EP1293749A1 - Générateur de gaz hybride pour coussin gonflable de protection latérale appliqué à la sécurité automobile - Google Patents

Générateur de gaz hybride pour coussin gonflable de protection latérale appliqué à la sécurité automobile Download PDF

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EP1293749A1 EP02292211A EP02292211A EP1293749A1 EP 1293749 A1 EP1293749 A1 EP 1293749A1 EP 02292211 A EP02292211 A EP 02292211A EP 02292211 A EP02292211 A EP 02292211A EP 1293749 A1 EP1293749 A1 EP 1293749A1
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/04—Blasting cartridges, i.e. case and explosive for producing gas under pressure
    • F42B3/045—Hybrid systems with previously pressurised gas using blasting to increase the pressure, e.g. causing the gas to be released from its sealed container

Definitions

  • the first load pyrotechnics is carried out in the form of loose cubes
  • the second pyrotechnic charge is carried out under the shape of a cylindrical block with a central channel able to contain the first pyrotechnic charge.
  • the first pyrotechnic charge can be generalized to all types of small objects housed in bulk.
  • a generator 1 comprises a body 2 and a reservoir 3 which are each made in a separate cylindrical element.
  • the reservoir 3 has a first curved end 4 which is fixed by welding to one of the ends 5 of the body 2 so as to create a central passage of narrow diameter located at the junction of said reservoir 3 and said body 2 and serving as a nozzle .
  • This passage is initially closed by a frangible cover (not shown).
  • the tank is also provided with a side wall 6 and a second end closed by a discoid metal piece 7 which is fixed in the side wall 6 by welding.
  • the cubes 14 are consisting of a composite propellant having a silicone-based binder and an oxidizing charge based on ammonium perchlorate and sodium nitrate.
  • the cylindrical block 13 is constituted by a composite propellant having a binder based on polyurethane polybutadiene and an oxidizing charge based for example on ammonium perchlorate.

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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. <IMAGE>

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 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, 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 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 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. Il 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 (10)

    1. 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.
    2. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir (3) est de forme cylindrique allongée.
    3. Générateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (2) et le réservoir (3) sont chacun réalisés dans un élément cylindrique distinct.
    4. Générateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps (2) et le réservoir (3) sont réalisés dans un même tube monobloc.
    5. Générateur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une pièce perforée formant une tuyère est placée à la jonction du corps (2) et du réservoir (3).
    6. Générateur (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le réservoir (3) présente une extrémité obturée à l'aide d'une pièce métallique (7) comportant au moins un canal (8) de sortie axiale des gaz.
    7. Générateur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un diffuseur (9) de gaz est monté sur l'extrémité obturée du réservoir (3).
    8. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier chargement pyrotechnique est réalisé sous la forme de cubes (14)en vrac.
    9. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 8, caractérisé en ce que le second chargement pyrotechnique est réalisé sous la forme d'un bloc cylindrique (13) muni d'un canal central apte à contenir le premier chargement pyrotechnique (14).
    10. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz (31) sous-pression logé dans le réservoir (3) est choisi dans le groupe constitué par l'hélium, l'argon, l'oxygène, l'oxyde nitreux, ou encore un mélange en tout ou partie de ces derniers.
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