FR2877297A1 - Generateur pyrotechnique de gaz destine a la securite automobile - Google Patents

Abstract

Ce générateur comprend une enveloppe tubulaire (1) subdivisée intérieurement par une cloison (5) séparant une chambre de combustion (30) contenant une charge pyrotechnique (3) et un allumeur (2) d'une chambre de tranquillisation (40) communiquant avec une ouverture de décharge (9), cette cloison (5) étant traversée par un orifice de tuyère (55) qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds d'une chambre (30) à l'autre (40); il est remarquable en ce que la cloison (5) comprend une portion périphérique (50) à résistance mécanique élevée, solidaire de l'enveloppe (1), et une portion centrale (51) de moindre résistance mécanique, recevant ledit orifice (55), et susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous l'effet d'une surpression excessive à l'intérieur de la chambre de combustion (30).Equipement de sécurité pour véhicules automobiles, notamment pour le gonflage d'un coussin gonflable.

Description

La présente invention concerne un générateur pyrotechnique de gaz destiné

à la sécurité automobile.

Elle concerne plus particulièrement un générateur pyrotechnique de gaz comprenant une enveloppe tubulaire fermée à ses extrémités et subdivisée intérieurement par une cloison qui délimite deux chambres contiguës, à savoir une chambre de combustion contenant une charge pyrotechnique associée à un allumeur et une chambre de tranquillisation communiquant avec au moins une ouverture de décharge mé:aagée dans la paroi de l'enveloppe, cette cloison étant traversée par au moins un orifice formant tuyère qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds générés par la combustion de ladite charge pyrotechnique de la chambre de combustion vers la chambre de tranquillisation, ces gaz pouvant ensuite s'échapper de la chambre de tranquillisation, via ladite ouverture de décharge, notamment pour gonfler un coussin gonflable destiné à protéger les occupants d'un véhicule automobile en cas d'accident.

La présente invention s'attache, plus précisément, à proposer un perfectionnement à ce type de générateur, visant à l'équiper d'un système de sécurité destiné à s'activer en cas de dysfonctionnement conduisant à l'apparition accidentelle et inopinée d'une surpression excessive dans la chambre de combustion.

Par le terme surpression excessive , on entendra dans la présente description et dans les revendications qui suivent une pression notablement plus élevée que la pression, dite nominale, qui s'y développe normalement lors du fonctionnement du générateur, c'est-à-dire au cours de la combustion de la charge pyrotechnique et de l'échappement des gaz chauds que génère cette combustion.

Un tel problème peut notamment se rencontrer dans les situations suivantes. La chaleur engendrée par l'incendie d'un véhicule peut provoquer la combustion de la charge (telle que du propergol) à des pressions très supérieures à la pression normale de fonctionnement du générateur. De même, dans certains modes de défaillance du générateur les orifices de sortie peuvent être obstrués et par conséquent provoquer une augmentation de la pression dans le générateur bien au-delà de la pression normale de fonctionnement.

Dans le cas où la valeur de cette surpression excède les limites de résistance mécanique du générateur, il y a un risque de fragmentation de ce dernier, et de projection d'éclats pouvant être dangereux pour les occupants du véhicule ou les secours en intervention sur le véhicule.

Les documents FR 2 691 706 et FR 2 796 936 préconisent des mesures visant à éviter ce risque.

A cet effet, la chambre de combustion est composée d'une enveloppe cylindrique dont une extrémité est rabattue sur une bague, assurant son sertissage.

Cette configuration bien spécifique est conçue de telle façon que la partie rabattue s'ouvre en cas de surpression, à partir d'une pression limite prédéterminée, provoquant le dessertissage et l'échappement de la bague.

Les gaz chauds sont ainsi expulsés directement hors de la chambre de combustion, du côté opposé à celui par lequel ils s'échappent au cours du fonctionnement normal du générateur, pour gonfler le coussin.

L'expulsion des gaz sous pression et de la bague de fermeture ne se fait donc pas en direction des occupants, ce qui limite les risques de blessure.

Néanmoins, cette solution n'est pas totalement satisfaisante en raison de la dangerosité potentielle provoquée par l'éjection de la bague et des gaz chaud. Cette solution nécessite d'assurer l'efficacité du système retenant la bague et le flux de gaz. Le système doit donc garder une résistance suffisante pour que ni la bague ni le flux de gaz chaud ne puissent être redirigés vers un occupant du véhicule ou vers une personne venue porter secours. Par ailleurs, l'environnement du générateur doit être protégé pour ne pas être endommagé. Cette solution ne fait donc que reporter le problème de sécurité du générateur de gaz sur les composants périphériques.

Une structure différente visant à résoudre ce même problème est divulguée dans le document US 6 447 008.

Ce dernier a pour objet un générateur dont la chambre de combustion est délimitée par une paroi de séparation présentant un orifice formant tuyère et comportant un ergot radial qui assure sa solidarisation avec un bossage annulaire serti, faisant saillie intérieurement dans la paroi de l'enveloppe. Cet ergot est susceptible de se déformer sous l'effet d'une surpression excessive apparaissant dans la chambre de combustion. Dans ce cas ladite paroi se trouve désolidarisée de l'enveloppe, et est déplacée en translation axiale dans cette dernière, de telle façon que la chambre de combustion est mise en communication directe avec les ouvertures de décharge. Les gaz peuvent donc s'échapper directement de la chambre de combustion à travers les ouvertures de décharge, sans passer par l'orifice formant tuyère.

Cette solution n'est pas non plus complètement satisfaisante du fait que la tuyère est un composant massif. Par conséquent, son déplacement au sein du corps du générateur risque d'endommager les autres composant. Ces derniers peuvent alors obstruer les orifices de sortie des gaz et provoquer une surpression qui devait au contraire être évitée. De plus, il n'est pas toujours possible d'envisager le déplacement de la tuyère.

La présente invention a pour but de résoudre ces difficultés.

L'un de ses objectifs est de proposer un système de sécurité tel que mentionné plus haut, grâce à une modification mineure de la cloison qui porte l'orifice formant tuyère, cette modification n'affectant pas -ou affectant très peu- la simplicité structurelle et le prix de revient du générateur. Ainsi la compacité par rapport à un générateur similaire classique, dépourvu de système de sécurité, n'est pas altérée.

Un autre objectif de l'invention est d'assurer que, lorsque le système de sécurité fonctionne, aucune pièce constitutive du générateur, ni de débris solide susceptible de résulter de la fragmentation d'une de ces pièces, ne soit projeté en dehors de l'enveloppe, laquelle conserve sa forme générale et son intégrité initiales.

Ces objectifs sont atteints, conformément à l'invention, grâce au fait que ladite cloison comprend une portion périphérique à résistance mécanique élevée, par laquelle elle est fixée à la paroi de l'enveloppe et une portion centrale recevant l'orifice formant tuyère, de moindre résistance mécanique, susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous l'effet d'une surpression excessive apparaissant (intempestivement) à l'intérieur de la chambre de combustion.

De cette façon, la section de passage des gaz chauds à travers la cloison, de la chambre de combustion vers la chambre de tranquillisation, se trouve alors notablement accrue, tandis que les zones déformées et/ou rompues de cette portion centrale sont refoulées à l'intérieur de ladite chambre de tranquillisation.

Ainsi, c'est l'augmentation de la section de passage des gaz en surpression qui, entraînant corrélativement une augmentation du débit, assure une décompression rapide de la chambre de combustion, les gaz produits s'évacuant, comme pour un déclenchement normal du générateur, à travers les ouvertures de décharge, via la chambre de tranquillisation.

Du fait que les déformations et/ou ruptures se produisent à l'intérieur de l'enveloppe, les débris éventuellement projetés demeurent piégés dans la chambre de tranquillisation, sans risque de blessure pour les occupants du véhicule ni d'obstruction des orifices de sortie des gaz.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses, mais non limitatives, de l'invention: - ladite enveloppe est tubulaire tandis que ladite cloison consiste en une rondelle sur laquelle est sertie cette paroi cylindrique ladite cloison en forme de rondelle possède une portion annulaire extérieure d'épaisseur constante, sur laquelle est sertie la paroi de l'enveloppe, et une portion centrale sensiblement discoïde, d'épaisseur nettement plus faible; - ladite portion centrale, d'épaisseur plus faible définit, au sein de la rondelle, un renfoncement ouvert du côté de la chambre de tranquillisation; - ladite portion centrale de la rondelle possède également une épaisseur constante; - ladite portion centrale de la rondelle se raccorde à la portion 15 annulaire extérieure plus épaisse par une zone périphérique mince et frangible, formant une ligne de rupture circonférentielle; - ladite portion centrale de la rondelle se raccorde à la portion annulaire extérieure plus épaisse par une zone périphérique plus épaisse que sa zone centrale, l'épaisseur de cette portion centrale diminuant progressivement de la périphérie vers le centre; - ladite cloison est traversée par un orifice central unique; - ladite cloison est traversée par plus d'un orifice de dimensions identiques ou différentes.

Dans un mode de réalisation possible de l'invention, de conception particulièrement simple et compacte, le générateur comprend une enveloppe tubulaire fermée à chacune de ses extrémités par une bague de fermeture et subdivisée intérieurement par une cloison qui délimite au moins deux chambres contiguës, à savoir, d'une part, au moins une chambre de combustion contenant une charge pyrotechnique qui est associée à un allumeur, ce dernier étant fixé en partie centrale de l'une des bagues de fermeture, d'autre part, au moins une chambre de tranquillisation dans laquelle est emmanché un condenseur cylindrique poreux, qui communique, via la paroi de ce condenseur, avec au moins une ouverture de décharge ménagée radialement dans la paroi cylindrique de l'enveloppe, ladite cloison étant traversée par au moins un orifice formant tuyère qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds générés par l'explosion de la charge pyrotechnique de la chambre de combustion vers l'espace intérieur du condenseur situé dans la chambre de tranquillisation, ces gaz pouvant ensuite s'échapper de la chambre de tranquillisation, via la paroi de ce condenseur et à travers ladite ouverture de décharge, notamment pour gonfler un coussin de protection gonflable.

Il est caractérisé par le fait que ladite cloison consiste en une rondelle possédant une portion annulaire extérieure d'épaisseur constante et à résistance mécanique élevée, et une portion centrale sensiblement discoïde, d'épaisseur nettement plus faible et de moindre résistance mécanique, recevant l'orifice formant tuyère, la fixation de cette rondelle à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire étant réalisée par sertissage de la paroi cylindrique de l'enveloppe dans une gorge annulaire périphérique ménagée dans la paroi externe de ladite portion annulaire extérieure, et en ce que ladite portion centrale est susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous l'effet d'une surpression excessive apparaissant à l'intérieur de la chambre de combustion, de telle façon que la section de passage des gaz chauds à travers la cloison, de la chambre de combustion vers la chambre de tranquillisation, se trouve alors notablement accrue, tandis que les zones déformées et/ou rompues de cette portion centrale sont refoulées dans la chambre de tranquillisation, à l'intérieur dudit condenseur cylindrique.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention.

Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, d'un générateur pyrotechnique de gaz classique, faisant partie de l'état de la technique; - les figures 2 et 3 sont des vues, respectivement de face et en coupe axiale, d'un premier mode de réalisation d'une cloison en forme de rondelle pouvant être intégrée dans un générateur conforme à l'invention; - les figures 4 et 5 sont des vues similaires à celles des figures 2 et 3, respectivement, représentant une variante de cette cloison; - la figure 6 est une vue schématique, en coupe axiale, d'un générateur pyrotechnique de gaz conforme à l'invention, pourvu de la cloison illustrée sur les figures 2 et 3, ce générateur étant représenté en cours de fonctionnement normal; - la figure 7 est similaire à la figure 6, représentant le générateur, après déclenchement de son système de sécurité ; - la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 3, à plus grande échelle; - les figures 9 et 10 sont des vues, respectivement de face et en coupe axiale, d'un deuxième mode de réalisation d'une cloison en forme de rondelle pouvant être intégrée dans un générateur conforme à l'invention; - les figures 11A et 11B sont des vues, respectivement de face et en 5 coupe axiale, d'un troisième mode de réalisation d'une cloison en forme de rondelle pouvant être intégrée dans un générateur conforme à l'invention; - les figures 12 et 13 sont des vues similaires à celles des figures 9 et 10 respectivement, représentant une variante de cette cloison; - les figures 14 et 15 sont des schémas qui correspondent aux vues 10 des figures 9 et 10, respectivement; - les figures 14A, 14B, 14C, 14D d'une part, et 15A, 15B, 15C, 15D, d'autre part, sont des séries de schémas qui correspondent aux figures 14 et 15 respectivement, et qui représentent différents stades de la déformation et de la rupture de la cloison au cours de la mise en oeuvre du processus de sécurité lorsque est utilisé le deuxième mode de réalisation de la cloison en forme de rondelle; - la figure 16 est une courbe montrant la variation de la section de passage des gaz hors de la chambre de combustion en fonction de la pression régnant dans cette chambre au cours de ce processus; - la figure 17 est une courbe montrant la variation de la pression 20 régnant dans la chambre de combustion en fonction du temps, avec et sans mise en oeuvre du système de sécurité ; - la figure 18 est un diagramme destiné à illustrer différents modes de fonctionnement du générateur, soit dans des conditions normales, soit dans des conditions anormales de surpression accidentelle, ceci avec et sans mise en oeuvre du système de sécurité.

- les figures 19 à 22 sont des schémas de principe qui représentent des variantes d'un générateur conforme à :l'invention comportant plusieurs chambres de combustion et/ou de tranquillisation.

Le générateur pyrotechnique de gaz illustré sur la figure 1 comprend une enveloppe tubulaire 1, de forme cylindrique, dont la paroi 10 est sertie à chacune de ses extrémités sur des bagues de forme générale discoïde 11, respectivement 12.

On a désigné par les références 101 et 102 les bourrelets annulaires, faisant saillie vers l'intérieur, qui assurent le blocage de la paroi 10 sur les bagues 35 11, respectivement 12.

De manière similaire, la paroi 10 est sertie dans la partie centrale de l'enveloppe sur une cloison transversale discoïde, référencée R. Le bourrelet de sertissage annulaire 100 pénètre dans une gorge périphérique réceptrice ménagée à cet effet dans la cloison R. Dans un autre mode de réalisation non représenté, la cloison R peut être maintenue par deux sertissages formés respectivement au-dessus et en dessous de la cloison R. Dans sa partie centrale, la cloison R est traversée par un orifice formant tuyère T, et qui présente par exemple une forme cylindrique bordée par une partie légèrement conique.

La cloison R présente une épaisseur constante.

L'enveloppe 1, les bagues 12 et 11, ainsi que la cloison R sont traditionnellement réalisées en métal à résistances mécanique et thermique élevées; l'enveloppe 1 est néanmoins réalisée dans un métal qui possède une ductilité suffisante pour permettre le sertissage.

La cloison médiane R divise l'intérieur de l'enveloppe 1 en au moins deux chambres, au moins une, dite "chambre de combustion" 30, et au moins une autre, dite "chambre de tranquillisation"40.

Le générateur comprend un allumeur 2 qui est associé à une charge 20 pyrotechnique 3, l'allumeur 2 et la charge 3 se trouvant tous deux situés dans la chambre de combustion 30.

Comme on le voit sur la figure 1, la charge 3 affecte la forme générale d'un manchon annulaire, de forme générale cylindrique, qui est emmanchée à l'intérieur de la paroi de l'enveloppe 10.

L'allumeur 2 est monté dans la partie centrale de la bague 11 et est retenu et centré contre la face interne de cette bague au moyen d'un organe de montage approprié 7.

Un joint annulaire 20 assure l'étanchéité à ce niveau.

La majeure partie de l'allumeur 2 pénètre dans l'espace intérieur à la charge 3.

Celle-ci est maintenue en place dans la chambre de combustion 30 par des moyens de centrage appropriés non représentés, et est immobilisée en translation par une grille 8 en forme de coupelle qui est intercalée entre la charge 3 et la cloison R. L'allumeur 2 est muni d'une paire de broches 21 qui sont destinées à permettre son branchement à une source d. e courant électrique.

Cet allumeur, de type connu, est un initiateur électropyrotechnique. Il comprend un système d'initiation électrique et un capuchon fragmentable renfermant une composition pyrotechnique.

En fonctionnement, cette composition pyrotechnique libère une 5 flamme et des gaz chauds qui, à leur tour, entraînent la combustion de la charge 3.

Cette dernière est composée par exemple de propergol solide, apte à générer une quantité importante de gaz, de manière très rapide.

La partie conique de l'orifice de tuyère T est tournée vers la chambre de combustion 30. Cependant, il est possible d'envisager une autre forme, par 10 exemple, une tuyère cylindrique.

A l'intérieur de la chambre de tranquillisation 40 est monté un manchon 4 en matériau filtrant, perméable au gaz.

Sa fonction est de capter certaines particules présentes dans le gaz généré par la combustion de la charge 3, en évitant que ces particules ne ressortent 15 de l'enveloppe et ne pénètrent dans le sac gonflable.

En regard de la chambre 40 et du condenseur 4, la paroi 10 de l'enveloppe est percée d'au moins un trou radial 9, et de préférence de plusieurs trous radiaux 9, régulièrement répartis angulairement.

En cas de choc du véhicule, un capteur de décélération produit un signal électrique qui est transformé par l'allumeur 2 en signal pyrotechnique, provoquant la combustion de la charge de propergol 3. Le propergol génère des gaz dans la chambre de combustion 30, dont l'échappement est contrôlé par l'orifice de tuyère T. Cet échappement se fait via la chambre de tranquillisation 40, à 25 travers la paroi filtrante du condenseur 4, vers les trous de décharge 9, à l'intérieur du sac gonflable.

L'inconvénient de ce dispositif connu est lié au fait que si une pression excessive est générée accidentellement à l'intérieur de la chambre 30, les gaz comprimés ne peuvent pas s'évacuer convenablement à travers l'orifice de tuyère calibré T, ce qui risque de provoquer la détérioration de l'enveloppe 1 et/ou une éjection de la bague 11, ou le dessertissage de certains éléments, avec un risque de projection de pièces mécaniques susceptibles de blesser les occupants du véhicule ou (les secours.

Les figures 2 et 3 représentent une cloison 5 qui est susceptible de 35 remplacer la cloison R dont il a été fait état plus haut, afin de résoudre ce problème.

Comme on le voit sur les figures 2 et 3, la cloison 5 consiste en une rondelle possédant une portion annulaire extérieure 50 d'épaisseur constante et une portion centrale sensiblement discoïde 51., dont l'épaisseur est nettement plus faible que l'épaisseur de la portion 50.

Au milieu de la portion centrale 51 est percé un orifice circulaire 55 qui fait office de tuyère. Dans cette zone, l'épaisseur de la portion centrale est la plus grande (bien que nettement inférieure à celle de la portion extérieure 50) ; cette zone se raccorde par une partie conique, ou approximativement conique, 53 à la portion extérieure 50, la liaison entre ces deux zones se faisant par une zone 52 périphérique mince et frangible, qui forme une ligne de rupture circonférentielle.

La partie centrale, plus épaisse, de la portion 51 porte la référence 54.

La portion centrale 51 n'est pas disposée dans le plan médian de symétrie de la rondelle, mais est décalée vers l'une de ses faces (sur la droite si l'on considère la figure 3), de sorte que cette portion 51 définit un renfoncement 500.

Comme on le verra plus loin, ce renfoncement 500 est destiné à être tourné préférentiellement vers la chambre de tranquillisation, lorsque la rondelle est montée à l'intérieur de l'enveloppe du générateur.

La référence 56 représente la gorge annulaire servant au sertissage de l'enveloppe sur la rondelle.

La variante illustrée sur les figures 4 et 5 représente une rondelle 5' qui a la même configuration générale que celle qui vient d'être décrite, comprenant une portion extérieure 50' dont l'épaisseur est sensiblement plus grande que celle de la portion intérieure 51'.

Cette cloison se distingue néanmoins de la précédente par le fait qu'elle comporte deux orifices formant tuyères, référencées 55a et 55b. Selon l'exemple de réalisation représentée aux figures 4 et 5, celles-ci sont disposées symétriquement de part et d'autre de l'axe de la rondelle.

Dans l'exemple représenté, les diamètres des deux orifices sont identiques. Toutefois, ils pourraient être différents.

Lors du fonctionnement normal du générateur, la combustion de la charge 3 génère des gaz dont le débit et la pression PN sont contrôlés par l'orifice 55 de la cloison 5, au fur et à mesure que ces gaz traversent l'orifice 55, comme cela est symbolisé pair les flèches F sur la figure 6.

Les gaz s'échappent ensuite de la chambre de tranquillisation 40 35 après avoir traversé la paroi poreuse du condenseur 4, s'échappant par le (ou les) ouverture(s) de décharge 9, comme symbolisé par les flèches G. La résistance mécanique de la rondelle 5, et plus particulièrement la résistance mécanique de sa zone de faible résistance 52 est choisie pour que la cloison 5 ne se déforme pas sous l'action de cette pression nominale PN.

Le générateur fonctionne par conséquent de manière classique, comme un générateur traditionnel tel que celui représenté sur la figure 1.

En référence à la figure 7, nous allons maintenant expliquer le fonctionnement du générateur en cas d'apparition d'une surpression excessive PR à l'intérieur de la chambre de combustion 30.

Dans cette hypothèse, la section de passage de l'orifice 55 est trop 10 petite pour permettre une évacuation suffisante des gaz émis qui autoriserait un retour à un pression convenable à l'intérieur de la chambre 30.

Il s'exerce une forte poussée sur la portion centrale 51 de la cloison 5 en forme de rondelle. Cette pression élevée provoque la rupture de la zone centrale, au niveau de la zone affaiblie 52; les débris produits par cette rupture, sous forme de pétales de forme irrégulière 540, sont projetés à l'intérieur de la chambre de tranquillisation 40 et, plus précisément, à l'intérieur du condenseur tubulaire 4.

Ainsi, la section de passage des gaz se trouve soudainement et notablement augmentée; ces gaz s'échappent donc à travers ce passage de grand diamètre, comme symbolisé par les flèches F', pour sortir ensuite de l'enveloppe via les trous de décharge 9, comme cela est symbolisé par les flèches G', gonflant le coussin gonfl able.

La rupture de la portion centrale de la cloison interne a donc pour effet de dépressuriser suffisamment la chambre de combustion de telle sorte que l'intégrité du générateur est conservée.

L'enveloppe 1 conserve sa forme générale; il n'y a pas de projection de pièces quelconques à l'extérieur du générateur.

Les seuls débris produits par la rupture sont captés et piégés à l'intérieur du condenseur 4.

Avec la cloison 5 qui vient d'être décrite, le changement de section se 30 fait de manière relativement brutale, correspondant à une rupture quasi instantanée de la zone fragilisée de la rondelle.

Avec une cloison telle que celle des figures 9 et 10, on observe un comportement différent.

Cette cloison consiste en une rondelle 6, qui a sensiblement la même 35 configuration que la rondelle 5 précédemment décrite. 1l

Elle comporte une portion extérieure 60 et une portion centrale 61 d'épaisseur notablement plus faible que celle de la portion 60, la portion 61 définissant un renfoncement 600 comparable au renfoncement 500 dont il a été fait état plus haut en référence au premier mode de réalisation..

Cette rondelle 6 se distingue de la rondelle 5 essentiellement par le fait que la portion centrale 61 possède également une épaisseur constante.

On a désigné par la référence 62 la zone périphérique de la portion 61, par laquelle elle se raccorde à la portion extérieure 60.

Cette portion 61 est percée d'un trou central 65 qui fait office de 10 tuyère.

La gorge servant au sertissage de la rondelle à l'intérieur de l'enveloppe porte la référence 66. D'autres types de sertissage peuvent éventuellement être envisagés. Ainsi, la rondelle peut être maintenu grâce à deux sertissage réalisé au dessus et en dessous de la rondelle.

La variante illustrée sur les figures 12 et 13 se distingue de la précédente par le fait qu'elle comporte non pas un mais deux orifices, référencés 65a et 65b; cette variante est référencée 6', ses portions extérieure et centrale étant désignées respectivement 60' et 61' tandis que sa gorge extérieure porte la référence 66'.

Dans l'exemple illustré, l'un des orifices, en l'occurrence l'orifice 65a possède un diamètre supérieur à celui de l'autre (65b).

Cette disposition n'est pas obligatoire, les deux orifices pouvant avoir le même diamètre.

L'observation des figures l4, 15 à 14B-15D permet de comprendre 25 comment se produisent la déformation et la rupture de la portion centrale de cette rondelle 6 en cas de surpression.

L'augmentation de la surpression à laquelle est soumise la rondelle conduit tout d'abord à une déformation conique de la partie 61, référencée 61A sur les figures 14A et 15A.

La valeur de déflection angulaire de cette portion 61A par rapport à un plan transversal porte la référence [3 sur la figure 15A.

Les figures 14B et 15B montrent un stade subséquent qui correspond à une augmentation de cet angle, appelé [3' et la formation de petites criques 650B en périphérie l'orifice 65.

Bien entendu, l'ouverture délimitée par cet orifice, référencé 65A et 65B sur les figures 14A, 15A et, respectivement 14B et 15B, a une section qui augmente progressivement au fur et à mesure de la déformation.

Les figures 14C et 15C représentent un stade encore plus avancé, 5 avec une ouverture 65C de section encore plus grande, et une propagation des criques 650C jusqu'à la portion périphérique 60.

Enfin, au stade final illustré sur les figures 14D et 15D, la matière se cisaille au niveau de la jonction des pétales créés par les criques, et celles-ci se détachent; les débris, chassés à l'intérieur de la chambre de tranquillisation, portent la référence 610 sur la figure 15D.

Sur la figure 16, la portion de courbe rectiligne Co correspond à l'état initial des figures 14 et 15, pour lesquelles la déformation de la partie 61 n'a pas encore commencé ; la portion de courbe rectiligne C1 correspond à la déformation en cône de la partie 61, sans qu'il y ait apparition decriques -à un stade se rapportant à la représentation des figures 14A et 15A-.

Enfin, la portion rectiligne C2 correspond à la formation et à la propagation des criques jusqu'à la rupture à la pression PR.

La cloison en forme de rondelle représentée sur les figures 11A et 11B est similaire à celle des figures 9 et 10, à la différence près que sa portion 20 centrale 71 n'a pas une épaisseur constante.

En effet, cette épaisseur augmente progressivement, par exemple de manière continue, depuis l'orifice central formant tuyère 75 jusqu'à la portion périphérique extérieure 70 de grande largeur.

La face 710 de la partie 71 qui se trouve à l'intérieur du renfoncement 25 700 est conique, voire légèrement galbée, par exemple concave.

Pour ce mode de réalisation, la déformation et l'augmentation de la section de passage des gaz se fait de manière plus progressive que dans le mode de réalisation précédent, la formation des criques ayant tendance à être retardée en raison de l'augmentation de l'épaisseur de matière du centre vers la périphérie.

La référence 76 désigne la. gorge ménagée dans la partie extérieure 70, qui sert au sertissage de l'enveloppe.

Sur la courbe de la figure 17, l'axe des abscisses est l'axe du temps, qui est gradué en millisecondes, tandis que l'axe des ordonnées est l'axe de la pression, gradué en MPa (megaPascal).

La courbe J représente l'apparition d'une surpression P à l'intérieur de la chambre de combustion. Cette courbe commence par une portion J parcourue selon la flèche x.

Dans le cas où le générateur n'est pas équipé d'un système de sécurité 5 conforme à l'invention, la courbe J se prolonge naturellement pas la portion de courbe J' représentée en traits interrompus.

On constate que la pression augmente de manière très importante, et de façon très rapide, pour atteindre une valeur de 100 MPa au bout de 6 ms environ. Une telle pression conduit inévitablement à l'éclatement du générateur.

Le point SO sur la courbe représente un évènement sécuritaire provoqué grâce à l'invention, correspondant à la déformation et/ou à la rupture de la portion centrale de la rondelle.

Arrivé au point SO (seuil d'ouverture), on observe une 15 décompression rapide qui correspond à la portion de courbe J" qui est parcourue selon la flèche y jusqu'à ce que la pression retombe à zéro.

La surpression à l'intérieur du générateur a été ainsi limitée à une valeur de l'ordre de 40 à 60 MPa, à laquelle peut résister mécaniquement la structure du générateur.

Sur le diagramme de la figure 18, les indices N, R et F correspondent, respectivement, aux termes "nominal", "rupture" et "fragmentation".

La partie droite du diagramme représente trois courbes qui correspondent à la variation de la pression interne Pi à l'intérieur de la chambre de combustion, en fonction du temps t.

La courbe fN correspond à un fonctionnement normal du générateur pyrotechnique, pour une pression nominale PN, en l'absence de tout disfonctionnement du générateur.

On constate que la pression reste sensiblement constante, plafonnée à PN pendant une durée relativement longue, qui correspond au gonflement du 30 coussin gonflable.

A titre indicatif, la durée du gonflage est généralement comprise entre 30 et 50 millisecondes environ pour un coussin gonflable frontal.

La courbe fR correspond à une situation de surpression excessive et anormale, lorsque le générateur est équipé d'un système de sécurité conforme à l'invention.

On constate que la pression PR est plafonnée à une certaine valeur, qui est choisie pour permettre la déformation et/ou la rupture de la partie centrale de la cloison en:Forme de rondelle, sans pour cela risquer l'explosion du générateur.

La courbe fF montre la situation dans laquelle une surpression excessive et accidentelle apparaît dans la chambre de combustion, de valeur PF très élevée, du fait que le générateur n'est pas équipé d'un système conforme à l'invention.

En l'absence de toute sécurité, la pression augmente jusqu'à explosion ou éclatement du générateur.

Sur la partie gauche de la figure, l'intervalle AP correspond à la marge de sécurité qu'il est nécessaire de prévoir entre les valeurs de la surpression PR, susceptible d'être absorbée par le système de sécurité, et de la surpression PF qui risque de conduire à l'éclatement et à la détérioration du générateur.

Les valeurs en question peuvent être déterminées en jouant sur l'épaisseur et la forme de la partie centrale déformable et/ou frangible, ainsi que sur le diamètre de l'orifice, ou des orifices, de tuyère(s) ménagé(s) dans la partie centrale, ainsi que sur le nombre de ces orifices.

En effet, bien que dans les modes de réalisation dont il a été fait état plus haut, on ait prévu seulement un ou deux orifices de tuyères, il va de soi qu'un 20 nombre différent d'orifices peut être prévu selon les applications.

A titre d'exemple, il est donné, en référence à la figure 8, des indications dimensionnelles de la cloison 5 en forme de rondelle: Diamètre extérieur De: 28 mm.

Diamètre intérieur D; de la portion 50: 20 mm.

Epaisseur E de cette porl:ion annulaire 50: 6,5 mm.

Epaisseur e de la portion centrale 54: 3 mm.

Diamètre d de l'orifice de tuyère 55: de l'ordre 7 mm.

Profondeur i de la gorge 56: 1 mm.

Angle oc de la face conique de la partie 53 par rapport au plan de 30 la rondelle: 40 .

Epaisseur minimale de la rondelle au niveau de sa zone frangible 52: de l'ordre de l mm.

La cloison en forme de rondelle 5, 6 ou 7 est avantageusement une pièce monobloc.

La présente invention est également applicable à un générateur pyrotechnique de gaz comportant plus d'une charge pyrotechnique, notamment deux charges pyrotechniques différentes.

Elle peut s'appliquer ainsi, par exemple, à un générateur du type 5 général décrit dans le document EP-0 864 470 auquel on pourra se reporter au besoin.

Dans un tel dispositif, la chambre de tranquillisation est disposée en partie centrale de l'enveloppe et est séparée par une paire de cloisons transversales situées à ses extrémités, d'une paire de chambres de combustion recevant chacune une charge pyrotechnique et un allumeur.

Chacune des deux chambres de combustion communique avec la chambre de tranquillisation par une cloison possédant un orifice formance tuyère.

Dans une construction de ce genre, l'une et/ou l'autre de ces cloisons peut (peuvent) avantageusement être remplacée(s) par une cloison en forme de rondelle telle que décrite précédemment, pour éviter l'apparition d'une surpression excessive, accidentellement, dans l'une et/ou l'autre des deux chambres de combustion.

Le schéma de la figure 19 montre un générateur de ce type, dont l'enveloppe est référencée 1.

A chacune des deux chambres de combustion 30, 30' est associé un allumeur 2, respectivement 2'; des cloisons 5, 5' les séparent de la chambre de tranquillisation médiane (commune) 40 via une tuyère T, respectivement T', traversant ces cloisons. La flèche G symbolise l'échappement des gaz chauds hors de la chambre 40.

La figure 20 montre une variante à deux générateurs tels que celui de la figure 6, montés coaxialement tête-bêche, et séparés par une paroi médiane M. Chaque générateur possède son propre allumeur 2, 2', sa propre chambre de combustion 30, 30' et sa propre chambre de tranquillisation 40, 40'. Ils peuvent fonctionner indépendamment l'un de l'autre.

Selon la figure 21, il est prévu deux chambre de combustion 30, 30', associées chacune à un allumeur 2, respectivement 2'. Ces deux chambres sont contiguës et séparées par une cloison 5 d'une chambre de tranquillisation unique 40. La cloison 5 possède une paire de tuyères T, respectivement T', qui assurent la communication de chacune des chambres 30, respectivement 30', avec la chambre 40.

Selon la figure 22, il est prévu deux chambre de combustion 30, 30', associées chacune à un allumeur 2, respectivement 2'. Ces deux chambres sont contiguës et séparées par une cloison 5 d'une paire de chambres de tranquillisation 40, 40'. La cloison 5 possède une paire de tuyères T, respectivement T', qui assurent la communication de chacune des chambres 30, respectivement 30', avec une chambre 40, respectivement 40'.

Selon la figure 23, il est prévu une chambre de combustion unique 30, associée à un allumeur 2. Elle est séparée par une cloison 5 d'une paire de chambres de tranquillisation 40, 40'. La cloison 5 possède une paire de tuyères T, respectivement T', qui assurent la communication de la chambre 30 avec chacune des deux chambres 40, respectivement 40'..

Dans les variantes des figures 19 à 23 qui viennent d'être brièvement décrites, les différentes chambres de combustion et/ou de tranquillisation n'ont pas obligatoirement la même forme ni la même capacité, celles-ci étant adaptées aux applications spécifiques auxquelles le générateur est destiné. 1'7

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Générateur pyrotechnique de gaz destiné à la sécurité automobile, comprenant une enveloppe tubulaire (1) fermée à ses extrémités et subdivisée intérieurement par une cloison qui délimite deux chambres contiguës, à savoir une chambre de combustion (30) contenant une charge pyrotechnique (3) associée à un allumeur (2) et une chambre de tranquillisation (40) communiquant avec au moins une ouverture de décharge (9) ménagée dans la paroi (10) de l'enveloppe (1), cette cloison étant traversée par au moins un orifice formant tuyère qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds générés par la combustion de ladite charge pyrotechnique (3) de la chambre de combustion (30) vers la chambre de tranquillisation (40), ces gaz pouvant ensuite s'échapper de la chambre de tranquillisation (40), via ladite ouverture de décharge (9), notamment pour gonfler un coussin de protection gonflable, caractérisé par le fait que ladite cloison (5; 6; 7) comprend une portion périphérique (50; 60; 70) à résistance mécanique élevée, par laquelle elle est fixée à la paroi (10) de l'enveloppe (1) et une portion centrale (51; 61; 71) recevant l'orifice formant tuyère (55; 65; 75), de moindre résistance mécanique, susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous l'effet d'une surpression excessive apparaissant à l'intérieur de la chambre de combustion (30).

2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe tubulaire (1) possède une paroi cylindrique (10) et que ladite cloison (5; 6; 7) consiste en une rondelle maintenue par sertissage sur la paroi (10) de l'enveloppe.

3. Générateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite cloison (5; 6; 7) en forme de rondelle possède une portion annulaire extérieure (50; 60; 70) d'épaisseur constante, sur laquelle est sertie la paroi (10) de l'enveloppe, et une portion centrale sensiblement discoïde (51; 61; 71), d'épaisseur nettement plus faible.

4. Générateur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite portiorL centrale (51; 61; 71), d'épaisseur plus faible définit, au sein de la rondelle, un renfoncement (500; 600; 700) ouvert du côté de la chambre de tranquillisation (40).

5. Générateur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite portion centrale (61) de la rondelle (6) possède également une épaisseur constante.

6. Générateur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite portion centrale (51) de la rondelle (5) se raccorde à la portion annulaire extérieure (50) plus épaisse par une zone périphérique mince et frangible, formant une ligne de rupture circonférentielle.

7. Générateur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ladite portion centrale (71) de la rondelle (7) se raccorde à la portion annulaire extérieure (70) plus épaisse par une zone périphérique plus épaisse que sa zone centrale, l'épaisseur de cette portion centrale (71) diminuant progressivement de la périphérie vers le centre.

8. Générateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite cloison (5; 6; 7) est traversée par un orifice central unique.

9. Générateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite cloison (5' ; 6') est traversée par plus d'un orifice (55a, 55b; 65a, 65b).

10. Générateur pyrotechnique de gaz destiné à la sécurité automobile, comprenant une enveloppe tubulaire (1) fermée à chacune de ses extrémités par une bague de fermeture (11, 12) et subdivisée intérieurement par une cloison qui délimite au moins deux chambres contiguës, à savoir, d'une part, au moins une chambre de combustion (30) contenant une charge pyrotechnique (3) qui est associée à un allumeur (2), ce dernier étant fixé en partie centrale de l'une (11) des bagues de fermeture et, d'autre part, au moins une chambre de tranquillisation (40) dans laquelle est emmanché un condenseur cylindrique poreux (4), qui communique, via la paroi de ce condenseur (4), avec au moins une ouverture de décharge (9) ménagée radialement dans la paroi cylindrique (10) de l'enveloppe (1), cette cloison étant traversée par au moins un orifice formant tuyère qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds générés par la combustion de ladite charge pyrotechnique (3) de la chambre de combustion (30) vers l'espace intérieur du condenseur i 4) situé dans la chambre de tranquillisation (40), ces gaz pouvant ensuite s'échapper de la chambre de tranquillisation (40), via la paroi de ce condenseur (4) et à travers ladite ouverture de décharge (9), notamment pour gonfler un coussin de protection gonflable, caractérisé par le fait que ladite cloison consiste en une rondelle (5; 6; 7) possédant une portion annulaire extérieure (50; 60; 70) d'épaisseur constante et à résistance mécanique élevée, et une portion centrale sensiblement discoïde (51; 61; 71), d'épaisseur nettement plus faible et de moindre résistance mécanique, recevant l'orifice formant tuyère (55; 65; 75), la fixation de cette rondelle (5; 6; 7) à l'intérieur de l'enveloppe tubulaire étant 10 réalisée par sertissage de la paroi cylindrique (10) de l'enveloppe dans une gorge annulaire périphérique (56; 66; 76) ménagée dans la paroi externe de ladite portion annulaire extérieure (50; 60; 70), et que ladite portion centrale (51; 61; 71) est susceptible de se déformer, voire de se rompre, sous l'effet d'une surpression excessive apparaissant à l'intérieur de la chambre de combustion (30), de telle façon que la section de passage des gaz chauds à travers la cloison (5; 6; 7), de la chambre de combustion (30) vers la chambre de tranquillisation (40), se trouve alors notablement accrue, tandis que les zones déformées (61B) et/ou rompues (540; 610) de cette portion centrale (51; 61; 71) sont refoulées dans la chambre de tranquillisation (40), à l'intérieur dudit condenseur cylindrique (4).