FR3139073A1 - Générateur de gaz avec du propergol stocké sous pression - Google Patents
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Abstract
Générateur de gaz comprenant :- une chambre de gaz (10) avec un premier orifice (21) présentant une première surface de passage,- un opercule principal (51), obturant le premier orifice (21),- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz (10),- une chambre pyrotechnique (30 ), agencée dans la chambre de gaz (10),- un dispositif d’allumage (40),caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend au moins une paroi de cloisonnement (33) de la chambre de gaz (10) avec au moins un deuxième orifice (22) présentant une deuxième surface de passage inférieure à la première surface de passage, et en ce que la chambre pyrotechnique (30) est agencée entre la paroi de cloisonnement (33) et le premier orifice (21). Figure pour l'abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne de manière générale un générateur de gaz pour des applications de sécurité automobile. En particulier, l’invention concerne un générateur de gaz comprenant une réserve de gaz sous pression et du propergol stocké dans la réserve de gaz sous pression.
On connaît dans l’art antérieur des générateurs de gaz pouvant stocker du propergol directement dans une réserve de gaz sous pression. En contrepartie, un tel système peut présenter des pressions internes élevées lors du fonctionnement (la combustion du propergol génère des gaz de combustion chauds et peut faire augmenter la pression des gaz déjà présent dans la réserve de gaz) et/ou peut être difficile à faire fonctionner, en particulier si des gaz doivent être fournis au système sur une grande plage de temps (la combustion du propergol est typiquement accélérée quand la pression augmente). Les documents EP1846272A2 ou JP2001191889A illustrent de tels générateurs de gaz.
Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un générateur de gaz avec du propergol stocké directement dans une réserve de gaz sous pression sans pour autant présenter des pressions internes élevées lors du fonctionnement et/ou qui permette de fournir des gaz au système sur une grande plage de temps et/ou qui permette de limiter l’agressivité initiale.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz avec un premier orifice présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz,
- un opercule principal, obturant le premier orifice,
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz,
- une chambre pyrotechnique, agencée dans la chambre de gaz,
- du propergol, stocké dans la chambre pyrotechnique,
- un dispositif d’allumage agencé pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz peut comprendre au moins une paroi de cloisonnement de la chambre de gaz avec au moins un deuxième orifice pouvant présenter une deuxième surface de passage inférieure à la première surface de passage, et en ce que la chambre pyrotechnique peut être agencée entre la paroi de cloisonnement et le premier orifice. La paroi de cloisonnement sépare la chambre de gaz en une partie amont et une partie aval (qui comprend le propergol sous pression), et le deuxième orifice permet de limiter les augmentations de pression vers la partie amont, même pendant la combustion du propergol. De plus, la faible surface du deuxième orifice permet d’allonger le temps de vidange de la partie amont de la chambre de gaz. En conséquence, la partie amont de la chambre de gaz subit moins d’augmentation de pression qu’un générateur de l’art antérieur et/ou le temps total de vidange est allongé par rapport à un générateur de gaz de l’art antérieur et/ou le débit de gaz initial est plus faible qu’un générateur de l’art antérieur en raison du pilotage indépendant ou décalé ou séquentiel de la partie amont (qui ne contient que des gaz) et de la partie aval (qui contient du propergol et des gaz sous pression). En effet, au début du fonctionnement, les gaz issus de la combustion du propergol peuvent provoquer la rupture de l’opercule et peuvent être vidangés prioritairement.
- une chambre de gaz avec un premier orifice présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz,
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caractérisé en ce que le générateur de gaz peut comprendre au moins une paroi de cloisonnement de la chambre de gaz avec au moins un deuxième orifice pouvant présenter une deuxième surface de passage inférieure à la première surface de passage, et en ce que la chambre pyrotechnique peut être agencée entre la paroi de cloisonnement et le premier orifice. La paroi de cloisonnement sépare la chambre de gaz en une partie amont et une partie aval (qui comprend le propergol sous pression), et le deuxième orifice permet de limiter les augmentations de pression vers la partie amont, même pendant la combustion du propergol. De plus, la faible surface du deuxième orifice permet d’allonger le temps de vidange de la partie amont de la chambre de gaz. En conséquence, la partie amont de la chambre de gaz subit moins d’augmentation de pression qu’un générateur de l’art antérieur et/ou le temps total de vidange est allongé par rapport à un générateur de gaz de l’art antérieur et/ou le débit de gaz initial est plus faible qu’un générateur de l’art antérieur en raison du pilotage indépendant ou décalé ou séquentiel de la partie amont (qui ne contient que des gaz) et de la partie aval (qui contient du propergol et des gaz sous pression). En effet, au début du fonctionnement, les gaz issus de la combustion du propergol peuvent provoquer la rupture de l’opercule et peuvent être vidangés prioritairement.
Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut comprendre :
- une première chambre pyrotechnique contenant un premier chargement de propergol,
- une deuxième chambre pyrotechnique contenant un deuxième chargement de propergol,
et le générateur de gaz peut comprendre au moins un passage pyrotechnique entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique. Une telle mise en œuvre (optionnelle) permet de régler finement le fonctionnement pyrotechnique : on peut prévoir un allumage séquentiel des deux chambres pyrotechniques, ou un allumage privilégié d’un des chargements, on peut prévoir un confinement particulier et/ou différencié des chambres pyrotechniques et/ou des chargements de propergol différents (en masse et/ou en forme et/ou en matière)…
- une première chambre pyrotechnique contenant un premier chargement de propergol,
- une deuxième chambre pyrotechnique contenant un deuxième chargement de propergol,
et le générateur de gaz peut comprendre au moins un passage pyrotechnique entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique. Une telle mise en œuvre (optionnelle) permet de régler finement le fonctionnement pyrotechnique : on peut prévoir un allumage séquentiel des deux chambres pyrotechniques, ou un allumage privilégié d’un des chargements, on peut prévoir un confinement particulier et/ou différencié des chambres pyrotechniques et/ou des chargements de propergol différents (en masse et/ou en forme et/ou en matière)…
Selon un mode de réalisation, le passage pyrotechnique peut comprendre :
- un troisième orifice entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique, obturé par un opercule intermédiaire,
- un quatrième orifice entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique, laissé libre par l’opercule intermédiaire. L’obturation du troisième orifice, avec le quatrième orifice laissé libre augmente encore les possibilités de régler finement le fonctionnement. On peut prévoir un confinement particulier de la première chambre pyrotechnique avec le troisième orifice obturé pour avoir un allumage rapide, et le quatrième orifice peut être prévu pour permettre/faciliter/provoquer un allumage par sympathie de la deuxième chambre pyrotechnique, une fois le propergol de la première chambre pyrotechnique correctement allumé.
- un troisième orifice entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique, obturé par un opercule intermédiaire,
- un quatrième orifice entre la première chambre pyrotechnique et la deuxième chambre pyrotechnique, laissé libre par l’opercule intermédiaire. L’obturation du troisième orifice, avec le quatrième orifice laissé libre augmente encore les possibilités de régler finement le fonctionnement. On peut prévoir un confinement particulier de la première chambre pyrotechnique avec le troisième orifice obturé pour avoir un allumage rapide, et le quatrième orifice peut être prévu pour permettre/faciliter/provoquer un allumage par sympathie de la deuxième chambre pyrotechnique, une fois le propergol de la première chambre pyrotechnique correctement allumé.
Selon un mode de réalisation :
- le troisième orifice peut présenter une troisième surface de passage,
- le quatrième orifice peut présenter une quatrième surface de passage inférieure à la troisième surface de passage.
- le troisième orifice peut présenter une troisième surface de passage,
- le quatrième orifice peut présenter une quatrième surface de passage inférieure à la troisième surface de passage.
Selon un mode de réalisation, la deuxième chambre pyrotechnique peut être agencée entre la paroi de cloisonnement et la première chambre pyrotechnique. Autrement dit, les deux chambres pyrotechniques sont agencées du même côté de la paroi de cloisonnement qui supporte le deuxième orifice.
Selon un mode de réalisation, la deuxième chambre pyrotechnique peut comprendre une paroi formée, de préférence directement, par la paroi de cloisonnement. Le nombre de composants internes est limité le plus possible.
Selon un mode de réalisation, la deuxième chambre pyrotechnique peut comprendre un canal de drainage débouchant dans la première chambre pyrotechnique.
Selon un mode de réalisation, le canal de drainage peut présenter une sortie obturée par l’opercule intermédiaire. Le troisième orifice peut être une extrémité du canal de drainage.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’allumage peut être agencé sur une paroi latérale de la chambre de gaz, de préférence selon une direction perpendiculaire à une direction axiale de la chambre de gaz. Une telle mise en œuvre permet de réduire l’encombrement et/ou la connexion du générateur de gaz.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un organe d’étanchéité, tel qu’un étui, distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et les gaz stockés sous pression. L’organe d’étanchéité peut être typiquement soudé sur la chambre de gaz, et le dispositif d’allumage peut être serti sur l’organe d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité peut déboucher, de préférence directement, dans la chambre pyrotechnique. L’allumage est facilité.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité peut déboucher dans la première chambre pyrotechnique.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité peut former une butée mécanique pour une paroi intermédiaire séparant la première chambre pyrotechnique de la deuxième chambre pyrotechnique.
Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut être formée par un boîtier pyrotechnique agencé dans la chambre de gaz. Un tel boîtier pyrotechnique peut être prévu pour contenir au moins partiellement et/ou au moins temporairement les gaz de combustion de sorte à limiter les efforts appliqués sur la chambre de gaz et/ou les parois de la chambre de gaz.
Selon un mode de réalisation, le boîtier pyrotechnique peut comprendre la paroi de cloisonnement.
Selon un mode de réalisation, le boîtier pyrotechnique peut comprendre un étui ou un panier avec une surface latérale, et la surface latérale peut présenter une portion périphérique montée serrée dans la chambre de gaz, avec de préférence le dispositif d’allumage agencé entre le premier orifice et la portion périphérique montée serrée dans la chambre de gaz. Un tel montage avec jeu négatif provoque une étanchéité qui limite les augmentations de pression dans la partie amont de la chambre de gaz.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un diffuseur de gaz agencé pour diffuser des gaz vers un coussin de sécurité, le premier orifice peut déboucher dans le diffuseur de gaz. Un tel diffuseur permet de contenir / tranquilliser / rediriger / réduire la pression des gaz qui se vidangent par le premier orifice, avant qu’ils ne pénètrent dans un coussin gonflable.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre une chambre de gaz secondaire avec un premier orifice secondaire avec une première surface de passage secondaire et des gaz stockés sous pression. La chambre de gaz et la chambre de gaz secondaire peuvent présenter des formes, et/ou des volumes similaires et/ou égaux, ou non.
Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz secondaire peut comprendre une chambre pyrotechnique secondaire, de préférence partitionnée en une première chambre pyrotechnique secondaire et une deuxième chambre pyrotechnique secondaire. La chambre pyrotechnique et la chambre pyrotechnique secondaire peuvent présenter des formes, et/ou des volumes similaires et/ou égaux, ou non.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre au moins une paroi de cloisonnement secondaire de la chambre de gaz secondaire avec au moins un deuxième orifice secondaire pouvant présenter une deuxième surface de passage secondaire inférieure à la première surface de passage secondaire, et la chambre pyrotechnique secondaire peut être agencée entre la paroi de cloisonnement secondaire et le premier orifice secondaire.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre au moins un deuxième opercule obturant le deuxième orifice.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée de mode(s) de réalisation
La représente un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz 10 avec un premier orifice 21 présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz 10,
- un opercule principal 51, obturant le premier orifice 21,
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz 10,
- une chambre pyrotechnique 30, agencée dans la chambre de gaz 10, et comprenant une première chambre pyrotechnique P1 contenant un premier chargement de propergol et une deuxième chambre pyrotechnique P2 contenant un deuxième chargement de propergol,
- un dispositif d’allumage 40 agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol,
- une chambre de gaz secondaire 10’ avec un premier orifice secondaire 21’ avec une première surface de passage secondaire,
- un opercule principal secondaire 51’, obturant le premier orifice secondaire 21’,
- des gaz stockés sous pression dans la chambre de gaz secondaire 10’,
- une chambre pyrotechnique secondaire 30’ agencée dans la chambre de gaz secondaire 10’, et comprenant une première chambre pyrotechnique secondaire P1’ contenant un premier chargement de propergol secondaire et une deuxième chambre pyrotechnique secondaire P2’ contenant un deuxième chargement de propergol secondaire,
- un dispositif d’allumage secondaire 40’ agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol secondaire
- un diffuseur 60, avec un filtre 65, intercalé entre la chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’.
- une chambre de gaz 10 avec un premier orifice 21 présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz 10,
- un opercule principal 51, obturant le premier orifice 21,
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz 10,
- une chambre pyrotechnique 30, agencée dans la chambre de gaz 10, et comprenant une première chambre pyrotechnique P1 contenant un premier chargement de propergol et une deuxième chambre pyrotechnique P2 contenant un deuxième chargement de propergol,
- un dispositif d’allumage 40 agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol,
- une chambre de gaz secondaire 10’ avec un premier orifice secondaire 21’ avec une première surface de passage secondaire,
- un opercule principal secondaire 51’, obturant le premier orifice secondaire 21’,
- des gaz stockés sous pression dans la chambre de gaz secondaire 10’,
- une chambre pyrotechnique secondaire 30’ agencée dans la chambre de gaz secondaire 10’, et comprenant une première chambre pyrotechnique secondaire P1’ contenant un premier chargement de propergol secondaire et une deuxième chambre pyrotechnique secondaire P2’ contenant un deuxième chargement de propergol secondaire,
- un dispositif d’allumage secondaire 40’ agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol secondaire
- un diffuseur 60, avec un filtre 65, intercalé entre la chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’.
En ce qui concerne la structure de la chambre de gaz 10 ou la chambre de gaz secondaire 10’, on peut prévoir un assemblage de deux pièces : un fond de chambre 11 ou un fond de chambre secondaire 11’ respectivement, et une paroi de fermeture ou une paroi de fermeture secondaire 12’ respectivement, les pièces pouvant être par exemple soudées ensemble, par une soudure par inertie par exemple.
La chambre de gaz 10 ou la chambre de gaz secondaire 10’ peuvent contenir des gaz sous pression (par exemple un mélange de gaz inertes, comme par exemple un mélange d’argon et d’hélium, mais on peut prévoir d’autres gaz et/ou d’autres mélanges, et on peut prévoir des gaz réactifs, comme de l’oxygène, et/ou de l’hydrogène). On peut prévoir une pression de stockage comprise entre 30 et 60 MPa par exemple. La chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’ sont respectivement fermées par un bouchon 14 ou un bouchon secondaire 14’.
En ce qui concerne la structure de la chambre pyrotechnique 30 ou la chambre pyrotechnique 30’, on peut prévoir un assemblage de plusieurs pièces : un panier 31 ou un panier secondaire 31’ respectivement peut recevoir une coupelle 32 ou une coupelle secondaire 32’ avec une cheminée centrale perforée et être fermé par une paroi de cloisonnement 33 ou une paroi de cloisonnement secondaire 33’. La coupelle 32 forme une partition de la chambre pyrotechnique 30 en une première chambre pyrotechnique P1 contenant un premier chargement de propergol et une deuxième chambre pyrotechnique P2 contenant un deuxième chargement de propergol. De la même manière, la coupelle secondaire 32’ forme une partition de la chambre pyrotechnique secondaire 30’ en une première chambre pyrotechnique secondaire P1’ contenant un premier chargement de propergol secondaire et une deuxième chambre pyrotechnique secondaire P2’ contenant un deuxième chargement de propergol secondaire.
Pour le premier chargement de propergol et/ou le deuxième chargement de propergol et/ou le premier chargement de propergol secondaire et/ou le deuxième chargement de propergol secondaire, on peut prévoir un chargement en vrac, comme par exemple des pastilles, de diamètre compris dans une plage de valeurs allant de 3 mm à 10 mm et d’épaisseur comprise dans une plage de valeurs allant de 0.5 mm à 4.5 mm. On peut toutefois prévoir un bloc de propergol, et/ou des relais d’allumage avec de la poudre.
On peut noter que la coupelle 32 et la coupelle secondaire 32’ comprennent une cheminée centrale trouée, qui fait office de canal de drainage pour les gaz de combustion. Par ailleurs, dans l’état de la où le générateur de gaz n’a pas encore fonctionné, la base ou l’extrémité aval de la cheminée centrale de la coupelle 32 forme un troisième orifice 23 obturé par un opercule intermédiaire 52. Enfin, on peut noter la présence de plusieurs quatrièmes orifices 24 dans la coupelle 32, laissé libre par l’opercule intermédiaire 52. De la même manière, la cheminée centrale de la coupelle secondaire 32’ forme un troisième orifice secondaire 23’ obturé par un opercule intermédiaire secondaire 52’, qui laisse libre des quatrièmes orifices secondaires 24’. Dans l’exemple donné, le troisième orifice 23 présente une troisième surface, et les quatrièmes orifices 24 présentent au total une quatrième surface, inférieure à la troisième surface.
On peut prévoir des composants de calage dans la chambre pyrotechnique pour maintenir les chargements pyrotechniques en place et limiter les vibrations, mouvements, déplacements. Typiquement, on peut prévoir des composants en mousse et/ou en toile et/ou en fibres, et/ou compressibles. Ainsi :
- la première chambre pyrotechnique P1 peut comprendre un premier disque de calage 34, et/ou
- la deuxième chambre pyrotechnique P2 peut comprendre un deuxième disque de calage 35, et/ou
- la première chambre pyrotechnique secondaire P1’ peut comprendre un premier disque de calage secondaire 34’, et/ou
- la deuxième chambre pyrotechnique secondaire P2’ peut comprendre un deuxième disque de calage secondaire 35’.
- la première chambre pyrotechnique P1 peut comprendre un premier disque de calage 34, et/ou
- la deuxième chambre pyrotechnique P2 peut comprendre un deuxième disque de calage 35, et/ou
- la première chambre pyrotechnique secondaire P1’ peut comprendre un premier disque de calage secondaire 34’, et/ou
- la deuxième chambre pyrotechnique secondaire P2’ peut comprendre un deuxième disque de calage secondaire 35’.
Le dispositif d’allumage 40 est fixé sur la chambre de gaz 10 et comprend typiquement un allumeur électro-pyrotechnique surmoulé dans un support allumeur métallique. On peut toutefois prévoir d’autres architectures (par exemple un allumeur serti sur le support allumeur). Un organe d’étanchéité 45 est directement soudé sur la chambre de gaz 10, et le dispositif d’allumage 40 est serti dans l’organe d’étanchéité 45. L’organe d’étanchéité 45 est par exemple une pièce métallique allongée, par exemple réalisée en tôle emboutie, avec une zone de faiblesse (des rainures poinçonnées par exemple) à son extrémité. L’organe d’étanchéité 45, via un trou latéral ménagé dans le panier 31, débouche directement dans la première chambre pyrotechnique P1. Dans ce mode de réalisation, la structure du dispositif d’allumage secondaire 40’ et de l’organe d’étanchéité secondaire 45’ est identique, mais on peut prévoir des agencements et/ou structures différents.
Le générateur de gaz de la présente une forme axiale allongée, avec le diffuseur 60 placé au milieu, entre la chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’. Des goujons 15 sont soudés pour permettre un montage robuste dans un module de sécurité, à 90 ° de la direction axiale du générateur de gaz, tout comme le dispositif d’allumage 40 et le dispositif d’allumage secondaire 40’. Une telle structure permet une structure simple du module de sécurité et un accouplement robuste avec le coussin gonflable. On peut noter aussi que l’orifice principal 21 et l’orifice principal secondaire 21’ sont en vis-à-vis, mais on peut prévoir d’autres agencements.
La chambre pyrotechnique 30 (via en particulier une portion annulaire de serrage du panier 31) est montée serrée dans la chambre de gaz 10 avec l’organe d’étanchéité 45 situé entre la portion annulaire de serrage et le premier orifice 21. En tenant compte de la paroi de cloisonnement 33, cet agencement a pour effet de partitionner la chambre de gaz 10 en une partie amont AM qui ne contient que des gaz sous pression, et une partie aval qui contient des gaz sous pression et du propergol sous pression. On notera que la paroi de cloisonnement 33 comporte des deuxièmes orifices 22 qui mettent en communication la partie amont AM de la chambre de gaz 10 avec la chambre pyrotechnique 30 et surtout avec le premier orifice 21. Autrement dit, pour se vidanger via l’orifice principal 21, les gaz stockés dans la partie amont AM de la chambre de gaz 10 doivent passer principalement par les deuxièmes orifices 22 de la paroi de cloisonnement 33. Dans l’exemple donné, le premier orifice 21 présente une première surface, et les deuxièmes orifices 22 présentent au total une deuxième surface, inférieure à la première surface.
Le fonctionnement du générateur de gaz de la va être décrit. En cas de besoin, un signal de déclenchement est envoyé au dispositif d’allumage 40 pour initier le fonctionnement du générateur de gaz.
L’allumeur électro pyrotechnique du dispositif d’allumage 40, sous l’effet de ce signal de déclenchement va se mettre à feu et la pression dans l’organe d’étanchéité 45 va rapidement monter et provoquer son ouverture. Des gaz chauds et particules chaudes sont projetés directement dans la première chambre pyrotechnique P1 pour mettre à feu le premier chargement de propergol.
En raison de la présence de l’opercule principal 51 et de l’opercule intermédiaire 52, la première chambre pyrotechnique P1 est bien confinée, ce qui garantit un allumage rapide, homogène et efficace du premier chargement de propergol, si bien que la pression dans la première chambre pyrotechnique P1 va rapidement augmenter. Il en découle qu’une fois le premier chargement de propergol allumé, on peut avoir les actions suivantes de manière simultanée ou quasi simultanée, ou décalées dans le temps, dans un ordre quelconque :
- l’opercule principal 51 peut se rompre,
- l’opercule intermédiaire 52 peut se rompre,
- des gaz chauds et particules chaudes peuvent être projetés dans la deuxième chambre pyrotechnique P2 par les quatrièmes orifices 24.
- l’opercule principal 51 peut se rompre,
- l’opercule intermédiaire 52 peut se rompre,
- des gaz chauds et particules chaudes peuvent être projetés dans la deuxième chambre pyrotechnique P2 par les quatrièmes orifices 24.
De manière préférée, on peut prévoir de placer ou dimensionner les quatrièmes orifices 24 pour garantir que des gaz chauds et particules chaudes entrent ou pénètrent dans la deuxième chambre pyrotechnique P2 par les quatrièmes orifices 24 avant la rupture de l’opercule principal 51 de sorte à garantir l’allumage du deuxième chargement de propergol par la combustion du premier chargement de propergol. Ainsi, on a en séquence : l’allumage du premier chargement de propergol, le passage des gaz chauds et particules chaudes dans la deuxième chambre pyrotechnique P2 pour garantir l’allumage du deuxième chargement de propergol, et l’ouverture de l’opercule principal 51 et de l’opercule intermédiaire 52 ; l’ouverture de l’opercule intermédiaire 52 étant obtenue ou provoquée par la combustion de deuxième chargement de propergol.
Une fois le premier chargement de propergol allumé et l’opercule principal 51 ouvert, des gaz de la chambre de gaz 10 peuvent se vidanger dans le diffuseur 60, et passer au travers du filtre 65 pour aller gonfler un coussin gonflable. On peut noter que le panier 31 présente un fond décollé ou décalé du fond de chambre 11, ce qui permet de garantir que les premiers gaz à s’échapper de la chambre de gaz 10 et donc à provoquer le gonflage du coussin gonflable sont des gaz froids, suivis par des gaz de combustion du premier chargement de propergol.
Une fois le deuxième chargement de propergol allumé et l’opercule intermédiaire 52 ouvert, des gaz de combustion du deuxième chargement de propergol peuvent se vidanger par le premier orifice 51 (via la cheminée de la coupelle 32 et la première chambre pyrotechnique P1) ainsi que par le quatrième orifice 24 et participer au gonflage du coussin gonflable.
Lorsque la pression de combustion dans la chambre pyrotechnique diminue, on peut noter que les gaz sous pression présents dans la partie amont AM de la chambre de gaz 10 peuvent se vidanger par le premier orifice 51 (via les deuxièmes orifices 22, la cheminée de la coupelle 32 et la première chambre pyrotechnique P1) et participer au gonflage du coussin gonflable.
Avec la structure du générateur de gaz de la , on peut noter les points suivants :
- la présence de la chambre pyrotechnique 30 (avec notamment le panier 30 et la paroi de cloisonnement 33) permet de limiter l’augmentation de pression subie par la chambre de gaz 10 et en particulier par sa paroi externe. En effet, lors de l’ouverture de l’organe d’étanchéité 45, et/ou lors de l’allumage, la paroi du panier 31 et/ou la paroi de cloisonnement 33 atténuent ou limitent la propagation des ondes de pression dans le reste de la chambre de gaz 10.
- la surface du premier orifice 21 supérieure à la surface totale des deuxièmes orifices 22 permet de limiter l’agressivité de la vidange des gaz hors de la chambre de gaz 10, en réduisant en particulier la rapidité de vidange des gaz de la partie amont AM. On peut aussi considérer que la possibilité de régler le temps de fonctionnement total est améliorée.
- la partition de la chambre pyrotechnique 30 augmente les options / possibilités de régler la combustion du propergol, et garantit un meilleur allumage de la première chambre pyrotechnique. Ce dernier point est encore amélioré par la présence de l’opercule intermédiaire 52. Les quatrièmes orifices 24 permettent d’allumer rapidement le deuxième chargement de propergol, qui reste toutefois confiné avec la présence de l’opercule intermédiaire 52.
- le serrage (montage sans jeu) de la chambre pyrotechnique 30 dans le fond de chambre 11, par une portion annulaire en contact du panier 31 avec le fond de chambre 11 garantit l’efficacité de la vidange des gaz de la partie amont AM par les deuxièmes orifices 22.
- la présence de la chambre pyrotechnique 30 (avec notamment le panier 30 et la paroi de cloisonnement 33) permet de limiter l’augmentation de pression subie par la chambre de gaz 10 et en particulier par sa paroi externe. En effet, lors de l’ouverture de l’organe d’étanchéité 45, et/ou lors de l’allumage, la paroi du panier 31 et/ou la paroi de cloisonnement 33 atténuent ou limitent la propagation des ondes de pression dans le reste de la chambre de gaz 10.
- la surface du premier orifice 21 supérieure à la surface totale des deuxièmes orifices 22 permet de limiter l’agressivité de la vidange des gaz hors de la chambre de gaz 10, en réduisant en particulier la rapidité de vidange des gaz de la partie amont AM. On peut aussi considérer que la possibilité de régler le temps de fonctionnement total est améliorée.
- la partition de la chambre pyrotechnique 30 augmente les options / possibilités de régler la combustion du propergol, et garantit un meilleur allumage de la première chambre pyrotechnique. Ce dernier point est encore amélioré par la présence de l’opercule intermédiaire 52. Les quatrièmes orifices 24 permettent d’allumer rapidement le deuxième chargement de propergol, qui reste toutefois confiné avec la présence de l’opercule intermédiaire 52.
- le serrage (montage sans jeu) de la chambre pyrotechnique 30 dans le fond de chambre 11, par une portion annulaire en contact du panier 31 avec le fond de chambre 11 garantit l’efficacité de la vidange des gaz de la partie amont AM par les deuxièmes orifices 22.
En ce qui concerne la chambre de gaz secondaire 10’, le fonctionnement est le même, et on peut prévoir de déclencher le dispositif d’allumage secondaire 40’ de manière simultanée ou décalée dans le temps (en avance ou en retard) avec le déclenchement du dispositif d’allumage 40.
La représente une alternative du générateur de gaz de la . Le générateur de la comprend notamment :
- une chambre de gaz 110 avec un premier orifice 121 présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz 110,
- un opercule principal 151, obturant le premier orifice 121,
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz 110,
- une chambre pyrotechnique 130, agencée dans la chambre de gaz 110, formée notamment par un panier 131, une cheminée 132 et une paroi de cloisonnement 133,
- un chargement de propergol, logé dans la chambre pyrotechnique 130,
- un dispositif d’allumage 140 agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol,
- une chambre de gaz secondaire 110’ avec un premier orifice secondaire 121’ avec une première surface de passage secondaire,
- un opercule principal secondaire 151’, obturant le premier orifice secondaire 121’,
- des gaz stockés sous pression dans la chambre de gaz secondaire 110’,
- un diffuseur 60, avec un filtre 65, intercalé entre la chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’ et logeant également un mécanisme de support 161,
- des goujons 115 pour fixer le générateur de gaz sur un support ou dans un module de sécurité.
- une chambre de gaz 110 avec un premier orifice 121 présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz 110,
- un opercule principal 151, obturant le premier orifice 121,
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz 110,
- une chambre pyrotechnique 130, agencée dans la chambre de gaz 110, formée notamment par un panier 131, une cheminée 132 et une paroi de cloisonnement 133,
- un chargement de propergol, logé dans la chambre pyrotechnique 130,
- un dispositif d’allumage 140 agencé pour déclencher une combustion du premier chargement de propergol,
- une chambre de gaz secondaire 110’ avec un premier orifice secondaire 121’ avec une première surface de passage secondaire,
- un opercule principal secondaire 151’, obturant le premier orifice secondaire 121’,
- des gaz stockés sous pression dans la chambre de gaz secondaire 110’,
- un diffuseur 60, avec un filtre 65, intercalé entre la chambre de gaz 10 et la chambre de gaz secondaire 10’ et logeant également un mécanisme de support 161,
- des goujons 115 pour fixer le générateur de gaz sur un support ou dans un module de sécurité.
La chambre de gaz 110 est formée par l’assemblage d’un fond de chambre 111 et d’une paroi de fermeture 112, un bouchon 114 permet de fermer la chambre de gaz 110. De manière similaire, la chambre de gaz secondaire 110’ est formée par l’assemblage d’un fond de chambre secondaire 111’ et d’une paroi de fermeture secondaire 112’, un bouchon secondaire 114’ permet de fermer la chambre de gaz secondaire 110’.
La structure de la chambre de gaz 110 est similaire à la structure de la chambre de gaz 10 du générateur de gaz de la . Par contre, la chambre de gaz secondaire 110’ ne comporte pas de dispositif d’allumage, et un mécanisme de support 161 est prévu dans le diffuseur 160 pour supporter l’opercule principal secondaire 151’ ou la partie du fond de chambre secondaire 111’ sur laquelle est soudé l’opercule principal secondaire 151’, et pour être escamoté par l’action des gaz de la chambre de gaz 110 lors de son ouverture.
Les gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz 110 ou dans la chambre de gaz secondaire 110’, le dispositif d’allumage 140 et l’organe d’étanchéité 135 répondent aux mêmes caractéristiques que pour le générateur de gaz de la .
Le générateur de gaz de la diffère du générateur de gaz de la notamment au niveau:
- de la chambre pyrotechnique 130 de la chambre de gaz 110 qui n’est pas partitionnée,
- de la chambre de gaz secondaire 110’ qui ne comprend pas de propergol sous pression,
- de la chambre de gaz secondaire 110’ qui ne comprend pas de dispositif d’ouverture pilotable indépendamment et dont l’ouverture est dépendante de l’ouverture de la chambre de gaz 110.
On gardera en mémoire que ces différences peuvent être indépendantes les unes de autres, et que l’on pourrait envisager de n’apporter qu’une partie de ces différences au générateur de gaz de la .
- de la chambre pyrotechnique 130 de la chambre de gaz 110 qui n’est pas partitionnée,
- de la chambre de gaz secondaire 110’ qui ne comprend pas de propergol sous pression,
- de la chambre de gaz secondaire 110’ qui ne comprend pas de dispositif d’ouverture pilotable indépendamment et dont l’ouverture est dépendante de l’ouverture de la chambre de gaz 110.
On gardera en mémoire que ces différences peuvent être indépendantes les unes de autres, et que l’on pourrait envisager de n’apporter qu’une partie de ces différences au générateur de gaz de la
En ce qui concerne la chambre pyrotechnique 130, celle-ci est composée dans l’exemple de réalisation par trois pièces distinctes : un canal de drainage, c’est-à-dire une cheminée 132 qui peut former un organe de drainage, un panier 131 et une paroi de cloisonnement 133. Le panier 131 forme une paroi externe de la chambre pyrotechnique 130, et contient le propergol. La cheminée 132 forme un tube interne dans la chambre pyrotechnique 130, et présente une embase qui s’accouple avec le panier 131, à son extrémité en regard du premier orifice 151. La paroi de cloisonnement 133 s’accouple (ici par sertissage) avec le panier 131, à son extrémité opposée du premier orifice 151, pour fermer le panier 131. La structure de la chambre pyrotechnique 130 est ici en trois pièces, mais on peut prévoir d’autres formes d’exécution.
On peut noter que la cheminée 132 présente des orifices uniquement dans sa partie amont (à son extrémité opposée du premier orifice 151), et que la paroi de cloisonnement 133 présente un deuxième orifice 122, en regard du canal formé par la cheminée 132. Enfin, la chambre pyrotechnique 130 comprend un compensateur 135 (une pièce en mousse ou en tissu compressible) prévu pour assurer un calage optimal du propergol.
Comme pour le générateur de la , le deuxième orifice 122 présente une deuxième surface inférieure à la première surface du premier orifice 121.
Ainsi, la vidange lors de l’ouverture de la chambre de gaz 110 ainsi que la combustion du propergol de la chambre pyrotechnique 130 sont essentiellement pilotées par la dimension du premier orifice 121, et la vidange de la partie amont AM de la chambre de gaz 110 est restreinte ou limitée ou encore décalée par le deuxième orifice 122.
Par ailleurs, la chambre pyrotechnique 130 avec ses parois qui entourent le propergol et avec le dispositif d’allumage 140 qui débouche directement dans le chargement de propergol permet de limiter ou contenir les ondes de pression et surpression ou de faire écran, ce qui permet de diminuer les contraintes appliquées aux parois de la chambre de gaz 110 (le fond de chambre 111 et/ou la paroi de fermeture 112).
Un générateur de gaz selon la présente invention, et sa fabrication, sont susceptibles d'application industrielle.
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. En particulier, on peut noter que la description détaillée mentionne :
- un seul premier orifice ou un seul premier orifice secondaire : on pourrait prévoir plusieurs premiers orifices ou plusieurs premiers orifices secondaires ;
- plusieurs deuxièmes orifices ou plusieurs deuxièmes orifices secondaires : on pourrait prévoir un seul deuxième orifice ou un seul deuxième orifice secondaire ;
- un seul troisième orifice ou un seul troisième orifice secondaire : on pourrait prévoir plusieurs troisièmes orifices ou plusieurs troisièmes orifices secondaires ;
- plusieurs quatrièmes orifices ou plusieurs quatrièmes orifices secondaires : on pourrait prévoir un seul quatrième orifice ou un seul quatrième orifice secondaire.
- un seul premier orifice ou un seul premier orifice secondaire : on pourrait prévoir plusieurs premiers orifices ou plusieurs premiers orifices secondaires ;
- plusieurs deuxièmes orifices ou plusieurs deuxièmes orifices secondaires : on pourrait prévoir un seul deuxième orifice ou un seul deuxième orifice secondaire ;
- un seul troisième orifice ou un seul troisième orifice secondaire : on pourrait prévoir plusieurs troisièmes orifices ou plusieurs troisièmes orifices secondaires ;
- plusieurs quatrièmes orifices ou plusieurs quatrièmes orifices secondaires : on pourrait prévoir un seul quatrième orifice ou un seul quatrième orifice secondaire.
Claims (15)
- Générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz (10 ; 110) avec un premier orifice (21 ; 121) présentant une première surface de passage et agencé pour permettre une vidange de la chambre de gaz (10 ; 110),
- un opercule principal (51 ; 151), obturant le premier orifice (21 ; 121),
- des gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz (10 ; 110),
- une chambre pyrotechnique (30 ; 130), agencée dans la chambre de gaz (10 ; 110),
- du propergol, stocké dans la chambre pyrotechnique (30 ; 130),
- un dispositif d’allumage (40 ; 140) agencé pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend au moins une paroi de cloisonnement (33 ; 133) de la chambre de gaz (10 ; 110) avec au moins un deuxième orifice (22 ; 122) présentant une deuxième surface de passage inférieure à la première surface de passage, et en ce que la chambre pyrotechnique (30 ; 130) est agencée entre la paroi de cloisonnement (33 ; 133) et le premier orifice (21 ; 121). - Générateur de gaz selon la revendication 1, dans lequel la chambre pyrotechnique (30) comprend :
- une première chambre pyrotechnique (P1) contenant un premier chargement de propergol,
- une deuxième chambre pyrotechnique (P2) contenant un deuxième chargement de propergol,
et dans lequel le générateur de gaz comprend au moins un passage pyrotechnique entre la première chambre pyrotechnique (P1) et la deuxième chambre pyrotechnique (P2). - Générateur de gaz selon la revendication 2, dans lequel le passage pyrotechnique comprend :
- un troisième orifice (23) entre la première chambre pyrotechnique (P1) et la deuxième chambre pyrotechnique (P2), obturé par un opercule intermédiaire (52 ; 152),
- un quatrième orifice (24) entre la première chambre pyrotechnique (P1) et la deuxième chambre pyrotechnique (P2), laissé libre par l’opercule intermédiaire (52 ; 152). - Générateur de gaz selon la revendication 3, dans lequel :
- le troisième orifice (23) présente une troisième surface de passage,
- le quatrième orifice (24) présente une quatrième surface de passage inférieure à la troisième surface de passage. - Générateur de gaz selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel la deuxième chambre pyrotechnique (P2) est agencée entre la paroi de cloisonnement (33) et la première chambre pyrotechnique (P1).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel la deuxième chambre pyrotechnique (P2) comprend une paroi formée par la paroi de cloisonnement (33).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel la deuxième chambre pyrotechnique (P2) comprend un canal de drainage débouchant dans la première chambre pyrotechnique (P1).
- Générateur de gaz selon la revendication 7 dans sa dépendance à la revendication 3, dans lequel le canal de drainage présente une sortie obturée par l’opercule intermédiaire (52 ; 152).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif d’allumage (40 ; 140) est agencé sur une paroi latérale de la chambre de gaz (10 ; 110), de préférence selon une direction perpendiculaire à une direction axiale de la chambre de gaz (10 ; 110).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 9, comprenant un organe d’étanchéité (45 ; 145), tel qu’un étui, distinct du dispositif d’allumage (40 ; 140) et agencé entre le dispositif d’allumage (40 ; 140) et les gaz stockés sous pression.
- Générateur de gaz selon la revendication 10, dans lequel l’organe d’étanchéité (45 ; 145) débouche dans la chambre pyrotechnique (30 ; 130).
- Générateur de gaz selon la revendication 11 dans sa dépendance à l’une des revendications 2 à 8, dans lequel l’organe d’étanchéité (45) débouche dans la première chambre pyrotechnique (P1).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel la chambre pyrotechnique (30 ; 130) est formée par un boîtier pyrotechnique agencé dans la chambre de gaz (10 ; 110).
- Générateur de gaz selon la revendication 13, dans lequel le boîtier pyrotechnique comprend la paroi de cloisonnement (33 ; 133).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 13 à 14, dans lequel le boîtier pyrotechnique comprend un étui ou un panier avec une surface latérale, et dans lequel la surface latérale présente une portion périphérique montée serrée dans la chambre de gaz (10 ; 110), avec de préférence le dispositif d’allumage (40 ; 140) agencé entre le premier orifice (21 ; 121) et la portion périphérique montée serrée dans la chambre de gaz (10 ; 110).
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|---|---|---|---|
| FR2208508A FR3139073A1 (fr) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Générateur de gaz avec du propergol stocké sous pression |
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Family Applications (1)
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- 2022-08-25 FR FR2208508A patent/FR3139073A1/fr active Pending
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- 2023-08-22 WO PCT/EP2023/072985 patent/WO2024042054A1/fr unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024042054A1 (fr) | 2024-02-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20240301 |
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| TP | Transmission of property |
Owner name: AUTOLIV DEVELOPMENT AB, SE Effective date: 20240307 |