CAPUCHON METALLIQUE POUR ALLUMEUR ELECTRO-PYROTECHNIQUE
Le domaine technique de l'invention est celui des allumeurs électropyrotechniques utilisés en sécurité automobile et notamment celui des allumeurs destinés à initier des rétracteurs de ceintures de sécurité ou des générateurs pyrotechniques de gaz pour coussins de protection. L'invention concerne plus particulièrement le capuchon utilisé dans un allumeur électropyrotechnique.
Un allumeur électro-pyrotechnique utilisé en sécurité automobile est composé de manière courante d'un corps isolant de l'électricité, prolongé par un capuchon cylindrique métallique fragmentable et traversé par deux électrodes. Ces électrodes sont reliées entre elles par un filament suspendu résistif chauffant ou, par l'intermédiaire de deux nappes conductrices, par un pont semi-conducteur. Ce filament ou ce pont semi-conducteur est entouré par une composition explosive d'amorçage ou par un mélange oxydo-réducteur enfermé dans le capuchon métallique. Lors du fonctionnement de l'allumeur, il y a montée en pression à l'intérieur du capuchon et sous cette pression des gaz issus de la combustion de la composition pyrotechnique contenue dans le capuchon, le capuchon métallique se fragmente et l'ouverture ainsi formée permet de libérer la flamme et les gaz chauds destinés à l'allumage de la chaîne pyrotechnique. La fragmentation du capuchon est souvent réalisée suivant une zone de fragilisation formée sur le capuchon. Cette zone de fragilisation est par exemple une amorce de rupture formée par estampage et dessinée par exemple sur la face supérieure plane du capuchon métallique lorsque la sortie des gaz doit être axiale. L'amorce de rupture peut prendre différentes formes suivant les besoins envisagés ou les problèmes à résoudre.
La demande de brevet n° DE 40 26 655 divulgue un allumeur comportant un capuchon en matière plastique, pour permettre notamment
d'éviter les problèmes liés à la corrosion. L'amorce de rupture formée sur ce capuchon a la forme de deux cercles concentriques. Dans cette configuration, l'ouverture du capuchon varie donc en fonction du cercle suivant lequel la découpe est effectuée. Toutefois, sous la pression des gaz, l'utilisation de cette configuration entraîne forcément la projection du disque délimité par l'amorce de rupture ce qui peut perturber le fonctionnement de l'allumeur.
De manière courante et comme décrit dans le brevet US 6,168,202, l'amorce de rupture peut prendre la forme d'une sorte d'astérisque. La découpe se produit alors suivant les différentes branches de l'astérisque depuis le centre de l'astérisque jusqu'à sa périphérie pour, après la rupture, former des pétales. Dans la demande de brevet n° WO 02/08028, l'allumeur divulgué comporte un capuchon dont l'amorce de rupture a la forme d'un S dessiné sur la face supérieure plane du capuchon. Cette configuration en S permet un gain de place dans le générateur dans lequel est intégré ce type d'allumeur. En effet, après rupture, l'ouverture du capuchon suivant ce S est suffisante pour obtenir un débit important de gaz sans accroître de manière substantielle la taille de l'allumeur. Dans les configurations du brevet US 6,168,202 et de la demande de brevet WO 02/08028, si l'ouverture du capuchon est violente, la découpe suivant l'amorce de rupture peut se poursuivre au-delà des lignes de rupture formées, c'est-à-dire jusqu'au bord délimitant la face supérieure du capuchon. La face supérieure du capuchon étant alors presque complètement ouverte, les différents composants internes de l'allumeur ne sont plus retenus à l'intérieur du capuchon, ils sont alors susceptibles de se projeter vers l'extérieur de l'allumeur et risquent de perturber la combustion de la composition pyrotechnique.
Le but de l'invention est donc de proposer un allumeur électropyrotechnique permettant de pallier les inconvénients de l'art antérieur et notamment d'éviter la projection de ses composants internes.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, ce but est atteint par un capuchon métallique pour allumeur électro-pyrotechnique, destiné à recevoir une composition pyrotechnique et comportant une paroi supérieure
dont la face extérieure est sensiblement plane et sur laquelle est formée une amorce de rupture suivant laquelle, sous la pression des gaz issus de la combustion de la composition pyrotechnique, la paroi supérieure du capuchon se découpe, ce capuchon étant caractérisé en ce que l'amorce de rupture a un dessin spécifique comportant au moins une ligne dite principale passant sensiblement par le centre de la face extérieure de la paroi supérieure, la ligne principale comportant au moins une de ses extrémités située à proximité du bord délimitant la paroi supérieure et à cette extrémité, la ligne principale se séparant en au moins deux lignes dites secondaires, distinctes entre elles et distinctes de la ligne principale.
Le problème posé ci-dessus est donc résolu directement par le capuchon et notamment grâce à un dessin spécifique de l'amorce de rupture formée sur le capuchon. Le centre de la face extérieure est défini ci-dessus comme le centre de gravité. Celui-ci pourra donc différer suivant la forme du capuchon qui est utilisée.
Par l'expression "à proximité du bord délimitant la paroi supérieure", on entendra dans la description et les revendications que l'extrémité de la ligne principale n'est pas située sur le bord de la paroi supérieure, ni au centre de la face extérieure de la paroi supérieure mais entre le centre de la face extérieure de la paroi et le bord délimitant la paroi supérieure.
Selon une particularité, la ligne principale est droite. Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, présenté ci-dessus, le dessin de l'amorce de rupture comporte deux lignes principales droites se coupant sensiblement au centre de la paroi supérieure du capuchon et formant entre elles un angle déterminé, chacune de ces lignes principales se séparant à chacune de leurs extrémités située à proximité du bord délimitant la paroi supérieure, en deux lignes secondaires, distinctes entre elles et distinctes de la ligne principale à laquelle elles sont rattachées.
Selon une particularité de ce second mode de réalisation de l'invention, les deux lignes principales droites forment entre elles un angle sensiblement égal à 90°.
Selon une particularité de ces deux modes de réalisation, la paroi supérieure du capuchon est circulaire.
En règle générale les capuchons utilisés dans les allumeurs électropyrotechniques sont cylindriques et présentent donc une paroi latérale et une paroi supérieure plane située à l'opposée de leur extrémité ouverte.
En disposant d'un capuchon cylindrique et de lignes principales droites passant par le centre de la face extérieure de la paroi supérieure du capuchon, cela permet notamment d'obtenir une ouverture sensiblement symétrique et donc une libération relativement homogène des gaz issus de la combustion de la composition pyrotechnique.
Selon une autre particularité de ces deux modes de réalisation, l'amorce de rupture consiste en un amincissement de la paroi du capuchon.
Selon une autre particularité de ces deux modes de réalisation, l'amorce de rupture est obtenue par estampage. Selon une autre particularité de ces deux modes de réalisation, les lignes secondaires sont droites.
Selon une autre particularité de ces deux modes de réalisation, et préférentiellement lorsque le nombre de lignes secondaires est pair, ces lignes secondaires sont symétriques entre elles par rapport à un axe qui est confondu avec la ligne principale à laquelle les lignes secondaires sont reliées.
Selon une autre particularité, à chaque extrémité de la ligne principale, les lignes secondaires forment entre elles un angle déterminé compris entre 45 et 100°.
L'invention, avec ses caractéristiques et avantages, ressortira plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente en coupe transversale un exemple d'allumeur électro-pyrotechnique,
- la figure 2A représente en vue de dessus la paroi supérieure du capuchon avant rupture sur laquelle est formée une amorce de rupture selon l'art antérieur,
- la figure 2B représente en coupe transversale la partie supérieure du capuchon après rupture de sa paroi supérieure suivant l'amorce de rupture représentée en figure 2A,
- la figure 2C représente en vue de dessus la paroi supérieure du capuchon après sa rupture suivant l'amorce de rupture représentée en figure
2A,
- la figure 3 représente en perspective le capuchon métallique sur lequel est formée l'amorce de rupture selon l'invention,
- la figure 4 représente en vue de dessus la paroi supérieure du capuchon sur laquelle est formée l'amorce de rupture selon l'invention.
En référence à la figure 1 , un initiateur électro-pyrotechnique 1 tel que divulgué dans la demande de brevet FR 2 790 078 est construit à partir d'un corps 2 d'allumeur. Ce corps 2 d'allumeur a la forme d'un cylindre de révolution comportant une face supérieure plane 3, une face inférieure plane 4 ainsi qu'une paroi latérale 5 présentant un épaulement circulaire externe. Le corps 2 est traversé sur toute sa hauteur par deux gaines axiales 7 et 8 en verre dans lesquelles sont disposées deux électrodes conductrices 9 et 10 ayant chacune une longueur supérieure à la hauteur du corps 2. Les électrodes 9, 10 sont disposées de manière à dépasser légèrement de la face supérieure plane 3 du corps 2 et à se prolonger bien en dessous de la face inférieure plane 4 du corps 2.
Le corps 2 d'allumeur est coiffé par un capuchon fragmentable 11 cylindrique. Ce capuchon 11 dispose donc d'une extrémité ouverte par laquelle il prend appui sur l'epaulement 6 externe formé sur le corps 2. Il présente une paroi latérale 110 et à l'opposé de son extrémité ouverte, une paroi dite supérieure 111 dont la face extérieure est plane. Ce capuchon 11 est avantageusement fabriqué dans un métal léger et fin comme l'aluminium. La paroi supérieure 111 plane du capuchon 11 comporte une zone de fragilisation suivant laquelle elle peut s'ouvrir sous l'effet d'une augmentation de la pression régnant à l'intérieur du capuchon. Ce capuchon 11 contient une charge
pyrotechnique d'allumage 12 et est maintenu solidaire du corps 2 par un surmoulage isolant 13, par exemple un surmoulage en résine époxy. Le surmoulage 13 laisse libres les extrémités inférieures des électrodes 9 et 10 de manière à ce que ces dernières puissent être reliées à une source de courant électrique.
La face supérieure plane 3 du corps 2 est recouverte d'un support isolant également traversé par les électrodes et destiné à supporter le dispositif d'initiation.
La zone de fragilisation formée sur la paroi supérieure 111 du capuchon 11 est une amorce de rupture 22, 23 suivant laquelle, sous la pression des gaz, la paroi supérieure 111 du capuchon 11 va se découper pour s'ouvrir afin de laisser s'échapper les gaz issus de la combustion de la charge pyrotechnique 12. Dans l'art antérieur tel que représenté en figures 2A à 2C, cette amorce de rupture 22 a souvent la forme de quatre segments identiques concourants au centre de la paroi supérieure 111 du capuchon 11 et divisant la surface en huit secteurs identiques. La découpe se produit depuis le centre de la paroi supérieure 111 suivant chaque demi-segment, pour, après la rupture, former des pétales 220, comme représenté en figures 2B et 2C.
Ce type de forme utilisé pour l'amorce de rupture 22 ne permet pas d'éviter la projection vers l'extérieur des composants internes de l'allumeur 1 électro-pyrotechnique lorsque, dû à un éclatement violent, la découpe suivant l'amorce de rupture se produit jusqu'au bord délimitant la paroi supérieure 111 du capuchon 11.
Selon l'invention, l'amorce de rupture a une forme spécifique permettant d'assurer après la rupture de la paroi supérieure 111 la retenue des composants internes de l'allumeur 1.
Selon l'invention, cette amorce de rupture 23 représentée en figures 3 et 4 a la forme d'un flocon de neige et se compose donc de deux segments 230, 231 , dits principaux, identiques, concourants en leur milieu au centre de la paroi supérieure 111 du capuchon 11. Ces segments principaux 230, 231 font entre eux un angle α déterminé, par exemple égal à 90°, et ont leur extrémité
située à une distance déterminée du bord délimitant la paroi supérieure 111 du capuchon 11. A chacune de leurs extrémités, chacun des segments principaux 230, 231 se divise en deux petits segments dits segments secondaires 240, 241. A chaque extrémité des segments principaux 230, 231 , ces deux petits segments secondaires 240, 241 sont symétriques entre eux par rapport à l'axe qui est confondu avec le segment principal 230, 231 auquel ils sont rattachés. Les petits segments secondaires 240, 241, à chaque extrémité du segment principal 230, 231 auquel ils sont rattachés, font entre eux un angle β par exemple compris entre 45° et 100°. La découpe de la paroi supérieure 111 du capuchon 11 provoquée sous la pression des gaz suivant cette forme en flocon de neige se produit depuis le centre de la paroi 111, suivant chaque demi-segment principal et à chaque extrémité de chaque segment principal 230, 231 , suivant chaque segment secondaire 240, 241. Ainsi, la languette délimitée par chaque ensemble de deux segments secondaires 240, 241, après la rupture et l'ouverture en pétales de la paroi supérieure 111 du capuchon 11 , reste sensiblement dans le plan défini initialement par la paroi supérieure 111 du capuchon 11. Ainsi, même si sous la pression des gaz, la découpe se produit jusqu'au bord délimitant la paroi supérieure 111 du capuchon 11 , les quatre languettes restant dans le plan permettent d'assurer la retenue des composants internes de l'allumeur 1.
Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.
En particulier, bien que dans les exemples, le nombre de segments secondaires soit égal à deux, on peut envisager des modes de réalisation dans lesquels ce nombre est supérieur.