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WO2024042052A1 - Titre : générateur de gaz comprenant du propergol sous pression - Google Patents

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Publication number
WO2024042052A1
WO2024042052A1 PCT/EP2023/072983 EP2023072983W WO2024042052A1 WO 2024042052 A1 WO2024042052 A1 WO 2024042052A1 EP 2023072983 W EP2023072983 W EP 2023072983W WO 2024042052 A1 WO2024042052 A1 WO 2024042052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
chamber
main
gas generator
ignition device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/072983
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas Daviot
Phillipe Fernandez
Ludovic Lageat
Catherine LEBARH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Autoliv Development AB filed Critical Autoliv Development AB
Publication of WO2024042052A1 publication Critical patent/WO2024042052A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/274—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas characterised by means to rupture or open the fluid source
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/272—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas with means for increasing the pressure of the gas just before or during liberation, e.g. hybrid inflators

Definitions

  • TITLE Gas generator comprising pressurized propellant
  • the present invention generally relates to gas generators used in automobile safety modules.
  • the invention relates to gas generators comprising a gas reserve with pressurized propellant.
  • An aim of the present invention is to respond to the drawbacks of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to propose a gas generator which has improved ignition of the propellant, without however increasing the aggressiveness of the gases from the gas generator on the airbag.
  • a first aspect of the invention concerns a gas generator comprising:
  • an ignition device comprising in particular a pyrotechnic igniter, arranged (or attached directly or indirectly) on the side wall of the main gas chamber and intended to trigger combustion of the propellant
  • the gas generator comprises a sealing member, such as a case, separate from the ignition device and arranged between the ignition device and the gas stored under pressure.
  • the ignition device (the pyrotechnic igniter) attached to the side wall of the main gas chamber allows the propellant to be quickly ignited.
  • the sealing member separate from the ignition device and arranged between the ignition device and the gas stored under pressure guarantees good sealing, without straining the igniter.
  • the separate sealing member of the ignition device makes it possible to adjust the generation of a pressure wave independently of the performance of the ignition device (of the pyrotechnic igniter) , so that the adjustment of the ignition of the propellant under pressure is facilitated (rapid ignition, without breakage, or with repeatable breakage of the propellant).
  • the ignition device including in particular a pyrotechnic igniter, is arranged (or attached directly or indirectly) on the side wall of the main gas chamber. The ignition device is therefore arranged on the side of the gas generator. The gas generator therefore has a direction or a main axis so as to define a side or a lateral part.
  • the gas generator may have an axial dimension greater than a transverse dimension (such as an envelope dimension or a diameter). More particularly, the gas generator may have an elongated shape and a main axial direction and the side wall is arranged at a predetermined distance from the axial direction (for example the side wall may define the transverse dimension).
  • the gas generator may have a general elongated cylindrical or substantially cylindrical shape, or conical, or with irregularities.
  • the side wall may be parallel or substantially parallel or even inclined relative to the axial direction.
  • the invention can be defined by the following characteristics and implementations, taken individually or in combination.
  • the main gas chamber may comprise a main outlet orifice
  • the gas generator may then comprise a secondary nozzle arranged in the main gas chamber between the main outlet orifice and at least one part of the gas stored under pressure.
  • a secondary nozzle or orifice
  • Such a secondary nozzle (or orifice) arranged in the main gas chamber between the main outlet orifice and at least part of the gas stored under pressure makes it possible to regulate the drain flow rate of the pressurized gases located upstream of this secondary nozzle : this provides additional leverage to adjust operation and aggressiveness.
  • the main gas chamber may comprise a main cover (or a first cover) closing the main outlet orifice.
  • the gas chamber may comprise a partition, arranged to partition the main gas chamber into several parts.
  • the partition may include:
  • downstream part delimited by a downstream internal partition
  • a downstream zone or a downstream enclosure
  • an intermediate part delimited by an intermediate internal partition
  • an intermediate zone or an intermediate enclosure
  • an upstream part defining an upstream zone (or an upstream enclosure) arranged between an external wall of the main gas chamber (including the side wall) and the intermediate part (or the intermediate internal partition).
  • the pyrotechnic chamber (or the propellant) is arranged in the downstream part or in the intermediate part.
  • the pyrotechnic chamber (or the propellant) is arranged in the intermediate part.
  • the sealing member such as a case, has a side exposed to the gas under pressure and a side not exposed to the gas under pressure.
  • the pyrotechnic chamber (or the propellant) is arranged on the side exposed to the pressurized gas.
  • the sealing member such as a case, forms a barrier to the pressurized gases stored in the main gas chamber, and the pyrotechnic chamber (or the propellant) is separated from the ignition device by the member sealing material, such as a case, which forms a barrier to gases under pressure.
  • the ignition device can be on the downstream side of the main gas chamber.
  • the ignition device can be attached, fixed, mounted, welded to the chamber of main gas on the downstream side of the main gas chamber.
  • the ignition device can be attached to the main gas chamber at a distance from the main orifice smaller than at a distance separating the ignition device from the side of the main gas chamber opposite to that comprising the main orifice.
  • the ignition device can be attached to one half of the main gas chamber including the main orifice. This does not prevent the possibility that, along an ignition propagation path or along a gas propagation path, the sealing member, such as a case, can open into an intermediate part of the main gas chamber. .
  • the propellant can be arranged between the main outlet orifice and the secondary nozzle.
  • the main outlet orifice can be defined to control the propellant combustion
  • the secondary nozzle can be defined to control the emptying of the majority of the gas stored under pressure. Since the two ports can be set independently of each other, the aggressiveness of the initial release of gases into the airbag can be reduced. In fact, the combustion of the propellant is little affected by the necessary emptying of the gas stored under pressure: operation is better controlled.
  • the main orifice In prior art generators with the propellant arranged upstream of the majority of the pressurized gas (with the igniter positioned opposite the main orifice), the main orifice must be large enough to avoid a overpressurization of the main gas chamber during the release of gases produced by the propellant.
  • a large main orifice generates an initial release of gases stored under pressure which can be aggressive for the inflatable bag (bag and/or housing) whereas functionally, such an initial gas release is not necessary.
  • a passage section of the secondary nozzle will be less than a passage section of the main nozzle.
  • the sealing member can be partially arranged in the pyrotechnic chamber. In other words, the sealing member and the pyrotechnic igniter, once the sealing member is open, open directly into the pyrotechnic chamber, which guarantees rapid ignition of the propellant since the ignition device (the igniter pyrotechnic) is arranged as close as possible to the propellant without being separated from it by a large volume of gas.
  • the propellant can be a bulk pyrotechnic charge. We can consider loading pellets. However, one or more propellant blocks can also be provided.
  • the gas generator may comprise at least one drainage member passing through the bulk pyrotechnic charge.
  • the drainage member may have at least one part facing the ignition device, and the part of the drainage member facing the ignition device can form a screen to gas and/or a pressure wave generated by the ignition device.
  • the part of the drainage member facing the ignition device forming a screen guarantees that the hot particles and gases from the igniter will remain in the pyrotechnic chamber and/or the pyrotechnic charge.
  • Such a screen can also be provided to attenuate a pressure wave generated by the ignition device and its igniter, if necessary. Thus, the ignition of the propellant is improved and too rapid opening of the main cover is avoided.
  • the drainage member may have at least one part facing the ignition device, and the part of the drainage member facing the ignition device can be formed with a wall full.
  • the solid wall ensures that hot particles and gases from the igniter will remain in the pyrotechnic chamber and/or pyrotechnic charge.
  • Such a solid wall can also be provided to attenuate a pressure wave generated by the ignition device and its igniter, if necessary.
  • the drainage member can form or comprise a drainage channel arranged to drain all of the combustion gases generated by the propellant.
  • the drainage member may comprise at least one portion of pipe or passage arranged between the drain orifice of the gas reserve and all of the propellant.
  • the channel can take the form of a chimney.
  • the drainage member may have a drainage direction
  • the ignition device may have an axial direction of the ignition device perpendicular to the drainage direction.
  • the drainage member is oriented in an axial direction of the gas generator, and that the ignition device is oriented in a radial direction of the gas generator. This makes it simpler to connect the ignition device (the pyrotechnic igniter) to a firing circuit when the gas generator is placed in a safety module.
  • the pyrotechnic chamber can be distinct from the main gas chamber.
  • a specific structure forming the pyrotechnic chamber can be installed or provided in the main gas chamber.
  • the pyrotechnic chamber may comprise:
  • the main gas chamber may comprise a chamber bottom (comprising the main orifice) and a closing wall, for example welded together.
  • the drainage channel (the internal chimney) can protrude from the bottom of the chamber. This implementation makes it possible to standardize the components for several pyrotechnic loading volumes.
  • the drainage channel (the internal chimney) can protrude from the side tube. This implementation makes it possible to standardize the components for several pyrotechnic loading volumes.
  • the cup may include the secondary nozzle.
  • the chimney and/or the drainage member can be aligned with the secondary nozzle.
  • the gas generator may include:
  • the ignition device attached to the side wall of the main gas chamber can be the sole ignition device of the gas generator.
  • a single ignition device (a single pyrotechnic igniter) is provided.
  • a gas generator with a single gas chamber (and including a pyrotechnic chamber) ending in a diffuser in the axial direction.
  • the gas generator may comprise a gas diffuser common to the main gas chamber and to the second gas chamber.
  • the common gas diffuser can be arranged between the main gas chamber and the second gas chamber.
  • the gas generator may comprise a second sealing cover housed in the second gas chamber and supported by a support member arranged to deform and/or break under the effect of gas ejected from from the main gas chamber.
  • the sealing member distinct from the ignition device can be arranged to rupture under the effect of gas or a pressure wave generated by the device. 'ignition.
  • the sealing member distinct from the ignition device can be arranged to generate a pressure wave when it ruptures caused by triggering of the ignition device.
  • the sealing member separate from the ignition device which can generate a pressure wave makes it possible to adjust this pressure wave (pressure difference value, direction, type of pressure wave, etc.) independently of the ignition device. (of the pyrotechnic igniter) and its performance (loading, type of case with radial or axial opening, etc.).
  • the secondary nozzle may have a passage surface less than a passage surface of the main outlet orifice.
  • Another aspect of the disclosure may relate to a gas generator comprising:
  • main gas chamber having a side wall and a main outlet orifice
  • a pyrotechnic chamber arranged in the main gas chamber, - propellant arranged in the pyrotechnic chamber and exposed to the gas stored under pressure,
  • the gas generator comprises a secondary nozzle arranged in the main gas chamber between the main orifice outlet and at least part of the gas stored under pressure and in which the propellant is arranged between the main outlet orifice and the secondary nozzle.
  • FIG. 1 represents a section of a gas generator according to the invention, according to a section plane comprising a longitudinal axis of the gas generator.
  • Figure 1 represents a gas generator comprising:
  • main gas chamber 10 having a side wall (here a cylindrical wall, but other shapes can be considered),
  • an ignition device 50 comprising in particular a pyrotechnic igniter 51 attached to the side wall of the main gas chamber 10 and intended to trigger combustion of the propellant 40,
  • a sealing member 60 distinct from the ignition device 50 and therefore from the pyrotechnic igniter 51 and arranged between the ignition device 50 (the pyrotechnic igniter 51) and the gas 20 stored under pressure
  • a diffuser 90 arranged between the main gas chamber 10 and the second gas chamber 70, containing a filter 91 and a support member 92,
  • the main gas chamber 10 is mainly constituted by a chamber bottom 11 and a closing wall 12, welded together. Friction welding can be provided, but other types of welding are possible.
  • the main gas chamber 10 is closed by a closing pin 14, fixed by welding to the closing wall 12.
  • the main gas chamber 10 contains gas 20 stored under pressure.
  • gas 20 stored under pressure.
  • inert gases such as a mixture of argon and helium, but we can also provide a so-called “reactive” gas which could intervene in a chemical reaction with the propellant 40, or a gas 80 of the second gas chamber 70.
  • a storage pressure at ambient temperature of between 20MPa and 50MPa, but we can deviate from these values.
  • the main gas chamber 10 comprises a main outlet orifice 16, and a main cover 13 covers the main outlet orifice 16 to guarantee the sealing of the main gas chamber 10.
  • the main cover 13 is typically formed by a thin metal disc, welded to the bottom of the chamber 11.
  • the main gas chamber 10 also contains propellant 40 stored in the pyrotechnic chamber 30, and bathed in the gas 20 stored under pressure, or exposed to the latter.
  • the propellant 40 partially shown in Figure 1, can be loaded in bulk, that is to say in pellets. We can provide pellets with a diameter between 3 mm and 9 mm, and with a thickness of between 1.5 mm and 5 mm. However, it is also possible to provide propellant 40 in the form of a monolithic block.
  • the pyrotechnic chamber 30 is composed in the exemplary embodiment of three distinct parts: a drainage channel, that is to say a chimney 32 which can form the drainage member, a cup 31 and a tube lateral (a basket 33).
  • the basket 33 forms an external wall of the pyrotechnic chamber 30, and contains the propellant 40.
  • the chimney 32 forms an internal tube in the pyrotechnic chamber 30, and has a base which mates with the basket 33, at its facing end from the main outlet orifice 16.
  • the cup 31 mates (here by crimping) with the basket 33, at its end opposite the main outlet orifice 16, to close the basket 33.
  • the structure of the pyrotechnic chamber 30 is here in three pieces, but other forms of execution can be envisaged.
  • the chimney 32 has orifices only in its upstream part (at its end opposite the main outlet orifice 16), and that the cup 31 has a secondary nozzle 34, facing the channel formed by the chimney 32.
  • the pyrotechnic chamber 30 includes a compensator 35 (a piece of foam or compressible fabric) designed to ensure optimal setting of the propellant 40.
  • An ignition device 50 is attached to the side wall of the main gas chamber 10 by a case 60, and notably comprises a pyrotechnic igniter 51, an igniter support 53, and an overmolding 51 made of plastic material.
  • the pyrotechnic igniter 51 is typically a known electro-pyrotechnic igniter. It can be noted that the pyrotechnic igniter 51 comprises, in a known manner, a metal case which contains a pyrotechnic composition and a heating element.
  • the metal case of the pyrotechnic igniter 51 is not the case 60 which forms the sealing member interposed between the ignition device 50 (in particular the pyrotechnic igniter 51) and the gas 20 contained in the main gas chamber 10.
  • the case 60 is welded to the main gas chamber 10, and the ignition device 50 (including the pyrotechnic igniter 51) is crimped into the case 60.
  • the case 60 is in this example of embodiment a stamped metal part in the shape of a dome or closed tube with a rounded end, with a cruciforming 61 at the end.
  • the cruciforming 61 makes it possible to adjust an opening pressure of the case 60, when the pyrotechnic igniter 51 is ignited.
  • the cruciforming 61 can have a depth of between 0.5mm and 2.5mm. Other shapes are planned for the case 60 (flat end, lateral weak areas in addition to or instead of the cruciforming 61, etc.).
  • case 60 forms a tight barrier between the ignition device 50 (in particular the pyrotechnic igniter 51) and the gas 20 contained in the main gas chamber 10.
  • the case 60 and the ignition device 50 open directly into the pyrotechnic chamber 30, but the outlet of the case 60 (the cruciforming 60) is preferably located opposite the hole-free portion of the chimney 32 .
  • the propellant 40 is contained in the intermediate part, while the downstream part and the upstream part contain only gas 20 stored under pressure (also present in the part intermediate with propellant 40).
  • the ignition device 50 is attached to the side wall of the main gas chamber 10 by a case 60 which opens or opens directly into the intermediate part (containing the propellant 40 and gas 20 under pressure) .
  • the second gas chamber 70 this is, similarly to the main gas chamber 10, mainly constituted by a second chamber bottom 71 and a second closing wall 72, welded together. . Friction welding can be provided, but other types of welding are possible.
  • the second gas chamber 70 is closed by a second closing pin 74, fixed by welding to the closing wall 72.
  • the second gas chamber 70 contains gas 80 stored under pressure.
  • gas 80 stored under pressure.
  • inert gases such as a mixture of argon and helium
  • a storage pressure at ambient temperature of between 20MPa and 50MPa can be expected, but we can deviate from these values.
  • the second gas chamber 70 comprises a second outlet orifice 76, and a second cover 73 covers the second outlet orifice 76 to guarantee the sealing of the second gas chamber 70.
  • the second cover 73 is typically formed by a thin metal disc, welded to the second chamber bottom 71.
  • the second outlet 76 may have a passage section less than or equal to a passage section of the secondary nozzle 34.
  • the second outlet 76 may have a passage section between the passage section of the nozzle secondary 34 and a passage section of the main orifice 16.
  • a diffuser 90 is provided between the main gas chamber 10 and the second gas chamber 70. This diffuser 90 is welded to the gas chamber 10. main gas 10 and the second gas chamber 70, and has a plurality of diffusion holes for directing gases from the main gas chamber 10 and the second gas chamber 70 to an inflatable bag.
  • the diffuser 90 comprises a filter 91 (typically a metal filtering part) and the support member 92 which is in contact with the bottom of the chamber 11 and the second cover 73 throughout the entire lifespan before operation of the gas generator to provide reliable support for the second cover 73.
  • a filter 91 typically a metal filtering part
  • the support member 92 which is in contact with the bottom of the chamber 11 and the second cover 73 throughout the entire lifespan before operation of the gas generator to provide reliable support for the second cover 73.
  • the operation of the gas generator is as follows.
  • the gas generator needs to supply inflation gases to the airbag, the pyrotechnic igniter 51 is triggered.
  • the pressure in the case 60 increases rapidly and the cruciforming 61 opens.
  • hot gases, hot particles and a pressure wave are propelled into the pyrotechnic chamber 30.
  • the outlet of the case 60 (the cruciforming 60) is located opposite the hole-free portion of the chimney 32 , so that the hot gases, particles and the pressure wave propelled in the pyrotechnic chamber 30 cannot go into the internal conduit of the chimney 32 without traveling and passing through the propellant 40, which generates and causes rapid ignition propellant 40.
  • the support member 92 is pushed or broken by the gases leaving the main gas chamber 10 and tilts, so that the second cover 73 is not more supported and can open in turn.
  • the emptying of the second gas chamber 70 begins in turn.
  • the gases can pass through the filter 91 and escape from the diffuser 90 to unfold and inflate the inflatable bag, not shown.
  • the propellant 40 burns and increases the quantity of inflation gas, as well as their temperature.
  • the cup 31 comprises a secondary nozzle 34, of a diameter (for example 3mm) less than that of the main orifice 16 (for example a diameter of 6mm), so that the combustion gases escape through the latter, and mainly once the combustion of the propellant 40 slows down, the rest of the gas 20 located upstream of the secondary nozzle 34 can drain through the latter and escape from the main gas chamber 10.
  • the first gases to escape through the main orifice are therefore gases cold initially contained between the propellant and the main orifice, not resulting from the combustion of the propellant 40, which makes it possible to limit the aggressiveness on the inflatable bag during its unfolding/deployment;
  • the gas 20 stored under pressure and cold present in the central drainage channel of the chimney 32 escapes first from the main gas chamber 10, but the secondary nozzle 34 makes it possible to adjust and regulate emptying at least a portion (preferably a majority) of the gas stored under pressure to extend the total emptying time and limit the gas flow when the main orifice is opened;
  • the downstream part of the chimney 32 made of solid sheet metal screens the gases, particles and pressure waves initiated by the ignition device and the case 60, to force them to pass through the propellant 40 and ignite it quickly,
  • the gases 20 under pressure contained in the downstream part which first escape from the main gas chamber 10 are the gases 20 under pressure and the gases resulting from the combustion of the propellant 40 contained in the intermediate part which escape from the main gas chamber 10 , then it is finally the gases 20 under pressure contained in the upstream part which escape last from the main gas chamber 10.
  • the ignition device 50 includes in the case 61 a relay ignition (a small quantity of powder or propellant which is not in contact with the gases under pressure 20), the gases coming from this ignition relay will escape, due to their path to be carried out in the gas generator , at the same time or even after the gases resulting from the combustion of the propellant 40 contained in the intermediate part.
  • such an ignition relay which would be contained in the case 61 does not have the main function of providing inflation gases, but essentially heat and hot particles to quickly ignite the propellant 40.
  • a gas generator according to the present invention, and its manufacture, are capable of industrial application.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

Générateur de gaz comprenant : - une chambre de gaz principale (10) présentant une paroi latérale, - du gaz (20) stocké sous pression dans la chambre de gaz principale (10), - une chambre pyrotechnique (30) agencée dans la chambre de gaz principale (10), - du propergol (40) agencé dans la chambre pyrotechnique (30) et exposé au gaz (20) stocké sous pression, - un allumeur pyrotechnique (51) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) et prévu pour déclencher une combustion du propergol (40), caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d'étanchéité, tel qu'un étui (60), distinct de l'allumeur pyrotechnique (51) et agencé entre l'allumeur pyrotechnique (51) et le gaz (20) stocké sous pression

Description

DESCRIPTION
TITRE : Générateur de gaz comprenant du propergol sous pression
Domaine technique de l'invention
[0001] La présente invention concerne de manière générale les générateurs de gaz utilisés dans des modules de sécurité automobile. En particulier, l’invention concerne les générateurs de gaz comprenant une réserve de gaz avec du propergol sous pression.
État de la technique
[0002] Dans l’art antérieur des générateurs de gaz comprenant une réserve de gaz avec du propergol sous pression, il est connu de prévoir un dispositif d’allumage à une extrémité du générateur de gaz avec un orifice de vidange à ‘autre extrémité, comme le montrent les documents US20120187667A1 ou W02020/083773A1 . Il est compliqué d’obtenir une ouverture rapide de la réserve de gaz sous pression avec un allumage du propergol sous pression sans endommager le propergol lui-même. Une ouverture rapide nécessite de générer une onde de pression qui doit traverser toute la réserve de gaz, mais cela risque de casser le propergol (bloc ou pastilles), ce qui peut provoquer des variabilités de performance et de fortes vitesses de montée en pression si l’allumage provoque des casses de propergol avec de petites parties qui brûlent rapidement. En outre, l’architecture de ces générateurs de gaz ne permet pas de contrôler aisément la vidange les gaz stockés dans la réserve de gaz. Cela entraine une forte agressivité des gaz sur le coussin gonflable, ce qui doit être évité. Il est également connu de prévoir un dispositif d’allumage attaché à une paroi latérale de la réserve de gaz, comme le montre le document US7316417B2. Cependant, un capuchon est prévu pour couvrir le dispositif d’allumage. Le capuchon est prévu avec plusieurs orifices radiaux, mais l’allumage du propergol est difficile à obtenir conjointement avec une ouverture rapide de l’opercule. De plus, le dispositif d’allumage doit être prévu pour résister aux fuites de gaz sous pression, ce qui complique la fabrication. Exposé de l'invention
[0003] 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 qui présente un allumage du propergol amélioré, sans toutefois augmenter l’agressivité des gaz du générateur de gaz sur le coussin gonflable.
[0004] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale,
- du gaz stocké sous pression dans la chambre de gaz principale,
- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale,
- du propergol agencé dans la chambre pyrotechnique et exposé au gaz stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage, comprenant notamment un allumeur pyrotechnique, agencé (ou attaché directement ou indirectement) sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol, caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui, distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression. Le dispositif d’allumage (l’allumeur pyrotechnique) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale permet d’allumer rapidement le propergol. Par ailleurs, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression garantit une bonne étanchéité, sans solliciter l’allumeur. On peut aussi noter que l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) permet de régler la génération d’une onde de pression indépendamment des performances du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique), si bien que le réglage de l’allumage du propergol sous pression est facilité (allumage rapide, sans casse, ou avec une casse répétable du propergol). [0005] On peut noter que le dispositif d’allumage, comprenant notamment un allumeur pyrotechnique, est agencé (ou attaché directement ou indirectement) sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale. Le dispositif d’allumage est donc agencé sur le côté du générateur de gaz. Le générateur de gaz présente donc une direction ou un axe principal de sorte à définir un côté ou une partie latérale. Le générateur de gaz peut présenter une dimension axiale supérieure à une dimension transversale (comme une dimension d’enveloppe ou un diamètre). Plus particulièrement, le générateur de gaz peut présenter une forme allongée et une direction axiale principale et la paroi latérale est agencée à une distance prédéterminée de la direction axiale (par exemple la paroi latérale peut définir la dimension transversale). Le générateur de gaz peut présenter une forme générale allongée cylindrique ou sensiblement cylindrique, ou conique, ou avec des irrégularités. La paroi latérale peut être parallèle ou sensiblement parallèle ou même inclinée par rapport à la direction axiale.
[0006] L'invention peut être définie par les caractéristiques et mises en oeuvre suivantes, prises individuellement ou en combinaison.
[0007] Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un orifice principal de sortie, le générateur de gaz pouvant alors comprendre une tuyère secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression. Une telle tuyère (ou orifice) secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression permet de réguler le débit de vidange des gaz sous pression situés en amont de cette tuyère secondaire : cela procure un levier supplémentaire pour régler le fonctionnement et l’agressivité.
[0008] Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un opercule principal (ou un premier opercule) obturant l’orifice principal de sortie. [0009] Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz peut comprendre une partition, agencée pour partitionner la chambre de gaz principale en plusieurs parties.
[0010] Selon un mode de réalisation, la partition peut comprendre :
- une partie aval (délimitée par une cloison interne aval) définissant une zone aval (ou une enceinte aval) débouchant sur l’orifice principal de sortie et/ou agencée entre l'orifice principal de sortie et la cloison interne aval, et/ou
- une partie intermédiaire (délimitée par une cloison interne intermédiaire) définissant une zone intermédiaire (ou une enceinte intermédiaire) agencée entre la partie aval (ou la cloison interne aval) et la cloison interne intermédiaire, et/ou
- une partie amont définissant une zone amont (ou une enceinte amont) agencée entre une paroi externe de la chambre de gaz principale (incluant la paroi latérale) et la partie intermédiaire (ou la cloison interne intermédiaire).
[0011] Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique (ou le propergol) est agencée dans la partie aval ou dans la partie intermédiaire. De préférence la chambre pyrotechnique (ou le propergol) est agencée dans la partie intermédiaire.
[0012] Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité, tel qu’un étui, présente un côté exposé au gaz sous pression et un côté non-exposé au gaz sous pression. Selon un mode de réalisation la chambre pyrotechnique (ou le propergol) est agencée du côté exposé au gaz sous pression. Autrement dit l’organe d’étanchéité, tel qu’un étui, forme une barrière aux gaz sous pression stockés dans la chambre de gaz principal, et la chambre pyrotechnique (ou le propergol) est séparée du dispositif d’allumage par l’organe d’étanchéité, tel qu’un étui, qui forme une barrière aux gaz sous pression.
[0013] Selon un mode de réalisation, le dispositif d’allumage peut être du côté aval de la chambre de gaz principale. Selon ce mode de réalisation, le dispositif d’allumage peut être attaché, fixé, monté, soudé sur la chambre de gaz principale du côté aval de la chambre de gaz principale. En particulier, le dispositif d’allumage peut être attaché sur la chambre de gaz principale à une distance de l’orifice principal plus faible qu’à une distance séparant le dispositif d’allumage du côté la chambre de gaz principale opposé à celui comprenant l’orifice principal. En particulier, le dispositif d’allumage peut être attaché sur une moitié de la chambre de gaz principale comprenant l’orifice principal. Cela n’empêche pas que, selon un chemin de propagation de l’allumage ou selon un chemin de propagation des gaz, l’organe d’étanchéité, tel qu’un étui, peut déboucher dans une partie intermédiaire de la chambre principale de gaz.
[0014] Selon un mode de réalisation, le propergol peut être agencé entre l’orifice principal de sortie et la tuyère secondaire. Ainsi, l’orifice principal de sortie peut être défini pour piloter la combustion propergol et la tuyère secondaire peut être définie pour piloter la vidange de la majorité du gaz stocké sous pression. Les deux orifices pouvant être définis indépendamment l’un de l’autre, l’agressivité de la libération initiale des gaz dans le coussin gonflable peut être réduite. En effet, la combustion du propergol est peu affectée par la nécessaire vidange du gaz stocké sous pression : le fonctionnement est mieux maîtrisé. Dans les générateurs de l’art antérieur avec le propergol agencé en amont de la majeure partie du gaz sous pression (avec l’allumeur positionné à l’opposé de l’orifice principal), l’orifice principal doit être suffisamment grand pour éviter une surpressurisation de la chambre de gaz principale lors de la libération des gaz produits par le propergol. Un orifice principal important engendre une libération initiale des gaz stockés sous pression qui peut être agressive pour le coussin gonflable (sac et/ou boitier) alors que fonctionnellement, une telle libération de gaz initiale n’est pas nécessaire.
[0015] Selon un mode de réalisation une section de passage de la tuyère secondaire sera inférieure à une section de passage de la tuyère principale. [0016] Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité peut être partiellement agencé dans la chambre pyrotechnique. Autrement dit, l’organe d’étanchéité et l’allumeur pyrotechnique, une fois l’organe d’étanchéité ouvert, donnent directement dans la chambre pyrotechnique, ce qui garantit un allumage rapide du propergol puisque le dispositif d’allumage (l’allumeur pyrotechnique) est agencé au plus près du propergol sans en être séparé par un volume de gaz important.
[0017] Selon un mode de réalisation, le propergol peut être un chargement pyrotechnique en vrac. On peut envisager un chargement de pastilles. Cependant, on peut aussi prévoir un ou plusieurs blocs de propergol.
[0018] Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre au moins un organe de drainage traversant le chargement pyrotechnique en vrac.
[0019] Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter au moins une partie en regard du dispositif d’allumage, et la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage peut former un écran à des gaz et/ou à une onde de pression généré(e-s) par le dispositif d’allumage. La partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage formant un écran garantit que les particules et gaz chauds de l’allumeur resteront dans la chambre pyrotechnique et/ou le chargement pyrotechnique. Un tel écran peut aussi être prévu pour atténuer une onde de pression générée par le dispositif d’allumage et son allumeur, si besoin. Ainsi l’allumage du propergol est amélioré et une ouverture trop rapide de l’opercule principal évitée.
[0020] Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter au moins une partie en regard du dispositif d’allumage, et la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage peut être formée avec une paroi pleine. La paroi pleine garantit que les particules et gaz chauds de l’allumeur resteront dans la chambre pyrotechnique et/ou le chargement pyrotechnique. Une telle paroi pleine peut aussi être prévue pour atténuer une onde de pression générée par le dispositif d’allumage et son allumeur, si besoin.
[0021 ] Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut former ou comprendre un canal de drainage agencé pour drainer la totalité des gaz de combustion générés par le propergol. Autrement dit, l’organe de drainage peut comprendre au moins une portion de canalisation ou de passage agencée entre l’orifice de vidange de la réserve de gaz et la totalité du propergol. Le canal peut prendre la forme d’une cheminée.
[0022] Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter une direction de drainage, et le dispositif d’allumage peut présenter une direction axiale de dispositif d’allumage perpendiculaire à la direction de drainage. En particulier, on peut prévoir que l’organe de drainage soit orienté selon une direction axiale du générateur de gaz, et que le dispositif d’allumage soit orienté selon une direction radiale du générateur de gaz. Cela permet de rendre plus simple la connexion du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) à un circuit de mise à feu lorsque le générateur de gaz est placé dans un module de sécurité.
[0023] Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut être distincte de la chambre de gaz principale. Autrement dit, une structure spécifique formant la chambre pyrotechnique peut être installée ou prévue dans la chambre de gaz principale.
[0024] Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut comprendre :
- un tube latéral (comme un panier), de préférence plein,
- une embase fermant une extrémité aval du tube latéral et comprenant le canal de drainage (une cheminée interne) remontant jusqu’à une extrémité amont du tube latéral,
- un chapeau formé par une coupelle accouplée à l’extrémité amont et au canal de drainage (à la cheminée interne). En particulier, la cheminée peut former l’organe de drainage. [0025] Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un fond de chambre (comprenant l’orifice principal) et une paroi de fermeture, par exemple soudés entre eux.
[0026] Selon un mode de réalisation, le canal de drainage (la cheminée interne) peut dépasser du fond de chambre. Cette mise en oeuvre permet de standardiser les composants pour plusieurs volumes de chargement pyrotechnique.
[0027] Selon un mode de réalisation, le canal de drainage (la cheminée interne) peut dépasser du tube latéral. Cette mise en oeuvre permet de standardiser les composants pour plusieurs volumes de chargement pyrotechnique.
[0028] Selon un mode de réalisation, la coupelle peut comprendre la tuyère secondaire. En particulier, la cheminée et/ou l’organe de drainage peut être alignée avec la tuyère secondaire.
[0029] Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre :
- une deuxième chambre de gaz,
- du gaz sous pression stocké dans la deuxième chambre.
[0030] Selon un mode de réalisation, le dispositif d’allumage attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale peut être l’unique dispositif d’allumage du générateur de gaz. Bien que comprenant deux réserves de gaz séparées, un seul dispositif d’allumage (un seul allumeur pyrotechnique) est prévu. On peut aussi prévoir un générateur de gaz avec une seule chambre de gaz (et comprenant une chambre pyrotechnique) se terminant par un diffuseur selon la direction axiale. On peut même prévoir un générateur de gaz avec une seule chambre de gaz remplie de gaz (et comprenant une chambre pyrotechnique), une enveloppe vide et un diffuseur entre la chambre de gaz remplie de gaz et l’enveloppe vide (qui pourrait être un volume tampon pour les gaz sortant de la chambre de gaz remplie de gaz)- [0031] Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un diffuseur de gaz commun à la chambre de gaz principale et à la deuxième chambre de gaz.
[0032] Selon un mode de réalisation, le diffuseur de gaz commun peut être agencé entre la chambre de gaz principale et la deuxième chambre de gaz.
[0033] Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un deuxième opercule d’étanchéité logé dans la deuxième chambre de gaz et soutenu par un organe support agencé pour se déformer et/ou rompre sous l’effet de gaz éjectés hors de la chambre de gaz principale.
[0034] Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage peut être agencé pour se rompre sous l’effet de gaz ou d’une onde de pression généré(é-s) par le dispositif d’allumage.
[0035] Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage peut être agencé pour générer une onde de pression lors de sa rupture provoquée par un déclenchement du dispositif d’allumage. L’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage pouvant générer une onde de pression permet de régler cette onde de pression (valeur de différence de pression, direction, type d’onde de pression...) indépendamment du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) et de sa performance (chargement, type d’étui avec ouverture radiale ou axiale...).
[0036] Selon un mode de réalisation, la tuyère secondaire peut présenter une surface de passage inférieure à une surface de passage de l’orifice de sortie principal.
[0037] Un autre aspect de la divulgation peut concerner un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale et un orifice principal de sortie,
- du gaz stocké sous pression dans la chambre de gaz principale,
- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale, - du propergol agencé dans la chambre pyrotechnique et exposé au gaz stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol, caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend une tuyère secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression et dans lequel le propergol est agencé entre l’orifice principal de sortie et la tuyère secondaire.
Description des figures
[0038] 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 :
[0039] [Fig. 1 ] représente une coupe d’un générateur de gaz selon l’invention, selon un plan de coupe comprenant un axe longitudinal du générateur de gaz.
Description détaillée de mode(s) de réalisation
[0040] La figure 1 représente un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale 10 présentant une paroi latérale (ici une paroi cylindrique, mais on peut envisager d’autres mises en formes),
- du gaz 20 stocké sous pression dans la chambre de gaz principale 10,
- une chambre pyrotechnique 30 agencée dans la chambre de gaz principale 10,
- du propergol 40 agencé dans la chambre pyrotechnique principale 10 et exposé au (ou baignant dans le) gaz 20 stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage 50 comprenant notamment un allumeur pyrotechnique 51 attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale 10 et prévu pour déclencher une combustion du propergol 40,
- un organe d’étanchéité 60 distinct du dispositif d’allumage 50 et donc de l’allumeur pyrotechnique 51 et agencé entre le dispositif d’allumage 50 (l’allumeur pyrotechnique 51 ) et le gaz 20 stocké sous pression
- une deuxième chambre de gaz 70,
- du gaz 80 stocké sous pression dans la deuxième chambre de gaz 70,
- un diffuseur 90 agencé entre la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70, contenant un filtre 91 et un organe support 92,
- des goujons de fixation 15 et 75, respectivement soudés sur la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70.
[0041] En ce qui concerne la chambre de gaz principale 10, celle-ci est principalement constituée par un fond de chambre 11 et une paroi de fermeture 12, soudés entre eux. On peut prévoir une soudure par friction, mais d’autres types de soudure sont possibles. La chambre de gaz principale 10 est fermée par un pion de fermeture 14, fixé par soudure sur la paroi de fermeture 12.
[0042] La chambre de gaz principale 10 contient du gaz 20 stocké sous pression. On peut prévoir un mélange de gaz inertes, comme un mélange d’argon et d’hélium, mais on peut prévoir aussi un gaz dit « réactif » qui pourrait intervenir dans une réaction chimique avec le propergol 40, ou un gaz 80 de la deuxième chambre de gaz 70. On peut prévoir une pression de stockage à température ambiante comprise entre 20MPa et 50MPa, mais on peut s’écarter de ces valeurs.
[0043] Enfin, la chambre de gaz principale 10 comprend un orifice principal de sortie 16, et un opercule principal 13 recouvre l’orifice principal de sortie 16 pour garantir l’étanchéité de la chambre de gaz principale 10. L’opercule principal 13 est typiquement formé par un disque métallique de faible épaisseur, soudé sur le fond de chambre 11 .
[0044] La chambre de gaz principale 10 contient aussi du propergol 40 stocké dans la chambre pyrotechnique 30, et baignant dans le gaz 20 stocké sous pression, ou exposé à ce dernier. Le propergol 40, partiellement représenté figure 1 , peut être un chargement en vrac, c’est-à-dire en pastilles. On peut prévoir des pastilles avec un diamètre compris entre 3 mm et 9 mm, et avec une épaisseur comprise entre 1 .5 mm et 5 mm. On peut toutefois aussi prévoir du propergol 40 sous forme d’un bloc monolithique.
[0045] La chambre pyrotechnique 30 est composée dans l’exemple de réalisation par trois pièces distinctes : un canal de drainage, c’est-à-dire une cheminée 32 qui peut former l’organe de drainage, une coupelle 31 et un tube latéral (un panier 33). Le panier 33 forme une paroi externe de la chambre pyrotechnique 30, et contient le propergol 40. La cheminée 32 forme un tube interne dans la chambre pyrotechnique 30, et présente une embase qui s’accouple avec le panier 33, à son extrémité en regard de l’orifice de sortie principal 16. La coupelle 31 s’accouple (ici par sertissage) avec le panier 33, à son extrémité opposée de l’orifice de sortie principal 16, pour fermer le panier 33. La structure de la chambre pyrotechnique 30 est ici en trois pièces, mais on peut prévoir d’autres formes d’exécution.
[0046] On peut noter que la cheminée 32 présente des orifices uniquement dans sa partie amont (à son extrémité opposée de l’orifice de sortie principal 16), et que la coupelle 31 présente une tuyère secondaire 34, en regard du canal formé par la cheminée 32. Enfin, la chambre pyrotechnique 30 comprend un compensateur 35 (une pièce en mousse ou en tissu compressible) prévu pour assurer un calage optimal du propergol 40.
[0047] Un dispositif d’allumage 50 est attaché à la paroi latérale de la chambre de gaz principale 10 par un étui 60, et comprend notamment un allumeur pyrotechnique 51 , un support allumeur 53, et un surmoulage 51 en matière plastique. L’allumeur pyrotechnique 51 est typiquement un allumeur électro-pyrotechnique connu. On peut noter que l’allumeur pyrotechnique 51 comprend de manière connue un étui métallique qui renferme une composition pyrotechnique et un élément chauffant. L’étui métallique de l’allumeur pyrotechnique 51 n’est pas l’étui 60 qui forme l’organe d’étanchéité interposé entre le dispositif d’allumage 50 (en particulier l’allumeur pyrotechnique 51 ) et le gaz 20 contenu dans la chambre de gaz principale 10. [0048] En particulier, l’étui 60 est soudé sur la chambre de gaz principale 10, et le dispositif d’allumage 50 (y compris l’allumeur pyrotechnique 51 ) est serti dans l’étui 60. L’étui 60 est dans cet exemple de réalisation une pièce métallique emboutie en forme de dôme ou de tube fermé avec un bout arrondi, avec un cruciformage 61 en bout. Le cruciformage 61 permet de régler une pression d’ouverture de l’étui 60, lorsque l’allumeur pyrotechnique 51 est mis à feu. On peut prévoir de former l’étui 60 en acier bas carbone, avec une paroi qui présente une épaisseur comprise entre 1 mm et 3 mm. Le cruciformage 61 peut présenter une profondeur comprise entre 0.5mm et 2.5 mm. On prévoir d’autres formes pour l’étui 60 (bout plat, zones de faiblesses latérales en plus ou à la place du cruciformage 61 ...).
[0049] On peut noter que l’étui 60 forme une barrière étanche entre le dispositif d’allumage 50 (en particulier l’allumeur pyrotechnique 51 ) et le gaz 20 contenu dans la chambre de gaz principale 10.
[0050] L’étui 60 et le dispositif d’allumage 50 donnent directement dans la chambre pyrotechnique 30, mais la sortie de l’étui 60 (le cruciformage 60) est préférentiellement située en regard de la portion exempte de trous de la cheminée 32.
[0051] Schématiquement, on peut considérer que la chambre de gaz principale 10 est partitionnée ou présente trois parties internes distinctes :
- une partie aval définie par l’intérieur de la cheminée 32 et son embase donnant sur l’orifice de sortie principal 16,
- une partie intermédiaire définie radialement par l’espace entre la cheminée 32 et la paroi latérale du panier 33 et axialement entre l’embase de la cheminée 32 et la coupelle 31 ,
- une partie amont définie essentiellement entre la coupelle 31 et l’extrémité gauche de la paroi de fermeture 12 et son pion de fermeture 14.
[0052] Avant fonctionnement, le propergol 40 est contenu dans la partie intermédiaire, tandis que la partie aval et la partie amont ne contiennent que du gaz 20 stocké sous pression (présent également dans la partie intermédiaire avec le propergol 40). On peut garder en mémoire que le dispositif d’allumage 50 est attaché à la paroi latérale de la chambre de gaz principale 10 par un étui 60 qui donne ou débouche directement dans la partie intermédiaire (contenant le propergol 40 et du gaz 20 sous pression).
[0053] En ce qui concerne la deuxième chambre de gaz 70, celle-ci est, de manière similaire à la chambre de gaz principale 10, principalement constituée par un deuxième fond de chambre 71 et une deuxième paroi de fermeture 72, soudés entre eux. On peut prévoir une soudure par friction, mais d’autres types de soudure sont possibles. La deuxième chambre de gaz 70 est fermée par un deuxième pion de fermeture 74, fixé par soudure sur la paroi de fermeture 72.
[0054] La deuxième chambre de gaz 70 contient du gaz 80 stocké sous pression. On peut prévoir un mélange de gaz inertes, comme un mélange d’argon et d’hélium, mais on peut prévoir aussi un gaz dit « réactif » qui pourrait intervenir dans une réaction chimique avec le propergol 40, ou le gaz 20 de la chambre de gaz principale 10. On peut prévoir une pression de stockage à température ambiante comprise entre 20MPa et 50MPa, mais on peut s’écarter de ces valeurs.
[0055] Enfin, la deuxième chambre de gaz 70 comprend un deuxième orifice de sortie 76, et un deuxième opercule 73 recouvre le deuxième orifice de sortie 76 pour garantir l’étanchéité de la deuxième chambre de gaz 70. Le deuxième opercule 73 est typiquement formé par un disque métallique de faible épaisseur, soudé sur le deuxième fond de chambre 71 . Le deuxième orifice de sortie 76 pourra présenter une section de passage inférieure ou égale à une section de passage de la tuyère secondaire 34. En alternative, le deuxième orifice de sortie 76 pourra présenter une section de passage comprise entre la section de passage de la tuyère secondaire 34 et une section de passage de l’orifice principal 16.
[0056] Un diffuseur 90 est prévu entre la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70. Ce diffuseur 90 est soudé sur la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70, et présente une pluralité de trous de diffusion pour diriger les gaz de la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70 vers un coussin gonflable.
[0057] Le diffuseur 90 comprend un filtre 91 (typiquement une pièce métallique filtrante) et l’organe support 92 qui est au contact du fond de chambre 11 et du deuxième opercule 73 pendant toute la durée de vie avant le fonctionnement du générateur de gaz pour fournir un support fiable du deuxième opercule 73.
[0058] Le fonctionnement du générateur de gaz est le suivant. Lorsque le générateur de gaz doit fournir des gaz de gonflage au coussin gonflable, l’allumeur pyrotechnique 51 est déclenché. La pression dans l’étui 60 augmente rapidement et le cruciformage 61 s’ouvre. Ainsi, des gaz chauds, des particules chaudes et une onde de pression sont propulsés dans la chambre pyrotechnique 30. Cependant, la sortie de l’étui 60 (le cruciformage 60) est située en regard de la portion exempte de trous de la cheminée 32, si bien que les gaz chauds, les particules et l’onde de pression propulsés dans la chambre pyrotechnique 30 ne peuvent pas aller dans le conduit interne de la cheminée 32 sans parcourir et traverser le propergol 40, ce qui génère et provoque un allumage rapide du propergol 40.
[0059] Une fois le propergol 40 allumé, la pression dans la chambre de gaz principale 10 augmente, et l’opercule principal 13 qui recouvre l’orifice principal de sortie 16 peut se rompre. Le gaz 20 stocké sous pression s’échappe en premier par l’orifice principal de sortie 16, suivi des gaz de combustion du propergol 40. La vidange de la chambre de gaz principale 10 commence.
[0060] Dans les premiers instants après la rupture de l’opercule principal 13, l’organe support 92 est poussé ou cassé par les gaz sortants de la chambre de gaz principale 10 et bascule, si bien que le deuxième opercule 73 n’est plus soutenu et peut s’ouvrir à son tour. La vidange de la deuxième chambre de gaz 70 commence à son tour. [0061] Les gaz peuvent passer à travers le filtre 91 et s’échappent du diffuseur 90 pour aller déplier et gonfler le coussin gonflable non représenté.
[0062] Au cours du fonctionnement, dans la chambre de gaz principale 10, le propergol 40 brûle et augmente la quantité de gaz de gonflage, ainsi que leur température. Comme vu ci-dessus, la coupelle 31 comprend une tuyère secondaire 34, d’un diamètre (par exemple 3mm) inférieur à celui de l’orifice principal 16 (par exemple un diamètre de 6mm), si bien que les gaz de combustion s’échappent par ce dernier, et principalement une fois que la combustion du propergol 40 ralentit, le reste du gaz 20 situé en amont de la tuyère secondaire 34 peut se vidanger par cette dernière et s’échapper de la chambre de gaz principale 10.
[0063] On peut aussi noter les points suivants :
- tous les gaz de combustion du propergol 40 passent dans le canal central de drainage de la cheminée 32 car la partie aval du tube et son embase sont en tôle pleine : les premiers gaz à s’échapper par l’orifice principal sont donc des gaz froids contenus initialement entre le propergol et l’orifice principal, non issus de la combustion du propergol 40, ce qui permet de limiter l’agressivité sur le coussin gonflable lors de son dépliage/déploiement ;
- un seul allumeur pyrotechnique suffit pour ouvrir les deux réserves de gaz de manière quasi simultanée ;
- comme vu ci-dessus, le gaz 20 stocké sous pression et froid présent dans le canal central de drainage de la cheminée 32, s’échappe en premier de la chambre de gaz principale 10, mais la tuyère secondaire 34 permet de régler et réguler la vidange d’au moins une partie (préférentiellement une majorité) du gaz 20 stocké sous pression pour allonger le temps total de vidange et limiter le débit de gaz à l’ouverture de l’orifice principal;
- la partie aval de la cheminée 32 en tôle pleine fait écran aux gaz, particules et onde de pression initiés par le dispositif d’allumage et l’étui 60, pour les forcer à traverser le propergol 40 et l’allumer rapidement,
- d’une manière générale, ce sont les gaz 20 sous pression contenus dans la partie aval qui s’échappent les premiers de la chambre de gaz principale 10, puis ce sont les gaz 20 sous pression et les gaz issus de la combustion du propergol 40 contenus dans la partie intermédiaire qui s’échappent de la chambre de gaz principale 10, puis ce sont enfin les gaz 20 sous pression contenus dans la partie amont qui s’échappent en dernier de la chambre de gaz principale 10. On peut noter que si le dispositif d’allumage 50 comprend dans l’étui 61 un relais d’allumage (une petite quantité de poudre ou de propergol qui n’est pas en contact avec les gaz sous pression 20), les gaz issus de ce relais d’allumage s’échapperont, en raison de leur trajet à effectuer dans le générateur de gaz, en même temps ou même après les gaz issus de la combustion du propergol 40 contenus dans la partie intermédiaire. On peut noter qu’un tel relais d’allumage qui serait contenu dans l’étui 61 n’a pas pour fonction principale de fournir des gaz de gonflage, mais essentiellement de la chaleur et des particules chaudes pour allumer rapidement le propergol 40.
Application industrielle
[0064] Un générateur de gaz selon la présente invention, et sa fabrication, sont susceptibles d'application industrielle.
[0065] 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.

Claims

REVEN D ICATIONS
[Revendication 1 ] Générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale (10) présentant une paroi latérale,
- du gaz (20) stocké sous pression dans la chambre de gaz principale (10),
- une chambre pyrotechnique (30) agencée dans la chambre de gaz principale (10),
- du propergol (40) agencé dans la chambre pyrotechnique (30) et exposé au gaz (20) stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage (50) agencé sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) et prévu pour déclencher une combustion du propergol (40), caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui (60), distinct du dispositif d’allumage (50) et agencé entre le dispositif d’allumage (50) et le gaz (20) stocké sous pression.
[Revendication 2] Générateur de gaz selon la revendication 1 , dans lequel la chambre de gaz principale (10) comprend un orifice principal de sortie (16), le générateur de gaz comprenant une tuyère secondaire (34) agencée dans la chambre de gaz principale (10) entre l’orifice principal de sortie (16) et au moins une partie du gaz (20) stocké sous pression.
[Revendication 3] Générateur de gaz selon la revendication 2, dans lequel le propergol (40) est agencé entre l’orifice principal de sortie (16) et la tuyère secondaire (34).
[Revendication 4] Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’organe d’étanchéité est partiellement agencé dans la chambre pyrotechnique (30).
[Revendication 5] Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le propergol (40) est un chargement pyrotechnique en vrac.
[Revendication 6] Générateur de gaz selon la revendication 5, comprenant au moins un organe de drainage traversant le chargement pyrotechnique en vrac.
[Revendication 7] Générateur de gaz selon la revendication 6, dans lequel l’organe de drainage présente au moins une partie en regard du dispositif d’allumage (50), et dans lequel la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage (50) forme un écran à des gaz et/ou à une onde de pression généré(e-s) par le dispositif d’allumage (50).
[Revendication 8] Générateur de gaz selon la revendication 6, dans lequel l’organe de drainage présente au moins une partie en regard du dispositif d’allumage (50), et dans lequel la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage (50) est formée avec une paroi pleine.
[Revendication 9] Générateur de gaz selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel l’organe de drainage comprend un canal de drainage agencé pour drainer la totalité des gaz de combustion générés par le propergol (40).
[Revendication 10] Générateur de gaz selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel l’organe de drainage présente une direction de drainage, et dans lequel le dispositif d’allumage (50) présente une direction axiale de dispositif d’allumage perpendiculaire à la direction de drainage.
[Revendication 11] Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la chambre pyrotechnique (30) est distincte de la chambre de gaz principale (10).
[Revendication 12] Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel la chambre pyrotechnique (30) comprend :
- un tube latéral, de préférence plein,
- une embase fermant une extrémité aval du tube latéral et comprenant le canal de drainage remontant jusqu’à une extrémité amont du tube latéral,
- un chapeau formé par une coupelle (31 ) accouplée à l’extrémité amont et au canal de drainage.
[Revendication 13] Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant :
- une deuxième chambre de gaz (70),
- du gaz (80) stocké sous pression dans la deuxième chambre.
[Revendication 14] Générateur de gaz selon la revendication 13, dans lequel le dispositif d’allumage (50) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) est l’unique dispositif d’allumage (50) du générateur de gaz.
[Revendication 15] Générateur de gaz selon l’une des revendications 13 ou 14, comprenant un deuxième opercule d’étanchéité (73) logé dans la deuxième chambre de gaz (70) et soutenu par un organe support (92) agencé pour se déformer et/ou rompre sous l’effet de gaz éjectés hors de la chambre de gaz principale (10).
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