HYBRID GAS GENERATOR FOR AUTOMOTIVE LATERAL AIR-BAG RESTRAINT SYSTEM

GENERATEUR DE GAZ HYBRIDE POUR COUSSIN GONFLABLE DE PROTECTION LATERALE APPLIQUE A LA SECURITE AUTOMOBILE

English Abstract

This invention is related to a hybrid gas generator (1) used in automobile safety to inflate a protective airbag, including, on the one hand, a body (2) containing an ignition device (16), and on the other hand, a reservoir (3) connected to the body and containing a pressurized gas (31) as well as initially closed discharge openings (10), characterised in that the body has; i) an initial pyrotechnic charge (14) intended to generate a quantity of gas which, coupled with the volume of gas (31) contained in the reservoir, allows the airbag to inflate in less than 50 milliseconds, ii) a second pyrotechnic charge (13) intended to generate, after the combustion of the initial pyrotechnic charge, a quantity of gas sufficient to keep the airbag inflated during several seconds.

French Abstract

La présente invention se rapporte à un générateur (1) de gaz hybride, utilisé en sécurité automobile pour gonfler un coussin de protection, comprenant d'une part un corps (2) contenant un dispositif d'allumage (16), et d'autre part, un réservoir (3) relié au corps et contenant un gaz (31) sous-pression ainsi que des orifices d'évacuation (10) initialement obturés, caractérisé en ce que le corps possède : i) un premier chargement pyrotechnique (14) apte à générer une quantité de gaz qui, couplée au volume de gaz (31) contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de protection dans une période de temps inférieure à 50 millisecondes, ii) un second chargement pyrotechnique (13) apte à générer, après la combustion du premier chargement pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin de protection gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.

Claims

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Revendications


1. Générateur de gaz hybride, utilisé en sécurité
automobile pour gonfler un coussin de protection,
comprenant un corps contenant un dispositif d'allumage, et
un réservoir de forme allongée relié au corps et contenant
un gaz sous pression ainsi que des orifices d'évacuation
initialement obturés, dans lequel le corps comprend :
un premier chargement pyrotechnique apte à générer
une quantité de gaz qui, couplée à un volume du gaz
contenu dans le réservoir, permet de gonfler le coussin de
protection dans une période de temps inférieure à 50
millisecondes; et
un second chargement pyrotechnique apte à générer,
après une combustion du premier chargement pyrotechnique,
une quantité de gaz suffisante pour maintenir le coussin
de protection gonflé durant une période de temps de
plusieurs secondes;
une tuyère placée à une jonction du corps et du
réservoir créant un passage central qui est initialement
obturé par une membrane frangible; des gaz générés dans le
corps par le premier et le second chargements
pyrotechniques passant à travers ce passage après rupture
de cette membrane; le premier chargement pyrotechnique
étant capable de rompre cette membrane de sorte que le gaz
sous pression contenu dans le réservoir et le gaz généré
par le premier chargement pyrotechnique peuvent être
évacués du réservoir à une première extrémité du réservoir
par les orifices d'évacuation, pour gonfler le coussin de
protection dans une période de temps inférieure à 50
millisecondes; et le gaz généré par le second chargement
pyrotechnique pouvant être évacué du réservoir à une


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seconde extrémité du réservoir par les orifices
d'évacuation, pour maintenir le coussin de protection
gonflé durant une période de temps de plusieurs secondes.

2. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel le réservoir est de forme cylindrique allongée.

3. Le générateur selon la revendication 2, dans
lequel le corps et le réservoir sont chacun un élément
cylindrique distinct.

4. Le générateur selon la revendication 2, dans
lequel le corps et le réservoir forment un seul tube.

5. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel la seconde extrémité du réservoir est obturée à
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un canal
de sortie orienté selon une direction longitudinale du
réservoir axial, le gaz sous pression dans le réservoir et
les gaz générés par les chargements pyrotechniques pouvant
être évacués du réservoir à travers ledit au moins un
canal vers les orifices d'évacuation.

6. Le générateur selon la revendication 1,
comprenant un diffuseur de gaz monté sur la seconde
extrémité du réservoir.

7. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel le premier chargement pyrotechnique est réalisé
sous forme de cubes en vrac.


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8. Le générateur selon la revendication 7, dans
lequel le second chargement pyrotechnique est réalisé sous
forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central
contenant les cubes formant le premier chargement
pyrotechnique.

9. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel le second chargement pyrotechnique est réalisé sous
forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central
contenant le premier chargement pyrotechnique.

10. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel le gaz sous pression contenu dans le réservoir
comprend au moins un gaz choisi dans le groupe constitué
par l'hélium, l'argon, l'oxygène, et l'oxyde nitreux.

11. Le générateur selon la revendication 1, dans
lequel les orifices d'évacuation sont initialement obturés
par une pièce métallique contenant une membrane frangible
située entre le gaz sous pression et les orifices
d'évacuation, les orifices d'évacuation étant ouverts par
rupture de la membrane frangible dans la pièce métallique.

Description

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La présente invention se rapporte au domaine de la
sécurité automobile et concerne plus particulièrement un
générateur de gaz hybride utilisé pour gonfler un
coussin de protection.
Ces dernières années, de nouveaux générateurs, dits
adaptatifs, sont apparus afin de limiter les risques
d'accidents corporels occasionnés par le déploiement du
coussin de protection. Pour cela, ces différents
générateurs, couplés à des systèmes de= détection
appropriés, permettent de moduler le débit et/ou le
volume de gaz en fonction de certains paramètres, comme
par exemple la morphologie et le positionnement du
passager, la température ambiante, la nature et
l'intensité du choc. Ces générateurs sont dans tous les
cas prévus pour fonctionner totalement dans une période
de temps de l'ordre de cinquante millisecondes.
Très récemment, les constructeurs automobiles ont
souhaité incorporer des dispositifs utilisant des
coussins de protection gonflables pour protéger les
occupants lorsque le véhicule subit des tonneaux. Pour
cela, les coussins doivent rester gonflés durant une
période de temps de l'ordre d'une dizaine de secondes.
Le brevet US 5,967,550 décrit un générateur doté de deux
chargements pyrotechniques, le premier servant à gonfler
le coussin de protection dans les millisecondes qui
suivent l'accident, et le second permettant de maintenir
le coussin gonflé durant une dizaine de secondes.
Néanmoins, la géométrie de ce générateur diffère des
générateurs habituellement employés et il ne peut donc
pas être intégré dans un véhicule aux emplacements
actuellement pré-définis par les constructeurs
automobiles. La demande de brevet GB 2 316 475 divulgue
un générateur remplissant les mêmes fonctions en
utilisant deux réserves de gaz distinctes. Cependant, ce


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générateur est relativement complexe à réaliser car les
deux réserves de gaz sont séparées l'une de l'autre par
un bouchon qui doit être apte, d'une part, à garantir
l'étanchéité entre les deux réserves pendant une durée
de quinze ans, et d'autre part, à se fragmenter
convenablement lorsque la pression commence à chuter
dans la première réserve de gaz. Enfin, la demande de
brevet DE 200 19 665 décrit un générateur doté d'un
chargement pyrotechnique pour gonfler le coussin
rapidement et d'au moins deux fluides distincts qui
agissent par la suite pour maintenir le coussin gonflé
pendant plusieurs secondes.

L'homme du métier est donc toujours à la recherche
d'un générateur offrant les deux configurations de
fonctionnement citées ci-dessus et permettant, d'une
part, de résoudre les problèmes précédemment évoqués, et
d'autre part, de réduire les coûts de fabrication.

L'objet de la présente invention concerne un
générateur de gaz hybride, utilisé en sécurité
automobile pour gonfler un coussin de protection,
comprenant d'une part un corps contenant un dispositif
d'allumage, et d'autre part, un réservoir relié au corps
et contenant un gaz sous-pression ainsi que des orifices
d'évacuation initialement obturés, caractérisé en ce que
le corps possède :

i) un premier chargement pyrotechnique apte à générer
une quantité de gaz qui, couplée au volume de gaz
contenu dans le réservoir, permet de gonfler le
coussin de protection dans une période de temps
inférieure à 50 millisecondes,

ii) un second chargement pyrotechnique apte à générer,


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après la combustion du premier chargement
pyrotechnique, une quantité de gaz suffisante pour
maintenir le coussin de protection gonflé durant une
période de temps de plusieurs secondes.
Avantageusement, le réservoir est de forme
cylindrique allongé. Le générateur peut de cette façon
être utilisé pour gonfler un coussin latéral de
protection. Le corps et le réservoir peuvent être soit
chacun réalisés dans un élément cylindrique distinct,
soit tous deux réalisés dans un même tube monobloc. Dans
le second cas, une pièce perforée formant une tuyère est
placée à la jonction du corps et du réservoir. Par
ailleurs, le réservoir présente une extrémité obturée à
l'aide d'une pièce métallique comportant au moins un
canal de sortie axiale des gaz. Ceci autorise de ce fait
l'emploi d'un unique diffuseur de gaz monté sur ladite
extrémité obturée du réservoir et facilite grandement la
fixation du coussin de protection compte tenu de
l'absence de diffuseur le long du générateur.

Préférentiellement, le premier chargement
pyrotechnique est réalisé sous forme de cubes en vrac,
et le second chargement pyrotechnique est réalisé sous
la forme d'un bloc cylindrique muni d'un canal central
apte à contenir le premier chargement pyrotechnique.
Néanmoins, le premier chargement pyrotechnique peut être
généralisé à tout type d'objets de petites tailles logés
en vrac.
La figure 1 est une vue partielle en perspective
d'un générateur pyrotechnique de gaz hybride selon
l'invention.

En se référant à la figure 1, on observe qu'un


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générateur 1 selon l'invention comprend un corps 2 et un
réservoir 3 qui sont chacun réalisés dans un élément
cylindrique distinct. Le réservoir 3 présente une
première extrémité 4 incurvée qui est fixée par soudure
à l'une des extrémités 5 du corps 2 de façon à créer un
passage central de diamètre étroit situé à la jonction
dudit réservoir 3 et dudit corps 2 et faisant office de
tuyère. Ce passage est initialement obturé par un
opercule frangible (non représenté). Le réservoir est
par ailleurs doté d'une paroi latérale 6 et d'une
seconde extrémité fermée par une pièce 7 métallique
discoïde qui est fixée dans la paroi latérale 6 par
soudure. Cette pièce 7 métallique est munie, d'une part,
d'un canal 8 initialement obturé par un opercule
frangible (non représenté), et d'autre part, d'un
orifice de remplissage de gaz 31 sous pression fermé de
façon étanche par un bouchon 30. Ce gaz 31 sous pression
peut être par exemple un mélange en tout ou partie
d'hélium, d'argon, d'oxygène et d'oxyde nitreux. Un
diffuseur 9 muni d'orifices d'évacuation 10 axiaux est
fixé par sertissage sur la pièce 7 métallique discoïde.
Le corps 2 présente une paroi latérale 11 ainsi
qu'une seconde extrémité par laquelle sont incorporés
les différents éléments contenus dans le corps 2 avant
d'être obturée par une bague de fermeture 12. Plus
précisément, un chargement pyrotechnique sous la forme
d'un bloc cylindrique 13 est tout d'abord glissé dans le
corps 2 et présente une surface externe au contact de la
paroi latérale 11 interne. Ce bloc cylindrique 13 est
placé en butée contre l'extrémité du corps 2 fixée par
soudure à la première extrémité 4 du réservoir 3. Un
autre chargement pyrotechnique sous la forme de cubes 14
en vrac est par la suite logé dans le canal central du
bloc cylindrique 13. Enfin, la bague de fermeture 12,
qui est réalisée sous la forme d'une pièce métallique


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discoïde dans laquelle est inséré un allumeur 16
électro-pyrotechnique, est fixée par sertissage dans la
seconde extrémité du corps 2. Les cubes 14 sont
constitués par un propergol composite possédant un liant
5 à base de silicone et une charge oxydante à base de
perchlorate d'ammonium et de nitrate de sodium. Le bloc
cylindrique 13 est constitué par un propergol composite
possédant un liant à base de polyuréthane de
polybutadiène et une charge oxydante à base par exemple
de perchlorate d'ammonium.

En cas de choc nécessitant le gonflage du coussin
de protection pour assurer la protection de l'occupant,
le générateur 1 fonctionne de la manière suivante.
L'allumeur 16 électro-pyrotechnique provoque
l'initiation en combustion des cubes 14 qui génèrent en
quelques millisecondes une importante quantité de gaz
forçant l'opercule frangible situé à la jonction du
corps 2 et du réservoir 3 à se fracturer. I1 s'ensuit
une augmentation de pression dans le réservoir 3 qui
oblige l'opercule frangible obturant le canal 8 à se
fragmenter. En finalité, les gaz sont évacués par les
orifices d'évacuation 10 axiaux et gonflent le coussin
de protection dans une période de temps pouvant aller au
choix de 10 millisecondes à 50 millisecondes.

Parallèlement à cela, l'allumeur 16 électro-
pyrotechnique et la combustion des cubes 14 provoquent
également l'initiation en combustion du bloc cylindrique
13 qui est apte à générer une quantité de gaz suffisante
pour maintenir le coussin de protection gonflé durant
une dizaine de secondes. Comme précédemment, les gaz
générés par le bloc cylindrique 13 traversent la tuyère,
puis le canal 8 de sortie des gaz et enfin s'échappent
par les orifices d'évacuation 10.

Representative Drawing