FR3028594A1 - DEVICE FOR DISPENSING GAS IN A GAS GENERATOR - Google Patents
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Abstract
1 . Dispositif de distribution de gaz comprenant : - un diffuseur de gaz, - un obturateur (10) agencé pour être accouplé dans une première position au diffuseur de gaz (20) pour définir une enceinte de gaz (30) et pour obturer au moins une première partie de ladite surface de diffusion caractérisé : en ce que l'obturateur (10) est mobile pour aller de la première position vers une deuxième position dans laquelle l'obturateur (10) laisse libre ladite surface de diffusion, et en ce que l'obturateur (10) est agencé pour être poussé de la première position vers la deuxième position par du gaz de l'enceinte de gaz (30).1. Gas distribution device comprising: - a gas diffuser, - a shutter (10) arranged to be coupled in a first position to the gas diffuser (20) to define a gas enclosure (30) and to seal at least a first part of said diffusion surface characterized in that the shutter (10) is movable from the first position to a second position in which the shutter (10) leaves said diffusion surface free, and in that the shutter (10) is arranged to be pushed from the first position to the second position by gas of the gas enclosure (30).
Description
1 DISPOSITIF DE DISTRIBUTION DE GAZ DANS UN GENERATEUR DE GAZ La présente invention concerne de manière générale un dispositif de distribution de gaz agencé pour être monté dans un générateur de gaz d'un module de sécurité pour un véhicule automobile, et en particulier, un dispositif de distribution de gaz destiné à être intégré dans un générateur de gaz comprenant une réserve de gaz sous pression, tel qu'un générateur de gaz hybride (avec une réserve de gaz sous pression et du propergol), ou dit à gaz froid (comprenant uniquement une réserve de gaz sous pression), ou dit à gaz réactifs (une réaction chimique peut avoir lieu lors du fonctionnement, avec ou entre les gaz stockés sous pression).The present invention generally relates to a gas distribution device arranged to be mounted in a gas generator of a security module for a motor vehicle, and in particular, a device for the distribution of gas. gas distribution system intended to be integrated in a gas generator comprising a pressurized gas reserve, such as a hybrid gas generator (with a reserve of gas under pressure and propellant), or said cold gas (comprising only a reserve of gas under pressure), or called reactive gas (a chemical reaction can take place during operation, with or between gases stored under pressure).
Un aspect important à considérer pour un module de sécurité est la vitesse de déploiement du coussin de sécurité lorsque survient un choc véhicule. En effet, le coussin de sécurité doit être rapidement déployé si l'on veut effectuer correctement la retenue de l'occupant à protéger. A cet effet, il faut envoyer rapidement vers le coussin de sécurité une quantité suffisante de gaz pour le forcer à se déployer vers sa position théorique de retenue. Cependant, il ne faut pas trop solliciter mécaniquement le coussin de sécurité, car il peut alors survenir des déchirements ou ruptures qui compromettront alors l'étanchéité et la phase de retenue ultérieure. Il ne faut pas non plus solliciter mécaniquement d'autre pièces du module de sécurité (telle que le couvercle du module) ou de l'environnement proche (tel que la planche de bord) afin d'éviter toute éjection de pièce dans l'habitacle qui pourrait agresser les occupants du véhicule. Enfin, un déploiement trop rapide pourrait être agressif envers un passager qui ne serait pas positionné correctement dans le véhicule, autrement appelé en anglais « out of position » ou « 00P ». Il faut donc que le déploiement soit suffisamment 3028594 2- rapide pour assurer une bonne protection tout en étant peu agressif pour les pièces environnantes ou un passager mal positionné. Il est connu dans l'art antérieur des générateurs de gaz avec des réserves de gaz sous pression partitionnées en une partie aval et une partie 5 amont, la partie aval étant d'un volume limité et proche de l'orifice de décharge de la réserve de gaz pour fournir une quantité limitée de gaz sous haute pression afin de forcer le coussin de sécurité à se déployer rapidement. La partie amont, séparée de la partie aval par un orifice bouché par un opercule, contient plus de gaz sous pression et n'est véritablement 10 mise en communication avec l'orifice de décharge de la réserve de gaz que lorsque le coussin de sécurité est déployé. Le document W02010046703 montre un exemple de générateur comprenant un opercule intermédiaire agencé entre la partie amont et la partie aval d'une réserve de gaz sous pression et qui se rompt au cours du 15 fonctionnement. Cette technique présente plusieurs inconvénients, parmi lesquels : - des débris d'opercule peuvent être entraînés par les gaz sous pression vers le coussin de sécurité et provoquer des fuites dans celui-ci, - l'opercule étant soudé, cela demande des opérations complexes 20 d'assemblage, - la rupture mécanique de l'opercule doit être répétable, ce qui impose de multiples contraintes sur la fabrication et l'assemblage des composants - l'orifice de diffusion entre les chambres amont et aval doit être dimensionné pour satisfaire deux critères : le désoperculage et ensuite la vidange de la 25 chambre amont, ce qui peut compliquer la conception si ces critères imposent des dimensions différentes, donc incompatibles. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un dispositif de distribution de gaz pour un générateur 3028594 3 de gaz comprenant une réserve de gaz sous pression, le dispositif étant simple à fabriquer et présentant un fonctionnement fiable et répétable. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de distribution de gaz agencé pour être placé dans une réserve de gaz sous 5 pression d'un générateur de gaz, le dispositif de distribution de gaz comprenant : - un diffuseur de gaz agencé pour délimiter une partie amont et une partie aval dans la réserve de gaz et comprenant au moins un orifice de diffusion définissant une surface de diffusion, 10 - un obturateur agencé pour être accouplé dans une première position au diffuseur de gaz pour définir une enceinte de gaz dans la réserve de gaz, et pour obturer au moins une première partie de ladite surface de diffusion caractérisé : en ce que l'obturateur est mobile pour aller de la première position vers une 15 deuxième position dans laquelle l'obturateur obture une deuxième partie de ladite surface de diffusion inférieure à la première partie ou laisse libre ladite surface de diffusion, et en ce que l'obturateur est agencé pour être poussé ou déplacé de la première position vers la deuxième position par du gaz de l'enceinte de gaz, 20 lorsqu'une différence de pression entre l'enceinte de gaz et au moins l'une de la partie amont ou de la partie aval de la réserve de gaz excède une valeur prédéterminée. Le dispositif de distribution est aisé à fabriquer, car il peut ne comprendre que deux pièces, et l'obturateur est mobile entre une première et 25 une deuxième position. De plus, l'obturateur mobile est poussé par les gaz de l'enceinte de gaz qui sont en surpression par rapport au reste de la réserve de gaz, ce qui permet de facilement calibrer l'effort de poussée. Enfin, le mouvement de l'obturateur pour libérer le reste de la surface de diffusion est piloté par l'enceinte de gaz, et son dimensionnement est distinct de la dimension des orifices de diffusion. En d'autres termes, le dispositif 3028594 -4 permet de maitriser le temps d'activation et le débit de gaz à partir de deux paramètres distincts, qui n'interagissent pas, que sont la surface de diffusion et le différentiel de pression entre l'enceinte de gaz et les parties amont ou aval de la réserve de gaz. Ainsi, la conception est facilitée.An important aspect to consider for a security module is the speed of deployment of the airbag when a vehicle shock occurs. Indeed, the safety cushion must be quickly deployed if one wants to correctly carry the restraint of the occupant to protect. For this purpose, a sufficient quantity of gas must be rapidly sent to the safety cushion in order to force it to deploy towards its theoretical holding position. However, it should not too much mechanically stress the safety cushion, because it can then occur tears or breaks that will compromise the seal and the subsequent retention phase. Do not mechanically request other parts of the safety module (such as the module cover) or the surrounding environment (such as the dashboard) to prevent any part ejection into the passenger compartment. which could attack the occupants of the vehicle. Finally, a deployment too fast could be aggressive towards a passenger who would not be positioned correctly in the vehicle, otherwise called in English "out of position" or "00P". It is therefore necessary that the deployment is sufficiently fast enough to provide good protection while being not very aggressive for the surrounding parts or a poorly positioned passenger. It is known in the prior art gas generators with pressurized gas reserves partitioned in a downstream portion and an upstream portion, the downstream portion being of a limited volume and close to the discharge port of the reserve of gas to provide a limited amount of gas under high pressure to force the safety cushion to deploy rapidly. The upstream portion, separated from the downstream portion by an orifice plugged by a seal, contains more pressurized gas and is only actually placed in communication with the discharge port of the gas reserve when the airbag is deployed. The document WO2010046703 shows an example of a generator comprising an intermediate lid arranged between the upstream part and the downstream part of a pressurized gas reserve and which breaks during operation. This technique has several disadvantages, among which: - Debris seal can be driven by the pressurized gas to the safety cushion and cause leaks in it, - the seal being welded, it requires complex operations 20 assembly, - the mechanical rupture of the seal must be repeatable, which imposes multiple constraints on the manufacture and assembly of components - the diffusion orifice between the upstream and downstream chambers must be sized to meet two criteria : uncapping and then emptying the upstream chamber, which can complicate the design if these criteria impose different dimensions, therefore incompatible. An object of the present invention is to meet the disadvantages of the documents of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to propose a gas distribution device for a gas generator 3028594 3 comprising a reserve of gas under pressure, the device being simple to manufacture and having a reliable and repeatable operation. For this purpose a first aspect of the invention relates to a gas distribution device arranged to be placed in a gas reserve under pressure of a gas generator, the gas distribution device comprising: a gas diffuser arranged to defining an upstream portion and a downstream portion in the gas reservoir and comprising at least one diffusion orifice defining a diffusion surface, a shutter arranged to be coupled in a first position to the gas diffuser to define a gas enclosure in the gas supply, and for sealing at least a first portion of said diffusion surface characterized in that the shutter is movable to move from the first position to a second position in which the shutter closes a second portion of said diffusion surface less than the first part or leaves free said diffusion surface, and in that the shutter is arranged to be pushed or d displaced from the first position to the second position by gas of the gas enclosure, when a pressure difference between the gas enclosure and at least one of the upstream portion or the downstream portion of the supply of gas exceeds a predetermined value. The dispensing device is easy to manufacture because it can comprise only two parts, and the shutter is movable between a first and a second position. In addition, the movable shutter is pushed by the gases of the gas chamber which are overpressurized relative to the rest of the gas reserve, which allows to easily calibrate the thrust force. Finally, the movement of the shutter to release the rest of the diffusion surface is controlled by the gas enclosure, and its dimensioning is distinct from the size of the diffusion orifices. In other words, the device 3028594 -4 makes it possible to control the activation time and the gas flow rate from two distinct, non-interacting parameters, namely the diffusion surface and the pressure differential between the gas enclosure and upstream or downstream parts of the gas reserve. Thus, the design is facilitated.
5 Avantageusement, l'obturateur est agencé pour passer de la première à la deuxième position en restant intègre, c'est-à-dire sans se rompre. Il n'y a donc pas de génération de débris qui pourraient par la suite endommager le coussin de sécurité relié au générateur de gaz. La fiabilité est améliorée, car le fonctionnement ne se base pas sur une rupture mécanique. Cette mise 10 en oeuvre implique que l'obturateur est accouplé au dispositif de distribution ou au générateur de gaz de manière à s'en détacher sans rupture, sans pour autant que le mouvement soit réversible. Avantageusement, la différence de pression est une différence de pression entre l'enceinte de gaz et la partie amont de la réserve de gaz.Advantageously, the shutter is arranged to pass from the first to the second position while remaining intact, that is to say without breaking. There is no generation of debris that could subsequently damage the safety cushion connected to the gas generator. Reliability is improved because the operation is not based on mechanical failure. This implementation implies that the shutter is coupled to the dispensing device or the gas generator so as to detach from it without breaking, without the movement being reversible. Advantageously, the pressure difference is a pressure difference between the gas chamber and the upstream portion of the gas reserve.
15 Cette mise en oeuvre permet de baser le fonctionnement sur la partie amont de la réserve de gaz, c'est-à-dire celle dont la pression évolue le moins vite, ce qui améliore la reproductibilité du fonctionnement. Avantageusement, l'enceinte de gaz est agencée entre le diffuseur de gaz et l'obturateur lorsque ce dernier est dans la première position. Ce sont 20 les deux pièces du dispositif qui définissent l'enceinte de gaz, le reste du générateur de gaz peut donc rester standard et être commun à plusieurs références de produits finis. Avantageusement, l'enceinte de gaz présente un volume compris entre 1cm3 et 10cm3. Ce volume limité permet de forcer rapidement le 25 déploiement du coussin de sécurité sans pour autant risquer de l'endommager. En alternative, le volume de l'enceinte de gaz est inférieur à 20% du volume total de la réserve de gaz. Par exemple, le volume de la réserve de gaz peut être compris entre 50 et 150 cm3. 3028594 -5 Avantageusement, le diffuseur de gaz comprend : - un puits défini par une paroi de puits s'étendant entre un fond de puits et une ouverture de puits, et - au moins une paroi de pied s'étendant depuis le fonds vers une face 5 d'appui, dans une direction opposée à l'ouverture de puits, la paroi de pied comprenant ledit au moins un orifice de diffusion, l'obturateur présente une forme de capuchon pour recouvrir et fermer le puits afin de former ainsi l'enceinte de gaz lorsque l'obturateur est dans la première position, 10 et l'obturateur présente une paroi avec une hauteur suffisante pour recouvrir au moins partiellement ledit au moins un orifice de diffusion, lorsque l'obturateur est dans la première position. Avantageusement, le dispositif de distribution de gaz comprend des moyens d'étanchéité agencés entre l'enceinte de gaz et la réserve de gaz 15 sous pression. La pression dans l'enceinte de gaz reste donc plus stable, est moins perturbée par les fuites et se vidange donc moins vite. Avantageusement, lorsque l'enceinte est définie entre le diffuseur de gaz et l'obturateur en forme de capuchon, les moyens d'étanchéité sont un joint torique ou un bourrelet de matière entre l'obturateur et le diffuseur de gaz.This implementation makes it possible to base the operation on the upstream part of the gas reserve, that is to say the one whose pressure evolves the slower, which improves the reproducibility of the operation. Advantageously, the gas chamber is arranged between the gas diffuser and the shutter when the latter is in the first position. These are the two parts of the device that define the gas enclosure, the rest of the gas generator can therefore remain standard and be common to several references of finished products. Advantageously, the gas chamber has a volume of between 1 cm 3 and 10 cm 3. This limited volume makes it possible to rapidly force the deployment of the safety cushion without risk of damaging it. Alternatively, the volume of the gas enclosure is less than 20% of the total volume of the gas reserve. For example, the volume of the gas reserve may be between 50 and 150 cm3. Advantageously, the gas diffuser comprises: a well defined by a well wall extending between a well bottom and a well opening, and at least one foot wall extending from the bottom to a well 5, in a direction opposite to the well opening, the foot wall comprising said at least one diffusion orifice, the shutter has a cap shape to cover and close the well to thereby form the gas enclosure when the shutter is in the first position, and the shutter has a wall with a height sufficient to at least partially cover said at least one diffusion orifice, when the shutter is in the first position. Advantageously, the gas distribution device comprises sealing means arranged between the gas chamber and the gas reserve 15 under pressure. The pressure in the gas chamber therefore remains more stable, is less disturbed by leaks and therefore flushes less quickly. Advantageously, when the chamber is defined between the gas diffuser and the cap-shaped shutter, the sealing means are an O-ring or a bead of material between the shutter and the gas diffuser.
20 Avantageusement, le dispositif de distribution de gaz comprend des moyens de verrouillage agencés pour verrouiller l'obturateur lorsqu'il est dans la deuxième position. Ainsi, l'obturateur ne peut pas revenir dans la première position, ce qui évite toute perturbation du flux de gaz entre la partie amont et aval.Advantageously, the gas distribution device comprises locking means arranged to lock the shutter when it is in the second position. Thus, the shutter can not return to the first position, which avoids any disturbance of the gas flow between the upstream and downstream part.
25 Avantageusement, l'obturateur est agencé pour coulisser par rapport au diffuseur de gaz de la première position vers la deuxième position. Avantageusement, il est prévu une patte anti retour pour assurer le verrouillage dans la deuxième position. Cette mise en oeuvre est indépendante du mode de déplacement de l'obturateur mobile. 3028594 -6 Avantageusement, l'obturateur est clipsé sur le diffuseur de gaz lorsqu'il est dans la première position. Ce mode de fixation est aisé à mettre en oeuvre, et l'effort de désolidarisation est maitrisé. On entend par clipsage un mode d'assemblage avec une déformation élastique d'une des pièces 5 pour s'accoupler à l'autre. Avantageusement, au moins l'un du diffuseur de gaz ou de l'obturateur est réalisé en matière plastique. On peut envisager du polyamide PA 6.6 ou du polyoxyméthylène (ou polyformaldéhyde), de sigle POM. On peut également envisager de charger la matière plastique avec des fibres de 10 verre, à 30% du poids total par exemple. Avantageusement, le dispositif de distribution de gaz comprend un orifice de remplissage de l'enceinte de gaz, présentant une surface de remplissage inférieure ou égale à 10% de la surface de diffusion laissée libre par l'obturateur lorsque celui-ci est dans la première position. La vidange de 15 l'enceinte de gaz sera bien plus lente que la vidange de la réserve de gaz, partie amont ou aval. L'orifice de remplissage peut être prévu sur l'obturateur ou le diffuseur de gaz. Avantageusement, il est prévu des moyens de blocage agencés pour bloquer l'obturateur dans une position intermédiaire entre la première position 20 et la deuxième position, tant que la pression dans la partie amont est supérieure à une pression prédéterminée, ou tant que la différence de pression entre l'enceinte de gaz et au moins l'une de la partie amont ou de la partie aval de la réserve de gaz n'excède pas une deuxième valeur prédéterminée. Le passage de l'obturateur de la première position vers la 25 deuxième position sera progressif, afin d'avoir une transition d'écoulement progressive. Un second aspect de l'invention est un générateur de gaz comprenant au moins une réserve de gaz sous pression et au moins un dispositif de distribution de gaz selon le premier aspect de l'invention agencé dans ladite 30 au moins une réserve de gaz. 3028594 -7 Avantageusement, la réserve de gaz comprend au moins un orifice de décharge obturé par au moins un opercule, et le générateur de gaz comprend au moins un dispositif d'ouverture dudit au moins un opercule agencé à l'extérieur de ladite au moins une réserve de gaz. Le dispositif 5 d'ouverture à l'extérieur de la réserve de gaz ne peut pas influencer le fonctionnement du dispositif de distribution. Avantageusement, le dit au moins un orifice de décharge présente une surface de décharge au moins supérieure à ladite surface de diffusion laissée libre par l'obturateur, lorsque celui-ci est dans la deuxième position. C'est 10 alors la surface de diffusion qui est la plus petite le long de l'écoulement des gaz sous pression de la partie amont, ce qui apporte donc un pilotage spécifique de la vidange de la partie amont. Avantageusement, ledit au moins un orifice de décharge présente une surface de décharge au moins supérieure à ladite surface de diffusion laissée 15 libre par l'obturateur, lorsque celui-ci est dans la première position Avantageusement, le générateur de gaz comprend des moyens de retenue de l'obturateur agencés pour retenir l'obturateur dans ladite au moins une réserve de gaz, lorsque l'obturateur est passé dans la deuxième position. L'obturateur ne peut pas aller dans le coussin de sécurité ni dans d'autres 20 parties du générateur de gaz, si bien que le fonctionnement global est sécurisé. Un dernier aspect de l'invention concerne un module de sécurité comprenant au moins un dispositif de distribution de gaz selon le premier aspect.Advantageously, the shutter is arranged to slide relative to the gas diffuser from the first position to the second position. Advantageously, there is provided an anti return tab for locking in the second position. This implementation is independent of the mode of movement of the movable shutter. Advantageously, the shutter is clipped onto the gas diffuser when it is in the first position. This method of attachment is easy to implement, and the effort of uncoupling is mastered. Clipping means an assembly mode with elastic deformation of one of the parts 5 to mate with the other. Advantageously, at least one of the gas diffuser or the shutter is made of plastic. Polyamide PA 6.6 or polyoxymethylene (or polyformaldehyde), POM acronym. It is also possible to envisage loading the plastic material with glass fibers, for example at 30% of the total weight. Advantageously, the gas distribution device comprises a filling orifice of the gas chamber, having a filling surface less than or equal to 10% of the diffusion area left free by the shutter when it is in the first position. The emptying of the gas chamber will be much slower than the emptying of the gas reserve, upstream or downstream part. The filling orifice may be provided on the shutter or the gas diffuser. Advantageously, there are provided blocking means arranged to block the shutter in an intermediate position between the first position and the second position, as long as the pressure in the upstream portion is greater than a predetermined pressure, or as long as the difference in pressure between the gas chamber and at least one of the upstream portion or the downstream portion of the gas supply does not exceed a second predetermined value. The passage of the shutter from the first position to the second position will be progressive, in order to have a progressive flow transition. A second aspect of the invention is a gas generator comprising at least one pressurized gas supply and at least one gas distribution device according to the first aspect of the invention arranged in said at least one gas supply. Advantageously, the gas reserve comprises at least one discharge orifice closed by at least one lid, and the gas generator comprises at least one device for opening said at least one lid arranged outside said at least one a gas reserve. The opening device 5 outside the gas reserve can not influence the operation of the dispensing device. Advantageously, the said at least one discharge orifice has a discharge surface at least greater than the said diffusion surface left free by the shutter, when the latter is in the second position. It is then the diffusion area which is the smallest along the flow of the pressurized gases of the upstream part, which thus brings a specific control of the emptying of the upstream part. Advantageously, said at least one discharge orifice has a discharge surface at least greater than said diffusion area left free by the shutter, when it is in the first position. Advantageously, the gas generator comprises retaining means. of the shutter arranged to retain the shutter in said at least one gas reserve, when the shutter has passed into the second position. The shutter can not go into the airbag or other parts of the gas generator, so overall operation is secure. A final aspect of the invention relates to a security module comprising at least one gas distribution device according to the first aspect.
25 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de quatre modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels 3028594 8 - la figure 1 représente une première mise en oeuvre d'un dispositif de distribution selon l'invention comprenant un diffuseur de gaz et un obturateur, l'obturateur étant dans une première position ; - les figures 2a et 2b représentent chacune une possibilité 5 d'agencement de l'obturateur de la figure 1 par rapport au diffuseur de gaz ; - la figure 3 représente le dispositif de distribution de gaz de la figure 1 avec l'obturateur dans une deuxième position ; - la figure 4 représente une deuxième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution selon l'invention, avec un obturateur dans une première position ; 10 - la figure 5 représente le dispositif de distribution de gaz de la figure 4 avec l'obturateur dans une deuxième position ; - les figures 6a à 6c représentent un générateur de gaz avec deux réserves de gaz sous pression, chacune équipée du dispositif de distribution de la figure 1, respectivement : 15 - avant fonctionnement - en début de fonctionnement, avec l'obturateur en première position - en fin de fonctionnement, avec l'obturateur en deuxième position ; - la figure 7 représente une troisième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution de gaz selon l'invention ; 20 - les figures 8a et 8b représentent une cinquième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution de gaz selon l'invention. La figure 1 représente un dispositif de distribution selon une première mise en oeuvre, comprenant un obturateur 10 et un diffuseur de gaz 20, qui sépare une réserve 50 de gaz sous pression d'un générateur de gaz en une 25 partie aval 52 (c'est-à-dire la plus proche d'un orifice de décharge 53 de la réserve 50 de gaz) et en une partie amont 51 (séparée de l'orifice de décharge 53 par le diffuseur de gaz 20). Le diffuseur de gaz 20 comprend également une pluralité d'orifices de diffusion 21, (dont seuls deux sont 3028594 9 visibles sur la figure 1) présentant une surface de diffusion, qui est la somme de la surface de tous les orifices de diffusion 21. La figure 1 montre l'obturateur 10, ici représenté accouplé au diffuseur de gaz 20, dans une première position. Le diffuseur de gaz 20 comprend un 5 puits qui est recouvert par l'obturateur 10, afin de former une enceinte de gaz 30 qui est en communication avec l'extérieur par un orifice de remplissage 11, de petite section, ce qui fait que la vidange de l'enceinte de gaz 30 est plus lente que celles des parties amont 51 ou aval 52 de la réserve de gaz 50. On peut envisager une section de l'orifice de remplissage inférieure ou 10 égale à 10% de la section des orifices de diffusion 21 laissée libre par l'obturateur dans la première position. Ainsi la vidange de l'enceinte de gaz 30 est lente par rapport à celle de la partie amont 51. A titre d'exemple, le diamètre de l'orifice de remplissage peut aller de 0.2 à 1.5mm. L'obturateur 10, dans cette première position, accouplé au diffuseur de 15 gaz 20, recouvre en partie les orifices de diffusion 21, de sorte que seulement une fraction de la surface de diffusion est laissée libre. On peut envisager d'accoupler l'obturateur 10 sur le diffuseur de gaz 20 de diverses manières, mais on pourra préférer un clipsage ou un montage légèrement serré des pièces entre elles. Ainsi, le montage est aisé et on peut 20 désolidariser les pièces avec un effort calibré exercé sur l'obturateur 10. On peut en alternative envisager un point de soudure ou de colle d'une résistance calibrée. L'orifice de décharge 53 est obturé par un opercule 54, et la pression de gaz dans la partie aval 52 est identique à celle dans l'enceinte de gaz 30 25 et à celle dans la partie amont 51 avant la mise à feu du générateur, et peut être comprise entre 30 MPa et 60 MPa par exemple. Le fonctionnement du générateur se fait en deux temps. Dans un premier temps, en cas d'un choc véhicule nécessitant un déploiement du coussin de sécurité, l'opercule 54 scellant l'orifice de décharge 53 est ouvert, 30 ce qui libère immédiatement les gaz sous pression de la partie aval 52, et 3028594 -10- permet l'écoulement des gaz sous pression de la partie amont 51, mais à travers seulement la surface de diffusion dont une première partie est occultée par l'obturateur 10 dans la première position. Cela a pour effet de limiter le débit des gaz de la partie amont 51 qui sont ensuite diffusés vers le 5 coussin de sécurité, ainsi que leur agressivité envers le coussin de sécurité (avec la première partie de la surface de diffusion qui est occultée). Les figures 2a et 2b montrent chacune une possibilité d'occultation de la surface de diffusion par l'obturateur 10 dans la première position. Dans un premier cas (figure 2a), l'obturateur 10 peut comporter une jupe qui recouvre 10 les orifices de diffusion 21, mais avec un jeu j1 tel que représenté. Les gaz de la partie amont 51 peuvent alors passer par le jeu j1 pour se vidanger. Une autre possibilité (figure 2b) est de raccourcir la jupe de l'obturateur 10, de sorte qu'il existe un jeu j2 entre la partie extrême de la jupe de l'obturateur 10 et les orifices de diffusion 21.Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of four embodiments of the invention given by way of non-limiting examples and illustrated by the accompanying drawings, in which 3028594 8 - Figure 1 shows a first implementation of a dispensing device according to the invention comprising a gas diffuser and a shutter, the shutter being in a first position; FIGS. 2a and 2b each represent a possibility of arranging the shutter of FIG. 1 with respect to the gas diffuser; - Figure 3 shows the gas distribution device of Figure 1 with the shutter in a second position; - Figure 4 shows a second implementation of a dispensing device according to the invention, with a shutter in a first position; Figure 5 shows the gas distribution device of Figure 4 with the shutter in a second position; FIGS. 6a to 6c show a gas generator with two pressurized gas reserves, each equipped with the dispensing device of FIG. 1, respectively: - before operation - at the beginning of operation, with the shutter in the first position - at the end of operation, with the shutter in second position; FIG. 7 represents a third implementation of a gas distribution device according to the invention; FIGS. 8a and 8b show a fifth implementation of a gas distribution device according to the invention. FIG. 1 shows a dispensing device according to a first embodiment, comprising a shutter 10 and a gas diffuser 20, which separates a reserve 50 of gas under pressure from a gas generator into a downstream part 52 (FIG. that is to say, the closest to a discharge port 53 of the gas reserve 50) and an upstream portion 51 (separated from the discharge port 53 by the gas diffuser 20). The gas diffuser 20 also comprises a plurality of diffusion orifices 21 (only two of which are visible in FIG. 1) having a diffusion surface, which is the sum of the area of all the diffusion orifices 21. Figure 1 shows the shutter 10, here shown coupled to the gas diffuser 20, in a first position. The gas diffuser 20 comprises a well which is covered by the shutter 10 in order to form a gas enclosure 30 which is in communication with the outside through a filling orifice 11, of small cross-section, so that the The emptying of the gas enclosure 30 is slower than that of the upstream portions 51 or downstream 52 of the gas reserve 50. It is possible to envisage a section of the filling orifice which is less than or equal to 10% of the section of the orifices. broadcast 21 left free by the shutter in the first position. Thus the emptying of the gas chamber 30 is slow compared to that of the upstream portion 51. For example, the diameter of the filling orifice can range from 0.2 to 1.5 mm. The shutter 10, in this first position, coupled to the gas diffuser 20, partially covers the diffusion holes 21, so that only a fraction of the diffusion area is left free. It is conceivable to couple the shutter 10 to the gas diffuser 20 in various ways, but it may prefer a clipping or a slightly tight assembly of the parts together. Thus, the assembly is easy and the parts can be detached with a calibrated force exerted on the shutter 10. It is possible alternatively to consider a welding or glue point of a calibrated resistance. The discharge orifice 53 is closed by a cap 54, and the gas pressure in the downstream part 52 is identical to that in the gas chamber 25 and in the upstream part 51 before the generator is fired. and may be between 30 MPa and 60 MPa for example. The operation of the generator is done in two stages. In the first instance, in the event of a vehicle shock requiring deployment of the safety cushion, the seal 54 sealing the discharge orifice 53 is open, which immediately releases the pressurized gases from the downstream part 52, and 3028594 -10- allows the flow of pressurized gases from the upstream portion 51, but through only the diffusion surface of which a first portion is obscured by the shutter 10 in the first position. This has the effect of limiting the gas flow of the upstream part 51 which is then diffused towards the safety cushion, as well as their aggressiveness towards the safety cushion (with the first part of the diffusion surface being obscured). Figures 2a and 2b each show a possibility of concealment of the diffusion surface by the shutter 10 in the first position. In a first case (Figure 2a), the shutter 10 may comprise a skirt which covers the diffusion holes 21, but with a set j1 as shown. The gases of the upstream portion 51 can then go through the game j1 to drain. Another possibility (Figure 2b) is to shorten the skirt of the shutter 10, so that there is a game j2 between the end portion of the skirt of the shutter 10 and the diffusion holes 21.
15 En fonction des débits de vidange de la partie amont 51 souhaités, on pourra choisir l'une ou l'autre solution et calibrer la valeur des jeux j1 ou j2. Dans un deuxième temps, lorsque suffisamment de gaz s'est écoulé au travers de la surface de diffusion réduite, la pression dans la partie amont 51 baisse significativement. Cependant, la pression dans l'enceinte de gaz 20 30 baisse beaucoup moins vite, et un différentiel de pression augmente entre ces deux parties, ce qui provoque l'apparition d'un effort de poussée sur l'obturateur 10 en raison de la surpression dans l'enceinte de gaz 30 par rapport au reste de la réserve de gaz 50. Lorsque la différence de pression atteint un seuil déterminé qui correspond donc à un effort de poussée donné, 25 l'obturateur 10 se désaccouple du diffuseur de gaz 20, et passe dans une deuxième position, dans laquelle il n'obture plus les orifices de diffusion 21, comme représenté figure 3. En conséquence, toute la surface de diffusion est libérée, et le débit des gaz sous pression sortant de la partie amont 51 est notablement augmenté.Depending on the flow rates of the upstream portion 51 desired, one can choose one or the other solution and calibrate the value of the games j1 or j2. In a second step, when enough gas has passed through the reduced diffusion area, the pressure in the upstream portion 51 drops significantly. However, the pressure in the gas enclosure 20 drops much less rapidly, and a pressure differential increases between these two parts, which causes the appearance of a thrust force on the shutter 10 due to the overpressure in the gas enclosure 30 relative to the remainder of the gas reservoir 50. When the pressure difference reaches a determined threshold which corresponds to a given thrust force, the shutter 10 disconnects from the gas diffuser 20, and passes into a second position, in which it no longer closes the diffusion holes 21, as shown in FIG. 3. As a result, the entire diffusion surface is released, and the flow rate of the pressurized gases leaving the upstream portion 51 is significantly increased.
3028594 On peut de plus envisager de bloquer l'obturateur dans une position intermédiaire ou ralentir son passage de l'une à l'autre position, pour obtenir une évolution de la surface de diffusion progressive et non brutale. On peut à cet effet envisager un effort de blocage intermédiaire qui ne sera vaincu que 5 lorsque l'enceinte de gaz aura atteint une deuxième différence de pression avec la réserve de gaz par exemple. Le passage de l'obturateur de l'une à l'autre des positions peut être prévu pour durer ainsi au moins 5 millisecondes. A cet instant, le coussin de sécurité est au moins partiellement déployé 10 et l'augmentation du débit de sortie des gaz sous pression n'a pas de conséquence sur l'intégrité du coussin de sécurité. On peut prévoir des moyens d'étanchéité tels qu'un joint ou un bourrelet de matière entre le diffuseur de gaz 20 et l'obturateur 10, de sorte à garantir le débit de fuite de l'enceinte de gaz 30 lorsque la partie aval 52 15 et/ou la partie amont 51 se vident. La figure 4 représente une deuxième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution de gaz selon l'invention. Un obturateur 10a, dans une première position, recouvre les orifices de diffusion 21 d'un diffuseur de gaz 20a, tous deux de formes sensiblement identiques aux composants de la figure 1.3028594 It is further possible to block the shutter in an intermediate position or slow its passage from one to the other position, to obtain an evolution of the progressive diffusion area and not brutal. We can for this purpose consider an intermediate locking force which will be overcome only when the gas chamber has reached a second pressure difference with the gas reserve for example. The passage of the shutter from one position to another can be expected to last for at least 5 milliseconds. At this time, the safety cushion is at least partially deployed and the increase in the output rate of the pressurized gases has no effect on the integrity of the airbag. Sealing means may be provided such as a seal or a bead of material between the gas diffuser 20 and the shutter 10, so as to guarantee the leakage rate of the gas enclosure 30 when the downstream portion 52 15 and / or the upstream portion 51 are empty. FIG. 4 represents a second implementation of a gas distribution device according to the invention. A shutter 10a, in a first position, covers the diffusion holes 21 of a gas diffuser 20a, both of forms substantially identical to the components of FIG.
20 Cependant, dans cette mise en oeuvre, le diffuseur de gaz 20a comprend une paroi 22 agencée dans le puits qui définit l'enceinte de gaz 30, pour procurer une interface de clipsage à l'obturateur 10a. A cet effet, ce dernier comprend deux lèvres de clipsage 12, et on peut envisager d'implanter un bourrelet 14 entre l'obturateur 10a et le diffuseur de gaz 20a pour procurer une étanchéité 25 à l'enceinte de gaz 30. La figure 5 représente le dispositif de distribution de gaz de la figure 4, avec l'obturateur 10a dans une deuxième position. En effet, en raison d'un désoperculage de l'opercule 54 (voir figure 4), les gaz de la partie aval 52 se sont vidangés par l'orifice de décharge 53, ainsi que les gaz de la partie 30 amont 51, par un orifice secondaire 23, puis par l'orifice de décharge 53. 3028594 -12- Comme l'orifice de remplissage 11 est de très faible taille par rapport à l'orifice secondaire 23, l'enceinte de gaz 30 se vidange très lentement, et une surpression dans l'enceinte de gaz 30 provoque un déclipsage de l'obturateur 10a. Ce dernier est alors poussé par les gaz de l'enceinte de gaz 30 et passe 5 dans la deuxième position représentée figure 5. La figure 6a représente un générateur comprenant deux réserves 50 de gaz sous pression, chacune équipée du dispositif de distribution de gaz de la figure 1, avec l'obturateur 10 dans la première position, avant fonctionnement du générateur de gaz. Chaque réserve de gaz est scellée par 10 un opercule 54 soutenu par un pilier 61, ce dernier est accouplé à des moyens d'ouverture 60. On peut envisager de remplir chaque réserve 50 de gaz avec un gaz qui peut réagir avec le gaz de l'autre réserve de gaz, comme par exemple de l'oxygène pour une réserve 50 de gaz, et de l'hydrogène pour l'autre réserve 50 de gaz. On peut envisager d'utiliser des 15 mélanges de ces gaz réactifs avec d'autres gaz inertes (argon, hélium). Chaque réserve 50 de gaz sous pression est donc séparée en une partie amont 51 et un partie aval 52 par un diffuseur de gaz 20. L'obturateur 10 est accouplé (par clipsage par exemple) au diffuseur de gaz 20, de sorte à définir une enceinte de gaz 30 qui sera remplie simultanément à la réserve 20 50 de gaz sous pression par l'intermédiaire de l'orifice de remplissage 11. L'obturateur 10 recouvre une première partie de la surface de diffusion définie par les orifices de diffusion 21 du diffuseur de gaz 20. La figure 6b représente le générateur de gaz de la figure 6a en début de fonctionnement, après ouverture de l'orifice de décharge 53 par des 25 moyens d'ouverture 60 (un pyro-mécanisme par exemple), seuls les gaz la partie aval 52 et un faible débit de gaz de la partie amont 51 peuvent aller dans la zone de diffusion 70 du générateur de gaz et forcer le coussin de sécurité encore plié à se déployer vers sa position finale de retenue. En raison du faible volume de la partie aval 52 et la faible surface de diffusion 30 laissée libre par l'obturateur 10, le coussin de sécurité et son environnement 3028594 -13- proche (tels que le couvercle ou la planche de bord) ne sont pas agressés par les gaz sous pression, et le risque de rupture est fortement réduit par rapport à un générateur de gaz sans les dispositifs de distribution de l'invention.However, in this implementation, the gas diffuser 20a comprises a wall 22 arranged in the well which defines the gas enclosure 30, to provide a clipping interface to the shutter 10a. For this purpose, the latter comprises two clipping lips 12, and it is conceivable to implant a bead 14 between the shutter 10a and the gas diffuser 20a to provide a seal 25 to the gas enclosure 30. FIG. represents the gas distribution device of Figure 4, with the shutter 10a in a second position. Indeed, due to uncapping of the seal 54 (see FIG. 4), the gases of the downstream part 52 have been emptied by the discharge orifice 53, as well as the gases of the upstream part 51, by a secondary orifice 23, then through the discharge port 53. Since the filling orifice 11 is of very small size relative to the secondary orifice 23, the gas enclosure 30 is drained very slowly, and an overpressure in the gas enclosure 30 causes the shutter 10a to be unclipped. The latter is then pushed by the gases of the gas enclosure 30 and passes into the second position shown in FIG. 5. FIG. 6a shows a generator comprising two reserves 50 of gas under pressure, each equipped with the gas distribution device. Figure 1, with the shutter 10 in the first position, before operation of the gas generator. Each gas reserve is sealed by a cap 54 supported by a pillar 61, the latter is coupled to the opening means 60. It can be envisaged to fill each reserve 50 of gas with a gas which can react with the gas of the gas. Another gas reserve, such as, for example, oxygen for a gas reserve 50, and hydrogen for the other gas reserve 50. It is possible to use mixtures of these reactive gases with other inert gases (argon, helium). Each reserve 50 of gas under pressure is thus separated into an upstream portion 51 and a downstream portion 52 by a gas diffuser 20. The shutter 10 is coupled (by clipping for example) to the gas diffuser 20, so as to define a gas chamber 30 which will be filled simultaneously with the reserve 50 of pressurized gas via the filling orifice 11. The shutter 10 covers a first part of the diffusion surface defined by the diffusion holes 21 of the gas diffuser 20. FIG. 6b shows the gas generator of FIG. 6a at the beginning of operation, after opening of the discharge orifice 53 by means of opening 60 (a pyro mechanism for example), only the The downstream part 52 and a low gas flow of the upstream portion 51 can go into the diffusion zone 70 of the gas generator and force the still folded safety cushion to deploy to its final retaining position. Because of the low volume of the downstream portion 52 and the small diffusion area 30 left free by the shutter 10, the airbag and its surrounding environment (such as the lid or the dashboard) are not being attacked by the pressurized gases, and the risk of rupture is greatly reduced compared to a gas generator without the dispensing devices of the invention.
5 Lors de la vidange de la partie amont 51, la pression diminue, alors qu'elle reste constante ou diminue beaucoup moins vite dans l'enceinte de gaz 30, de telle sorte que l'obturateur 10 subit un effort de poussée grandissant de la part des gaz sous pression dans l'enceinte de gaz 30. La figure 6c représente le moment où l'effort de poussée sur 10 l'obturateur 10 a dépassé l'effort de clipsage qui maintenait l'obturateur 10 dans la première position, et l'obturateur 10 est donc poussé dans la deuxième position telle que représentée, par les gaz sous pression de l'enceinte de gaz 30. L'obturateur 10 laisse alors libre toute la surface des orifices de 15 diffusion 21, ou en occulte une deuxième partie inférieure à la première partie, de sorte que le débit des gaz sous pression pouvant aller à l'orifice de décharge et à la zone de diffusion 70 augmente fortement, dans la même proportion que l'augmentation de la surface de diffusion. Cette augmentation du débit est sans conséquence négative sur le 20 coussin de sécurité, car il est suffisamment déployé à ce moment là. Pour éviter toute perturbation du fonctionnement par les obturateurs 10 lorsqu'ils sont passés dans la deuxième position, on peut envisager de les maintenir dans cette deuxième position par des moyens de verrouillage par exemple.When the upstream portion 51 is emptied, the pressure decreases, while it remains constant or decreases much less rapidly in the gas enclosure 30, so that the shutter 10 undergoes a thrust force that increases in size. proportion of gases under pressure in the gas enclosure 30. FIG. 6c shows the moment when the thrust force on the shutter 10 has exceeded the clipping force which kept the shutter 10 in the first position, and the shutter 10 is thus pushed into the second position as represented by the gases under pressure of the gas enclosure 30. The shutter 10 then leaves the entire surface of the diffusion orifices 21 open, or conceals a second lower part to the first part, so that the flow rate of the pressurized gases that can go to the discharge port and the diffusion zone 70 increases sharply, in the same proportion as the increase of the diffusion area. This increase in flow rate has no negative effect on the safety cushion because it is sufficiently deployed at this time. To prevent any disruption of the operation by the shutters 10 when they have passed into the second position, it is conceivable to keep them in this second position by means of locking for example.
25 La figure 7 représente une troisième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution de gaz selon l'invention. Un diffuseur de gaz 20b présente une cuvette recouverte par un obturateur 10b, afin de définir une enceinte de gaz sous pression. L'obturateur 10b, dans la première position n'obture pas tous les orifices de diffusion 21, car un des orifices de diffusion 21 est agencé sur 3028594 -14- une paroi latérale du diffuseur de gaz 20c et permet une vidange à faible vitesse de la partie amont 51 lorsque l'opercule 54. La figure 8a représente une quatrième mise en oeuvre d'un dispositif de distribution de gaz selon l'invention, dans une réserve 50 de gaz sous 5 pression. Un obturateur mobile 10d est agencé dans un diffuseur de gaz 20d, dont les orifices de diffusion 21 sont partiellement obturés par l'obturateur mobile 10d. Ce dernier est fixé au diffuseur de gaz 20d par une paroi cylindrique 13 qui forme une enceinte de gaz 30 qui peut se remplir par l'orifice de remplissage 11 de faibles dimensions par rapport aux orifices de 10 diffusion 21. Lors de l'ouverture de l'opercule 54, la partie aval 52 se vidange, ce qui fait progressivement chuter la pression également dans la partie amont 51 qui se vidange au travers de la surface des orifices de diffusion 21 laissée libre par l'obturateur mobile 10d.FIG. 7 represents a third implementation of a gas distribution device according to the invention. A gas diffuser 20b has a bowl covered by a shutter 10b, to define a pressurized gas enclosure. The shutter 10b in the first position does not close all the diffusion orifices 21, because one of the diffusion orifices 21 is arranged on a side wall of the gas diffuser 20c and allows a low-speed emptying of the upstream portion 51 when the cover 54. Figure 8a shows a fourth implementation of a gas distribution device according to the invention in a reserve 50 of gas under pressure. A movable shutter 10d is arranged in a gas diffuser 20d, whose diffusion orifices 21 are partially closed by the movable shutter 10d. The latter is attached to the gas diffuser 20d by a cylindrical wall 13 which forms a gas enclosure 30 which can be filled by the filling orifice 11 of small dimensions with respect to the diffusion orifices 21. the cover 54, the downstream portion 52 is drained, which gradually reduces the pressure also in the upstream portion 51 which is drained through the surface of the diffusion holes 21 left free by the movable shutter 10d.
15 Lorsque la pression dans la partie amont 51 baisse suffisamment, la paroi 13 se déforme en raison de la surpression qui règne dans l'enceinte de gaz 30, comme le représente la figure 8b, ce qui a pour effet de déplacer l'obturateur mobile 10 qui libère totalement les orifices de diffusion 21. En conséquence, le débit de gaz augmente.When the pressure in the upstream portion 51 drops sufficiently, the wall 13 deforms due to the overpressure in the gas chamber 30, as shown in FIG. 8b, which has the effect of moving the movable shutter 10 which completely releases the diffusion ports 21. As a result, the gas flow rate increases.
20 On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées.It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described herein without departing from the scope of the invention defined by the appended claims.
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