CA2404836C - Generateur de gaz hybride pour coussin gonflable de protection laterale applique a la securite automobile - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à un générateur (1) de gaz hybride, utilisé en sécurité automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant d'une part un corps (2) contenant un dispositif d'allumage (16), et d'autre part, un réservoir (3) relié au corps et contenant un gaz (31) sous-pression ainsi que des orifices d'évacuation (10) initialement obturés, caractérisé en ce que le corps possède : i) un premier chargement pyrotechnique (14) apte à générer une quantité de gaz qui, couplée au volume de gaz (31) contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes, ii) un second chargement pyrotechnique (13) apte à générer, après la combustion du premier chargement pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.
Description
La présente invention se rapporte au domaine de la sécurité automobile et concerne plus particulièrement un générateur de gaz hybride utilisé pour gonfler un coussin de protection.
Ces dernières années, de nouveaux générateurs, dits adaptatifs, sont apparus afin de limiter les risques d'accidents corporels occasionnés par le déploiement du coussin de protection. Pour cela, ces différents générateurs, couplés à des systèmes de= détection appropriés, permettent de moduler le débit et/ou le volume de gaz en fonction de certains paramètres, comme par exemple la morphologie et le positionnement du passager, la température ambiante, la nature et l'intensité du choc. Ces générateurs sont dans tous les cas prévus pour fonctionner totalement dans une période de temps de l'ordre de cinquante millisecondes.
Très récemment, les constructeurs automobiles ont souhaité incorporer des dispositifs utilisant des coussins de protection gonflables pour protéger les occupants lorsque le véhicule subit des tonneaux. Pour cela, les coussins doivent rester gonflés durant une période de temps de l'ordre d'une dizaine de secondes.
Le brevet US 5,967,550 décrit un générateur doté de deux chargements pyrotechniques, le premier servant à gonfler le coussin de protection dans les millisecondes qui suivent l'accident, et le second permettant de maintenir le coussin gonflé durant une dizaine de secondes.
Néanmoins, la géométrie de ce générateur diffère des générateurs habituellement employés et il ne peut donc pas être intégré dans un véhicule aux emplacements actuellement pré-définis par les constructeurs automobiles. La demande de brevet GB 2 316 475 divulgue un générateur remplissant les mêmes fonctions en utilisant deux réserves de gaz distinctes. Cependant, ce
Ces dernières années, de nouveaux générateurs, dits adaptatifs, sont apparus afin de limiter les risques d'accidents corporels occasionnés par le déploiement du coussin de protection. Pour cela, ces différents générateurs, couplés à des systèmes de= détection appropriés, permettent de moduler le débit et/ou le volume de gaz en fonction de certains paramètres, comme par exemple la morphologie et le positionnement du passager, la température ambiante, la nature et l'intensité du choc. Ces générateurs sont dans tous les cas prévus pour fonctionner totalement dans une période de temps de l'ordre de cinquante millisecondes.
Très récemment, les constructeurs automobiles ont souhaité incorporer des dispositifs utilisant des coussins de protection gonflables pour protéger les occupants lorsque le véhicule subit des tonneaux. Pour cela, les coussins doivent rester gonflés durant une période de temps de l'ordre d'une dizaine de secondes.
Le brevet US 5,967,550 décrit un générateur doté de deux chargements pyrotechniques, le premier servant à gonfler le coussin de protection dans les millisecondes qui suivent l'accident, et le second permettant de maintenir le coussin gonflé durant une dizaine de secondes.
Néanmoins, la géométrie de ce générateur diffère des générateurs habituellement employés et il ne peut donc pas être intégré dans un véhicule aux emplacements actuellement pré-définis par les constructeurs automobiles. La demande de brevet GB 2 316 475 divulgue un générateur remplissant les mêmes fonctions en utilisant deux réserves de gaz distinctes. Cependant, ce
2 générateur est relativement complexe à réaliser car les deux réserves de gaz sont séparées l'une de l'autre par un bouchon qui doit être apte, d'une part, à garantir l'étanchéité entre les deux réserves pendant une durée de quinze ans, et d'autre part, à se fragmenter convenablement lorsque la pression commence à chuter dans la première réserve de gaz. Enfin, la demande de brevet DE 200 19 665 décrit un générateur doté d'un chargement pyrotechnique pour gonfler le coussin rapidement et d'au moins deux fluides distincts qui agissent par la suite pour maintenir le coussin gonflé
pendant plusieurs secondes.
L'homme du métier est donc toujours à la recherche d'un générateur offrant les deux configurations de fonctionnement citées ci-dessus et permettant, d'une part, de résoudre les problèmes précédemment évoqués, et d'autre part, de réduire les coûts de fabrication.
L'objet de la présente invention concerne un générateur de gaz hybride, utilisé en sécurité
automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant d'une part un corps contenant un dispositif d'allumage, et d'autre part, un réservoir relié au corps et contenant un gaz sous-pression ainsi que des orifices d'évacuation initialement obturés, caractérisé en ce que le corps possède :
i) un premier chargement pyrotechnique apte à générer une quantité de gaz qui, couplée au volume de gaz contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes, ii) un second chargement pyrotechnique apte à générer,
pendant plusieurs secondes.
L'homme du métier est donc toujours à la recherche d'un générateur offrant les deux configurations de fonctionnement citées ci-dessus et permettant, d'une part, de résoudre les problèmes précédemment évoqués, et d'autre part, de réduire les coûts de fabrication.
L'objet de la présente invention concerne un générateur de gaz hybride, utilisé en sécurité
automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant d'une part un corps contenant un dispositif d'allumage, et d'autre part, un réservoir relié au corps et contenant un gaz sous-pression ainsi que des orifices d'évacuation initialement obturés, caractérisé en ce que le corps possède :
i) un premier chargement pyrotechnique apte à générer une quantité de gaz qui, couplée au volume de gaz contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes, ii) un second chargement pyrotechnique apte à générer,
3 après la combustion du premier chargement pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.
Avantageusement, le réservoir est de forme cylindrique allongé. Le générateur peut de cette façon être utilisé pour gonfler un coussin latéral de protection. Le corps et le réservoir peuvent être soit chacun réalisés dans un élément cylindrique distinct, soit tous deux réalisés dans un même tube monobloc. Dans le second cas, une pièce perforée formant une tuyère est placée à la jonction du corps et du réservoir. Par ailleurs, le réservoir présente une extrémité obturée à
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un canal de sortie axiale des gaz. Ceci autorise de ce fait l'emploi d'un unique diffuseur de gaz monté sur ladite extrémité obturée du réservoir et facilite grandement la fixation du coussin de protection compte tenu de l'absence de diffuseur le long du générateur.
Préférentiellement, le premier chargement pyrotechnique est réalisé sous forme de cubes en vrac, et le second chargement pyrotechnique est réalisé sous la forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central apte à contenir le premier chargement pyrotechnique.
Néanmoins, le premier chargement pyrotechnique peut être généralisé à tout type d'objets de petites tailles logés en vrac.
La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un générateur pyrotechnique de gaz hybride selon l'invention.
En se référant à la figure 1, on observe qu'un
Avantageusement, le réservoir est de forme cylindrique allongé. Le générateur peut de cette façon être utilisé pour gonfler un coussin latéral de protection. Le corps et le réservoir peuvent être soit chacun réalisés dans un élément cylindrique distinct, soit tous deux réalisés dans un même tube monobloc. Dans le second cas, une pièce perforée formant une tuyère est placée à la jonction du corps et du réservoir. Par ailleurs, le réservoir présente une extrémité obturée à
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un canal de sortie axiale des gaz. Ceci autorise de ce fait l'emploi d'un unique diffuseur de gaz monté sur ladite extrémité obturée du réservoir et facilite grandement la fixation du coussin de protection compte tenu de l'absence de diffuseur le long du générateur.
Préférentiellement, le premier chargement pyrotechnique est réalisé sous forme de cubes en vrac, et le second chargement pyrotechnique est réalisé sous la forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central apte à contenir le premier chargement pyrotechnique.
Néanmoins, le premier chargement pyrotechnique peut être généralisé à tout type d'objets de petites tailles logés en vrac.
La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un générateur pyrotechnique de gaz hybride selon l'invention.
En se référant à la figure 1, on observe qu'un
4 générateur 1 selon l'invention comprend un corps 2 et un réservoir 3 qui sont chacun réalisés dans un élément cylindrique distinct. Le réservoir 3 présente une première extrémité 4 incurvée qui est fixée par soudure à l'une des extrémités 5 du corps 2 de façon à créer un passage central de diamètre étroit situé à la jonction dudit réservoir 3 et dudit corps 2 et faisant office de tuyère. Ce passage est initialement obturé par un opercule frangible (non représenté). Le réservoir est par ailleurs doté d'une paroi latérale 6 et d'une seconde extrémité fermée par une pièce 7 métallique discoïde qui est fixée dans la paroi latérale 6 par soudure. Cette pièce 7 métallique est munie, d'une part, d'un canal 8 initialement obturé par un opercule frangible (non représenté), et d'autre part, d'un orifice de remplissage de gaz 31 sous pression fermé de façon étanche par un bouchon 30. Ce gaz 31 sous pression peut être par exemple un mélange en tout ou partie d'hélium, d'argon, d'oxygène et d'oxyde nitreux. Un diffuseur 9 muni d'orifices d'évacuation 10 axiaux est fixé par sertissage sur la pièce 7 métallique discoïde.
Le corps 2 présente une paroi latérale 11 ainsi qu'une seconde extrémité par laquelle sont incorporés les différents éléments contenus dans le corps 2 avant d'être obturée par une bague de fermeture 12. Plus précisément, un chargement pyrotechnique sous la forme d'un bloc cylindrique 13 est tout d'abord glissé dans le corps 2 et présente une surface externe au contact de la paroi latérale 11 interne. Ce bloc cylindrique 13 est placé en butée contre l'extrémité du corps 2 fixée par soudure à la première extrémité 4 du réservoir 3. Un autre chargement pyrotechnique sous la forme de cubes 14 en vrac est par la suite logé dans le canal central du bloc cylindrique 13. Enfin, la bague de fermeture 12, qui est réalisée sous la forme d'une pièce métallique discoïde dans laquelle est inséré un allumeur 16 électro-pyrotechnique, est fixée par sertissage dans la seconde extrémité du corps 2. Les cubes 14 sont constitués par un propergol composite possédant un liant
Le corps 2 présente une paroi latérale 11 ainsi qu'une seconde extrémité par laquelle sont incorporés les différents éléments contenus dans le corps 2 avant d'être obturée par une bague de fermeture 12. Plus précisément, un chargement pyrotechnique sous la forme d'un bloc cylindrique 13 est tout d'abord glissé dans le corps 2 et présente une surface externe au contact de la paroi latérale 11 interne. Ce bloc cylindrique 13 est placé en butée contre l'extrémité du corps 2 fixée par soudure à la première extrémité 4 du réservoir 3. Un autre chargement pyrotechnique sous la forme de cubes 14 en vrac est par la suite logé dans le canal central du bloc cylindrique 13. Enfin, la bague de fermeture 12, qui est réalisée sous la forme d'une pièce métallique discoïde dans laquelle est inséré un allumeur 16 électro-pyrotechnique, est fixée par sertissage dans la seconde extrémité du corps 2. Les cubes 14 sont constitués par un propergol composite possédant un liant
5 à base de silicone et une charge oxydante à base de perchlorate d'ammonium et de nitrate de sodium. Le bloc cylindrique 13 est constitué par un propergol composite possédant un liant à base de polyuréthane de polybutadiène et une charge oxydante à base par exemple de perchlorate d'ammonium.
En cas de choc nécessitant le gonflage du coussin de protection pour assurer la protection de l'occupant, le générateur 1 fonctionne de la manière suivante.
L'allumeur 16 électro-pyrotechnique provoque l'initiation en combustion des cubes 14 qui génèrent en quelques millisecondes une importante quantité de gaz forçant l'opercule frangible situé à la jonction du corps 2 et du réservoir 3 à se fracturer. I1 s'ensuit une augmentation de pression dans le réservoir 3 qui oblige l'opercule frangible obturant le canal 8 à se fragmenter. En finalité, les gaz sont évacués par les orifices d'évacuation 10 axiaux et gonflent le coussin de protection dans une période de temps pouvant aller au choix de 10 millisecondes à 50 millisecondes.
Parallèlement à cela, l'allumeur 16 électro-pyrotechnique et la combustion des cubes 14 provoquent également l'initiation en combustion du bloc cylindrique 13 qui est apte à générer une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une dizaine de secondes. Comme précédemment, les gaz générés par le bloc cylindrique 13 traversent la tuyère, puis le canal 8 de sortie des gaz et enfin s'échappent par les orifices d'évacuation 10.
En cas de choc nécessitant le gonflage du coussin de protection pour assurer la protection de l'occupant, le générateur 1 fonctionne de la manière suivante.
L'allumeur 16 électro-pyrotechnique provoque l'initiation en combustion des cubes 14 qui génèrent en quelques millisecondes une importante quantité de gaz forçant l'opercule frangible situé à la jonction du corps 2 et du réservoir 3 à se fracturer. I1 s'ensuit une augmentation de pression dans le réservoir 3 qui oblige l'opercule frangible obturant le canal 8 à se fragmenter. En finalité, les gaz sont évacués par les orifices d'évacuation 10 axiaux et gonflent le coussin de protection dans une période de temps pouvant aller au choix de 10 millisecondes à 50 millisecondes.
Parallèlement à cela, l'allumeur 16 électro-pyrotechnique et la combustion des cubes 14 provoquent également l'initiation en combustion du bloc cylindrique 13 qui est apte à générer une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une dizaine de secondes. Comme précédemment, les gaz générés par le bloc cylindrique 13 traversent la tuyère, puis le canal 8 de sortie des gaz et enfin s'échappent par les orifices d'évacuation 10.
Claims (11)
1. Générateur de gaz hybride, utilisé en sécurité
automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant un corps contenant un dispositif d'allumage, et un réservoir de forme allongée relié au corps et contenant un gaz sous pression ainsi que des orifices d'évacuation initialement obturés, dans lequel le corps comprend :
un premier chargement pyrotechnique apte à générer une quantité de gaz qui, couplée à un volume du gaz contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes; et un second chargement pyrotechnique apte à générer, après une combustion du premier chargement pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes;
une tuyère placée à une jonction du corps et du réservoir créant un passage central qui est initialement obturé par une membrane frangible; des gaz générés dans le corps par le premier et le second chargements pyrotechniques passant à travers ce passage après rupture de cette membrane; le premier chargement pyrotechnique étant capable de rompre cette membrane de sorte que le gaz sous pression contenu dans le réservoir et le gaz généré
par le premier chargement pyrotechnique peuvent être évacués du réservoir à une première extrémité du réservoir par les orifices d'évacuation, pour gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes; et le gaz généré par le second chargement pyrotechnique pouvant être évacué du réservoir à une seconde extrémité du réservoir par les orifices d'évacuation, pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.
automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant un corps contenant un dispositif d'allumage, et un réservoir de forme allongée relié au corps et contenant un gaz sous pression ainsi que des orifices d'évacuation initialement obturés, dans lequel le corps comprend :
un premier chargement pyrotechnique apte à générer une quantité de gaz qui, couplée à un volume du gaz contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes; et un second chargement pyrotechnique apte à générer, après une combustion du premier chargement pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes;
une tuyère placée à une jonction du corps et du réservoir créant un passage central qui est initialement obturé par une membrane frangible; des gaz générés dans le corps par le premier et le second chargements pyrotechniques passant à travers ce passage après rupture de cette membrane; le premier chargement pyrotechnique étant capable de rompre cette membrane de sorte que le gaz sous pression contenu dans le réservoir et le gaz généré
par le premier chargement pyrotechnique peuvent être évacués du réservoir à une première extrémité du réservoir par les orifices d'évacuation, pour gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes; et le gaz généré par le second chargement pyrotechnique pouvant être évacué du réservoir à une seconde extrémité du réservoir par les orifices d'évacuation, pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.
2. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel le réservoir est de forme cylindrique allongée.
3. Le générateur selon la revendication 2, dans lequel le corps et le réservoir sont chacun un élément cylindrique distinct.
4. Le générateur selon la revendication 2, dans lequel le corps et le réservoir forment un seul tube.
5. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel la seconde extrémité du réservoir est obturée à
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un canal de sortie orienté selon une direction longitudinale du réservoir axial, le gaz sous pression dans le réservoir et les gaz générés par les chargements pyrotechniques pouvant être évacués du réservoir à travers ledit au moins un canal vers les orifices d'évacuation.
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un canal de sortie orienté selon une direction longitudinale du réservoir axial, le gaz sous pression dans le réservoir et les gaz générés par les chargements pyrotechniques pouvant être évacués du réservoir à travers ledit au moins un canal vers les orifices d'évacuation.
6. Le générateur selon la revendication 1, comprenant un diffuseur de gaz monté sur la seconde extrémité du réservoir.
7. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel le premier chargement pyrotechnique est réalisé
sous forme de cubes en vrac.
sous forme de cubes en vrac.
8. Le générateur selon la revendication 7, dans lequel le second chargement pyrotechnique est réalisé sous forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central contenant les cubes formant le premier chargement pyrotechnique.
9. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel le second chargement pyrotechnique est réalisé sous forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central contenant le premier chargement pyrotechnique.
10. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel le gaz sous pression contenu dans le réservoir comprend au moins un gaz choisi dans le groupe constitué
par l'hélium, l'argon, l'oxygène, et l'oxyde nitreux.
par l'hélium, l'argon, l'oxygène, et l'oxyde nitreux.
11. Le générateur selon la revendication 1, dans lequel les orifices d'évacuation sont initialement obturés par une pièce métallique contenant une membrane frangible située entre le gaz sous pression et les orifices d'évacuation, les orifices d'évacuation étant ouverts par rupture de la membrane frangible dans la pièce métallique.
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