Brevet FR2906022A1 — publié le 20080321

La présente invention se rapporte à un générateur pyrotechnique de gaz destiné à la sécurité automobile. Il est notamment destiné à permettre de gonfler un coussin de sécurité communément connu sous le terme anglo-saxon "airbag". Généralement, un tel générateur comprend une enveloppe fermée, qui renferme au moins une chambre de combustion contenant une charge pyrotechnique, dont la combustion est déclenchée par un initiateur associé à cette chambre. Il comprend également au moins une chambre de tranquillisation associée à la chambre de combustion, qui reçoit les gaz générés par la combustion de la charge et assure leur évacuation vers l'extérieur, via au moins une ouverture de décharge formée dans l'enveloppe. Lorsque le chargement pyrotechnique est constitué de pastilles et que le ratio L/D du générateur est supérieur à 1 (L = Longueur du générateur, D = Diamètre), alors des problèmes de combustion peuvent apparaître. En effet, on rencontre des situations dans lesquelles la combustion s'emballe au moins dans une partie du chargement. En effet, lors de l'allumage du chargement, seules les pastilles en regard de l'allumeur sont correctement allumées. Les autres pastilles sont masquées par ces premières pastilles et ne sont donc pas en communication avec suffisamment de gaz chaud pour s'allumer correctement. La combustion des premières pastilles crée une surpression locale qui, lors du désoperculage de la chambre de combustion, peut écraser le reste du chargement ou l'éroder fortement par le flux de gaz traversant. La casse des pastilles provoque une augmentation brutale non souhaitée de la surface à brûler, qui a pour conséquence une augmentation brutale de la pression dans la chambre de combustion, ce qui perturbe le fonctionnement du générateur. De plus, l'érosion du chargement est forcée et aléatoire, ce qui nuit à la répétabilité de la combustion. Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser des blocs de charge combustible qui présentent une ouverture centrale formant conduit, cette ouverture constituant un canal d'évacuation des gaz, qui permet également d'entretenir une 2906022 2 parfaite combustion, régulière et continue. L'ouverture centrale constitue par ailleurs un logement pour l'initiateur. L'utilisation d'une telle charge sous la forme d'un bloc est délicate lorsque l'on a affaire à un générateur tubulaire de forme très allongée, (grand ratio 5 L/D). En effet, pour une même masse de propergol, l'utilisation d'un bloc augmente les dimensions du générateur. Un tel générateur est notamment mis en place dans un véhicule, au niveau du sommet d'une portière, de manière à gonfler un airbag dit "airbag rideau", ou intégré dans un siège pour gonfler un airbag latéral. 10 Ce problème est d'autant plus difficile à résoudre que l'on utilise traditionnellement dans ce genre de générateur, une charge pyrotechnique en vrac, c'est-à-dire une charge constituée d'une poudre, de granulés ou de pastilles de matériau pyrotechnique. La présente invention a pour but de solutionner ce problème en 15 proposant un générateur du type évoqué ci-dessus dont la combustion de la charge s'opère de manière tout à fait régulière et continue, sans risque de surégime au cours de la combustion de celle-ci. Il s'agit donc d'un générateur pyrotechnique de gaz destiné à la sécurité automobile, qui comprend une enveloppe tubulaire fermée qui renferme : 20 - au moins une chambre de combustion contenant une charge pyrotechnique constitué d'un matériau en vrac, dont la combustion est déclenchée par un initiateur associé à la chambre ; - au moins une chambre de tranquillisation associée à ladite chambre de combustion, qui communique avec elle par au moins une tuyère, qui 25 reçoit les gaz générés par la combustion de la charge et assure leur évacuation vers l'extérieur,via au moins une ouverture de décharge formée dans ladite enveloppe. Ce générateur est remarquable par le fait que la zone de l'enveloppe située en regard de ladite chambre de combustion est dépourvue de toute ouverture en communication vers l'extérieur, et en ce que cette chambre de combustion 30 renferme longitudinalement une cloison tubulaire ajourée, dont l'espace interne délimite un volume de réception et de retenue de ladite charge, tandis que l'espace périphérique situé entre cette cloison et l'enveloppe est exempt de charge et constitue au moins un couloir d'évacuation des gaz de combustion en direction de la chambre de tranquillisation. On comprend de ce qui précède que la cloison tubulaire ajourée a deux fonctions. 2906022 3 En premier lieu, elle constitue et délimite un volume pour la réception et la retenue de la charge combustible en vrac. Mais elle délimite également avec l'enveloppe du générateur qui, dans cette zone, est exempte d'ouverture de communication avec l'extérieur, au 5 moins un couloir (ou drain) pour l'évacuation des gaz de combustion en direction de la chambre de tranquillisation. Du fait de la présence de ce couloir, les gaz circulent librement, entretiennent la combustion en cours et s'échappent via la chambre de tranquillisation. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de ce 10 générateur : l'enveloppe et la cloison sont coaxiales ; la cloison a une section droite circulaire ; - la cloison a une section droite qui s'inscrit dans un cercle et présente un contour crénelé, ses portions de plus grand diamètre venant en appui 15 contre ladite enveloppe ; - l'extrémité de la cloison située du coté de ladite tuyère s'appuie contre une grille de protection de cette tuyère ; - la grille a une forme tronconique dont la base s'appuie sur une cloison dans laquelle est percée ladite tuyère ; 20 - il est pourvu d'au moins un cordeau renfermant un chargement pyrotechnique, dont une extrémité débouche à l'intérieur de ladite chambre de tranquillisation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre de certains modes 25 de réalisation. Cette description sera faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe, selon un plan médian longitudinal, d'un premier mode de réalisation d'un générateur selon l'invention ; 30 - la figure 2 est une vue en coupe, selon le plan 2-2 de la figure 1, de ce générateur, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'un mode de réalisation du générateur dit "à cordeau" ; - enfin, la figure 4 est également une vue en coupe selon un plan 35 médian longitudinal d'un troisième mode de réalisation d'un générateur qui comporte plusieurs chambres de combustion, ainsi que deux cordeaux. 2906022 4 Le générateur pyrotechnique de gaz 1 représenté à la figure 1 comprend une enveloppe tubulaire 10 de forme cylindrique, dont la paroi est sertie à chacune de ses extrémités sur des bagues de forme discoïdes 11, respectivement 12. Des bourrelets annulaires, non représentés, et faisant saillie vers l'intérieur, assurent 5 le blocage de la paroi sur les bagues. De manière similaire, la paroi est emboutie sur une cloison additionnelle 13, également discoïde, qui s'étend parallèlement aux bagues 11 et 12. Cette cloison est traversée par un orifice 130 formant tuyère, sur lequel on reviendra plus loin. Dans une variante de réalisation non représentée, le 10 nombre d'orifices pourrait être supérieur à un. L'enveloppe 10, ainsi que les bagues 11 et 12 et la cloison 13, sont réalisées en métal à résistance mécanique et thermique élevée. L'enveloppe 10 est néanmoins réalisée dans un métal qui possède une ductilité suffisante pour permettre le sertissage. 15 La cloison 13 divise l'intérieur de l'enveloppe 10 en deux chambres décalées longitudinalement, à savoir une chambre de combustion C et une chambre de tranquillisation T. Le générateur comprend un allumeur 2 qui est associé à une charge pyrotechnique 3. Ces deux éléments se trouvent tous les deux situés dans la 20 chambre de combustion C, placée sur la partie droite de la figure. De manière connue en soi, l'allumeur est monté dans la partie centrale de la bague 11. Selon l'invention, cet allumeur est monté à une extrémité de la chambre de combustion, alors que la cloison 13 pourvue d'une tuyère est montée à l'extrémité de la chambre. 25 La charge 3 qui est contenue dans la chambre de combustion est une charge en vrac, constituée ici de pastilles de propergol. Une grille tronconique 4 présentant des ouvertures 40 est en appui contre la cloison 13 et permet d'éviter que des pastilles de propergol ou des fragments de celles-ci ne viennent s'engouffrer dans la tuyère 130 et obturent au 30 moins partiellement celle-ci. Bien entendu, on entend par le terme "grille" tout élément ajouré, dont les ouvertures autorisent le passage des gaz, mais dont la taille est choisie pour constituer un obstacle au passage des pastilles. Conformément à l'invention, la zone 14 de l'enveloppe 10 qui est 35 située en regard de la chambre de combustion C est dépourvue de toute ouverture en communication avec l'extérieur. 2906022 5 Par ailleurs, cette chambre de combustion C renferme longitudinalement une cloison tubulaire ajourée 5 dont l'espace interne délimite un volume de réception et de retenue de la charge, tandis que l'espace périphérique situé entre cette cloison 5 et l'enveloppe 10 est exempt de charge et constitue au 5 moins un couloir E d'évacuation des gaz de combustion en direction de la chambre de tranquillisation. Dans le mode de réalisation des figures, l'enveloppe 10 et la cloison 5 sont coaxiales. Cette dernière est ouverte à ses deux extrémités et elle s'appuie, du 10 côté de la cloison 13, sur la grille 4 décrite précédemment. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, la cloison 5 a une section droite qui s'inscrit sensiblement dans un cercle et elle présente un contour crénelé, ses portions 51 de plus grand diamètre venant en appui contre l'enveloppe 10. 15 Grâce à cette physionomie, la cloison se positionne d'elle-même relativement à l'enveloppe, sans qu'il soit besoin d'utiliser des moyens de centrage par rapport à cette dernière. Les créneaux ainsi constitués délimitent autant de couloirs E pour la circulation et l'évacuation des gaz en direction de la chambre de tranquillisation T. 20 Dans une variante qui n'apparaît pas sur les figures, la cloison 5 présente, à une de ses extrémités, une paroi de fond ajourée, qui s'appuie directement sur la cloison 13. En d'autres termes, on peut se dispenser de la grille 4. Bien entendu, dans un mode de réalisation additionnel, également non représenté, la cloison 5 pourrait avoir une section droite strictement circulaire, 25 ce qui nécessiterait de devoir recourir à des moyens de blocage (entretoises) de cette cloison par rapport à l'enveloppe. Le mode de réalisation représenté à la figure 3 présente une structure tout à fait semblable au générateur de la figure 1. Il est toutefois équipé d'un cordeau 6 renfermant un chargement pyrotechnique additionnel, par exemple sous 30 la forme de propergol gélifié. Une telle structure est connue en soi, notamment du document FR-A-2 845 989. Avec un tel générateur, dès qu'une quantité de gaz chaud atteint la chambre de tranquillisation, il s'opère une combustion de la charge contenue dans le cordeau qui s'échappe alors par les orifices d'évacuation 100 et procure une 35 alimentation supplémentaire de l'airbag auquel est relié le générateur, ceci afin de faire perdurer son gonflage. 2906022 6 Dans la forme de réalisation de la figure 4, on a affaire à un générateur présentant un initiateur 2 disposé en position intermédiaire et selon une orientation perpendiculaire à une chambre de combustion centrale C qui communique par l'intermédiaire de deux cloisons 15, avec des chambres de 5 combustion additionnelles Cl et C2 disposées à l'opposé l'une de l'autre. Ces chambres de combustion Cl et C2 communiquent par ailleurs chacune avec une chambre de tranquillisation Ti et T2 qui reçoivent chacune un cordeau 6. Dans ce mode de réalisation, chacune des chambres de combustion 10 Cl et C2 est pourvue d'une cloison 5 telle que décrite plus haut. REVENDICATIONS 1. Générateur pyrotechnique de gaz destiné à la sécurité automobile, qui comprend une enveloppe tubulaire fermée (10), qui renferme : - au moins une chambre de combustion (C) contenant une charge pyrotechnique (3) constitué d'un matériau en vrac, dont la combustion est 5 déclenchée par un initiateur associé à la chambre (C) ; - au moins une chambre de tranquillisation (T) associée à ladite chambre de combustion (C), qui communique avec elle par au moins une tuyère (130), qui reçoit les gaz générés par la combustion de la charge (3) et assure leur évacuation vers l'extérieur, via au moins une ouverture de décharge (100) formée 10 dans ladite enveloppe (10), caractérisé par le fait que la zone (14) de l'enveloppe (10) située en regard de ladite chambre de combustion (C) est dépourvue de toute ouverture en communication vers l'extérieur, et en ce que cette chambre de combustion (C) renferme longitudinalement une cloison tubulaire ajourée (5), dont l'espace interne 15 délimite un volume de réception et de retenue de ladite charge (5), tandis que l'espace périphérique (E) situé entre cette cloison (5) et l'enveloppe (10) est exempt de charge et constitue au moins un couloir d'évacuation des gaz de combustion en direction de la chambre de tranquillisation (T). 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que 20 lesdites enveloppe (10) et cloison (5) sont coaxiales. 3. Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite cloison (5) a une section droite circulaire. 4. Générateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite cloison (5) a une section droite qui s'inscrit dans un cercle et présente un 25 contour crénelé, ses portions (51) de plus grand diamètre venant en appui contre ladite enveloppe (10). 5. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extrémité de la cloison (5) située du coté de ladite tuyère (130) s'appuie contre une grille (4) de protection de cette tuyère. 30 6. Générateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ladite grille (4) a une forme tronconique dont la base s'appuie sur une cloison (13) dans laquelle est percée ladite tuyère. 2906022 8 7. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'au moins un cordeau (16) renfermant un chargement pyrotechnique, dont une extrémité débouche à l'intérieur de ladite chambre de tranquillisation (T).