FR2902061A1 - "generateur de gaz constitue d'au moins une charge pyrotechnique contenue dans une enveloppe, et profile qui en fait usage" - Google Patents

Abstract

La présente invention est relative notamment à un générateur de gaz constitué d'au moins une charge pyrotechnique (30) contenue dans une enveloppe (2), laquelle est inerte vis-à-vis de la charge, fragmentable et étanche à l'humidité.Il est remarquable en ce que ladite charge a la forme d'une feuille mince et flexible (3) qui est fixée à ladite enveloppe (2), cette dernière, également flexible, étant hermétiquement fermée autour de ladite feuille mince (3).

Description

La présente invention se rapporte au domaine de la sécurité automobile.

Elle concerne plus particulièrement un générateur de gaz constitué d'au moins une charge pyrotechnique contenue dans une enveloppe, ainsi qu'un 5 profilé pour générateur de gaz en faisant usage. Le rôle de tels générateurs est de protéger l'occupant d'un véhicule lors d'une collision, en générant du gaz pour gonfler un sac en tissu ou une poche métallique, afin d'amortir le choc. L'intégration de ces systèmes dans un véhicule devient une contrainte 10 prépondérante, puisqu'il faut prendre en compte des considérations de design de l'habitacle, d'encombrement, de masse et de coûts. Pour répondre à ces impératifs, les systèmes de protection ont dû évoluer d'une géométrie généralement parallélépipédique, compacte et rigide, vers une géométrie tout en longueur, de section faible et présentant une certaine 15 souplesse. Les documents FR-A-2 831 122 et 2 845 989 illustrent de telles structures flexibles. Les documents GB-A-2 269 379, 2 269 379 et 2 282 136 se rapportent à des matériaux pyrotechniques qui se présentent sous la forme de 20 feuilles généralement planes. Mais on n'y retrouve pas de description d'un générateur dans lequel ces matériaux sont susceptibles d'être utilisés. Le document US-A5 495 807 décrit un générateur de gaz généralement plat. Le générateur comprend une charge sous la forme d'une plaque disposée dans une poche en tissu, elle-même placée dans un sac. La charge est 25 initiée par un cordeau d'allumage. Le document US-A-5 275 433 décrit un générateur plat relativement similaire au précédent, mais à contour circulaire. Un filtre est ajouté autour de la charge pyrotechnique. Dans ces équipements de l'état de la technique, les formes données 30 au générateur sont quelque peu limitées par la structure du matériau pyrotechnique et du coussin gonflable. De plus, la protection de la charge pyrotechnique en période de non utilisation n'est pas abordée.

La présente invention vise à résoudre ces problèmes, en proposant un générateur de gaz renfermant une charge généralement plane, qui est protégée de l'humidité en période de non-utilisation, ainsi qu'un profilé en faisant usage, qui permettent de nombreuses configurations et répondent aux multiples exigences des constructeurs automobiles, en termes d'implantation dans l'habitacle des véhicules. En premier lieu, la présente invention concerne donc un générateur de gaz appliqué à la sécurité automobile, constitué d'au moins une charge pyrotechnique contenue dans une enveloppe, laquelle est inerte vis-à-vis de la charge, fragmentable et étanche à l'humidité.

Ce générateur est essentiellement caractérisé par le fait que ladite charge a la forme d'une feuille mince et flexible, qui est fixée à ladite enveloppe, cette dernière, également flexible, étant hermétiquement fermée autour de ladite feuille mince. Dans l'ensemble de la présente demande, y compris les revendications, on entend par "feuille" un produit généralement plat, c'est à dire un produit dont l'épaisseur est inférieure à ses largeur et longueur lorsqu'il affecte une forme généralement parallélépipédique ou, en tout état de cause, inférieure à ses deux autres dimensions, mesurées dans des directions angulairement distantes de 90 deux à deux, lorsqu'il affecte une forme différente de la forme parallélépipédique. Le terme "flexible" caractérise le fait que la feuille et l'enveloppe présentent la capacité d'être déformées pour s'adapter à différentes configurations. On peut également les qualifier de souples. La feuille étant ainsi fixée à l'enveloppe et protégée de l'humidité, 25 elle peut être stockée pendant une durée élevée, sans que cela n'affecte ses capacités ultérieures à se consumer. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives : - ladite enveloppe est constituée d'un substrat à base polymérique, 30 notamment multicouches ; -ledit substrat intègre au moins une couche métallique ; - ladite feuille mince comporte au moins une couche d'une composition d'allumage de la charge pyrotechnique ; - ladite feuille mince est fixée à ladite enveloppe au moyen d'un liant 35 adhésif ; - ladite enveloppe est constituée d'une plaque, pliée et rabattue sur ladite feuille, de manière à la recouvrir ; - ladite enveloppe est constituée de deux plaques, la plaque inférieure servant de support à ladite feuille, tandis que la plaque supérieure la recouvre ; - la fermeture hermétique de ladite enveloppe autour de ladite feuille est constituée d'une thermosoudure. L'invention se rapporte également à un profilé pour générateur de gaz d'un dispositif de sécurité pour véhicule automobile. Il se caractérise notamment par le fait qu'il est constitué d'un tube flexible et fragmentable, dont la cavité est occupée par un générateur selon l'une des caractéristiques ci-dessus, au moins une première région de la paroi de ce tube comportant des perforations qui font communiquer ladite cavité avec l'extérieur, tandis qu'une seconde région, qui s'étend généralement selon l'axe longitudinal dudit tube, est conformée en saillie.

Selon un mode de réalisation avantageux, ledit tube est à base de polymère. Dans une forme de réalisation, lesdites première et seconde régions sont disposées sensiblement à l'opposé l'une de l'autre. Avantageusement, le tube présente deux grandes faces généralement 20 parallèles et lesdites première et seconde régions s'étendent sur ces grandes faces. Selon encore un mode de réalisation possible, les extrémités opposées dudit tube sont fermées, notamment par thermosoudure. Avantageusement, une coquille enserre ce profilé, de part et d'autre de ladite saillie, seulement sur une fraction de sa longueur, cette coquille renfermant 25 un initiateur pyrotechnique apte à fragmenter ledit profilé. Selon un mode de réalisation particulier, ladite coquille est constituée de deux demi-coquilles complémentaires, chacune présentant des aménagements de réception dudit initiateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la 30 lecture de la description détaillée qui va suivre de certains modes de réalisation. Cette description, donnée à titre non limitatif, sera faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma en perspective des éléments qui constituent le générateur selon l'invention, celui-ci étant présenté 35 ouvert ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale du générateur de la figure 1, celui-ci étant refermé ; - la figure 3 est une vue en perspective du générateur de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue simplifiée et partielle, en perspective, d'un profilé selon l'invention, qui renferme un générateur tel que celui présenté aux figures 2 et 3 ; - la figure 5 est une vue de côté, selon un plan de coupe vertical et longitudinal, du profilé de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue partielle en perspective d'un profilé équipé 10 d'une coquille qui l'enserre ; - la figure 7 est un schéma de principe d'un générateur selon l'invention, mis en place à l'intérieur d'un cousin gonflable d'un dispositif de sécurité pour automobile. Aux figures 1 à 3 est représenté un générateur constitué d'une charge 15 pyrotechnique 30 et d'une enveloppe 2, laquelle est inerte vis-à-vis de la charge, fragmentable et étanche à l'humidité. La charge 30 a ici la forme d'une feuille mince de forme parallélépipédique allongée 3. Elle est par exemple constituée de propergol. De préférence mais non obligatoirement, cette charge est associée à une couche d'une 20 composition d'allumage, qui la recouvre. Il s'agit d'une feuille flexible. Dans une forme de réalisation non représentée, on peut avoir affaire à plusieurs couches de compositions pyrotechniques, soit identiques, soit présentant des paramètres différents. Ainsi, on peut avoir affaire à une couche à combustion 25 rapide pour l'effet dit "premier impact" (en anglais "first impact"), associée à une couche à combustion lente, pour l'effet "tonneau" (en anglais "roll-over"), en particulier dans le cadre de la protection latérale. Dans encore un mode de réalisation non représenté, deux couches à combustion lente peuvent emprisonner une couche à combustion rapide, de manière 30 à obtenir l'effet dit "S-curve", pour une application frontale. L'enveloppe 2 est de préférence constituée d'un substrat polymérique, notamment multicouches, et intègre préférentiellement au moins une couche métallique, destinée à la rendre étanche à l'humidité. Cette enveloppe est inerte vis-à-vis de la charge 30, ce qui signifie 35 qu'aucun de ses constituants n'est en mesure de réagir avec cette charge lors de sa combustion.

De plus, cette enveloppe est flexible et présente la capacité d'être fragmentable, ce qui signifie qu'elle est apte à se rompre sous certaines conditions de température et/ ou de pression. La feuille 3 est fixée à l'enveloppe 2, de préférence au moyen d'un 5 liant adhésif, par exemple de type silicone ou polyacrylate. Dans l'exemple illustré sur les figures, la feuille a la forme d'un parallélépipède allongé et relativement plat. Bien entendu, d'autres formes sont possibles notamment irrégulières, susceptibles de s'adapter aux impératifs de place et de structure liés aux véhicules à équiper. 10 A la figure 1, l'enveloppe 2 est constituée d'une plaque souple, de forme rectangulaire, et de dimensions bien supérieures à celle de la feuille 3. Afin de constituer l'ensemble 1 selon l'invention, cette plaque est pliée et rabattue sur la feuille 3 afin de la couvrir. C'est ce qui a été représenté à la figure 2. L'enveloppe est alors hermétiquement fermée autour de la charge. 15 Pour ce faire, on réalise une thermosoudure 24 le long des trois bords libres de cette enveloppe. D'autres modes de fermeture étanche peuvent être cependant utilisées. Il s'agit par exemple d'une fermeture par soudure à ultrasons ou par collage. Dans un mode de réalisation non représenté, l'enveloppe est constituée de deux plaques souples, de taille identique, la plaque inférieure servant 20 de support pour la feuille 3, tandis que la plaque supérieure la recouvre. Dans ce cas, ce sont les quatre bords de ces deux plaques qui sont fermées hermétiquement grâce à une thermosoudure. L'ensemble ainsi constitué, qui peut avoir des formes quelconques, adaptées à sa destination finale, peut être longuement stocké avant usage sans que 25 les performances ultérieures de la charge pyrotechnique en soient affectées. Cependant, selon un mode de réalisation préféré, le générateur de l'invention a une forme généralement plate. L'invention se rapporte également à un profilé pour générateur de gaz d'un dispositif de sécurité pour automobile. 30 Ce profilé est essentiellement constitué d'un tube souple et fragmentable 4.

Il est de préférence à base de polymère. Il peut s'agir de silicone, d'un élastomère thermoplastique, ou encore d'un élastomère réticulé tel qu'un polyester, 35 un polyuréthane, un polymère fluoré ou une polyoléfine. Il est préférentiellement extrudé à travers une filière.

Dans le mode de réalisation de la figure 4, le tube 4 est relativement plat, avec deux grandes faces supérieure et inférieure généralement parallèles 40 et 41, réunies par deux portions courbes latérales 42. A titre purement indicatif, la largeur d'un tel tube est de 15 mm, tandis que son épaisseur (distance entre les deux faces 40 et 41) est de 5 mm. Comme montré plus particulièrement aux figures 4 et 5, ce tube accueille dans sa cavité 46 un générateur 1 tel que celui décrit en référence aux références 1 à 3. Pour ce faire, le profilé présente une longueur légèrement supérieure à celle dudit générateur.

Selon l'invention, au moins une première région 43 de la paroi du tube 4 comporte des perforations qui font communiquer sa cavité 46 avec l'extérieur. Ainsi que cela est montré à la figure 4, cette première région 43 se situe au niveau de la face inférieure 41 du tube 4, lesdites perforations y étant 15 référencées 430. Dans cet exemple, une seule région 43 a été identifiée. Bien entendu, dans un mode de réalisation différent, ledit tube pourrait comporté deux, voire un nombre supérieur de telles régions 43. Selon une autre caractéristique de l'invention, une seconde région 44 20 de la paroi du tube 4 s'étend généralement parallèlement à son axe longitudinal et est conformé en saillie 440. Cette saillie s'apparente à une sorte d'appendice, de prolongement ou de nervure, qui s'étend généralement perpendiculairement au plan dans lesquels sont contenus les faces supérieures 40 et inférieures 41. Elle présente par exemple une 25 hauteur de 20 mm. Aux figures 4 et 5, la saillie est continue sur toute la longueur de la paroi. Toutefois, selon une variante non représentée, elle peut présenter des discontinuités, par exemple réalisées au moyen de découpes. On expliquera, plus loin dans la description, la fonction de cette 30 saillie. Dans ce mode de réalisation, les première et seconde régions 43 et 44 sont disposées sensiblement à l'opposé l'une de l'autre. Cela n'est toutefois pas obligatoire. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les 35 extrémités opposées 45 du tube 4 sont fermées, notamment par thermosoudure, soudure aux ultrasons ou par collage.

Ceci est particulièrement visible à la figure 5 et l'on comprend qu'une fois la fermeture des extrémités opérées, le générateur 1 qui y est contenu est complètement isolé de l'extérieur. Un autre aspect de l'invention se rapporte à un profilé 4 tel que décrit ci-dessus, associé à une coquille 5, plus particulièrement visible à la figure 6. Cette coquille 5 enserre le tube 4, de part et d'autre de la saillie 440, seulement sur une fraction de sa longueur, ainsi que le montre la figure 5. Cette coquille renferme un initiateur pyrotechnique 6 apte à fragmenter le tube.

Dans le mode de réalisation de la figure 6, la coquille est constituée de deux demi coquilles 50 et 51 complémentaires, chacune présentant des aménagements de réception de l'initiateur. Ces deux coquilles sont fixées par tout moyen connu de l'homme du métier. Il peut s'agir par exemple de pions fusibles qui assurent la jonction entre les 15 coquilles, lorsque celles-ci sont réalisées en matière plastique. La figure 7 montre la manière selon laquelle le profilé qui vient d'être décrit peut être utilisé. Dans la pratique, ce profilé est introduit à l'intérieur d'un coussin gonflable 7 de manière à ce que sa saillie 440 se trouve à proximité de l'ouverture 20 70 du sac. Il suffit alors de lier cette ouverture à la saillie, par exemple au moyen d'une couture C. La hauteur de la saillie doit donc être suffisante pour permettre de réaliser la couture. En utilisation, dès lors que la combustion de la charge contenue dans l'initiateur 6 est engagée, les gaz et la flamme qui s'en dégagent assurent une 25 fragmentation localisée du tube 4, qui va permettre d'initier la combustion de la charge 3 contenue dans l'enveloppe 1. Les gaz qui se forment et s'en échappent ressortent alors par les perforations 430 du tube et gagnent l'intérieur du sac 7 qui, alors, se gonfle. Bien entendu, la position de la coquille 5 et de son initiateur associé 30 6 peut être choisie le long du profilé 4, selon les besoins des applications du système. Cette position n'est donc par forcément centrale, comme illustré à la figure 5. On obtient ainsi finalement un générateur intégré, flexible, plat, et à performance biaxiale réglable.

35 Vis-à-vis des systèmes actuels, ce système permet : - de réduire notablement l'encombrement ; - de réduire la masse totale ; - de réduire le coût puisqu'on abaisse le nombre de composants et le nombre d'opérations d'assemblage du système complet ; - de pouvoir utiliser aucune pièce métallique et, en conséquence, de 5 supprimer les défauts liés à la corrosion et au bruit de roulage (absence de pièce rigide ou de pièces générant des bruits) ; - d'être adaptatif en performance sur la plage des températures d'utilisation. L'utilisation de polyuréthane, pour la réalisation du profilé, est 10 particulièrement préférée, car il est plus rigide à froid qu'à chaud de sorte qu'il est apte à compenser la variation de performance du propergol, lui-même plus performant à chaud qu'à froid. Ainsi, les perforations 430 du profilé 4 se déformeront relativement peu à froid, de sorte que la combustion à froid du propergol sera améliorée, alors 15 qu'à chaud, ces trous de diffusion se déformeront beaucoup, de sorte que la combustion sera réduite. Il est possible d'intégrer un tel dispositif dans la planche de bord d'un véhicule pour la protection frontale dite "thorax et tête avant", dans les ceintures pour la protection frontale dite "thorax et tête avant arrière", ou sous les sièges pour 20 la protection "bassin". On peut aussi envisager de l'intégrer dans la partie basse de la planche de bord pour la protection "genoux", ou encore dans le dossier d'un fauteuil pour la protection latérale "pelvis thorax tête". Enfin, toute autre application est envisageable dans laquelle le design de l'habitacle impose des contraintes fortes 25 d'encombrement.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Générateur de gaz appliqué à la sécurité automobile, constitué d'au moins une charge pyrotechnique (30) contenue dans une enveloppe (2), laquelle est inerte vis-à-vis de la charge, fragmentable et étanche à l'humidité, caractérisé par le fait que ladite charge (30) a la forme d'une feuille mince et flexible (3) qui est fixée à ladite enveloppe (2), cette dernière, également flexible, étant hermétiquement fermée autour de ladite feuille mince (3).

2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (2) est constituée d'un substrat à base polymérique, notamment 10 multicouches.

3. Générateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit substrat intègre au moins une couche métallique.

4. Générateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que ladite feuille mince (3) comporte au moins une couche d'une composition 15 d'allumage (31) de la charge pyrotechnique (30).

5. Générateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite feuille mince (3) est fixée à ladite enveloppe (2) au moyen d'un liant adhésif (32).

6. Générateur selon l'une des revendications précédentes, 20 caractérisé par le fait que ladite enveloppe (2) est constituée d'une plaque, pliée et rabattue sur ladite feuille (3), de manière à la recouvrir.

7. Générateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite enveloppe (2) est constituée de deux plaques, la plaque inférieure servant de support à ladite feuille (3), tandis que la plaque supérieure la recouvre. 25

8. Générateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la fermeture hermétique (24) de ladite enveloppe (2) autour de ladite feuille (3) est constituée d'une thermosoudure.

9. Profilé pour générateur de gaz d'un dispositif de sécurité pour véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'un tube flexible et 30 fragmentable (4), dont la cavité (46) est occupée par un générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 8, au moins une première région (43) de la paroi de ce tube comportant des perforations (430) qui font communiquer ladite cavité (46) avec l'extérieur, tandis qu'une seconde région (44), qui s'étend généralement selon l'axe longitudinal dudit tube, est conformée en saillie (440). 2902061 i0

10. Profilé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit tube (4) est à base de polymère.

11. Profilé selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé par le fait que lesdites première (43) et seconde régions (44) sont disposées sensiblement à 5 l'opposé l'une de l'autre.

12. Profilé selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le tube (4) présente deux grandes faces (41, 40) généralement parallèles et que lesdites première (43, 44) et seconde régions s'étendent sur ces grandes faces.

13. Profilé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que les extrémités opposées (45) dudit tube (4) sont fermées, notamment par thermosoudure.

14. Profilé selon l'unes des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est enserré par une coquille (5), de part et d'autre de ladite saillie (440), qui s'étend seulement sur une fraction de sa longueur, cette coquille (5) renfermant un initiateur pyrotechnique (6) apte à fragmenter ledit profilé (4).

15. Profilé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que ladite coquille (5) est constituée de deux demi-coquilles (50, 51) complémentaires, chacune présentant des aménagements de réception dudit initiateur (6).