FR2807154A1

FR2807154A1 - Initiateur pyrotechnique pouvant etre equipe d'un composant electrique ou electronique et/ou d'un connecteur

Info

Publication number: FR2807154A1
Application number: FR0004085A
Authority: FR
Inventors: Jean Paul Vidot; Patrice Chemiere
Original assignee: Giat Industries SA
Current assignee: Giat Industries SA
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-05
Anticipated expiration: 2006-03-30
Also published as: FR2807154B3

Abstract

L'invention a pour objet un initiateur pyrotechnique (1) comprenant au moins une composition pyrotechnique disposée à l'intérieur d'un boîtier (2) composé d'un étui (4) sensiblement cylindrique prolongé par au moins deux broches (7a, 7b). Cet initiateur est caractérisé en ce que le boîtier (2) est solidaire d'une embase (16) portant des trous recevant les broches (7a, 7b) et comportant également une cavité (40) à l'intérieur de laquelle s'étendent les broches, cavité destinée à recevoir un composant électrique ou électronique et/ ou un connecteur.

Description

Le domaine de l'invention est celui des initiateurs pyrotechniques, c'està dire des composants permettant de transmettre un effet pyrotechnique dans une chaîne pyrotechnique. On connaît par les brevets EP600791 et EP711400 initiateurs dont le boîtier est réalisé au moins en partie matière plastique.

Ces initiateurs sont par exemple destinésà venir actionner un pyromécanisme ou bien initier une composition génératrice de gaz dans un système de sécurité pour l'automobile.

Ces boîtiers d'initiateur sont généralement réalisés par injection ou surmoulage.

Les initiateurs sont reliés par des connexions électriquesà un circuit électronique centralisé de commande de la sécurité du véhicule.

Les connexions sont généralement formées par des cosses électriques déformables ou bien par des connecteurs.

La mise en place des cosses est longue et fastidieuse. Il en résulte un accroissement du coût de la réalisation de la connectique. De plus les connecteurs connus sont encombrants axialement et difficilesà intégrer dans un véhicule.

Les cosses présentent aussi des problèmes du point de vue de la fiabilité de la connexion donc de la sécurité du véhicule.

De plus on cherche généralement aujourd'huià placer niveau du composant un composant électrique ou électronique par exemple un moyen shunt qui permet d'éviter, en l'absence de connecteur, les initiations pyrotechniques inopinées, exemple par décharge électrostatique.

Un tel shunt est un composant intermédiaire encombrant qui vient s'interposer entre le composant pyrotechnique et connecteur et vient compliquer encore la connectique nécessitant souvent la mise en place d'adaptateurs.

C'est le but de l'invention que de proposer un initiateur pyrotechnique permettant de pallier de tels inconvénients. Ainsi l'initiateur selon lfinvention permet avec un encombrement axial réduit de simplifier et fiabiliser la connexion de l'initiateur aux circuits du véhicule.

De plus, suivant un mode particulier de réalisation, l'initiateur selon l'invention autorise la mi se en place d'un circuit shuntà moindre coût, par exemple au moment de fabrication de l'initiateur, et sans qu'il en résulte accroissement de l'encombrement axial ni une complication la réalisation des connexions.

Ainsi l'invention a pour objet, un initiateur pyrotech nique comprenant au moins une composition pyrotechnique disposéeà l'intérieur d'un boîtier composé d'un étui sensiblement cylindrique prolongé par au moins deux broches initiateur caractérisé en ce que le boîtier est solidaire d'une embase portant des trous recevant les broches comportant également une cavitéà l'intérieur de laquelle S'étendent les broches, cavité destinéeà recevoir composant électrique ou électronique et/ou un connecteur.

La cavité pourra notamment porter un composant shunt assurant, en l'absence de connecteur, un court circuit entre les broches de l'initiateur.

L'embase pourra comporter des moyens assurant immobilisation axiale du composant shunt et/ou du connecteur dans la cavité.

Selon un mode particulier de réalisation, la cavité est cylindrique et présente au moins une encoche destinéeà recevoir une saillie solidaire du composant shunt et permettant son positionnement angulaire.

Le boîtier est avantageusement disposéà l'intérieur d'une enveloppe formée par la solidarisation de l'embase et d'une coquille supérieure.

L'enveloppe pourra présenter un profil externe permettant sa fixation sur un générateur de gaz ou un pyromécanisme.

La coquille supérieure et l'embase pourront être rendues solidaires l'une de l'autre par soudage aux ultrasons. L'invention sera mieux compriseà la lecture la description qui va suivre d'exemples particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: - la figure1 représente en coupe longitudinale un premier mode de réalisation d'un initiateur selon l'invention, coupe réalisée suivant le plan dont la trace AA est repéréeà la figure 2, - la figure 2 est une vue de la précédente suivant la direction F repéréeà la figure1, - la figure3 représente en coupe longitudinale un deuxième mode de réalisation d'un initiateur selon l'invention, coupe réalisée suivant le plan dont la trace BB est repéréeà la figure 4, - la figure 4 est une vue de la précédente suivant la directionG repéréeà la figure3, - la figure5 représente en coupe longitudinale ce deuxième mode de réalisation équipé d'un composant shunt, - la figure6 est une vue en perspective avant montage de l'initiateur selon l'invention, d'un composant shunt d'un connecteur, - les figures 7a,7b sont deux vues du composant shunt seul, la figure 7a étant une vue latérale du composant et la figure7b une vue frontale suivant la direction H representée figure 7a.

- la figure 7c est une vue en perspective de la lamelle contact du composant shunt.

En se reportantà la figure1, un initiateur pyrotechnique1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comprend une composition pyrotechnique (non représentée) disposéeà l'intérieur d'un boîtier 2 composé d'un étui 4 sensiblement cylindrique, réalisé par exemple en métal et prolongé par deux broches 7a,7b. Un tel boîtier n'est pas ici décrit en détails, il est connu notamment par le brevet FR2720493 dont l'ensemble de la description est inclue ici par référence. Ce boîtier 2 est disposéà l'intérieur d'une enveloppe formée par la solidarisation de deux parties: une embase1 et une coquille supérieure17.

La coquille et l'embase sont réalisées par injection d'une matière plastique, par exemple du type polyamide polycarbonate. Elles sont rendues solidaires l'une de l'autre par exemple par soudure aux ultrasons.

L'embase16 comporte une face d'appui18 sur laquelle réalisé un sillon circulaire19 et elle est traversée deux trous 20, 21 reliés par une entaille 22.

Les trous 20 et 21 sont destinésà laisser passer broches 7a et7b du boîtier 2. L'entaille 22 permet recevoir les courbures des broches 7a et7b.

La coquille supérieure17 comporte une face d'appui porte une denture circulaire27 destinéeà coopérer avec sillon19 de l'embase16.

La coquille supérieure17 délimite un volume cylindrique interne28 qui est destinéà recevoir le boîtier 2. Ce volume a donc le même diamètre que le diamètre externe du boîtier et il a une hauteur égaleà celle du boîtier.

L'épaisseur e de la coquille,supérieure est de l'ordre 0,5 mm. Cette coquille est suffisamment mince pour pouvoir être brisée par l'initiation de la composition pyrotechnique contenue dans le boîtier 2.

L'embase16 comporte également une cavité 40 a l'intérieur de laquelle s'étendent les broches 7a,7b. Cette cavitéà un profil parallélépipédique et elle est destinée recevoir un connecteur (non représenté).

L'embase comporte également un bec élastique 41 qui déforme lors de l'introduction d'un connecteur et présente une surface de butée 42 permettant d'interdire sortie du connecteur hors de la cavité 40.

Ce bec est formé d'une seule pièce avec l'embase16.

Le montage de l'initiateur selon l'invention s'effectue de la façon suivante. Après fabrication du boîtier 2, on positionne celui ci sur l'embase16 en faisant pénétrer les broches 7a7b dans les trous 20 et 21. Le fond6 du boîtier 2 se trouve donc en appui sur la face d'appui18 de l'embase. On coiffe ensuite le boîtier 2 avec la coquille supérieure17. On solidarise enfin les deux coquilles par soudure aux ultrasons.

La soudure par ultrasons est réalisée d'une façon connue en appliquant une sonotrode d'un appareilà souder sur un profil conique31 de la coquille supérieure17.

Les vibrations de la sonotrode entraînent la soudure des surfaces en contact. La denture circulaire27 penètre au montage dans le sillon19 ce qui permet de concentrer les contraintes provoquées par les vibrations ultrasonores lors du soudage. on localise ainsi un échauffement au niveau du contact sillon/denture ce qui permet la soudure.

Il est bien entendu possible de rendre solidaires les deux coquilles par un autre moyen, par exemple par collage. L'étanchéité de l'initiateur par rapportà l'extérieur est assurée par la soudure laser du boîtier 2 (non représentée). Aucune précaution particulière du point de vue de l'étanchéité n'està prévoir lors du montage de l'enveloppe3. On simplifie ainsi la fabrication.

L'étanchéité de l'initiateur visà vis du pyromécanisme et relativement aux gaz engendrés lors du fonctionnement est assurée par l'appui du fond6 sur la face d'appui18, la pression ayant par ailleurs pour effet d'appliquer fermement le fond et l'étui 4 sur la face d'appui ce qui fait légèrement pénétrer le boîtier 2 dans la coquille inférieure 16 et augmente l'étanchéité.

Pour améliorer encore l'étanchéité aux gaz donnera avantageusement un ajustement serré entre la surface cylindrique externe de l'étui 4 et son logement dans la coquille supérieure17 ainsi qu'un ajustement légèrement serré des broches 7a7b dans les trous 20 et 21.

On pourra également prévoir en complément, sur la face d'appui18, une ou plusieurs gorges circulaires (non représentées) qui joueront le rôle de chicanes de détente des gaz ou encore qui pourront recevoir chacune un joint torique.

L'initiateur selon l'invention est donc parfaitement étanche et peut recevoir également de façon fiable et étanche un connecteur standardà section rectangulaire. Le connecteur étant rendu solidaire de l'initiateur grâce au bec qui coopérera avec une encoche du connecteur.

On pourra alternativement prévoir une encoche réalisée dans la cavité et coopérant avec un bec porté par le connecteur.

On pourra égalemetn disposer au fond de la cavité un composant électrique ou électronique tel une capacité un shunt.

En fonction des géométries des connecteurs utilisés il est bien entendu possible de faire varier les formes et les dimensions de la cavité 40 recevant le connecteur.

Ainsi grâceà l'invention la partie interne de l'initiateur formée par le boîtier 2 pourra être la même quelle que soit la géométrie externe du composant complet et celle du connecteur qui devra s'adapterà lui.

Il suffira de modifier la forme de l'embase1 et notamment de sa cavité 40 pour obtenir un initiateur utilisable dans une autre application On pourra également modifier la forme externe de l'embase 16 et de la coquille supérieure17 pour obtenir un initiateur dont la géométrie externe sera adaptéeà un type de générateur de gaz donné.

On pourra donc produire en grande série la partie essentielle età priori la plus coûteuse de l'initiateur, c'està dire le boîtier 2 qui renferme la composition pyrotechnique ainsi que ses moyens d'initiation.

On personnalisera ensuite l'initiateur en disposant ce boîtier dans une enveloppe ayant des dimensions extérieures appropriées aux besoins d'un client et ayant une embase portant une cavité adaptéeà la géométrie du connecteur et/ou des composants souhaités. La figure3 montre ainsi un deuxième mode de réalisation d'un initiateur selon l'invention.

Ce mode diffère du précédent principalement par la géométrie de la cavité 40. Cette dernière est ici cylindrique et elle est délimitée au niveau de son ouverture par un bourrelet circulaire 43. La cavité 40 est destinéeà recevoir un composant cylindrique, par exemple un connecteur ou bien un composant shunt comme cela sera décrit par la suite. Le bourrelet 43 présente une surface de butée 44. Une gorge circulaire de dégagement 45 est disposée entre le bourrelet 43 et la surface cylindrique interne de la cavité 40.

L'embase16 comporte enfin deux encoches 46a,46b coupant le bourrelet 43 et s'étendant d'une face inférieure 47 de l'embase16 jusqu'au delà de la gorge 45.

Ces encoches sont destinéesà recevoir des saillies complémentaires solidaires d'un connecteur ou d'un composant shunt et permettent un positionnement angulaire du composant ou connecteur par rapportà l'embase16.

La figure5 montre ce même initiateur comprenantà l'intérieur de la cavité 40 composant shunt 48.

Ce dernier est plus particulièrement visible sur les figures 7a et7b.

Un tel composant est bien connu de l'Homme du Métier et ne fait donc pas l'objet de présente invention.

Sa description est donnée afin de faciliter la compréhension de l'invention.

Un composant shunt connu est formé d'un corps isolant 49 ayant un profil externe cylindrique de même diamètre que la cavité 40 de l'initiateur1, portant deux saillies 50a et50b destinéesà coopérer avec les encoches 46a et 46b de l'embase 16.

Le fond51 du corps porte deux perçages 52a,52b destinés à recevoir les broches 7a et de l'initiateur.

Le corps 49 présente entaille médiane53 qui est délimitée par le fond51 et deux surfaces planes 54a et 54b. La surface plane 54a présente en partie médiane une nervure hémicylindrique 55 tandis que la surface plane 54b porte un sillon rectangulaire56.

La nervure et le sillon sont destinésà coopérer avec des profils complémentaires portés par un connecteur de façonà assurer une mise en place de celui ci avec une orientation correcte par rapport au composant shunt 48. surfaces planes 54a et 54b assureront par ailleurs guidage du connecteur.

Le corps 49 du composant 48 porte une encoche57 rectangulaire qui est parallèleà la surface et qui reçoit une lamelle conductrice58 (par exemple laiton).

Cette lamelle est représentée seule sur la figure 7c. Elle comporte deux languettes 59a,59b reliées entre elles par une barrette60. Elle est formée d'une seule pièce de laiton emboutie et pliée.

Les languettes sont pliées de telle sorte que, lorsque la lamelle58 est placée dans son encoche57, les extremités des languettes 59a,59b se trouvent respectivement en regard des perçages 52a,52b.

Ainsi lorsque le composant shunt 48 est introduit dans la cavité 40 de l'initiateur1, les broches 7a et7b de ce dernier repoussent les languettes 59a et59b. Du fait de leur élasticité, les languettes 59a et59b viennent contact avec les broches et assurent ainsi une liaison electrique entre les broches 7a et7b. Une telle disposition permet de protéger l'initiateur visà vis des décharges électro statiques.

La languette59b est représentée sur la figure dans sa position de contact avec une broche de l'initiateur. La languette 59a est représentée dans sa position de repos, composant shunt 48 hors de l'initiateur.

Lorsqu'un connecteur est introduit dans l'entaille53 du composant shunt 48, il écarte les languettes 59a et59b des broches qui s'introduisent dans le même tempsà l'intérieur du connecteur. La position d'une languette ainsi écartée est représentée par les pointillés61 à la figure 7a.

Le court circuit protecteur est donc supprimé dès l'introduction du connecteur. Il est par contre ré-etabli dès le retrait du connecteur. Le niveau de sécurité obtenu visà vis des décharges électrostatiques est optimal.

La figure6 montre en perspective le composant shunt 48 (lamelle conductrice non représentée) positionné devant l'initiateur1 selon l'invention et avant sa mise en place dans la cavité 40 de celui ci.

Les dimensions de la cavité 40 ont été définies de façon à pouvoir recevoir un composant shunt 48 standard du commerce.

Ce composant est introduit dans la cavité se positionne en butée au fond de celle ci. Il est usté de façon serrée dans la cavité de façonà assurer son maintien axial.

Grâceà l'invention il est donc possible d'équiper un initiateur dès sa fabrication avec un composant shunt standard qui fait ensuite partie intégrante de celui-ci.

L'encombrement axial de l'ensemble est réduit au maximum. La sécurité est assurée avec un montage extrêmement simplifié.

Un connecteur62 standard peut être ensuite raccordéà l'initiateur1. Il effacera le shunt comme cela a été précédemment décrit. Il sera rendu solidaire de l'initiateur par la coopération de languettes déformables (solidaires du connecteur et non représentées) avec la surface de butée 44 délimitant la gorge circulaire de dégagement 45.

On définira bien entendu la géométrie de la cavité en fonction des caractéristiques géométriques du composant shunt souhaité ainsi que du connecteur. L'invention permet donc de conserver la même géométrie pour le boîtier 2 de l'initiateur et cela quelle que soit l'application envisagée.

Claims

REVENDICATIONS 1- Initiateur pyrotechnique(1) comprenant au moins composition pyrotechnique disposéeà l'intérieur d'un boîtier (2) composé d'un étui (4) sensiblement cylindrique prolonge par au moins deux broches (7a,7b), initiateur caractérisé en ce que le boîtier (2) est solidaire d'une embase(16) portant des trous (20,21) recevant les broches (7a,7b) et comportant également une cavité (40)à l'intérieur de laquelle s'étendent les broches, cavité destinéeà recevoir composant électrique ou électronique et/ou un connecteur. 2- Initiateur pyrotechnique selon la revendication caractérisé en ce que la cavité (40) porte un composant shunt (48) assurant en l'absence de connecteur un court circuit entre les broches (7a,7b) de l'initiateur. 3- Initiateur pyrotechnique selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'embase(16) comporte moyens assurant une immobilisation axiale du composant shunt et/ou du connecteur dans la cavité. 4- Initiateur pyrotechnique selon une des revendications 2à 3, caractérisé en ce que la cavité (40) est cylindrique et présente au moins une encoche (46a,46b) destinée a recevoir une saillie (50a,50b) solidaire du composant shunt (48) et permettant son positionnement angulaire. 5- Initiateur pyrotechnique selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier (2) est disposéà l'intérieur d'une enveloppe formée par la solidarisation de l'embase(16) et d'une coquille supérieure(17). 6- Initiateur pyrotechnique selon la revendication5 caractérisé en ce que l'enveloppe présente un profil externe permettant sa fixation sur un générateur de gaz ou un pyromécanisme. 7- Initiateur pyrotechnique selon une des revendications 5 ou6 caractérisé en ce que la coquille supérieure(17) et l'embase(16) sont rendues solidaires l'une de l'autre par soudage aux ultrasons.