diversité des compositions déflagrantes pouvant être utilisées, les dispositifs de découpe selon l'invention peuvent s'adapter à un grand nombre de configurations liées notamment à l'épaisseur de la structure à découper, au matériau constitutif de ladite structure, à la surface à découper.
On donne, ci-après, la description détaillée d'un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux figures 1 et 2.
La figure 1 est une vue en coupe axiale latérale d'un dispositif de découpe selon l'invention, positionné par rapport à la structure à découper et n'ayant pas encore fonctionné.
La figure 2 représente le dispositif de découpe de la figure 1 après fonctionnement.
En se référant à la figure 1 le dispositif de découpe 1 selon l'invention est inséré dans une rainure 2 de la structure 3 à découper, ladite rainure 2 ayant une section en forme de et dont le fond comporte une rainure secondaire en forme de v de manière à ce que l'épaisseur de la structure 3 au niveau de ladite rainure secondaire 4 soit minimum. Une charge pyrotechnique 5 linéaire constituée de trois brins est logée au centre d'un tube creux 6 déformable en aluminium, ledit tube 6 étant aplati de façon à présenter une section allongée possédant deux côtés plans, parallèles entre eux, et reliés entre eux par deux segments en arc de cercle, ladite charge 5 se retrouvant au contact des deux côtés plans du tube 6. L'espace subsistant entre la charge pyrotechnique 5 et la paroi interne du tube 6 est comblé par une mousse en élastomère 7 pour contribuer à maintenir ladite charge 5 au centre dudit tube 6. Le tube 6 occupe la rainure 2 sans jeu latéral, autrement dit, les deux côtés plans du tube 6 sont chacun au contact des parois de la rainure 2. La rainure 2 est pratiquée dans un bourrelet de la structure 3 et le tube 6 est maintenu dans la rainure 2 au moyen d'un clip 8 de fermeture recouvrant ladite rainure 2. Le tube 6 dans la rainure 2 se retrouve au contact à la fois du fond de ladite rainure 2 et du clip 8 de fermeture. Un dispositif d'allumage comprenant un simple allumeur est placé à proximité du tube 6. Deux bouchons obturent les extrémités dudit tube 6.
En se référant aux figures 1 et 2, le mode de fonctionnement du dispositif de découpe selon l'invention est le suivant.
La mise à feu de la charge pyrotechnique 5 entraíne la production de gaz dans le tube 6 qui subit alors une pression interne importante. Le tube 6 réagit en se déformant pour adopter une section circulaire.
Cette expansion provoque la rupture de la structure 3 au niveau de son épaisseur la plus faible créée par la rainure secondaire 4, ainsi que celle du clip 8 de fermeture. La structure se retrouve ainsi découpée et tous les effets pyrotechniques restent contenus dans le tube 6.

Claims (9)

  1. Dispositif de découpe (1) d'une structure dans une automobile comprenant une charge pyrotechnique linéaire (5) placée dans un tube déformable aplati (6), la combustion de ladite charge (5) entraínant la déformation du tube (6) qui accroít sa section, ladite déformation provoquant la rupture de la structure (3), caractérisé en ce que la vitesse de combustion de la charge pyrotechnique (5) est inférieure à 3000m/s.
  2. Dispositif de découpe selon la revendication 1 caractérisé en ce que la charge pyrotechnique (5) comprend une pluralité de brins.
  3. Dispositif de découpe selon l'une quelconque dès revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube (6) est métallique.
  4. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube (6) est obturé à chacune de ses extrémités par un bouchon afin de contenir les effets pyrotechniques à l'intérieur dudit tube (6).
  5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le tube (6) est en aluminium.
  6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que il existe un espace entre la charge pyrotechnique (5) et le tube (6), ledit espace étant comblé par une mousse en élastomère (7).
  7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un dispositif d'allumage de la charge pyrotechnique (5) comprenant un allumeur, est placé à l'une des extrémités du tube (6).
  8. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube aplati (6) est logé dans une rainure (2) de la structure (3) ayant une section en forme de
    Figure 00080001
    , le fond de la rainure comportant une rainure secondaire (4) et le tube (6) étant maintenu au moyen d'un clip (8) de fermeture.
  9. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la densité linéique de la charge pyrotechnique (5) est inférieure à 4g/m.
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