FR2888548A1 - Dispositif de diffusion de gaz destine a la securite automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de diffusion de gaz (1) comprenant un générateur de gaz (2) apte à être déclenché en cas de choc pour gonfler un coussin (4) de protection des occupants d'un véhicule automobile et une chambre de diffusion (3) de ce gaz, connectée audit générateur (2) et munie d'au moins un orifice d'évacuation (314, 322) ouvert pour permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur dudit coussin (4), dès le déclenchement du générateur (2), cet orifice définissant un passage d'évacuation du gaz ayant une aire initiale (Ai).Ce dispositif est remarquable en ce que l'aire dudit passage d'évacuation augmente pour atteindre une valeur finale (Af), supérieure à celle de l'aire initiale (Ai), dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre de diffusion (3) dépasse une valeur seuil prédéterminée, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection (4), en fonction du temps, présente une forme en S.Application à la sécurité automobile.
Description
La présente invention se rapporte au domaine de la sécurité automobile e1:
concerne plus précisément un ensemble de protection des occupants d'un véhicule.
Afin de limiter au maximum les risques de blessures corporelles encourus par les occupants d'un véhicule automobile, en cas de collision, il est connu d'installer dans ce véhicule, un ensemble de protection. Celui-ci comprend généralement un générateur de gaz et un coussin de protection.
En cas de choc, le coussin est gonflé par les gaz issus du générateur et s'interpose entre les parois du véhicule et le corps ou le visage de l'occupant, de manière à empêcher ce dernier de venir s'écraser contre lesdites parois.
On connaît déjà un tel ensemble de protection, dans lequel le générateur de ga.: est positionné à l'intérieur du coussin, de sorte que la diffusion du gaz se fait directement dans celui-ci. Dans ce cas, la diffusion du gaz à l'intérieur du coussin de protection est rigoureusement calquée sur le débit de gaz du générateur.
La figure 1 jointe représente l'évolution du débit cumulé de gonflage D à l'intérieur du coussin de protection, en fonction du temps t.
La. courbe en traits pointillés illustre les résultats obtenus avec l'ensemble de protection précité. On constate que le débit cumulé D augmente très rapidement à 15ntérieur du coussin de protection, dès le déclenchement du générateur de gaz. En conséquence, le coussin est gonflé de manière très rapide dans les premiers instants de fonctionnement.
Or, si le coussin de protection doit pouvoir être déployé dans un délai extrêmement court, de l'ordre de 30 à 40 ms, il est toutefois préférable que le déploiement ne soit pas trop rapide dans les premières millisecondes de fonctionnement, pour minimiser les contraintes sur l'occupant du véhicule que le coussin est censé protéger.
Ceci est notamment le cas, soit pour le conducteur, qui se trouve très proche du dispositif de protection placé dans le volant, soit pour le passager avant, qui ne se trouve pas forcément en position assise normale. Le passager peut ainsi être légèrement penché sur le côté ou sur l'avant, par exemple pour saisir un objet, tombé à terre, au moment de l'accident.
Il serait donc souhaitable de gonfler progressivement le coussin de protection, de façon d'une part, à diminuer la vitesse de déploiement en direction du corps de l'occupant du véhicule, et d'autre part, à redresser ou à recentrer ce corps, avant de gonfler totalement le coussin.
Pour ce faire, il convient de modifier la courbe de débit de gonflage cumulé, de façon à ce qu'elle présente une forme connue de l'homme du métier sous la terminologie d e "courbe en S". Cette courbe théorique idéale est représentée en trait plein sur la figure 1.
En d'autres termes, il faudrait que le débit de gonflage à l'intérieur du coussin de protection soit relativement faible pendant les dix, voire les vingt premières millisecondes du gonflage, puis qu'il augmente rapidement pour finir de gonfler le coussin jusqu'à atteindre le volume nécessaire à l'amortissement du choc.
On connaît déjà d'après le document US 6 361 067, un ensemble de protection comprenant un générateur de gaz et un coussin de protection, à l'intérieur duquel est disposé un sac assurant la diffusion du gaz.
Ce sac est muni d'au moins deux ouvertures latérales, qui ont pour but de dévier le courant de gaz qui s'échappe axialement du générateur, de façon à le renvoyer transversalement et à déplier ainsi le coussin de protection tout d'abord latéralement, puis frontalement. Ainsi, le coussin de protection n'est pas excessivement déformé en direction de l'occupant du véhicule.
On connaît également d'après le document US 2002/0033590, un dispositif similaire, dans lequel le sac intérieur, muni d'une pluralité d'ouvertures, agit comme un 'volume tampon, qui permet de remplir rapidement le coussin de protection, tout en le protégeant d'un endommagement éventuel. De plus, le nombre et le positionnement des ouvertures du sac peuvent être adaptés pour dévier le flux de gaz dans une direction choisie.
Enfin, le document US 6 283 499 décrit un dispositif de sécurité automobile comprenant un générateur de gaz, un coussin de protection et un sac, disposé à l'intérieur dudit coussin et réalisé dans un matériau flexible. Ce sac présente plusieurs ouvertures d'écoulement du gaz de gonflage, formées par une couture ou une soudure dudit matériau flexible.
Ce sac interne joue un rôle de bouclier thermique. Il reçoit le flux de gaz chaud issu du générateur et le redirige vers certaines parties du coussin de protection, tout en retenant d'éventuelles particules, présentes dans ce gaz. La position des ouvertures du sac permet également de modifier la direction du flux de gaz à l'intérieur du coussin de protection.
Le coussin est ainsi moins sollicité, ce qui diminue son risque de rupture.
Toutefois, aucun des trois documents précités ne décrit de dispositif permettant de réguler le débit de gonflage du coussin de protection, de façon à obtenir un profil en S. L'invention a pour but de résoudre ce problème.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de diffusion de gaz destiné à la sécurité automobile, comprenant un générateur de gaz et une chambre de diffusion du gaz issu de ce générateur, ledit générateur de gaz étant apte à être déclenché en cas de choc pour gonfler un coussin de protection des occupants d'un véhicule automobile, ce coussin se trouvant initialement à l'état plié, et ladite chambre de diffusion du gaz étant connectée audit générateur de gaz et munie d'un ou de plusieurs orifices, dont au moins un, dit "principal" est ouvert, pour permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur dudit coussin, dès le déclenchement du générateur de gaz, ce ou ces orifices définissant un passage d'évacuation du gaz ayant une aire initiale.
Conformément à l'invention, l'aire dudit passage d'évacuation augmente pour atteindre une valeur finale, supérieure à celle de l'aire initiale, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre de diffusion dépasse une valeur seuil prédéterminée, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection, en fonction du temps, présente une forme en S. A des fins de simplification, cette courbe de gonflage est dénommée ci-après "courbe en S".
Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison: - les dimensions de l'orifice principal de la chambre de diffusion augmentent pour atteindre une aire finale, supérieure à son aire initiale, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre dépasse une valeur seuil prédéterminée; - la chambre de diffusion comprend au moins un orifice d'évacuation, dit "secondaire" qui est à l'état obturé lorsque le générateur de gaz est déclenché et qui passe à l'état ouvert, uniquement lorsque la pression à l'intérieur de ladite chambre dépasse une valeur seuil prédéterminée; - la chambre de diffusion du gaz est un petit sac en matériau souple, disposé à l'intérieur du coussin de protection ou une enceinte rigide, intercalée entre le générateur de gaz et le coussin de protection; - l'orifice principal du sac est bordé au moins partiellement par une 35 couture apte à se déchirer ou par une zone de soudure frangible, apte à se rompre lorsque la pression à l'intérieur dudit sac de diffusion dépasse la valeur seuil, de façon à augmenter les dimensions dudit orifice principal; -l'orifice principal de l'enceinte rigide est initialement partiellement obturé par un matériau frangible, apte à se rompre, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre dépasse une valeur seuil prédéterminée; -l'orifice secondaire de l'enceinte rigide est initialement totalement obturé par un matériau frangible, apte à se rompre ou à se déchirer, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre dépasse une valeur seuil prédéterminée, de façon que cet orifice secondaire passe à l'état ouvert; - la chambre de diffusion présente un volume inférieur ou égal à environ un tiers du volume du coussin de protection; - l'orifice principal est situé dans l'axe du générateur de gaz; - la valeur de la pression seuil à l'intérieur de la chambre de diffusion correspond sensiblement à deux fois la valeur de la pression régnant dans le coussin de protection à la fin de son déploiement.
L'invention concerne également une chambre de diffusion de gaz, apte à être montée à l'intérieur d'un véhicule automobile, entre un générateur de gaz et un coussin de protection des occupants dudit véhicule, ledit générateur de gaz étant apte à être déclenché au cas de choc sur ledit véhicule, et le coussin de protection initialement plié, étant apte à être gonflé par le gaz issu du générateur.
Conformément à l'invention, la chambre est apte à être raccordée audit générateur de gaz pour être en communication de fluide gazeux, et elle est munie d'un ou plusieurs orifices d'évacuation dont au moins un, dit "principal", est ouvert pour permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur dudit coussin, dès le déclenchement du générateur de gaz, ce ou ces orifices définissant un passage d'évacuation du gaz ayant une aire initiale, et elle comprend des moyens pour augmenter l'aire dudit passage d'évacuation jusqu'à une valeur finale, supérieure à celle de l'aire initiale, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre de diffusion dépasse une valeur seuil prédéterminée, de sorte que la courbe de gonflage cumulé du coussin de protection, en fonction du temps, présente une forme en S. L'invention concerne enfin un ensemble de protection incluant le dispositif précité et un coussin de protection.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui 35 en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, un mode de réalisation possible.
Sur ces dessins: - 1 a figure 1 est un graphique représentant l'évolution du débit de gonflage cumulé D à l'intérieur du coussin d'un ensemble de protection des occupants d'un véhicule automobile, en fonction du temps t; - la figure 2 est une vue en perspective schématique d'un premier mode de réalisation de la chambre de diffusion conforme à l'invention; - les figures 3A à 3C sont des schémas illustrant les différentes étapes du déploiement du coussin de protection d'un ensemble de protection, équipé de la chambre de diffusion de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un second mode de 10 réalisation de la chambre de diffusion conforme à l'invention; - la figure 5 est une vue en coupe transversale de la chambre de diffusion représentée sur la figure 4; - les figures 6A à 6C sont des schémas illustrant les différentes étapes du déploiement du coussin de protection d'un ensemble de protection, équipé de la 15 chambre de diffusion de la figure 4; - la figure 7 est un graphique représentant l'évolution du débit de gonflage cumulé D à l'intérieur d'un coussin de protection, en fonction du temps t, et ce pour différents ensembles de protection munis de différents dispositifs de diffusion, et - la figure 8 est un graphique représentant l'évolution de la pression P à l'intérieur de la chambre de diffusion, en fonction du temps t, pour les différents dispositifs de diffùsion de la figure 7.
La structure et le principe général de fonctionnement de l'ensemble de protection des occupants d'un véhicule automobile conforme à l'invention vont maintenant être décrits en faisant référence au schéma de la figure 3A.
Cet ensemble de protection comprend un dispositif de diffusion du gaz 1 et un coussin 4 de protection des occupants du véhicule.
Le dispositif de diffusion du gaz 1 comprend un générateur de gaz 2 et une chambre de diffusion du gaz 3.
Dans la suite de la description et des revendications, on entend par "générateur de gaz", tout dispositif permettant d'être déclenché en cas de choc sur ledit véhicule automobile, afin de libérer un gaz et de gonfler ainsi le coussin 4 de protection.
Le générateur de gaz peut aussi bien être un dispositif incluant un 35 réservoir ou une cartouche de gaz sous pression, qu'un dispositif à chargement pyrotechnique doit la combustion provoque la libération d'un gaz.
Le coussin de protection 4 se trouve initialement à l'état plié (voir figure 3A), puis est déplié et gonflé par le gaz libéré par le générateur 2, lorsque ce dernier est déclenché (voir les figures 3B et 3C).
La chambre de diffusion 3 est en communication de fluide gazeux d'une part avec le générateur 2 et d'autre part avec le coussin 4. Ainsi, le gaz libéré par le générateur de gaz 2 est expulsé en direction du coussin 4, en traversant la chambre de diffusion 3.
Pour ce faire, la chambre de diffusion 3 comporte une ouverture d'accès du gaz, raccordée à l'orifice de sortie du générateur 2 ou à sa chambre de combustion et au moins un orifice d'évacuation du gaz, qui débouche à l'intérieur du coussin de protection 4.
La chambre de diffusion 3 peut être soit intercalée entre le générateur de gaz 2 et le coussin 4, soit être disposée directement à l'intérieur dudit coussin. Dans ce dernier cas, la chambre 3 est disposée au niveau de l'embouchure d'entrée du coussin 4.
Conformément à l'invention, la chambre de diffusion du gaz 3 peut se présenter soit sous la forme d'une enceinte rigide 31, soit sous celle d'un sac en matériau souple 32.
Le premier mode de réalisation correspondant à l'enceinte rigide 31 va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence à la figure 2.
L'enceinte 31 présente la forme d'un cylindre creux, d'axe longitudinal XX'. Le cylindre est avantageusement réalisé en métal.
L'enceinte 31 comprend une paroi cylindrique 310, obturée à l'une de ses extrémités par une paroi circulaire ou fond 311, et partiellement obturée à son extrémité opposée, par une paroi 312, munie d'une embouchure 313 formant ouverture d'accès pour les gaz.
L'embouchure 313 est raccordée à la sortie du générateur de gaz 2 qui s'étend également selon l'axe X-X'.
La paroi cylindrique 310 est en outre percée de deux orifices 30 d'évacuation du gaz, l'un dit "principal", référencé 314 et l'autre, dit "secondaire", 315.
L'orifice principal 314 est ouvert en permanence, de façon à permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur du coussin de protection 4, dès le déclenchement du générateur de gaz 2.
Au contraire, l'orifice secondaire 315 est obturé lorsque le dispositif de sécurité automobile n'est pas utilisé et il le reste temporairement pendant une courte période, au début du fonctionnement du générateur de gaz 2. Cet orifice secondaire 315 ne passe à l'état "ouvert", que lorsque la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte 31 dépasse une valeur seuil prédéterminée.
De façon avantageuse, l'orifice secondaire 315 est obturé par un 5 matériau fusible ou frangible 316, apte à fondre, à se rompre ou à se déchirer, dès que la valeur seuil précitée est atteinte (voir figures 3A et 3B).
Ce matériau est par exemple du polyéthylène ou du polypropylène. D'autres variantes de réalisation peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, l'enceinte 31 peut présenter une autre forme géométrique, par exemple celle d'un parallélépipède rectangle.
Il est également possible d'avoir plusieurs orifices principaux 314 et secondaires:315 ou d'avoir une enceinte 31 dont l'orifice principal 314 est partiellement obturé par un matériau frangible qui se rompt au-delà d'un certain seuil de pression. comme décrit précédemment pour la variante avec le sac.
Enfin, contrairement à ce qui est représenté sur la figure 2, l'orifice principal 314 peut être situé dans l'axe X-X' du générateur de gaz 2.
La disposition de l'orifice principal par rapport à l'axe de sortie X-X' du générateur de gaz sera choisie de façon à réduire au maximum les agressions sur le coussin de protection 4, et notamment l'endommagement de celui-ci par un flux de gaz chaud.
La forme, la disposition et les dimensions relatives du (ou des) orifice(s) principal(aux) et secondaire(s) peuvent être adaptés en fonction du profil de gonflage souhaité pour le coussin de protection 4, à condition toutefois, que cela permette d'obtenir la courbe de gonflage en S décrite précédemment et qu'il existe toujours au minimum un orifice principal 314 ouvert en permanence.
Le principe de fonctionnement du dispositif de diffusion 1 va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence aux figures 3A à 3C.
Lorsque le dispositif de diffusion du gaz 1 n'est pas utilisé, comme illustré à la figure 3A, l'orifice principal 314 est ouvert, l'orifice secondaire 315 est obturé et le coussin de protection 4 est replié.
Dès la détection d'un choc sur le véhicule automobile ou d'une brusque décélération de celui-ci, le dispositif générateur de gaz 2 est déclenché et génère un gaz. Ce gaz pénètre à l'intérieur de l'enceinte 31, d'où il peut être évacué en direction du coussin de protection 4, par l'intermédiaire de l'orifice principal 314 ouvert. Le coussin de protection commence à se déplier, voir figure 3B.
Cet orifice principal 314 définit un passage pour l'évacuation du gaz en direction du coussin 4 ayant une aire initiale Ai.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, cette aire initiale Ai correspond à l'aire de l'orifice 314.
S'il existe plusieurs orifices principaux 314, l'aire initiale Ai correspond alors à la somme des aires de ces orifices.
Enfin, lorsque la pression à l'intérieur de l'enceinte 31 atteint une valeur seuil prédéterminée, le matériau fusible ou frangible 316 fond ou se rompt, de façon à ouvrir l'orifice secondaire 315, voir figure 3C.
Le passage d'évacuation du gaz présente alors une aire finale M, supérieure à l'ai:e initiale Ai et qui correspond, dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, à la. somme des aires des orifices 314 et 315.
Une plus grande quantité de gaz parvient alors à l'intérieur du coussin de protection 4 et celui-ci se gonfle rapidement, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection, en fonction du temps, présente une forme en S. Un second mode de réalisation correspondant au sac en matériau souple 32 va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence à la figure 4. Ce sac 32 présente une forme générale tubulaire, dont la partie médiane est plus large que ses deux extrémités, ces deux dernières étant ouvertes. L'axe longitudinal de ce sac 32 porte la référence X-X'.
Le sac 32 est avantageusement réalisé en tissu, par exemple en polyamide.
Il présente à son extrémité inférieure, une ouverture d'accès 321 25 circulaire, destinée à être raccordée au générateur de gaz 2, et à son extrémité opposée, un orifice principal d'évacuation 322.
L'ouverture 321 et l'orifice 322 peuvent être alignés le long de l'axe XX', du générateur de gaz 2, comme représenté sur les figures 4 à 6C.
Toutefois, le ou les orifices d'évacuation 322 peuvent également être placés perpendiculairement à l'axe X-X', afin de limiter le risque que le jet de gaz chaud issu du générateur 2 ne vienne chauffer le coussin de protection 4, au niveau de sa zone de contact avec la tête de l'occupant du véhicule.
L'orifice principal 322 présente une forme légèrement évasée vers l'extérieur.
Cet orifice 322 est bordé au moins partiellement par une zone de soudure fusible, apte à fondre dès que la température à l'intérieur du sac 32 atteint un seuil prédéterminé, ou par une zone de soudure frangible, apte à se rompre, dès que la pression régnant à l'intérieur du sac 32 dépasse une valeur seuil prédéterminée.
Par "zone frangible", on désigne une couture ou une zone de la 5 chambre de diffusion de résistance mécanique plus faible.
Comme représenté sur les figures 4 et 5, les deux bords 323, 325 de l'embouchure 322, situés en des points diamétralement opposés, sont par exemple pincés et de la colle 327 est appliquée entre les deux pans en regard 324, 324', respectivement 326, 326' de chacun des deux bords pincés. La colle 327 est appliquée sur une certaine hauteur.
Lorsque la pression à l'intérieur du sac 32 atteint la valeur seuil, les deux pans en regard 324, 324' de la zone pincée 323, respectivement 326, 326' de la zone pincée 325 se décollent, de sorte que les dimensions de l'orifice d'évacuation 322 sont agrandies.
Selon une variante non représentée sur les figures, les deux bords pincés 323, 325 peuvent également être maintenus par une couture apte à se déchirer, par rupture du fil la constituant, au delà d'une valeur de pression seuil.
Dans ce cas, le matériau du fil utilisé pour la couture au niveau de la zone frangible est d'une nature différente de celui utilisé pour coudre les côtés du sac 32, situés entre l'ouverture d'accès 321 et les bords 323, 235 de l'embouchure 322.
Selon d'autres variantes, le sac 32 peut présenter une autre forme ou être muni de plusieurs orifices d'évacuation 322.
Le principe de fonctionnement du dispositif de diffusion va maintenant être décrit plus en détail en faisant référence aux figures 6A à 6C.
Lorsque le dispositif de diffusion du gaz 1 n'est pas utilisé, comme illustré à la figure 6A, le coussin 4 et le sac 32 sont repliés, mais l'orifice d'évacuation 322 est ouvert.
Dès la détection d'un choc sur le véhicule automobile ou d'une brusque décélérai ion de celui-ci, le dispositif générateur de gaz 2 est déclenché et génère un gaz. Ce sac pénètre à l'intérieur du sac 32, d'où il est évacué en direction du coussin de protection 4, par l'intermédiaire de l'orifice principal 322 ouvert. Le sac 32 se déplie complètement et le coussin de protection 4 commence à se déplier, comme on peut le voir sur la figure 6B.
Cet orifice principal 322 définit un passage pour l'évacuation du gaz en direction du coussin 4 ayant une aire initiale Ai. Celle-ci correspond à l'aire de l'orifice 322.
Enfin, lorsque la pression à l'intérieur du sac 32 atteint une valeur seuil prédéterminée, le matériau fusible ou frangible ou la couture bordant l'orifice 322 fond ou se rompt, de façon à ouvrir plus largement l'orifice principal 322, (voir figure 6C).
Le passage d'évacuation du gaz 322 présente alors une aire finale M, supérieure à l'aire initiale Ai.
Une plus grande quantité de gaz parvient alors à l'intérieur du coussin de protection 4 et celui-ci se gonfle rapidement, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection, en fonction du temps, présente une forme en S. Dans les deux modes de réalisation précités, l'aire finale Af du passage d'évacuation du gaz présente toujours une dimension finie et le gaz doit toujours traverser un ou plusieurs orifices pour atteindre le coussin de protection 4.
De préférence, la valeur de la pression seuil à l'intérieur de l'enceinte de diffusion 31 ou du sac 32 correspond sensiblement à deux fois la valeur de la pression régnant dans le coussin de protection 4 à la fin de son déploiement.
De préférence, le volume de cette enceinte 31 ou du sac 32 est inférieur ou égal au tiers du volume du coussin de protection 4.
Des essais ont été effectués avec un dispositif de diffusion tel que celui représenté sur les figures 4 à 6.
On a mesuré la pression à l'intérieur du sac 32 et on a calculé par simulation le débit de gaz au niveau de l'orifice d'évacuation 322 du sac 32 (c'est-à-dire à l'entrée du coussin de protection 4), en fonction du temps. Ces essais ont été réalisés avec un coussin de protection de type "passager" d'un volume de 120 litres, et un sac de diffusion d'un volume de 25 litres.
Le diamètre initial de l'orifice d'évacuation était de 60 mm (aire de 28 cm2 environ) et le diamètre final était de 80 mm (aire de 50 cm2 environ). Le seuil de pression pour l'agrandissement du diamètre de l'ouverture était fixé à 0,2 MPa.
Les résultats obtenus sont représentés par la courbe en trait plein, sur la figure 1 qui représente le débit de gonflage cumulé D du coussin (exprimé en 35 kmo1.K) en fonction du temps (exprimé en millisecondes).
Le point représente le seuil de pression au-delà duquel l'orifice d'évacuation du sac s'agrandit.
La courbe en trait plein présente la forme en S caractéristique de l'invention. Pendant les 25 premières millisecondes environ, le diamètre de l'orifice d'évacuation est de 60 mm, puis il s'ouvre brusquement et le coussin de protection 4 se gonfle rapidement pour atteindre son déploiement quasiment complet dès 40 millisecondes.
D'autres essais comparatifs ont également été effectués avec des sacs de diffusion de différents volumes, qui présentent différents diamètres initiaux et finaux de l'orifice d'évacuation du gaz et des valeurs différentes de pression seuil.
Les résultats sont reportés sur les figures 7 et 8 où les courbes "a" à "f' correspondent aux paramètres reportés dans le tableau suivant: Référence Volume du sac de Diamètre Diamètre final Seuil de diffusion (litres) initial de de l'orifice pression l'orifice d'évacuation du (MPa) d'évacuation gaz (mm) du gaz (mm) a _ 25 60 80 0,2 b 25 60 190 0,2 c _ 25 60 80 0,15 d 17 60 80 0,1 e 17 60 80 0,2 f _ 17 60 80 0,25 La figure 7 illustre le débit de gonflage cumulé D du coussin de protection (exprimé en kmol.K) en fonction du temps (exprimé en ms) et la figure 8, la pression (exprimée en MPa) régnant à l'intérieur du sac de diffusion.
Comme on peut le voir sur la figure 7, le dispositif conforme à l'invention permet d'obtenir un gonflage progressif du coussin de protection 4.
Pendant une courte période de temps, le coussin est faiblement gonflé, ce qui permet d'éviter un déploiement trop rapide et, si besoin est, de redresser l'occupant du véhicule, puis très rapidement le coussin est gonflé jusqu'à atteindre son complet déploiement.
D'autres essais ont été effectués avec un sac de diffusion plus petit.
Ainsi, avec un coussin de protection de type "conducteur" d'un volume de 80 litres et un sac de diffusion d'un volume de 1,3 litres, le seuil de pression auquel l'orifice d'évacuation s'agrandit était de 0,3 MPa et la pression régnant à l'intérieur du coussin de protection était de 0,02 MPa.
D'une manière générale, à performance équivalentes, c'est-à-dire pour des courbes en S identiques, si le volume de la chambre de diffusion est petit, la pression seuil au-delà de laquelle l'aire du passage d'évacuation s'agrandit est grande et inversement, si ce volume est grand, la pression seuil est faible.
Lets différents paramètres ont une incidence sur la forme de la courbe en S. Ainsi, la volume de la chambre ou du sac de diffusion influe sur la forme de la courbe en S, dans sa première partie. Plus ce volume est grand, plus le débit dans le coussin de protection augmente lentement, plus la pression dans le coussin est faible et plus l'orifice d'évacuation de la chambre ou du sac de diffusion s'ouvre tard, toutes chose égales par ailleurs. La courbe en S est plus aplatie et la pente de la zone médiane est peu raide.
L'aire initiale Ai du passage d'évacuation a également une influence sur la première partie de la courbe en S. Plus l'aire initiale Ai est faible, plus le débit de gonflage dans le coussin de protection est faible et plusla pression seuil est atteinte rapidement. En d'autres termes, la courbe en S est plus aplatie et sa première partie est plus courte.
La valeur de seuil de pression au-delà de laquelle l'aire du passage d'évacuation du gaz s'agrandit influe sur la forme de la courbe en S, dans sa seconde partie. Plus cette pression seuil est importante, plus le débit dans le coussin de protection augmente rapidement et plus la pente de la zone médiane de la courbe en S est raide (proche de la verticale).
De même, plus l'aire finale Af du passage d'évacuation du gaz est grande et plus le débit dans le coussin de protection augmente rapidement.
Le choix du volume de la chambre de diffusion, des valeurs de l'aire initiale Ai et de l'aire finale Af du passage d'évacuation du gaz et de la valeur du seuil de pression au-delà de laquelle l'aire du passage d'évacuation du gaz s'agrandit, permet de réguler la forme de la courbe en S de débit de gonflage, en fonction des exigences du constructeur automobile. Ces exigences sont fonction notamment des performances de déplacement du coussin recherchées et de la place disponible dans le véhicule.
Le choix de la nature du matériau fusible ou frangible sera fonction 35 du seuil de température ou de pression auquel on souhaite qu'il fonde ou qu'il se rompe.
Enfin, on notera qu'il est possible d'avoir sur une même chambre de diffusion, un orifice principal d'évacuation dont les dimensions s'élargissent et un orifice secondaire qui s'ouvre au-delà d'un certain seuil de pression.
Claims (14)
1. Dispositif de diffusion de gaz (1) destiné à la sécurité automobile, comprenant un générateur de gaz (2) et une chambre de diffusion (3) du gaz issu de ce générateur, ledit générateur de gaz (2) étant apte à être déclenché en cas de choc pour gonfler un coussin (4) de protection des occupants d'un véhicule automobile, ce coussin (4) se trouvant initialement à l'état plié, et ladite chambre de diffusion (3) du gaz étant connectée audit générateur de gaz (2) et munie d'un ou de plusieurs orifices (314, 322), dont au moins un, dit "principal" est ouvert, pour permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur dudit coussin (4), dès le déclenchement du générateur de gaz (2), ce ou ces orifices définissant un passage d'évacuation du gaz ayant une aire initiale (Ai), caractérisé en ce que l'aire dudit passage d'évacuation augmente pour atteindre une valeur finale (Af), supérieure à celle de l'aire initiale (Ai), dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre de diffusion (3) dépasse une valeur seuil prédéterminée, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection (4), en fonction du temps, présente une forme en S.
2. Dispositif de diffusion de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions de l'orifice principal (322) de la chambre de diffusion (3) augmentent pour atteindre une aire finale (Al), supérieure à son aire initiale (Ai), dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre (3) dépasse une valeur seuil prédéterminée.
3. Dispositif de diffusion de gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre de diffusion (3) comprend au moins un orifice d'évacuation (315), dit "secondaire" qui est à l'état obturé lorsque le générateur de gaz (2) est déclenché et qui passe à l'état ouvert, uniquement lorsque la pression à l'intérieur de ladite chambre dépasse une valeur seuil prédéterminée.
4. Dispositif de diffusion de gaz selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de diffusion du gaz est un petit sac (32) en matériau souple, disposé à l'intérieur du coussin de protection (4).
5. Dispositif de diffusion de gaz selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que l'orifice principal (322) du sac (32) est bordé au moins partiellement par une zone de soudure frangible (323, 325, 327), apte à se rompre lorsque la pression à l'intérieur dudit sac de diffusion (32) dépasse la valeur seuil, de façon à augmenter les dimensions dudit orifice principal.
6. Dispositif de diffusion de gaz selon les revendications 2 et 4, caractérisé en cc que l'orifice principal (322) du sac (32) est bordé au moins partiellement par une couture apte à se déchirer, lorsque la pression à l'intérieur dudit sac dépasse la valeur seuil, de façon à augmenter les dimensions dudit orifice principal.
7. Dispositif de diffusion de gaz selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de diffusion du gaz est une enceinte rigide (31), intercalée entre le générateur de gaz (2) et le coussin de protection (4).
8. Dispositif de diffusion de gaz selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que ledit orifice principal (314) de l'enceinte rigide (31) est initialement partiellement obturé par un matériau frangible, apte à se rompre, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre (31) dépasse une valeur seuil prédéterminée.
9. Dispositif de diffusion de gaz selon les revendications 3 et 7, caractérisé en ce que l'orifice secondaire (315) de l'enceinte rigide (3, 31) est initialement totalement obturé par un matériau frangible, apte à se rompre ou à se déchirer, dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre (3, 31) dépasse une valeur seuil prédéterminée, de façon que cet orifice secondaire (315) passe à l'état ouvert.
10. Dispositif de diffusion de gaz selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la chambre de diffusion (3, 31, 32) présente un volume inférieur ou égal à environ un tiers du volume du coussin de protection (4).
11. Dispositif de diffusion de gaz selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice principal (314, 322) est situé dans l'axe du générateur de gaz (2).
12. Dispositif de diffusion de gaz selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur de la pression seuil à l'intérieur de la chambre de diffusion (3, 31, 32) correspond sensiblement à deux fois la valeur de la pression régnant clans le coussin de protection (4) à la fin de son déploiement.
13. Chambre de diffusion (3) de gaz, apte à être montée à l'intérieur d'un véhicule automobile, entre un générateur de gaz (2) et un coussin de protection (4) des occupants dudit véhicule, ledit générateur de gaz (2) étant apte à être déclenché au cas de choc sur ledit véhicule, et le coussin de protection (4) initialement plié, étant apte à être gonflé par le gaz issu du générateur, caractérisée en ce qu'elle est apte à être raccordée audit générateur de gaz (2) pour être en communication d e fluide gazeux, et en ce qu'elle est munie d'un ou plusieurs orifices d'évacuation (314, 315, 322), dont au moins un (314, 322), dit "principal" est ouvert pour permettre l'évacuation du gaz à l'intérieur dudit coussin (4), dès le déclenchement du générateur de gaz (2), ce ou ces orifices définissant un passage d'évacuation du gaz ayant une aire initiale (Ai), et en ce qu'elle comprend des moyens pour augmenter l'aire dudit passage d'évacuation jusqu'à une valeur finale (AI), supérieure à celle de l'aire initiale (Ai), dès que la pression à l'intérieur de ladite chambre de diffusion dépasse une valeur seuil prédéterminée, de sorte que la courbe du débit de gonflage cumulé du coussin de protection (4), en fonction du temps, présente une forme en S.
14. Ensemble de protection des occupants d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de diffusion de gaz (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 et un coussin de protection (4) desdits occupants, initia] ement à l'état plié et apte à être gonflé en cas de choc sur ledit véhicule.
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