WO2020099486A1 - Dispositif pyrotechnique avec boitier plastique - Google Patents

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WO2020099486A1
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WO
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pyrotechnic
metal reinforcement
switch according
housing part
border
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Gildas Clech
Francois Gaudinat
Jean CHAMPENDAL
Sebastien Cornec
Ludovic Lageat
Philippe Fernandez
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Autoliv Development AB
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    • H01H9/042—Explosion-proof cases
    • H01H9/046—Explosion-proof cases with internal explosion inhibiting means

Definitions

  • the present invention generally relates to a pyrotechnic device, for example a pyrotechnic switch, intended to be mounted on a motor vehicle.
  • An object of the present invention is to respond to the drawbacks of the documents of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to propose a pyrotechnic device such as a pyrotechnic switch or contactor, which has a robust plastic housing, meeting the constraints linked to the management of an electric current and yet with complex shapes or geometry.
  • a first aspect of the invention relates to a pyrotechnic switch comprising:
  • a housing formed by a first housing part assembled with a second housing part;
  • At least one of the first housing part or of the second housing part comprises a metal reinforcement and a plastic body molded onto the metal reinforcement
  • the switch according to the above implementation comprises at least one part of a bi-material plastic housing, which makes it possible to combine the advantages of each material to manufacture a housing or a housing part which can do everything both offer good mechanical and / or electrical resistance in areas exposed to significant mechanical stresses or stresses, and also areas with complex and precise geometries, where precision is required due for example to assemblies or connections with surrounding rooms.
  • the fact of using several plastics allows the housing part to be produced in several injections. This makes it possible to use smaller presses and to be more flexible to adapt to the needs of the client when the housing includes a connection interface that the client wishes to customize.
  • the housing includes a pyrotechnic actuator
  • this makes it possible to be able to inject the housing from different suppliers; this can be useful because the handling of pyrotechnic actuators may require specific security clearances.
  • the plastic body is overmolded on the metal reinforcement, it is a question of melting or molding a part (here the plastic body) on another part (the metal reinforcement) already existing.
  • the invention therefore relates to a plastic body obtained by an operation of molding the plastic material in liquid form in a mold, on or around the metal reinforcement pre-positioned in the mold. Typically, overmolding is carried out by injection under pressure.
  • the invention relates to a pyrotechnic device forming a switch and / or a contactor, and comprising:
  • a housing formed by a first housing part assembled with a second housing part;
  • At least one of the first housing part or of the second housing part comprises a metal reinforcement and a plastic body molded onto the metal reinforcement
  • At least part of the pyrotechnic device (switch) housing consists of a metal reinforcement, and two portions made of different plastics. This makes it possible to choose materials suited to the local functions and geometries of each zone of the housing part concerned.
  • the switch comprises a border arranged between the first portion and the second portion.
  • the border is called an interface, connection zone, connection zone, limit or molding interface where the first and second materials join.
  • Position this border at the shoulder which acts as a stiffening, reduces the risk of decohesion, while facilitating molding operations, providing flat areas for closing the injection molds.
  • the first plastic material and the second plastic material are interconnected at the border.
  • the interconnection of two plastic materials limits the opening that could appear at the border due to the differential expansions of the two materials.
  • the interconnection can be done by complementary shapes nested from the first plastic material to the second plastic material.
  • the complementary shapes can have undercut shapes, with for example the shape of dovetails along the border.
  • the first plastic material covers at least part of the second plastic material.
  • the covering avoids exposing the reinforcement in the event of differential expansion of the plastics.
  • one of the first portion or of the second portion has at the border at least one bearing surface with a continuous periphery, to provide continuous support to a manufacturing mold of the other of the first serving or the second serving.
  • a continuous periphery (without recesses or escape routes) makes it possible to provide a sealed docking interface for the manufacturing mold provided for the molding step to be followed.
  • the invention proposes a method for manufacturing a bi-material pyrotechnic switch
  • an outer surface of the first portion is flush, or aligned, or at the same level with an outer surface of the second portion at the border.
  • two outer surfaces of the first portion are flush or aligned, or at the same level, respectively with two outer surfaces of the second portion at the border, the two surfaces of the two portions being located on either side. other of the metallic reinforcement. In other words, on either side of the border, the surfaces are at the same level, in continuity.
  • the metal reinforcement is overmolded on both sides, and the border between the first portion and the second portion, arranged on one side of the metal reinforcement is offset relative to the border between the first portion and the second portion, arranged on the other side of the metal reinforcement.
  • there is a shift in the border between the two sides of the metal reinforcement so as to further stiffen the assembly, in particular in bending, and to limit the risk of delamination.
  • the metal reinforcement is molded on both sides by the first material and / or by the second material.
  • the border between the first portion and the second portion is an area where the first plastic material is joined with the second plastic material.
  • the pyrotechnic switch comprises a moving part, housed in a guide interface produced in one of the first portion or of the second portion, and the border between the first portion and the second portion is distinct and / or separate from the guide portion.
  • Such separation ensures good guidance (performed therefore always on the same continuous material), and prevents any damage to the joint between the materials by the moving part.
  • the first portion has an internal wall arranged to be exposed or located near an electric arc during the operation of the pyrotechnic actuator, part of the first plastic being arranged to be removed by ablation.
  • the first plastic material, exposed to or arranged near the electric arc can be at least partially eroded or removed by ablation by the atmosphere and / or the electric arc, which increases the arc voltage and contributes to suppress , limit the electric arc.
  • the first plastic material is chosen from Polyphthalamide (PPA), polyoxymethylene (POM), poly (methyl methacrylate) (PMMA).
  • the second portion comprises a connection interface arranged to receive an electrical connector intended to connect the pyrotechnic actuator to a control circuit.
  • the second plastic material is chosen from polyamide (PA, PA6, PA6-12, PA6-6), and comprises between 10% and 50% by mass of reinforcing fibers, for example glass.
  • polyamide otherwise called nylon
  • Such a material is well suited for producing complex shapes, typical of a connection interface, by molding with grooves and grooves requiring complex manufacturing molds.
  • the metal reinforcement comprises a plurality of overmolding openings, so as to allow overmolding of the plastic body on both sides of the metal reinforcement, and a continuity of material of the plastic body through the overmolding openings.
  • the plastic body is then well anchored on the metal reinforcement, and the simplified injection molding process and mold.
  • a first plurality of overmolding openings is arranged at the first portion, and a second plurality of overmolding openings is arranged at the second portion.
  • the metal reinforcement comprises at least one cylindrical portion delimited by a shoulder, and the border is located at the level of the shoulder. The positioning of the border at the shoulder implies that the same plastic material is present on either side of the radius of connection between the shoulder and the rest of the reinforcement. Thus, the resistance of the housing part comprising two plastic materials is reinforced.
  • the shoulder is free of openings.
  • Such a solid material shoulder provides good resistance to deformation, which notably limits the risks of rupture, cracks, leaks in operation, when the pyrotechnic actuator is ignited and generates high pressures (a few tens of bars or more ).
  • the shoulder is flat.
  • the border between the first portion and the second portion is arranged at the shoulder.
  • the pyrotechnic actuator is molded in the first plastic material.
  • the metal reinforcement comprises a terminal shoulder defining a central hole, the pyrotechnic actuator being arranged in the central hole, and the terminal shoulder has no other recesses.
  • the terminal shoulder at which the igniter is overmolded is provided in solid sheet metal, with no holes or recesses for passage for the plastic material, so as to guarantee good retention.
  • the other of the first housing part or the second housing part is a completely plastic part, made of the second plastic material.
  • the pyrotechnic switch comprises rivets, in which the first housing part is fixed to the second housing part with the rivets, and in which the metal reinforcement comprises through holes for the rivets.
  • the pyrotechnic switch comprises an electrical conductor sandwiched between the first housing part and the second housing part.
  • the metal reinforcement is at least partially arranged on the outside, which simplifies the overmolding process (the plastic material is arranged on one side of the metal reinforcement).
  • the metal reinforcement comprises protruding or recessed shapes, such as bumps or recesses, so as to increase the resistance to delamination, delamination or sliding (translation, rotation) between the metal reinforcement and the plastics molded.
  • a second aspect of the invention relates to an automobile safety device, comprising a pyrotechnic switch according to the first aspect of the invention.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle, comprising at least one pyrotechnic switch according to the first aspect of the invention.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the pyrotechnic device of Figure 1;
  • Figure 3 shows another sectional view of the device of Figure 1;
  • FIG. 4 shows a view of a metal reinforcement of the device of Figure 1
  • FIG. 5 shows a section of a portion of the housing of the pyrotechnic device of Figure 1, at a first stage of manufacture
  • FIG. 6 shows a section of a portion of the housing of the pyrotechnic device of Figure 1, at a second stage of manufacture
  • FIG. 7 shows an alternative manufacturing of the pyrotechnic device of Figure 1;
  • Figure 8 shows a detail of Figure 6, according to a particular implementation
  • Figure 9 shows a section of Figure 8 to show another particular implementation.
  • Figure 1 shows a perspective view of a pyrotechnic device according to the invention, comprising a housing 10 formed by a first housing part 11 and a second housing part 12. An electrical conductor 20 is sandwiched between the first housing part 1 1 and the second housing part 12.
  • Figure 1 shows a connection interface 31 of a pyrotechnic actuator 32 which is installed in the housing 10 and shown in Figure 3.
  • FIG 3 shows the internal structure of the pyrotechnic device, arranged here as a switch provided to cut the electrical conductor 20 if necessary (cutting the vehicle supply circuit in the event of an accident for example).
  • the electrical conductor 20 carries a molded guide part 21, which forms a bore in which a punch 33 is placed, and which forms with the second housing part 12 a combustion chamber C opposite the 'pyrotechnic actuator 32 (here an electro pyrotechnic igniter, but an additional pyrotechnic relay can be envisaged if necessary).
  • the punch 33 is in a rest position.
  • the first housing part 11 comprises opposite the punch 33 and on the other side of the electrical conductor 20 against a form 34 which can be considered as an anvil or a matrix.
  • the pyrotechnic actuator 32 When it is necessary to cut the electrical conductor 20, the pyrotechnic actuator 32 is ignited, which causes a sharp rise in pressure in the combustion chamber, so that the punch 33 is pushed towards the top of Figure 3 in a translational movement from the rest position to a final position in which the electrical conductor 20 has been cut.
  • sealing means are provided between the first housing part 11, the second housing part 12, the guide piece 21, with the example shown with seals 13 and 14.
  • a seal 15 is also provided between the punch 33 and the second part housing 12.
  • each housing part 11 and 12 has a plastic body C1 or C2.
  • Figure 2 shows a section at the rivets 40, to illustrate the assembly.
  • the rivets 40 are shouldered rivets. That is to say that before riveting, they have a base 40E and a cylindrical body, so that they can be inserted into each housing part 11 and 12 which has a passage opening for the rivets 40. Then, each rivet 40 is deformed at the level of its head 40T in order to finalize the assembly, guarantee the tightness of the device and prevent any subsequent dismantling. According to this implementation, the heads 40T are embedded under or flush with the surface of the second housing part 12.
  • each rivet 40 is supported on a basic tool, and a chuck (riveting tool) movable in a particular movement to be at least temporarily inclined relative to the axis of the rivet 40 is brought into contact on the head 40T of the rivet 40 to apply a vertical force thereto, so as to crush and expand the head 40T by plastic deformation during the rotational movement and / or oscillation of the chisel.
  • the riveting operation leads to deformation of the head 40T so as to guarantee an axial stop of the second housing part 12, without however deforming the entire cylindrical part of the rivet 40, in particular at the level of the base 40E.
  • the plastic body C2 of the second housing part 12 has a wider passage opening than that of the metal reinforcement 16, so that the rivet 40, at the head 40E, only touches the second part of the housing 12 via the metal reinforcement 16. Consequently, no radial force is exerted by the rivet 40 on the plastic body C2. The risks of cracking, breaking, damaging the pastic are therefore avoided.
  • the passage diameter for the rivet 40 in the plastic bodies Ci and C2 are greater than the passage diameter in the metal reinforcement 16.
  • the first housing part therefore only consists of a plastic body C1 according to this implementation.
  • Figure 4 shows an example of metal reinforcement 16, which has holes 16T (visible in Figures 4, 5 and 6), to allow continuity of the plastic of the plastic body C2 of the second housing part 12, so to facilitate the overmolding operation and obtain a solid C2 plastic body.
  • the metal reinforcement 16 can be made of stamping steel of the DC04 - 1.0338 type (Re: 210-220 MPa, Rm: 270-350MPa, A%> 38%).
  • the plastic body C1 of the first housing part 11 can be made of a polymer, such as polyamide (PA, PA6.6, PA6.12), or Polyoxymethylene (POM), optionally loaded with reinforcing fibers, such as glass fibers, for example in a proportion of 25% to 35% by weight.
  • the rivets 40 can be made of steel, copper, aluminum with significant elongation before rupture (A%> 20% for example).
  • the second housing part 12 is composed of two plastic materials: a first portion 12a of first plastic material and a second portion 12B of second plastic material.
  • connection interface 31 is therefore produced in the second portion 12B of the second housing part 12 which is manufactured with the second plastic material, and it is possible, for example, to use polyamide (PA, PA6, PA6-12, PA6-6), and comprises between 10% and 50% by mass of reinforcing fibers, for example glass.
  • polyamide PA6 PA, PA6, PA6-12, PA6-6
  • PA6-6 polyamide
  • the second material chosen will also be able to correctly withstand the pressures present in the combustion chamber C due to the reinforcing fibers added.
  • first portion 12A of the second housing part 12 which is manufactured with the first plastic material may be intended to be exposed during operation of the switch to a medium in which an electric arc is formed.
  • part of the first plastic material is arranged to be removed by ablation, and the first plastic material is chosen from Polyphthalamide (PPA), polyoxymethylene (POM), poly (methyl methacrylate) ( PMMA).
  • Figure 5 shows the second housing part 12 after a first injection molding operation during which the first portion 12A has been injected-molded with the first plastic material.
  • Figure 6 shows the second housing part 12 after a second injection molding operation during which the second portion 12B was injected-molded with the second plastic material.
  • the first plastic is molded to the level of a shoulder of the metal reinforcement 16, with an offset of a border F between the two sides of the metal reinforcement 16.
  • a border lower Fi on the lower side of the metal reinforcement 16 in Figure 5
  • the shoulder of the metal reinforcement 16 is free of holes, and in combination with the offset of the border, this provides good rigidity of the second housing part 12, and small deformations. This limits the risks of rupture, delamination, and cracking.
  • the manufacturing mold for the second injection molding operation of the second plastic material can rest on the surfaces 12As and / or 12Ai of the first plastic material, at the border F, which also simplifies manufacturing.
  • Figure 8 shows more particularly the detail A illustrated in Figure 6 corresponding to a particular implementation of the interface between the first and the second portion 12A and 12B respectively.
  • a covering of the materials at the level of the lower border Fi for example.
  • FIG. 8 shows a return Re of the second plastic material, below the first plastic material, which avoids discovering the metal reinforcement 16, even in the event of differential expansion of the plastic materials.
  • Figure 9 shows a section in the plane ll e Figure 8, to show a particular implementation of nesting materials.
  • the two plastics are nested one inside the other, with undercuts at the level of the lower border Fi.
  • the complementary shapes have a silhouette or a cylindrical tooth section, but one can provide rectilinear shapes in dovetail for example. This implementation increases the strength of the border or interface between the two materials and further limits the risks of decohesion or delamination.
  • the complementary shapes may be visible if they are arranged over the entire thickness of the plastics.
  • the metal reinforcement 16 has holes 16T visible in Figures 4, 5 and 7 which include holes 16T1 and 16T2 each dedicated to allow continuity respectively of the first plastic material and the second plastic material finally, the metal reinforcement 16 comprises in its lower part shown in FIG. 6 a shoulder 16E with a through hole 16P for the pyrotechnic actuator 32 (visible in FIG. 3 and not in FIG. 6 for reasons of clarity).
  • the shoulder 16E is free of holes or recesses other than the through hole 16P, so as to present an adequate resistance to the forces and stresses present in this zone during operation, in particular due to the pressures in the combustion chamber C.
  • Figure 7 shows an alternative manufacturing, according to which the second plastic is injected first.
  • the border F always includes an offset (Fs, Fi) between the two sides of the metal reinforcement 16, and bearing surfaces 12Bs, 12Bi with a continuous perimeter to provide tight support to the manufacturing mold for the operation of overmolding to follow.

Landscapes

  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

Interrupteur pyrotechnique comprenant : - un boîtier (10), formé par une première partie de boîtier (11 ) assemblée avec une deuxième partie de boîtier (12); - au moins un actionneur pyrotechnique (32) agencé dans le boîtier (10); dans lequel au moins l'une de la première partie de boîtier (11) ou de la deuxième partie de boîtier (12) comprend un renfort métallique (16) et un corps plastique (C2) surmoulé sur le renfort métallique (16), caractérisé en ce que le corps plastique (C2) comprend : - une première portion réalisée dans une première matière plastique, - une deuxième portion, réalisée dans une deuxième matière plastique.

Description

DESCRI PTION
TITRE : DISPOSITI F PYROTECHN IQU E AVEC BOITI ER
PLASTIQUE
[0001] La présente invention concerne de manière générale un dispositif pyrotechnique, par exemple un interrupteur pyrotechnique, destiné à être monté sur un véhicule automobile.
[0002] Il est connu dans l’art antérieur des dispositifs pyrotechniques formant un interrupteur (pour ouvrir ou fermer un circuit électrique d'un véhicule automobile, tel qu'un circuit de haute puissance), avec par exemple un boîtier en matière plastique. Un tel dispositif est divulgué par exemple dans le document FR3017240. Cependant, un tel boîtier en matière plastique peut apporter des contraintes ou limitations en termes de géométrie et/ou de résistance mécanique. En effet, il peut être difficile de prévoir des formes complexes car ces dernières ne sont pas aisées à fabriquer avec un procédé d'injection-moulage. Le document EP0936648A2 divulgue un interrupteur pyrotechnique avec un boîtier métallique, un corps de boîtier en résine synthétique et un revêtement en résine synthétique. Le document EP0929090A2 divulgue un coupe circuit pyrotechnique avec une équerre support rivetée sur une partie de boîtier.
[0003] De plus, en raisons des pressions internes, il faut également prévoir une matière plastique résistante, qui peut par exemple poser des problèmes pour être injectée dans un moule avec des formes complexes. En effet, les conditions d’injection des matières plastiques sont différentes les unes des autres engendre des contraintes d’injections spécifiques. De plus une première matière plastique plus résistante mécaniquement qu’une deuxième matière plastique ne permettra pas nécessaire d’obtenir des formes plus facilement réalisables avec la deuxième matière plastique. [0004] Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif pyrotechnique tel qu'un interrupteur ou contacteur pyrotechnique, qui présente un boîtier en matière plastique robuste, répondant aux contraintes liées à la gestion d’un courant électrique et avec cependant des formes ou une géométrie complexes.
[0005] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un interrupteur pyrotechnique comprenant :
- un boîtier, formé par une première partie de boîtier assemblée avec une deuxième partie de boîtier ;
- au moins un actionneur pyrotechnique agencé dans le boîtier ;
dans lequel au moins l'une de la première partie de boîtier ou de la deuxième partie de boîtier comprend un renfort métallique et un corps plastique surmoulé sur le renfort métallique,
caractérisé en ce que le corps plastique comprend :
- une première portion réalisée dans une première matière plastique,
- une deuxième portion, réalisée dans une deuxième matière plastique.
[0006] L'interrupteur selon la mise en œuvre ci-dessus comprend au moins une partie de boîtier plastique bi-matière, ce qui permet de conjuguer les avantages de chaque matière pour fabriquer un boîtier ou une partie de boîtier qui puisse tout à la fois offrir une bonne résistance mécanique et/ou électrique dans des zones exposées à des efforts ou des contraintes mécaniques importants, et aussi des zones avec des géométries complexes et précises, là où une précision est imposées en raison par exemple d'assemblages ou de liaisons avec des pièces environnantes. Le fait d’utiliser plusieurs matières plastiques permet de réaliser la partie de boîtier en plusieurs injections. Cela permet d’utiliser des presses plus petites et d’être plus flexible pour s’adapter aux besoins du client lorsque le boîtier comprend une interface de connexion que le client souhaite personnaliser. Enfin, lorsque le boîtier comprend un actionneur pyrotechnique, cela permet de pouvoir injecter le boîtier chez différents fournisseurs ; cela peut s’avérer utile car la manipulation d’actionneurs pyrotechniques peut nécessiter des habilitations de sécurité spécifiques. Le corps plastique est surmoulé sur le renfort métallique, il s'agit de fondre ou mouler une pièce (ici le corps plastique) sur une autre pièce (le renfort métallique) déjà existante. L'invention porte donc sur un corps plastique obtenu par une opération de moulage de la matière plastique sous forme liquide dans un moule, sur ou autour du renfort métallique pré-positionné dans le moule. Typiquement, le surmoulage est réalisé par injection sous pression.
[0007] De manière plus générale, l'invention concerne un dispositif pyrotechnique formant un interrupteur et/ou un contacteur, et comprenant :
- un boîtier, formé par une première partie de boîtier assemblée avec une deuxième partie de boîtier ;
- au moins un actionneur pyrotechnique agencé dans le boîtier ;
dans lequel au moins l'une de la première partie de boîtier ou de la deuxième partie de boîtier comprend un renfort métallique et un corps plastique surmoulé sur le renfort métallique,
caractérisé en ce que le corps plastique comprend :
- une première portion réalisée dans une première matière plastique,
- une deuxième portion, réalisée dans une deuxième matière plastique.
[0008] Au moins une partie de boîtier du dispositif (de l'interrupteur) pyrotechnique est constituée d’un renfort métallique, et de deux portions réalisées en matières plastiques différentes. Cela permet de choisir des matières adaptées aux fonctions et géométries locales de chaque zone de la partie de boîtier concernée.
[0009] Avantageusement, l'interrupteur comprend une frontière agencée entre la première portion et la deuxième portion. On appelle ici frontière une interface, zone de liaison, zone de raccordement, limite ou interface de moulage où se joignent première et deuxième matière. Positionner cette frontière au niveau de l’épaulement, qui agit comme une rigidification, permet de limiter les risques de décohésion, tout en facilitant les opérations de moulage, en procurant des zones planes pour la fermeture des moules d’injection.
[0010] Avantageusement la première matière plastique et la deuxième matière plastique sont interconnectées au niveau de la frontière. L’interconnexion de deux matières plastique permet de limiter l’ouverture qui pourrait apparaître au niveau de la frontière du fait des dilatations différentielles des deux matières. L’interconnexion peut se faire grâce à des formes complémentaires imbriquées de la première matière plastique dans la deuxième matière plastique. Typiquement, les formes complémentaires peuvent avoir des formes en contre dépouille, avec par exemple la forme de queues d’aronde le long de la frontière.
[001 1] Avantageusement la première matière plastique recouvre au moins une partie de la deuxième matière plastique. Le recouvrement évite d’exposer le renfort en cas de dilatations différentielles des matières plastiques. Lorsqu’il n’y a pas d’interconnexion des deux matières plastique, la déformation de l’une n’entraine pas la déformation de l’autre.
[0012] Avantageusement, l’une de la première portion ou de la deuxième portion présente au niveau de la frontière au moins une surface d'appui avec une périphérie continue, pour procurer un appui continu à un moule de fabrication de l'autre de la première portion ou de la deuxième portion. Une telle périphérie continue (sans évidements ni chemins de fuite) permet de procurer une interface d'accostage étanche pour le moule de fabrication prévu pour l'étape de moulage à suivre. [0013] Autrement dit encore, l'invention propose un procédé de fabrication d'un interrupteur pyrotechnique bi-matière,
avec une première étape d'injection moulage d'une première portion avec une matière plastique, de sorte à fabriquer au moins une surface d'appui continue, et avec une deuxième étape d'injection moulage qui comprend une phase d'accostage du moule de fabrication sur ladite au moins une surface d'appui, et maintien de ce contact pour garantir une absence de fuites lors de la deuxième étape de moulage. Cela permet de simplifier les opérations et outillages de fabrication.
[0014] En particulier, une surface extérieure de la première portion est affleurante, ou alignée, ou de même niveau avec une surface extérieure de la deuxième portion au niveau de la frontière.
[0015] Avantageusement, deux surfaces extérieures de la première portion sont affleurantes ou alignées, ou de même niveau, respectivement avec deux surfaces extérieures de la deuxième portion au niveau de la frontière, les deux surfaces des deux portions étant situées de part et d’autre du renfort métallique. Autrement, dit, de part et d'autre de la frontière, les surfaces sont au même niveau, en continuité.
[0016] Avantageusement, le renfort métallique est surmoulé des deux côtés, et la frontière entre la première portion et la deuxième portion, agencée d'un côté du renfort métallique est décalée par rapport à la frontière entre la première portion et la deuxième portion, agencée de l'autre côté du renfort métallique. En d'autres termes, il existe un décalage de la frontière entre les deux côtés du renfort métallique, de sorte à encore rigidifier l'ensemble, notamment en flexion, et à limiter le risque de délaminage.
[0017] Avantageusement, le renfort métallique est surmoulé des deux côtés par la première matière et/ou par la deuxième matière.
[0018] Avantageusement, la frontière entre la première portion et la deuxième portion est une zone où la première matière plastique est jointive avec la deuxième matière plastique.
[0019] Avantageusement, l'interrupteur pyrotechnique comprend une pièce mobile, logée dans une interface de guidage réalisée dans l'une de la première portion ou de la deuxième portion, et la frontière entre la première portion et la deuxième portion est distincte et/ou séparée de la portion de guidage. Une telle séparation permet de garantir un bon guidage (effectué donc toujours sur une même matière continue), et évite tout endommagement de la jointure entre les matières par la pièce mobile.
[0020] Avantageusement, la première portion présente une paroi interne agencée pour être exposée ou située à proximité d‘un arc électrique lors du fonctionnement de l'actionneur pyrotechnique, une partie de la première matière plastique étant agencée pour être retirée par ablation. La première matière plastique, exposée à ou agencée à proximité de l'arc électrique peut être au moins partiellement érodée ou retirée par ablation par l'atmosphère et/ou l'arc électrique, ce qui augmente la tension d'arc et contribue à supprimer, limiter l’arc électrique.
[0021] Avantageusement, la première matière plastique est choisie parmi du Polyphthalamide (PPA), du polyoxyméthylène (POM), du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA).
[0022] Avantageusement, la deuxième portion comprend une interface de connexion agencée pour recevoir un connecteur électrique destiné à connecter l'actionneur pyrotechnique à un circuit de commande.
[0023] Avantageusement, la deuxième matière plastique est choisie parmi du polyamide (PA, PA6, PA6-12, PA6-6), et comprend entre 10% et 50% en masse de fibres de renforcement, par exemple en verre. Une telle matière (du polyamide, autrement appelé Nylon) est bien adaptée pour réaliser par moulage des formes complexes, typiques d'une interface de connexion, avec des gorges et rainures nécessitant des moules de fabrication complexes.
[0024] Avantageusement, le renfort métallique comprend une pluralité d'ouvertures de surmoulage, de sorte à permettre un surmoulage du corps plastique des deux côtés du renfort métallique, et une continuité de matière du corps plastique au travers des ouvertures de surmoulage. Le corps plastique est alors bien ancré sur le renfort métallique, et le procédé et moule d'injection moulage simplifiés. [0025] Avantageusement, une première pluralité d’ouvertures de surmoulage est agencée au niveau de la première portion, et une deuxième pluralité d'ouvertures de surmoulage est agencée au niveau de la deuxième portion. [0026] Avantageusement, le renfort métallique comprend au moins une portion cylindrique délimitée par un épaulement, et la frontière est située au niveau de l'épaulement. Le positionnement de la frontière au niveau de l’épaulement implique qu’une même matière plastique est présente de part et d’autre de rayon de connexion entre l’épaulement et le reste du renfort. Ainsi, la résistance de la partie de boîtier comprenant deux matières plastique est renforcée.
[0027] Avantageusement, l’épaulement est exempt d’ouvertures.
Un tel épaulement en matière pleine procure une bonne résistance à la déformation, ce qui limite notablement les risques de rupture, fissures, fuites en fonctionnement, lorsque l'actionneur pyrotechnique est mis à feu et génère des pressions élevées (quelques dizaines de bars ou plus).
[0028] Avantageusement, l'épaulement est plan.
[0029] Avantageusement, la frontière entre la première portion et la deuxième portion est agencée au niveau de l'épaulement. [0030] Avantageusement, l'actionneur pyrotechnique est surmoulé dans la première matière plastique.
[0031] Avantageusement, le renfort métallique comprend un épaulement terminal définissant un trou central, l'actionneur pyrotechnique étant agencé dans le trou central, et l'épaulement terminal est dépourvu d'autres évidements. Autrement dit, l'épaulement terminal au niveau duquel est surmoulé l'allumeur est prévu en tôle pleine, sans trous ni évidements de passage pour la matière plastique, de sorte à garantir une bonne retenue [0032] Avantageusement, l'autre de la première partie de boîtier ou de la deuxième partie de boîtier est une pièce complètement plastique, réalisée dans la deuxième matière plastique.
[0033] Avantageusement, l'interrupteur pyrotechnique comprend des rivets, dans lequel la première partie de boîtier est fixée sur la deuxième partie de boîtier avec les rivets, et dans lequel le renfort métallique comprend des trous de passage pour les rivets.
[0034] Avantageusement, l'interrupteur pyrotechnique comprend un conducteur électrique pris en sandwich entre la première partie de boîtier et la deuxième partie de boîtier.
[0035] Avantageusement, le renfort métallique est au moins partiellement agencé sur l'extérieur, ce qui simplifie le procédé de surmoulage (la matière plastique est agencée d'un seul côté du renfort métallique).
[0036] Avantageusement, le renfort métallique comprend des formes en saille ou en creux, telles que des bosses ou des renfoncements, de sorte à augmenter la résistance au décollement, délaminage ou glissement (translation, rotation) entre le renfort métallique et les matières plastiques surmoulées.
[0037] Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif de sécurité automobile, comprenant un interrupteur pyrotechnique selon le premier aspect de l'invention.
[0038] Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile, comprenant au moins un interrupteur pyrotechnique selon le premier aspect de l'invention. [0039] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : [figure 1] représente une vue en perspective d’un dispositif pyrotechnique selon l’invention ;
[figure 2] représente une vue en coupe du dispositif pyrotechnique de la figure 1 ;
- [figure 3] représente une autre vue en coupe du dispositif de la figure 1 ;
[figure 4] représente une vue d’un renfort métallique du dispositif de la figure 1
[figure 5] représente une coupe d'une partie du boîtier du dispositif pyrotechnique de la figure 1 , à un premier stade de fabrication ;
[figure 6] représente une coupe d'une partie du boîtier du dispositif pyrotechnique de la figure 1 , à un deuxième stade de fabrication ;
[figure 7] représente une alternative de fabrication du dispositif pyrotechnique de la figure 1 ;
- [figure 8] représente un détail de la figure 6, selon une mise en oeuvre particulière ;
[figure 9] représente une coupe de la figure 8 pour montrer une autre mise en œuvre particulière.
[0040] La figure 1 représente une vue en perspective d’un dispositif pyrotechnique selon l’invention, comprenant un boîtier 10 formé par une première partie de boîtier 11 et une deuxième partie de boîtier 12. Un conducteur électrique 20 est pris en sandwich entre la première partie de boîtier 1 1 et la deuxième partie de boîtier 12.
[0041] La partie inférieure de la figure 1 montre une interface de connexion 31 d’un actionneur pyrotechnique 32 qui est installé dans le boîtier 10 et montré figure 3.
[0042] Cette figure 3 montre la structure interne du dispositif pyrotechnique, agencé ici comme un interrupteur prévu pour couper le conducteur électrique 20 en cas de besoin (coupure du circuit d’alimentation du véhicule en cas d’accident par exemple). [0043] A cet effet, le conducteur électrique 20 porte une pièce de guidage 21 surmoulée, qui forme un alésage dans lequel un poinçon 33 est placé, et qui forme avec la deuxième partie de boîtier 12 une chambre de combustion C en regard de l’actionneur pyrotechnique 32 (ici un allumeur électro pyrotechnique, mais on peut envisager un relais pyrotechnique additionnel si besoin). Sur la figure 3, le poinçon 33 est dans une position de repos.
[0044] La première partie de boîtier 11 comprend en regard du poinçon 33 et de l’autre côté du conducteur électrique 20 une contre forme 34 que l’on peut considérer comme une enclume ou une matrice.
[0045] Lorsqu’il est nécessaire de couper le conducteur électrique 20, l’actionneur pyrotechnique 32 est mis à feu, ce qui provoque une forte montée en pression dans la chambre de combustion, si bien que le poinçon 33, est poussé vers le haut de la figure 3 selon un mouvement de translation depuis la position de repos vers une position finale dans laquelle le conducteur électrique 20 a été coupé.
[0046] En considérant que le dispositif pyrotechnique est prévu pour pouvoir fonctionner même après plusieurs années de durée de vie, et qu’en fonctionnement, des pressions de plusieurs dizaines de bars ou plus sont prévues, il est prévu des moyens d’étanchéité entre la première partie de boîtier 11 , la deuxième partie de boîtier 12, la pièce de guidage 21 , avec selon l’exemple représenté des joints 13 et 14. Il est également prévu un joint d’étanchéité 15 entre le poinçon 33 et la deuxième partie de boîtier 12.
[0047] On comprend qu’il faut alors garantir une bonne fixation entre la première partie de boîtier 1 1 et la deuxième partie de boîtier 12. Cependant, pour garantir une bonne isolation électrique, il faut aussi prévoir que le boîtier 10 ne conduise pas l’électricité entre le conducteur électrique 20 et la masse du véhicule par exemple. Pour satisfaire cette dernière condition, chaque partie de boîtier 1 1 et 12 présente un corps plastique C1 ou C2. Pour satisfaire la condition de fixation, il est prévu de riveter les parties de boîtier 11 et 12 ensemble, à l’aide de rivets 40 visibles figures 1 et 2. Avant assemblage du boîtier, et ce pour garantir un maintien efficace du conducteur électrique 20 et une étanchéité du dispositif, la première partie de boîtier 11 et la deuxième partie de boîtier 12 ne sont pas en contact.
[0048] La figure 2 représente une coupe au niveau des rivets 40, pour illustrer l’assemblage. En particulier, il est prévu d’agencer dans la deuxième partie de boîtier 12 un renfort métallique 16, de sorte à limiter les contraintes sur le corps plastique de cette deuxième partie de boîtier 12.
[0049] Les rivets 40 sont des rivets épaulés. C’est-à-dire qu'avant rivetage, ils présentent une embase 40E et un corps cylindrique, de sorte à pouvoir être insérés dans chaque partie de boîtier 11 et 12 qui présente une ouverture de passage pour les rivets 40. Ensuite, chaque rivet 40 est déformé au niveau de sa tête 40T pour finaliser l'assemblage, garantir l'étanchéité du dispositif et empêcher tout démontage ultérieur. Selon cette mise en oeuvre, les têtes 40T sont noyées sous ou affleurant à la surface de la deuxième partie de boîtier 12.
[0050] En pratique lors de cette opération de rivetage, l'embase 40 E de chaque rivet 40 est mise en appui sur un outillage de base, et une bouterolle (outil de rivetage) mobile selon un mouvement particulier pour être au moins momentanément inclinée par rapport à l'axe du rivet 40 est mise en contact sur la tête 40T du rivet 40 pour lui appliquer un effort vertical, de sorte à écraser et dilater la tête 40T par déformation plastique au cours du mouvement de rotation et/ou d'oscillation de la bouterolle.
[0051] L’opération de rivetage conduit à déformer la tête 40T de sorte à garantir un arrêt axial de la deuxième partie de boîtier 12, sans pour autant déformer toute la partie cylindrique du rivet 40, notamment au niveau de l'embase 40E.
[0052] Comme on le voit figure 2, le corps plastique C2 de la deuxième partie de boîtier 12 présente une ouverture de passage plus large que celle du renfort métallique 16, si bien que le rivet 40, au niveau de la tête 40E, ne touche la deuxième partie de boîtier 12 que via le renfort métallique 16. En conséquence, aucun effort radial n'est exercé par le rivet 40 sur le corps plastique C2. Les risques de fissure, rupture, endommagement du pastique sont donc évités. En d'autres termes, le diamètre de passage pour le rivet 40 dans les corps plastiques Ci et C2 sont supérieurs au diamètre de passage dans le renfort métallique 16.
[0053] Cette mise en oeuvre garantit que le rivet 40 ne touche la deuxième partie de boîtier 12 que via le renfort métallique 16, et un gonflement du diamètre de sa tige ne conduit pas à un contact du rivet 40 avec l'un ou l'autre des corps plastiques C1 ou C2.
[0054] De plus, comme le rivet 40 n'est pas déformé au niveau de son embase 40E, il n'est pas nécessaire de prévoir de renfort métallique dans la première partie de boîtier 1 1 pour résister à l’opération de rivetage, selon une mise en œuvre préférée et optionnelle. La première partie de boîtier se compose donc seulement d'un corps plastique C1 selon cette mise en œuvre.
[0055] La figure 4 montre un exemple de renfort métallique 16, qui comporte des trous 16T (visibles figure 4, 5 et 6), pour permettre une continuité de la matière plastique du corps plastique C2 de la deuxième partie de boîtier 12, afin de faciliter l'opération de surmoulage et obtenir un corps plastique C2 solide.
[0056] Le renfort métallique 16 peut être réalisé en acier d'emboutissage du type DC04 - 1.0338 (Re : 210-220 MPa, Rm : 270- 350MPa, A%>38%). [0057] Le corps plastique C1 de la première partie de boîtier 11 peut être en polymère, tel que du polyamide (PA, PA6.6, PA6.12), ou du Polyoxyméthylène (POM), éventuellement chargé avec des fibres de renforcement, telles que des fibres de verre, par exemple en proportion de 25% à 35% en poids. Les rivets 40 peuvent être en acier, en cuivre, en aluminium avec un allongement avant rupture important (A% > 20% par exemple).
[0058] Quant à la deuxième partie de boîtier 12, elle est composée de deux matières plastiques : une première portion 12a en première matière plastique et une deuxième portion 12B en deuxième matière plastique.
[0059] L'interface de connexion 31 est donc réalisée dans la deuxième portion 12B de la deuxième partie de boîtier 12 qui est fabriquée avec la deuxième matière plastique , et on peut utiliser par exemple du polyamide (PA, PA6, PA6-12, PA6-6), et comprend entre 10% et 50% en masse de fibres de renforcement, par exemple en verre. En particulier, on peut choisir du polyamide PA6 avec 30% de fibre de verre en masse. En conséquence, on peut prévoir des formes (gorges, évidements) de petites dimensions et toutefois précises au niveau de l'interface de connexion 31 , la deuxième matière plastique choisie étant aisée à injecter dans des moules avec des formes complexes. De plus, la deuxième matière choisie pourra également résister correctement aux pressions présentes dans la chambre de combustion C en raison des fibres de renforcement ajoutées.
[0060] Par ailleurs, la première portion 12A de la deuxième partie de boîtier 12 qui est fabriquée avec la première matière plastique peut être destinée à être exposée en cours de fonctionnement de l'interrupteur à un milieu dans lequel un arc électrique est formé. Selon un tel cas de figure, une partie de la première matière plastique est agencée pour être retirée par ablation, et la première matière plastique est choisie parmi du Polyphthalamide (PPA), du polyoxyméthylène (POM), du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA).
[0061] On voit figure 5 la deuxième partie de boîtier 12 après une première opération de moulage par injection au cours de laquelle la première portion 12A a été injectée-moulée avec la première matière plastique.
[0062] La figure 6 représente la deuxième partie de boîtier 12 après une deuxième opération de moulage par injection au cours de laquelle la deuxième portion 12B a été injectée-moulée avec la deuxième matière plastique.
[0063] On voit également figure 5 que la première matière plastique est moulée jusqu'au niveau d'un épaulement du renfort métallique 16, avec un décalage d'une frontière F entre les deux côtés du renfort métallique 16. En effet, une frontière inférieure Fi (du côté inférieur du renfort métallique 16 sur la figure 5) présente un diamètre intérieur plus faible qu'une frontière supérieure Fs, de l'autre côté. La construction apporte plusieurs avantages. En effet, l'épaulement du renfort métallique 16 est exempt de trous, et en combinaison avec le décalage de la frontière, cela permet de procurer une bonne rigidité de la deuxième partie de boîtier 12, et de faibles déformations. Cela limite les risques de rupture, délaminage, et fissurations.
[0064] On peut aussi mentionner que le moule de fabrication pour la deuxième opération de moulage injection de la deuxième matière plastique peut prendre appui sur les surfaces 12As et/ou 12Ai de la première matière plastique, au niveau de la frontière F, ce qui simplifie aussi la fabrication.
[0065] Par ailleurs, la figure 8 représente plus particulièrement le détail A illustré à la figure 6 correspondant à une mise en œuvre particulière de l'interface entre la première et la deuxième portion 12A et 12B respectivement. En effet, pour éviter toute exposition à l’extérieur du renfort métallique 16, il peut être avantageux de prévoir un recouvrement des matières, au niveau par exemple de la frontière inférieure Fi. En effet, la figure 8 montre un retour Re de la deuxième matière plastique, au dessous de la première matière plastique, ce qui évite de découvrir le renfort métallique 16, même en cas de dilatation différentielle des matières plastiques. Pour encore améliorer la tenue mécanique entre ces deux portions, il peut être avantageux de prévoir en plus une imbrication des matières. L’imbrication et le recouvrement pouvant être combinés ou pas en fonctions des besoins.
[0066] De plus, la figure 9 montre une coupe dans le plan l-l e la figure 8, pour montrer une mise en œuvre particulière d’imbrication des matières. En effet, on voit figure 9 que les deux matières plastiques sont imbriquées l'une dans l'autre, avec des contre dépouilles au niveau de la frontière inférieure Fi. Sur la figure 9, les formes complémentaires ont une silhouette ou une section de dent cylindrique, mais on peut prévoir des formes rectilignes en queue d'aronde par exemple. Cette mise en œuvre augmente la tenue de la frontière ou de l'interface entre les deux matière et limite encore les risques de décohésion ou de délaminage. Dans le cas où une imbrication des matières est prévue sans le recouvrement, les formes complémentaires pourront être visibles si elles sont agencées sur toute l’épaisseur des matières plastiques.
[0067] En ce qui concerne le renfort métallique 16, ce dernier comporte des trous 16T visibles figures 4, 5 et 7 qui comprennent des trous 16T1 et 16T2 chacun dédiés à permettre une continuité respectivement de la première matière plastique et de la deuxième matière plastique enfin, le renfort métallique 16 comprend dans sa partie inférieure représentée figure 6 un épaulement 16E avec un trou de passage 16P pour l'actionneur pyrotechnique 32 (visible figure 3 et non figure 6 pour des raisons de clarté). L'épaulement 16E est exempt de trous ou évidements autre que le trou de passage 16P, de sorte à présenter une résistance adéquate aux efforts et contraintes présents dans cette zone lors du fonctionnement, en raison notamment des pressions dans la chambre de combustion C.
[0068] La figure 7 représente une alternative de fabrication, selon laquelle la deuxième matière plastique est injectée en premier. Cependant, la frontière F comprend toujours un décalage (Fs, Fi) entre les deux côtés du renfort métallique 16, et des surfaces d'appuis 12Bs, 12Bi avec un périmètre continu pour procurer un appui étanche au moule de fabrication pour l'opération de surmoulage à suivre.
[0069] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1.] Interrupteur pyrotechnique comprenant :
- un boîtier (10), formé par une première partie de boîtier (1 1 ) assemblée avec une deuxième partie de boîtier (12) ;
- au moins un actionneur pyrotechnique (32) agencé dans le boîtier (10) ; dans lequel au moins l'une de la première partie de boîtier (1 1 ) ou de la deuxième partie de boîtier (12) comprend un renfort métallique (16) et un corps plastique (C2) surmoulé sur le renfort métallique (16),
caractérisé en ce que le corps plastique (C2) comprend :
- une première portion (12A) réalisée dans une première matière plastique,
- une deuxième portion (12B), réalisée dans une deuxième matière plastique.
[Revendication 2.] Interrupteur pyrotechnique selon la revendication précédente, comprenant une frontière agencée entre la première portion et la deuxième portion. [Revendication 3.] Interrupteur pyrotechnique selon la revendication précédente, dans lequel l'une de la première portion ou de la deuxième portion présente au niveau de la frontière au moins une surface d'appui avec une périphérie continue, pour procurer un appui continu à un moule de fabrication de l'autre de la première portion ou de la deuxième portion. [Revendication 4.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le renfort métallique (16) est surmoulé des deux côtés, et dans lequel la frontière (F) entre la première portion et la deuxième portion, agencée d'un côté du renfort métallique (16) est décalée par rapport à la frontière entre la première portion et la deuxième portion, agencée de l'autre côté du renfort métallique (16).
[Revendication 5.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications 2 à 4, comprenant une pièce mobile, logée dans une interface de guidage réalisée dans l'une de la première portion ou de la deuxième portion, et dans lequel la frontière entre la première portion et la deuxième portion est distincte et/ou séparée de la portion de guidage.
[Revendication 6.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première matière plastique est choisie parmi du Polyphthalamide (PPA), du polyoxyméthylène (POM), du poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA).
[Revendication 7.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième portion comprend une interface de connexion (31 ) agencée pour recevoir un connecteur électrique destiné à connecter l'actionneur pyrotechnique (32) à un circuit de commande.
[Revendication 8.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième matière plastique est choisie parmi du polyamide (PA, PA6, PA6-12, PA6-6), et comprend entre 10% et 50% en masse de fibres de renforcement, par exemple en verre. [Revendication 9.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le renfort métallique (16) comprend une pluralité d'ouvertures de surmoulage (16T), de sorte à permettre un surmoulage du corps plastique (C2) des deux côtés du renfort métallique (16), et une continuité de matière du corps plastique (C2) au travers des ouvertures de surmoulage.
[Revendication 10.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le renfort métallique (16) comprend au moins une portion cylindrique délimitée par un épaulement, dans lequel l'épaulement est exempt d'ouvertures. [Revendication 1 1.] Interrupteur pyrotechnique la revendication précédente, dans lequel la frontière (F) entre la première portion et la deuxième portion est agencée au niveau de l'épaulement. [Revendication 12.] Interrupteur pyrotechnique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l'actionneur pyrotechnique (32) est surmoulé dans la deuxième matière plastique.
[Revendication 13.] Interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le renfort métallique (16) comprend un épaulement terminal définissant un trou central, l'actionneur pyrotechnique (32) étant agencé dans le trou central, et dans lequel l'épaulement terminal est dépourvu d'autres évidements.
[Revendication 14.] Interrupteur pyrotechnique selon la revendication précédente, comprenant des rivets, dans lequel la première partie de boîtier (11 ) est assemblée avec la deuxième partie de boîtier (12) avec les rivets, et dans lequel le renfort métallique (16) comprend des trous de passage pour les rivets.
[Revendication 15.] Véhicule automobile, comprenant au moins un interrupteur pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 14.
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