Brevet FR2280612A1 — publié le 19760227

La présente invention se rapporte à un Procédé de remplissage d'assemblages à coussin d'air et aux nouveaux produits ainsi obtenus. La sécurité dans les automobiles a conduit à l'utilisation de dispositifs de coussins d'air pour la sauvegarde des passagers. Récemment, on a réalisé de nornbreuses recherches etbde nombreux développements pour mettre au point de tels dispositifs de coussins d'air à la fois pour la protection des passager+, comme il est décrit, par exemple, dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 81.947, déposée le 19 octobre 1970, sous le titre "Method and apparatus for filling vehicle gas bag" au nom de Robert Larry Stevenson, et pour la protection du conducteur, comme il est décrit, par exemple, dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 147.91D, déposée le 28 mai 1970 sous le titre au nom de I Dans les deux cas de protection des passagers et du conducteur, le gaz utilisé pour remplir la structure de protection (coussin ou sac) pèut être, en partie ou en totalité, un gaz obtenu à partir d'un matériau combustible. I1 est nécessaire que le gaz obtenu résiste à un stockage d'environ -400C à +105 C, s'enflamme rapidement, par exemple, soit totalement brûlé en quelques millisecondes et en produisant un gaz non toxique, et donne du gaz à une température relativement basse (moins d'environ 1.09000) lorsqu'il est brûlé à des pressions de 7, à 1.410 kg/cm2. On a proposé d'utiliser un générateur de gaz ~pyrotechnique pur donnant un gaz non toxique dans lequel l'agent de propulsion et oxydant sont mélangés, soit sous forme de grains grossiers, soit sous forme d'un produit contracté.On a de plus proposé d'ajouter à ce mélange, ou de refroidir le gaz produit venant de ce mélange avec, un carbonate ou un autre agent réfrigérant. Cependant, de tels mélanges présentent des problèmes, car il est très difficile de contrôler la vitesse de combustion compte tenu du mé lange des ingrédients, et avec le mélange des ingrédients, la com- bustion se produit à une pression relativement élevée. De plus, le mélange d'agent de propulsion et d'oxydant entraîne des problèmes de stabilisation en liaison avec les variations de températures ambiantes et les conditions de stockage. Par conséquent, selon la présente invention, on utilise pour produire un gaz, un grain solide d'agent de propulsion géné- auteur de gaz, qui peut être d'un type habituel tel qu'un agent de propulsion en chlorure de pobjvinyle (aS). Ce gaz pasze ensuite sur un oxydant, tel qu'un chlorate de métal ou un perchlorate de mé e tai, sous la forme d'un lit poreux. vans une autre variante, on peut ajouter à l'oxydant un agent réfrigérant, tel qu un carbonate, pour refroidir encore plus le gaz produit.Les produits fabriqués par un tel traitement du gaz produit à partir d'un agent de propulsionen?VC comprennent approximativement 10 % de gaz carbonique (CG2j, 10 X de vapeur d'eau et 80 , d'oxygène, et ne contiennent sensiblement pas d'oxyde de carbone toxique (ce). La température du gaz fourni comme résultat d'oxydation, sans utiliser d'agent réfrigérant en carbonate, est inférieure à 1.090 C, et aussi faible que 76000 ou plus faible. Dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, l'agent de propulsion combustiblevcontient des grains d'agent de propulsion à base de PVC, bien que l'agent de propulsion puisse être tout agent de propulsion normal qui donnera un gaz non toxique à utiliser dans le remplissage d'un assemblage à coussin d'air. Dans le dessin, qui représente un diagramme schématique des écoulements selon la présente invention, l'agent de propulsion est représenté lorsqu'il brûle et puis passe à travers un lit poreux d'oxydant. Le lit poreux d'oxydant peut être formé de tout chlorate ou perchlorate de métal, de préférence du chlorate de potassium (KC10.3) et/ou du perchlorate de potassium (KC104). Le gaz venant de l'agent de propulsion en train de brûler et passant à travers l'oxy- dant subit une oxydation puissante et le produit résultant, en tant que résultat de cette oxydation, est du gaz carbonique (C02), de l'eau et de l'oxygène, sans qu'il se produise essentiellement d'oxyde de carbone (CO). Le lit poreux peut comprendre un agent réfrigérant, tel qu'un carbonate de métal et/ou un bicarbonate de métal, pour abaisser encore plus la température du gaz produit avant qu' il passe, comme il est représenté sur le diagramme schématique, dans le coussin d'air.En plus, dans une autre variante, le gaz quittant le lit poreux peut également être refroidi par échange thermique mécanique, par exemple en le faisant passer sur de la tournure de métal, une chaîne, des particules métalliques frittées ou en grains séparés, etc., si on le désire, avant de le faire passer dans le coussin d'air. L'agent de propulsion solide peut être utilisé sous forme de grains extrudés, moulés, ou compactés mécaniquement (pressés). L'agent réfrigérant est de préférence un carbonate, tel que du carbonade de magnésium et/ou du carbonate de sodium, qui absorbera la chaleur qui résulte de la décomposition du gaz obtenu. Dans un exemple spécifique, on brûle un grain d'agent de propulsion en PVC, commercialement connu sous le nom d'Arcite 497Cs vendu par la société dite Atlantic Research Corporation, et le gaz produit est introduit sur un lit 'poreux de cristaux de chlorate de potassium recristallisé, ayant un diamètre moyen de particules d'environ 500 microns. On n'utilise pas d'agent réfrigérant séparé en carbonate. On obtient une température d'environ 760"C du gaz résultant qui est dirigé sur le coussin d'air. On produit environ 10 w de gaz carbonique (C02), 10 ,J de vapeur d'eau et 80 a d'oxygène, comme gaz de remplissage du coussin d'air. I1 ne se produit sensiblement pas d'oxyde de carbone toxique.Bien entendu, l'addition d'un produit chimique de réfrigération, tel que du carbonate, qui absorbera la chaleur qui résulte de sa mise en contact avec le gaz obtenu dans le lit poreux, ou ensuite, si on le désire, donnerait par la suite une température encore plus faible au gaz obtenu. Par le procédé indiqué, on peut contrôler la combustion de l'agent réfrigérant, comme il a été décrit ci-dessus, parce qu'il nty a pas de mélange de 11 oxydant ou de l'oxydant et de l'agent réfrigérant avec les grains d'agent de propulsion que l'on va brûler. En plus, on obtient, sans mélange de l'oxydant et de l'agent de propulsion, des pressions plus basses pour lesquelles l'agent de propulsion brûle pour une quantité égale de gaz produite pour un temps donné. De plus, comme résultat de cette séparation des produits (absence de mélange), l'aptitude au stockage du produit est plus favorable. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparattront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de remplissage d'un assemblage à coussin d'air par un gaz obtenu sans production d'oxyde de carbone et à une température inférieure à environ 1.0900C, caractérisé en ce qu'il comprend la combustion de grains d'agent de propulsion pour donner le gaz, le passage dudit gaz obtenu à travers un lit poreux d'oxydant et l'introduction du gaz obtenu dans l'assemblage à cous sin d'air. 2 - Procédé de remplissage d'un assemblage à coussin d'air à l'aide d'un gaz obtenu sans production d'oxyde de carbone et à une température inférieure à 1.0900C, caractérisé en ce qu'il comprend la combustion de grains d'agent de propulsion solide pour donner le gaz, le passage dudit gaz obtenu à travers un lit poreux d'un oxydant choisi dans le groupe comprenant un chlorate de métal, un perchlorate de métal et une combinaison des deux, et l'introduction du gaz obtenu dans un assemblage à coussin d'air. 3 - Procédé de remplissage d'un assemblage à coussin d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit agent d'oxydation se compose de perchlorate de potassium. 4 - Procédé de remplissage d'un assemblage à coussin d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit agent d'oxydation se compose de chlorate de potassium. 5 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on inclut, en outre, dans le lit poreux, un agent réfrigérant en carbonate. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit agent réfrigérant en carbonate est choisi dans le groupe se composant de carbonate de magnésium, de carbonate de sodium ou d'une combinaison des deux. 7 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, l'étape de traitement du gaz oxydé sortant du lit poreux à l'aide d'un agent réfrigérant en carbonate. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit agent réfrigérant en carbonate est choisi dans le groupe se composant de carbonate de magnésium, de carbonate de sodium ou d'une combinaison des deux. 9 - Procédé de remplissage d'un assemblage à coussin d'air à l'aide d'un gaz obtenu sans production d'oxyde de carbone et à une température inférieure à environ 1.0900C, caractérisé en ce qutil comprend la combustion de grains d'agent de propulsion pour donner le gaz, le passage dudit gaz obtenu à travers un lit poreux d'un oxydant, le refroidissement dudit gaz avec un agent réfrigérant en même temps que se déroule le passage dudit gaz à travers le lit en introduisant dans le lit poreux un agent réfrigérant, en refroidissant de plus ledit gaz par un échange thermique mécanique à l'aide d'une surface échangeuse de chaleur après passage du gaz à travers le lit, en traitant en outre le gaz oxydé sortant du lit poreux avec un agent réfrigérant séparé, et en introduisant le gaz obtenu dans un assemblage à coussin d'air. 10 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit agent réfrigérant est dans chaque cas choisi dans le groupe se composant de carbonate de magnésium, de carbonate de sodium ou d'une combinaison des deux. 11 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit lit poreux d'oxydant est choisi dans le groupe se composant d'un chlorate de métal, d'un perchlorate de métal ou d'une combinaison des deux. 12 - A titre de produits industriels nouveaux, assemblages à coussin d'air remplis de gaz, obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.