La presente invention a pour objet un dispositif de sécurité pour attenuer les effets d'un choc comprenant un sac destine à se gonfler rapidement lors d'un choc et presentant au moins une en tree de gaz. Ce sac, destine à etre place notamment dans les engins qui se deplacent à grande vitesse, tels que des aéroplanes, des voitures automobiles, des canots à moteurs, etc. (engins appelés ci après véhicules rapides), sert à absorber le choc provoque par un arret brusque au moment d'une collision, frontale ou par l'arrière, dudit engin ou vehicule.
En general, lorsqu'un choc violent est cause par une chute ou une collision d'un véhicule rapide, I'equipage (et les autres occupants) subissent egalement de grands dommages et ils peuvent meme, dans certains cas, perdre la vie. Installé sur un vehicule rapide, le sac est appelé a se gonfier, lorsqu'il recoit un choc, avec la quantité necessaire de gaz produits, en un laps de temps tres bref (environ 0,05 sec), au moyen d'un dispositif producteur de gaz ou d'un dispositif déclenchant une explosion, à un point tel que la pression interne atteigne la valeur appropriée, de sorte que le corps humain soit protege du choc.
Parmi les proprietes que doit presenter un sac approprie pour cet usage, on peut enumerer les suivantes: 1) Un Jaible rebondissement
Lorsqu'un choc est cause par la chute ou une collision d'un vehicule rapide, I'équipage ne peut pas se maintenir dans une position normale et, suivant la direction et la vitesse du vehicule ainsi que la grandeur et la direction de la force extérieure qui intervient, il se met aussitot à se mouvoir dans la direction de déplace- ment du vehicule rapide.
Avant que des dommages aient ete causes au corps humain par ce mouvement d'inertie, le dispositif producteur de gaz ou le dispositif déclenchant une explosion, disposi tief plan dans le sac dont est muni le vehicule rapide, est mis en action, de maniere à debiter à l'intérieur du sac, en un laps de temps tres bref, la quantité necessaire de gaz, à gonfier le sac tres rapidement et à arreter ainsi le corps humain avant qu'il heurte le chassis ou toute autre partie du véhicule rapide.
Si le sac est confectionne en une matiere élastique, dès que le corps humain a heurte le sac. une force de direction opposée se manifeste (il s'agit de la force de répulsion qui résulte de la compression du gaz) et le corps humain rebondit dans la direction opposee à celle du deplacement du véhicule.
Ce phénomene est ap pele rebondissement ; lorsqu'il se manifeste sur le corps humain de par la presence d'un sac gonfle au moment d'une collision, le corps humain subit successivement, en un laps de temps extremement bref, un deplacement à grande vitesse dans une certaine direction, une décélération rapide de cette vitesse, l'arrêt de ce placement et un deplacement rapide dans la direction opposee, autant d'événements susceptibles de nuire au corps humain qui se succèdent les uns aux autres.
En vue d'eviter ce phenomène de rebondissement, le sac doit presenter une penméabilité qui permette au gaz de s'échapper hors du sac, mais pas avant que la pression atteigne une certaine valeur.
2) Pus de rupture lokale au moment du remplissage du gaz
Comme decrit ci-devant, lorsque le dispositif producteur de gaz ou le dispositif qui declenche une explosion est mis en action afin de produire instantanement la quantite de gaz nécessaire, une forte pression s'exerce sur une partie détenminée du sac. De même, lorsque le corps humain heurte le sac gonfle, une forte pression s'exerce momentanement sur le sac. C'est pourquoi le sac est construit de telle maniere et en un materiau tel qu'il supporte la pression du gaz produit et la pression qui se forme lorsque le corps humain vient heurter le sac.
3) Une bonne gonflabilité du sac
Lorsque le sac est gonfle, la quantite appropriée de gaz est de 0.3 à 15 m3. Quand le sac est installé dans un véhicule rapide, il est plié sous une forme compacte. Dès lors, si le materiat du sac, ses elements constitutifs ou ses proprietes superficielles ne sont pas appropriés, le sac n'est pas apte à se gonfier, lors de la mise en action, au moment d'une collision, du dispositif producteur de gaz ou du dispositif qui declenche une explosion afin de produire une quantité suffisante de gaz en un laps de temps trCs bref, du fait de l'adhércnce ou du collage des parties internes ou externes du sac.
Dans ces conditions, le sac est dechire par la pression du gaz et il ne peut pas remplir sa fonction. Par consequent, il faut que le sac soit fait en un materiat qui, tant par ses elements constitutifs que par les proprietes superficielles, soit tel qu'il ne presente ni adhérence ni collage, meme lorsqu'il doit etre conserve à l'état plus, sous forme compacte, pendant quelques annees.
Des lors, I'un des buts de la presente invention est de réaliser un dispositif de secunte equipe d'un sac qui se gontle rapidement et qui remplit les conditions cidessus.
A cet effet, le dispositif de sécurité selon l'invention est carac terise en ce que le sac est fait de fils tricotés et en ce que les mailles du tricot sont recouvertes d'un film de resine synthétique presentant une penméabilité à l'air de 2 à 50 cc/cm2/sec sous une pression de 0,3 à 2,0 g/cm2, une poudre de matiere non hygroscopique etant déposée sur le film de resine synthétique.
L'invention a aussi pour objet un procede de fabrication du dispositif de securite; ce procede est caracterise en ce que l'on prepare un sac en un materiat fait de fils tncotes, I'on couvre les mailles du tricot d'un film de résine synthétique, I'on seche le film et l'on applique une poudre d'une matiere non hygroscopique glissante sur ce film.
Comme matiere fibreuse constituant le tricot, des fils formes de filaments en fibres synthétiques telles que les polyamides, les polyesters et les polyurethannes sont bien appropries, du point de vue des proprietes physiques, de la resistance à l'allongement, de la solidité à l'usage et de la résistance au pliage. Parmi toutes ces matieres, les fibres de polyurethannes ou celles qui ont ete traitees pour leur conferer une grande expansibilité sont les meilleures, du fait qu'elles conferent au sac une plus grande expansibilité (gonflabilité).
Le film de resine synthétique qui recouvre les mailles du tricot doit presenter des proprietes de grande expansibilité et de faible
resistance à l'allongement. Cela veut dire que, lorsque le sac est
gonfle rapidement, le film doit se dechirer ou que ses fins pores doivent s'agrandir sous une tension inférieure à la tension de rup
ture des mailles, et que le film doit presenter une perméabilité qui
permette au gaz contenu dans le sac de s'échapper graduellement
après le dechirement du film ou l'agrandissement de ses fins pores; en d'autres termes, le dechirement du film ou I'agrandisse
ment de ses fins pores doit se produire sous une pression de 0,3 à
2,0 g/cm2 et, à ce moment-là, sa perméabilité est de 2 Åa
50 cc/cm2/sec.
Un film de resine synthétique qui presente les proprietes indi
quees peut etre obtenu en partant d'une solution ou d'une disper
sion liquide de polyethylene, de chlorure de polvvinyle, de caout
chouc synthétique, de resine de polyurethane. etc., par application
des methode de pulvérisation, d'immersion ou de revetement.
En particulier, si une solution de resine de polyuréthanne est
déposée sur le tricot par une methode de revetement et qu'immé-
diatement apres le tricot est immerge dans de l'eau, on accroit
fortement la perméabilité du film et l'adhérence entre le film et les
fibres formant le tricot, et on obtient de bons resultates.
Si I'on utilise des explosifs comme moyen pour produire le gaz
sous forte pression, le sac doit presenter de bonnes proprietes de
résistance à la chaleur. Comme matiere fibreuse appropriee à ce
but, on peut utiliser des fibres minerals telles que les fibres de
verre, les fibres de carbone, les fibres d'acier inoxydable, ou des
fibres synthétiques resistent à la chaleur, ii base de polyacryloni
trile ou de polyamide.
Comme reine synthétique resistant à la
chaleur, on peut utiliser des resines phénoliques ou
La face libre du film forme sur le tricot traite a la resine est en
suite débarrassée, pour une longue durée, de ses propriétés d'ad
hérence, en fixant une poudre non hygroscopique à propriétés de
glissement, telle que du talc ou du kaolin, sur cette face du film, à
raison de 10-100 mg/m2.
L'invention a enfin pour objet l'utilisation du dispositif de sé
curité ci-dessus pour la protection d'une personne vivante, à l'in
térieur d'un engin qui se déplace à grande vitesse, contre les
chocs, caractérisée en ce que le sac est disposé à proximité de l'em
placement destiné à la personne.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple:
La fig. I est une vue en élévation d'une forme d'exécution du
dispositif de sécurité selon la présente invention, placé dans un vé
hicule.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une autre forme d'exécu
tion du dispositif de sécurité.
Les fig. 3 et 4 sont des vues en plan d'autres formes d'exécu
tion du dispositif de sécurité, et
les fig. 5, 6 et 7 sont des vues de profil d'autres formes d'exécu
tion du dispositif de sécurité.
Le dispositif de sécurité représenté à la fig. 1 comprend un sac
à air de forme générale sphérique, fait en le matériau décrit ci-des
sus et muni d'une entrée de gaz à une extrémité; il est avantageux par sa résistance à la pression, aux intempéries et aux mites, et il permet d'éviter les dommages causés au corps humain par le rebondissement; les surfaces internes ou externes du sac à air n'adhèrent pas les unes aux autres pendant le stockage, le sac présente
de bonnes propriétés d'expansion lorsqu'il est gonflé rapidement,
il laisse s'échapper le gaz qu'il contient après avoir protégé le corps humain du choc au moment d'une collision, et il ne gêne pas la position de l'équipage.
La raison en est que, lorsque le sac à air est rempli de gaz et que la pression du gaz atteint un certain niveau, le mince film de résine formé sur la surface du sac est rompu ou les fins pores qu'il renferme sont agrandis, et le gaz commence à s'échapper du sac. C'est pourquoi, même si le corps humain vient heurter le sac à air par suite de l'inertie du choc, il ne subit aucun dommage dû au rebondissement. En effet, le tricot du sac à air n'est pas déchiré par la pression interne; seul le film mince formé entre les mailles du tricot étant déchiré ou ses fins pores étant agrandis, le film acquiert ainsi la perméabilité aux gaz appropriée.
On peut obtenir de meilleurs résultats lorsque le sac à air, fait en le même matériau à base de tricot que ci-dessus et muni d'une entrée de gaz, a la forme générale d'un rectangle, comme repré senté à la fig. 2.
On fabrique un sac à air de cette forme générale rectangulaire par couture, en utilisant le matériau dont la structure est la même que celle qui a été décrite ci-devant. Le fil utilisé pour coudre doit avoir une résistance à la traction suffisante pour éviter que la couture ne se déchire sous l'effet de la pression interne, lorsque le sac est gonflé rapidement, et il doit être élastique. C'est pourquoi on utilise comme fil à coudre des multifilaments de fibres synthétiques comme les polyamides, les polyesters et les polypropylènes.
Du fait qu'un sac à air du type rectangulaire présente un point faible en ce sens qu'il n'a pas beaucoup d'expansibilité, l'entrée du gaz 4 (fig. 2) est rattachée aux quatre coins du plan 5, opposé à ladite entrée, au moyen de fils 6 servant à renforcer le sac et à éviter qu'il éclate sous l'effet de son gonflement rapide.
Un sac fabriqué avec la forme générale rectangulaire qui vient d'être décrite peut occuper suffisamment d'espace lorsqu'il se gonfle et éviter ainsi efficacement un risque supplémentaire d'accident dû à des différences de taille de l'équipage. En effet, un sac sphérique absorbe bien le choc, mais une personne de petite taille peut passer sous le sac à air et de ce fait, contrairement au but visé, subir un dommage encore plus grand. En revanche, un sac rectangulaire permet d'éviter complètement un tel risque.
Des résultats encore meilleurs peuvent être atteints en donnant au tricot une forme cylindrique et en munissant le sac de deux ou plusieurs entrées de gaz. En utilisant le même matériau que ci-dessus et en donnant au sac une forme cylindrique qui peut être aisément gonflée, on peut confectionner avec le tricot les différentes formes représentées aux fig. 3, 4, 5, 6 et 7.
A la fig. 3, le sac à air présente deux entrées de gaz et il a la forme générale d'un oreiller, la partie médiane étant plus épaisse pour absorber complètement le choc et les deux extrémités étant plus minces pour servir d'entrée de gaz.
A la fig. 4, le sac à air a la forme générale d'un fer à cheval, avec deux entrées de gaz. Sous cette forme, le sac à air ne prend pas beaucoup de place, les deux entrées d'air étant plus proches.
C'est pourquoi cette forme d'exécution du dispositif de sécurité peut fonctionner efficacement même dans un espace restreint comme celui d'un véhicule rapide.
A la fig. 5, le sac à air a la forme générale d'une spirale munie d'entrées de gaz à chacune des extrémités. Cette forme confère au sac à air les avantages suivants: la vitesse de gonflement par le gaz sous forte pression est plus grande, I'expansibilité du sac, eu égard à un gonflement rapide, est améliorée, les propriétés de résistance à la pression sont meilleures et l'effet d'amortissement dû à sa forme en spirale s'ajoute à l'effet d'amortissement dû à la pression interne du sac, pour absorber plus efficacement le choc lorsqu'il intervient. De plus, ce type de sac à air peut être fabriqué à bon marché et sans couture; il est donc exempt du défaut que l'on rencontre dans un sac à air cousu, où la tension se concentre sur la couture et la déchire et où la force d'expansion devient inégale.
A la fig. 6, deux sacs à air en forme de fer à cheval munis chacun de deux entrées de gaz sont réunis et croisés l'un sur l'autre.
Avec cette forme, le choc est doublement absorbé, de sorte que la pression interne peut être réduite.
A la fig. 7, des sacs à air en forme de fer à cheval, munis chacun de deux entrées de gaz, sont empilés l'un sur l'autre. Avec cette forme, le choc subi par les occupants peut être absorbé totalement, grâce à la hauteur de la pile.
Les exemples qui suivent décrivent l'invention plus en détail.
Exemple I
Après avoir revêtu un tricot fait de fils multifilamentaires de nylon de 420 deniers (tricotés à raison de 15 fils par cm) au moyen d'une résine de polyuréthanne pour former un film de 0,01 mm d'épaisseur et l'avoir immédiatement plongé dans l'eau, on le soumet à un préséchage à une température de 70 C pendant 30 minutes, puis on le traite à chaud à 150 C pendant 10 minutes. On saupoudre ensuite de kaolin finement pulvérisé (50 mg/m2) la surface du film et on confectionne un sac à air sphérique muni d'une entrée d'air, comme représenté à la fig. 1. On soumet ce sac à air à un test de choc au moyen d'un mannequin. Le sac à air commence à se gonfler au moment même du choc et le gonflement est achevé après 0,075 sec. Le mannequin heurte le sac à air 0,084 sec après le moment du choc.
Le temps nécessaire au mannequin pour se séparer du sac est de 0,269 sec, à compter de l'instant du choc. La pression interne du sac subit des variations rapides, passant en trois étages de 1,2 kg/cm2 à 0,2 kg/cm2 puis à 0,01 kg/cm2.
Lorsque le mannequin heurte le sac à air, le film de résine de po
lyuréthanne déposé sur les mailles voit sa perméabilité s'accroitre, la pression interne diminue graduellement, le phénomène de rebondissement est évité de façon remarquable et le mannequin est protégé sûrement.
Exemple 7
Un tricot en fils multifilamentaires de polyester de 420 deniers est
traité par immersion pour y déposer un film de résine de nylon de
0,02 mm d'épaisseur, soumis à un préséchage à 70 C pendant
30 minutes, puis traité à chaud à 150 C pendant 5 minutes. Après
y avoir fixé de la poudre de talc fine (70 mg/m2), comme dans
l'exemple 1, on en fait un sac à air en forme d'oreiller, avec deux
entrées de gaz, comme représenté à la fig 3.
Installé dans une voiture automobile, ce sac à air est soumis à
un essai au moyen d'un mannequin. Le sac à air commence à se
gonfler au moment même du choc et le gonflement est achevé après 0,063 sec. Le mannequin heurte le sac à air 0,101 sec après le choc. Il faut au mannequin 0,340 sec, à compter dès l'instant du choc, pour se séparer du sac à air. Le sac se gonfle dans toutes les directions, remplissant tout l'espace libre à l'intérieur de la voiture automobile, et il soutient même un mannequin de petite taille. A ce moment, le film de résine de nylon déposé entre les mailles voit sa perméabilité à l'air s'accroître, la pression interne diminue graduellement et le sac absorbe doucement le choc au moment d'une collision et il protège le mannequin de façon satisfaisante.
Exemple 3
On forme, par la méthode de revêtement, un film de résine de mélamine de 0;01 mm d'épaisseur sur un tricot (à 18 fils par cm) en fils multifilamentaires de 420 deniers, faits en une fibre synthétique de polyacrylonitrile résistant à la chaleur, Doralon T (marque déposée d'un produit de Bayer), on soumet à un préséchage à 70 C pendant 30 minutes, puis on traite à chaud à I SOC pendant 5 minutes. Ensuite, après y avoir fixé de la fine poudre de kaolin (30 mg/m2), comme dans l'exemple 1, on confectionne un sac à air en forme de fer à cheval avec des entrées d'air à ses deux extrémités, comme représenté à la fig. 4.
On exécute avec ce sac le même test que dans l'exemple 1. Le sac à air commence à se gonfler au moment même du choc et le gonflement est achevé en l'espace de 0,058 sec. Le mannequin heurte le sac à air 0,098 sec après l'instant du choc. Il faut au mannequin 0,269 sec, dès l'instant du choc, pour se séparer du sac à air. La pression interne du sac accuse des changements rapides, passant par trois étages de 1,2kg/cm2 à 0,19 kg/cm2, puis à 0.02 kg/cm2. Lorsque le mannequin heurte le sac, le film de résine de mélamine formé entre les mailles voit sa perméabilité à l'air s'accroitre, la pression interne diminue graduellement et le sac sorbe doucement le choc.
REVENDICATION I
Dispositif de sécurité pour atténuer les effets d'un choc comprenant un sac destiné à se gonfler rapidement lors d'un choc et présentant au moins une entrée de gaz, caractérisé en ce que le sac est fait de fils tricotés et en ce que les mailles du tricot sont recouvertes d'un film de résine synthétique présentant une perméabilité à l'air de 2 à 50 cclcm2/sec sous une pression de 0,3 à 2,0 g/cm2, une poudre de matière non hygroscopique étant déposée sur le film de résine synthétique.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente une forme rectangulaire.
2. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente la forme d'un oreiller.
3. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente la forme d'un fer à cheval.
4. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente la forme d'une spirale.
5. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente une forme sphérique.
6. Dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que le sac présente une forme cylindrique et au moins deux entrées de gaz.
7. Dispositif de sécurité selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux sacs analogues disposés selon des axes perpendiculaires l'un à l'autre.
8. Dispositif de sécurité selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux sacs analogues disposés selon des axes parallèles les uns aux autres.
REVENDICATION II
Procédé de fabrication du dispositif de sécurité selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on prépare un sac en un matériau fait de fils tricotés, I'on couvre les mailles du tricot d'un film de résine synthétique, I'on séche le film et l'on applique une poudre d'une matière non hygroscopique glissante sur ce film.
REVENDICATION III
Utilisation du dispositif de sécurité selon la revendication I pour la protection d'une personne vivante, à l'intérieur d'un engin qui se déplace à grande vitesse, contre les chocs, caractérisé en ce que le sac est disposé à proximité de l'emplacement destiné à la personne.
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