Brevet FR2959006A1 — publié le 20111021

i L'invention concerne un générateur de gaz à deux chargements pyrotechniques. De tels générateurs de gaz sont destinés à la sécurité automobile. Une des applications d'un tel générateur est celle des systèmes de retenue de sécurité du type coussin de protection gonflable, encore appelés "airbag". L'intérêt de ces générateurs est de pouvoir allumer les deux chargements pyrotechniques situés dans deux chambres différentes à partir d'un seul allumeur situé dans l'une des chambres. De nombreux dispositifs de ce genre sont connus dans l'état de la 10 technique. Ainsi, le document FR-A-2 877 428 décrit un générateur comprenant une enveloppe tubulaire subdivisée intérieurement par deux cloisons qui délimitent trois chambres contigües, à savoir deux chambres de combustion contenant chacune une charge pyrotechnique de part et d'autre d'une chambre de tranquillisation 15 communiquant avec une ouverture de décharge ménagée dans l'enveloppe. Ces cloisons sont traversées par un orifice formant tuyère qui autorise un passage contrôlé des gaz chauds générés par la combustion de la charge pyrotechnique des chambres de combustion vers la chambre de tranquillisation, ces gaz pouvant ensuite s'échapper de la chambre de tranquillisation via l'ouverture de décharge pour 20 gonfler un coussin de protection gonflable. Une seule première chambre de combustion est pourvue d'un allumeur de la charge, de sorte qu'une partie des gaz générés par la combustion de la charge de la première chambre traversent la chambre de tranquillisation et rentrent dans la seconde chambre de combustion dépourvue d'allumeur, où ils provoquent la combustion de la charge qui est 25 présente, pour ressortir au travers de l'ouverture de décharge via la chambre de tranquillisation. Le document EP-B-836 563 décrit un générateur tubulaire ayant deux chambres contenant chacune du propergol et séparées l'une de l'autre par une barrière empêchant le passage du front de flamme généré par l'initiateur situé dans 30 l'une des chambres de provoquer directement la combustion du propergol situé dans l'autre chambre. Au lieu de cela, la chaleur générée par la combustion du propergol d'une chambre provoque l'allumage retardé du propergol par convection et/ou conduction forcées par des ouvertures et un compartiment entourant les deux chambres. Le document US-B2-7,204,512 décrit un générateur ayant une première chambre contenant une première composition génératrice de gaz et une deuxième chambre contenant une deuxième composition génératrice de gaz et un dispositif d'initiation par sympathie pour allumer par sympathie la deuxième composition en réponse à la combustion de la première composition. Ce dispositif d'allumage par sympathie se trouve sur une cloison séparant les deux chambres et comprend une tête et une tige pour communiquer la chaleur de la première chambre à la deuxième chambre pour allumer un matériau d'auto-initiation situé au bout de la tige dans la deuxième chambre. Ce matériau d'auto-initiation, ayant une température d'allumage inférieure à celle de la deuxième composition, allume alors cette dernière. Le document US-B2-7,073,820 décrit un générateur dans lequel l'allumage d'un initiateur situé dans une première chambre provoque la combustion d'un premier chargement pyrotechnique situé dans celle-ci, ce qui génère des produits de combustion qui se propagent au travers d'une ouverture initialement fermée par un opercule pour allumer une deuxième composition génératrice de gaz située dans une deuxième cavité, les gaz s'échappant alors vers l'extérieur par des orifices prévus dans cette deuxième cavité. Aujourd'hui, beaucoup de générateurs de gaz utilisent des chargements pyrotechniques constitués de pastilles de propergol en lieu et place de blocs pour des raisons de faisabilité, de procédé de fabrication du propergol, de densité de chargement ou de coût de fabrication du propergol. Cependant, un des inconvénients majeurs des pastilles est de posséder une fonction dégressive de forme, générant ainsi le maximum de gaz en début de fonctionnement, ce qui peut provoquer des agressions dans la planche de bord et de son environnement (casse, déformation du bâti). Cet inconvénient est important notamment dans les générateurs de 30 gaz pyrotechniques ayant un seul allumeur. L'invention vise à pallier les inconvénients de l'état de la technique en obtenant un générateur de gaz comportant deux chargements pyrotechniques contenus dans deux chambres distinctes qui sont allumés par un allumeur situé dans une seule des chambres, qui permette de mieux piloter le décalage dans le temps 35 entre l'allumage du premier chargement pyrotechnique de la première chambre et l'allumage du deuxième chargement pyrotechnique de la deuxième chambre. A cet effet, un premier objet de l'invention est un générateur de gaz, comportant des premier et deuxième chargements pyrotechniques situés dans respectivement des première et deuxième chambres, la première chambre étant délimitée en partie par une première paroi extérieure comportant au moins un premier orifice de sortie de gaz vers l'extérieur, la deuxième chambre étant délimitée en partie par une deuxième paroi extérieure comportant au moins un deuxième orifice de sortie de gaz vers l'extérieur distinct du premier orifice, seule la première chambre étant pourvue d'un allumeur apte à être déclenché pour allumer le premier chargement pyrotechnique, la première chambre jouxtant la deuxième chambre et étant séparée de la deuxième chambre par une troisième paroi, caractérisé en ce que le premier orifice de sortie de gaz vers l'extérieur est fermé par au moins un premier dispositif de fermeture apte à être ouvert sous la pression des gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique, le deuxième orifice de sortie de gaz vers l'extérieur est fermé par au moins un deuxième dispositif de fermeture apte à être ouvert sous la pression des gaz de combustion du deuxième chargement pyrotechnique, la troisième paroi comporte au moins un trou traversant entre la première chambre et la deuxième chambre, le trou traversant étant fermé par au moins un troisième dispositif de fermeture apte à être ouvert sous la pression des gaz de combustion du premier chargement, pour faire passer les gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique de la première chambre à la deuxième chambre où ces gaz de combustion provoquent la combustion du deuxième chargement pyrotechnique. L'invention permet ainsi d'obtenir un débit gazeux faible au démarrage du générateur, puis plus important une fois que le sac de l'airbag a commencé à sortir du module. L'invention permet d'obtenir ce débit gazeux par exemple avec des chargements formés de pastilles à fonction dégressive de forme. Ceci permet d'obtenir par exemple un générateur de gaz, ayant des chargements pyrotechniques d'une masse supérieure ou égale à 50 grammes, qui soient non agressifs pour le module et son environnement, pouvant notamment être utilisé pour gonfler un airbag de passager dans un véhicule automobile. Le concept du générateur a un autre avantage. Tous les générateurs doivent passer des tests réglementaires. Parmi ces tests, il y a un test demandé pour la réglementation liée au transport de matières dangeureuses : le test ONU6C. Des générateurs sont positionnés au dessus d'un brasier jusqu'à leur déclenchement (par auto-initiation du propergol). Les générateurs doivent être intègres après déclenchement. Plus le déclenchement a lieu tardivement après le démarrage du brasier, plus la structure du générateur est fragile et plus il y a de risque de fragmentation. Suivant l'invention, le démarrage de la deuxième chambre au cours de ce test du brasier entraine l'allumage de la première chambre. Ceci a pour effet de réduire le temps nécessaire à la combustion de toutes les matières pyrotechniques. Cela n'est pas vrai pour les autres générateurs connus cités ci-dessus, dans lesquels le démarrage de la deuxième chambre au cours de ce test du brasier n'allume pas nécessairement la première. Si le temps est important entre la mise a feu des 2 chambres, la structure peut être fragilisée et le test plus difficile à passer. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le premier chargement pyrotechnique a une première masse Ml, le deuxième chargement pyrotechnique a une deuxième masse M2 et la répartition de masse entre les premier et deuxième chargements pyrotechniques Ml/M2 est supérieure ou égale à 1/4 et inférieure ou égale à 3. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le premier chargement pyrotechnique a une première masse Ml, le deuxième chargement pyrotechnique a une deuxième masse M2 et la répartition de masse entre les premier et deuxième chargements pyrotechniques Ml/M2 est inférieure ou égale à 1. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le trou traversant est raccordé dans la deuxième chambre à un dispositif de guidage de gaz dans la deuxième chambre depuis le trou traversant jusqu'à un point situé dans la chambre à distance du trou traversant. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le générateur de gaz comporte des moyens agencés pour allumer le premier chargement pyrotechnique avant le deuxième chargement pyrotechnique. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le générateur de gaz 30 comporte des moyens agencés pour ouvrir le premier dispositif de fermeture avant le deuxième dispositif de fermeture. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le générateur de gaz comporte des moyens agencés pour ouvrir le premier dispositif de fermeture avant le troisième dispositif de fermeture. Ou, suivant un mode de réalisation de l'invention, le générateur de gaz comporte des moyens agencés pour ouvrir le troisième dispositif de fermeture avant le premier dispositif de fermeture. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le générateur de gaz 5 comporte des moyens agencés pour ouvrir le troisième dispositif de fermeture avant le deuxième dispositif de fermeture. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé, sur lequel : 10 - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un générateur de gaz suivant l'invention suivant un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un générateur de gaz suivant l'invention suivant un deuxième mode de réalisation. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 et 2, le 15 générateur 1 de gaz suivant l'invention est de forme générale tubulaire suivant une direction longitudinale L en ayant une paroi extérieure 10, qui est fermée à ses première et deuxième extrémités longitudinales 11, 12. La paroi 10 est tubulaire, en étant par exemple de section transversale cylindrique, notamment circulaire. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, la paroi 10 est par exemple plus longue 20 suivant la direction longitudinale L que transversalement à cette direction longitudinale L. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, la paroi 10 est par exemple plus courte suivant la direction longitudinale L que transversalement à cette direction longitudinale L, et a donc par exemple une forme générale discoïde. Dans ce qui suit, la description s'applique à la figure 1 et à la figure 25 2. L'intérieur de la paroi 10 a une paroi intérieure 30 séparant une première chambre pyrotechnique 21 par rapport à une deuxième chambre pyrotechnique 22. La première chambre 21 comporte une première paroi extérieure 13 dans laquelle se trouvent un ou plusieurs premiers orifices 15 de sortie de gaz 30 vers l'extérieur. La deuxième chambre 22 comporte une deuxième paroi extérieure 14 dans laquelle se trouvent un ou plusieurs deuxièmes orifices 16 de sortie de gaz vers l'extérieur. Les première et deuxième parois 13, 14 sont par exemple dans le prolongement l'une de l'autre et forment par exemple la paroi extérieure 10. A l'intérieur de la première chambre 21 délimitée par la première 35 paroi 13 se trouve un premier chargement pyrotechnique 23, formé par exemple de pastilles à fonction dégressive de forme. A l'intérieur de la deuxième chambre 22 délimitée par la deuxième paroi 14 se trouve un deuxième chargement pyrotechnique 24, par exemple formé de pastilles à fonction dégressive de forme. Seule l'une des chambres 21 et 22, à savoir la première chambre 21, comporte un dispositif 40 d'allumage de son chargement pyrotechnique 23 depuis l'extérieur. Ce dispositif 40 d'allumage, ou allumeur 40, est par exemple formé par un initiateur électro-pyrotechnique, ainsi que cela est connu par l'homme du métier. Un tel initiateur électro-pyrotechnique 40 comporte des broches accessibles depuis l'extérieur de la première chambre 21, pour allumer une troisième charge pyrotechnique contenue dans son étui 41. La combustion de ce troisième chargement contenu dans l'étui 41 provoque alors la combustion du premier chargement pyrotechnique 23 dans la première chambre 21. Un seul allumeur 40 est par exemple prévu dans la première chambre 21, la deuxième chambre 22 n'ayant pas d'allumeur. Suivant l'invention, la troisième paroi 30 séparant la première chambre 21 de la deuxième chambre 22 comporte au moins un trou traversant 31 faisant communiquer la première chambre 21 avec la deuxième chambre 22. Un premier dispositif 17 de fermeture ou des premiers opercules 17 sont prévus pour obturer les premiers orifices 15 en étant situés par exemple sur la surface intérieure de la première paroi 13. Un deuxième dispositif 18 de fermeture ou des deuxièmes opercules 18 sont prévus pour obturer les deuxièmes orifices 16 en étant par exemple situés sur la surface intérieure de la deuxième paroi 14. Un troisième dispositif 32 de fermeture ou un troisième opercule 32 est prévu pour obturer le troisième orifice 31. Le troisième opercule 32 est par exemple situé contre la troisième paroi 30 en étant situé par exemple du côté de la première chambre 21. Selon, le design final choisi, les opercules 17 et 32 et/ou 18 et 32 peuvent ne former qu'une seule et même pièce. Un premier condenseur 43 est prévu dans la première chambre entre le premier chargement 23 et les premiers orifices 15 et opercules 17. Un deuxième condenseur 44 est prévu dans la deuxième chambre 22 entre le deuxième chargement 24 et les deuxièmes orifices 16 et opercules 18. Bien entendu, le premier condenseur 43 et/ou le deuxième condenseur 44 peut être omis. Dans la deuxième chambre 22, le trou 31 est par exemple prolongé par un dispositif 33 de guidage de gaz entrant depuis le trou 31 jusqu'au fond de la chambre 22 suivant la direction longitudinale L, ce dispositif 33 de guidage étant par exemple une grille formée par un tube perforé. Ce dispositif 33 de guidage de gaz traverse donc le deuxième condenseur 44. Le fonctionnement du générateur de gaz suivant l'invention est le suivant. Lorsqu'un signal électrique extérieur de commande, figuré par le symbole COM à la figure 1, est envoyé à l'allumeur 40, l'allumeur 40 est déclenché, ce qui provoque la combustion du troisième chargement pyrotechnique contenu dans l'étui 41, lequel allume alors le premier chargement 23 au cours d'une première phase. La pression des gaz de combustion du premier chargement 23 pyrotechnique monte alors dans la première chambre 21 et brise les premiers opercules 17 ainsi que le troisième opercule 32. Selon la configuration choisie, le premier opercule 17 peut être ouvert avant le troisième opercule 32 ou inversement ou en même temps. Les flux de gaz de combustion de la première chambre 21 sont filtrés par le condenseur 43 lorsqu'il est prévu, avant de commencer à débiter par les premiers orifices 15 vers l'extérieur du générateur 1, et le flux de gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique 23 de la première chambre 21 rentre dans la deuxième chambre 22 par le troisième trou traversant 31 désormais ouvert. La montée en pression dans la deuxième chambre 22 combinée aux gaz et particules chauds issus de la première chambre 21 réalisent l'inflammation du deuxième chargement 24 (allumage par pilotage) au cours d'une deuxième phase. La combustion du deuxième chargement 24 fait monter la pression dans la deuxième chambre 22 et brise les deuxièmes opercules 18 des deuxièmes orifices 16 externes. Les flux de gaz issus de la deuxième chambre 22 sont filtrés par le deuxième condenseur 44 avant de commencer à débiter vers l'extérieur du générateur 1. Les chargements pyrotechniques 23 et 24 continuent de brûler dans 30 les chambres respectivement 21 et 22, générant ainsi un flux de gaz qui s'échappe vers l'extérieur du générateur 1 par les orifices 15 et 16. Par conséquent, la section de passage du flux de gaz vers l'extérieur du générateur 1 varie au cours de son fonctionnement. En effet, lors de la première phase, les gaz de combustion du premier 35 chargement 23 sortent de la première chambre 21 seulement par les premiers orifices 15. Lors de la deuxième phase, les gaz de combustion du premier chargement 23 et du deuxième chargement 24 sortent par les premiers orifices 15 et par les deuxièmes orifices 16. La section de passage du flux de gaz vers l'extérieur du générateur est donc plus grande dans la deuxième phase que dans la première phase. La résistance mécanique et/ou l'épaisseur du troisième opercule 32 et/ou la section de passage de flux de gaz ou le diamètre du trou 31 de passage permettent de contrôler la pression de désoperculage du troisième opercule 32 fermant initialement ce trou 31, et également de régler le délai d'allumage du deuxième chargement pyrotechnique 24, ainsi que le débit des gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique 23 de la première chambre 21 à la deuxième chambre 22. Les deuxièmes opercules 18 permettent de maîtriser la pression dans la deuxième chambre 22 garantissant un allumage complet du deuxième chargement 24 avant de diffuser les gaz de combustion du deuxième chargement 24 vers l'extérieur du générateur 1. L'invention permet ainsi d'allumer la première chambre pyrotechnique qui va générer un débit gazeux faible au démarrage lors de la première phase et allumer avec un décalage dans le temps le deuxième chargement pyrotechnique 24 de la deuxième chambre 22 au cours de la deuxième phase, la combustion de ce deuxième chargement pyrotechnique 24 permettant le bon déploiement de l'airbag sans agresser la planche de bord. L'invention permet une plus grande flexibilité dans la répartition des chargements pyrotechniques dans les chambres. En effet, la deuxième chambre 22 peut contenir la majorité en poids du chargement pyrotechnique total du générateur en étant allumée par une plus petite masse de chargement pyrotechnique 23 de la première chambre 21. Le premier chargement pyrotechnique 23 peut être identique ou différent du deuxième chargement pyrotechnique 24. Dans le mode de réalisation représenté, les deux chargements 23 et 24 sont sous la forme de pastilles de propergol à fonction dégressive de forme. Par exemple, pour une masse M totale de chargement pyrotechnique dans le générateur (somme de la masse Ml du premier chargement pyrotechnique 23 et de la masse M2 du deuxième chargement pyrotechnique 25), la répartition en poids de la masse Ml du premier chargement pyrotechnique 23 / masse M2 du deuxième chargement pyrotechnique 24 peut par exemple aller de 25/75 à 75/25. Dans un exemple de réalisation, cette répartition est par exemple de 30 % pour M1 et de 70 % pour M2. Par conséquent, l'invention permet d'allumer une majorité du chargement pyrotechnique dans la deuxième chambre à partir de la combustion d'une minorité de chargement pyrotechnique de la première chambre, ce qui évite un démarrage trop agressif du débit de gaz vers l'extérieur du générateur lors de la première phase. L'invention permet de compartimenter le chargement pyrotechnique dans deux chambres 21, 22 étanches l'une à l'autre et de désoperculer le dispositif 32 de fermeture ainsi que d'allumer ce compartiment 22 de manière décalée dans le temps par influence, ainsi que cela est décrit ci-dessus. La masse pyrotechnique totale M des chargements 23 et 24, égale à Ml + M2 est par exemple supérieure ou égale à 50 grammes. Durant la deuxième phase, le trou traversant 31 permet de faire 15 communiquer les deux chambres 21 et 22 entre elles pour permettre le passage de gaz entre elles. Par conséquent, l'agencement de la troisième paroi 30 et du trou traversant 31, et notamment la section de passage de ce trou traversant 31 sont des paramètres permettant de contrôler la courbe de débit du gaz vers l'extérieur en 20 fonction du temps. Le trou traversant 31 et l'opercule 32 forment des moyens agencés pour ouvrir le premier dispositif 17 de fermeture avant le deuxième dispositif 18 de fermeture et pour allumer le premier chargement pyrotechnique 23 avant le deuxième chargement pyrotechnique 24, assurant une bonne reproductibilité du 25 fonctionnement du générateur. On peut ainsi ajuster le délai d'allumage entre les deux chambres en fonction des besoins, en ajustant le diamètre de la tuyère 31 et/ou l'épaisseur de l'opercule 32. REVENDICATIONS1. Générateur de gaz comportant au moins des premier et deuxième chargements pyrotechniques (23, 24) situés dans respectivement au moins des première et deuxième chambres (21, 22), la première chambre (21) étant délimitée en partie par une première paroi extérieure (13) comportant au moins un premier orifice (15) de sortie de gaz vers l'extérieur, la deuxième chambre (22) étant délimitée en partie par une deuxième paroi extérieure (14) comportant au moins un deuxième orifice (16) de sortie de gaz vers l'extérieur distinct du premier orifice, seule la première chambre (21) étant pourvue d'un allumeur (40) apte à être déclenché pour allumer le premier chargement pyrotechnique (23), la première chambre (21) jouxtant la deuxième chambre (22) et étant séparée de la deuxième chambre (22) par une troisième paroi (30), caractérisé en ce que le premier orifice (15) de sortie de gaz vers l'extérieur est fermé par au moins un premier dispositif (17) de fermeture apte à être ouvert sous la pression 15 des gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique (23), le deuxième orifice (16) de sortie de gaz vers l'extérieur est fermé par au moins un deuxième dispositif (18) de fermeture apte à être ouvert sous la pression des gaz de combustion du deuxième chargement pyrotechnique (24), la troisième paroi (30) comporte au moins un trou traversant (31) 20 entre la première chambre (21) et la deuxième chambre (22), le trou traversant (31) étant fermé par au moins un troisième dispositif (32) de fermeture apte à être ouvert sous la pression des gaz de combustion du premier chargement (21), pour faire passer les gaz de combustion du premier chargement pyrotechnique (23) de la première chambre (21) à la deuxième chambre (22) où ces gaz de combustion 25 provoquent la combustion du deuxième chargement pyrotechnique (24). 2. Générateur de gaz suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier chargement pyrotechnique (23) a une première masse Ml, le deuxième chargement pyrotechnique (24) a une deuxième masse M2 et la répartition de masse entre les premier et deuxième chargements pyrotechniques M1/M2 est supérieure 30 ou égale à 1/4 et inférieure ou égale à 3. 3. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier chargement pyrotechnique (23) a une première masse Ml, le deuxième chargement pyrotechnique (24) a une deuxièmeii masse M2 et la répartition de masse entre les premier et deuxième chargements pyrotechniques Ml/M2 est inférieure ou égale à 1. 4. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le trou traversant (31) est raccordé dans la deuxième chambre (22) à un dispositif (33) de guidage de gaz dans la deuxième chambre (22) depuis le trou traversant (31) jusqu'à un point situé dans la chambre (22) à distance du trou traversant (31). 5. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 32) agencés pour allumer le premier chargement pyrotechnique (23) avant le deuxième chargement pyrotechnique (24). 6. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 32) agencés pour ouvrir le premier dispositif (17) de fermeture avant le deuxième dispositif (18) de fermeture. 7. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 32) agencés pour ouvrir le premier dispositif (17) de fermeture avant le troisième dispositif (32) de fermeture. 8. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 32) agencés pour ouvrir le troisième dispositif (32) de fermeture avant le premier dispositif (17) de fermeture. 9. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (31, 32) agencés pour ouvrir le troisième dispositif (32) de fermeture avant le deuxième dispositif (18) de fermeture.