FR3010362A1 - Generateur de gaz - Google Patents
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Abstract
Générateur de gaz agencé pour gonfler un coussin de sécurité lors de son fonctionnement, comprenant : - un boitier agencé pour être pressurisé lors du fonctionnement du générateur de gaz, et comprenant au moins un orifice de décharge sur une surface du boîtier, - un opercule d'étanchéité fixé dans le boîtier, et agencé pour se rompre au niveau du dit au moins un orifice de décharge lors du fonctionnement du générateur de gaz, et l'opercule d'étanchéité rompu se pliant le long d'une arête du dit au moins un orifice de décharge, caractérisé en ce qu'une projection de l'arête le long de laquelle l'opercule d'étanchéité se plie, sur un plan tangent à la dite surface, comprend au moins une portion rectiligne.
Description
GENERATEUR DE GAZ La présente invention concerne de manière générale un générateur de gaz agencé pour gonfler un coussin de sécurité généralement appelé airbag, monté sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des générateurs de gaz qui comprennent au moins un orifice de diffusion des gaz de gonflage, operculé pour des raisons d'étanchéité avant fonctionnement, comme celui décrit dans le document US6189927. En contrepartie, ces générateurs de gaz présentent notamment l'inconvénient de pouvoir libérer des débris de l'opercule d'étanchéité dans le flux de gaz dirigés vers le coussin de sécurité.
Ces débris, chauds et dotés d'une énergie cinétique non négligeable, peuvent occasionner de sérieux dégâts au coussin de sécurité, et notamment des trous qui compromettent l'étanchéité du coussin, ou qui peuvent être à l'origine de ruptures. Pour palier à ce risque, les générateurs de gaz comportent généralement des orifices de petite taille (donc en plus grand nombre, ce qui augmente les coûts de fabrication), ou des dispositifs de filtration pour récupérer ces débris. D'autres solutions peuvent consister à épaissir le tissu du coussin, le renforcer localement ou à intégrer des déflecteurs à l'extérieur du générateur, mais ces solutions augmentent également les coûts et la complexité du système.
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 comporte un orifice operculé et qui présente de risques limités de libération de débris de l'opercule d'étanchéité dans les gaz de gonflage.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un générateur de gaz agencé pour gonfler un coussin de sécurité lors de son fonctionnement, comprenant : - un boitier agencé pour être pressurisé lors du fonctionnement du générateur de gaz, et comprenant au moins un orifice de décharge sur une surface du boîtier, - un opercule d'étanchéité fixé dans le boîtier, et agencé pour se rompre au 5 niveau du dit au moins un orifice de décharge lors du fonctionnement du générateur de gaz, et l'opercule d'étanchéité rompu se pliant le long d'une arête du dit au moins un orifice de décharge, caractérisé en ce qu'une projection de l'arête le long de laquelle l'opercule d'étanchéité se plie, sur un plan tangent à la dite surface, comprend au 10 moins une portion rectiligne. L'opercule d'étanchéité du générateur selon la présente mise en oeuvre se plie au moins partiellement le long d'une portion d'arête avec une projection rectiligne sur un plan à la surface sur laquelle est agencé l'orifice de décharge. Le long de cette portion d'arête, l'opercule d'étanchéité va en conséquence se plier avec un minimum de déformations 15 dans la direction de la projection rectiligne. En d'autres termes la déformation de l'opercule d'étanchéité sera essentiellement de la flexion similaire à un enroulement le long de cette portion d'arête dont la projection est rectiligne, et la déformation de l'opercule d'étanchéité dans une direction tangentielle ou parallèle à l'arête sera minime, ou en tout cas inférieure à l'allongement 20 avant rupture (A%) de l'opercule d'étanchéité. Les déformations de l'opercule d'étanchéité sont donc minimisées pour éviter toute propagation de fissure qui conduirait à un détachement d'une partie de l'opercule d'étanchéité. En effet, l'opercule d'étanchéité étant fixé au boîtier, et les parties pliées ne pouvant provoquer de ruptures le long des arêtes de pliage, aucun débris 25 n'est libéré. De plus, des parties se pliant le long de portions avec une projection sur le plan tangent non rectiligne resteront liées aux parties pliées le long de portions avec projection rectiligne, ce qui limite encore le risque de détachement. Selon un mode de réalisation, avant fonctionnement du générateur de 30 gaz, l'opercule d'étanchéité est soumis à une pression n'excédant pas 1 MPa (10 bars).
Selon un mode de réalisation, avant fonctionnement du générateur de gaz, l'opercule d'étanchéité est agencé pour supporter seul les contraintes de pression. En d'autres termes, l'opercule d'étanchéité n'est pas soutenu pendant la durée de vie du générateur de gaz, c'est-à-dire entre sa fabrication et son fonctionnement lors d'un choc véhicule. Cela simplifie la fabrication et réduit le nombre de composants et donc le cout du générateur. Selon un mode de réalisation, la projection de l'arête du dit au moins un orifice de décharge comprend une pluralité de portions rectilignes. Cette mise en oeuvre permet de forcer l'opercule d'étanchéité à se plier le long de portions d'arêtes avec des projections rectilignes qui forment un périmètre fermé. Selon un mode de réalisation, la projection de l'arête du dit au moins un orifice de décharge forme un polygone. Selon un mode de réalisation, la projection de l'arête du dit au moins 15 un orifice de décharge forme un parallélépipède. Selon un mode de réalisation, la projection de l'arête du dit au moins un orifice de décharge forme un rectangle. Selon un mode de réalisation, la projection de l'arête du dit au moins un orifice de décharge forme un oblong. 20 Selon un mode de réalisation, la pluralité de portions rectilignes sont reliées entre elles par des portions courbes présentant un rayon inférieur à 10% de la longueur des portions rectilignes raccordées. La présence des rayons de raccordement est alors sans influence sur la tenue de l'opercule rompu : aucune partie ne se détache car une fissure engendrée dans une 25 partie courbe ne pourrait se propager sur une longueur rectiligne si importante. Selon un mode de réalisation, le boîtier présente une épaisseur prédéterminée, et la pluralité de portions rectilignes sont reliées entre elles par des portions courbes présentant un rayon inférieur à 35% de l'épaisseur 30 prédéterminée du boîtier. Cette mise en oeuvre permet de réaliser facilement les orifices de décharge, sans compromettre la tenue des parties pliées de l'opercule. Selon un mode de réalisation, le boîtier présente une épaisseur prédéterminée, et la projection de l'arête du dit au moins un orifice de décharge présente deux portions rectilignes en regard l'une de l'autre, séparée d'une distance inférieure au double de l'épaisseur prédéterminée du boîtier. Selon un mode de réalisation, le dit au moins un orifice de décharge définit une direction de décharge des gaz, et est obtenu par au moins un poinçonnage, réalisé dans une direction identique à la direction de décharge des gaz pressurisant le boîtier. Le procédé de poinçonnage est économique, mais peut créer des bavures sources d'amorces de rupture dans l'opercule d'étanchéité. Cependant, faire ce poinçonnage dans la direction de décharge des gaz permet de minimiser la taille d'une éventuelle bavure sur l'arête le long de laquelle va se plier l'opercule d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, l'arête du dit au mois un orifice de décharge a subi au moins une opération d'ébavurage lors de la fabrication du boîtier. Le pliage de l'opercule d'étanchéité se fera sans amorce de rupture. Selon un mode de réalisation, l'opercule d'étanchéité présente au moins une zone affaiblie agencée pour se situer en regard du dit au moins un orifice de décharge. La rupture de l'opercule est préférentielle dans la zone affaiblie, ce qui limite les contraintes dans le reste de l'opercule d'étanchéité. De plus, la propagation de fissures dans l'opercule d'étanchéité est contenue dans cette zone affaiblie.
Selon un mode de réalisation, le boîtier présente au moins une face plane sur laquelle est agencé le dit au moins un orifice de décharge. Selon cette mise en oeuvre, l'opercule d'étanchéité, plié le long d'une telle arête rectiligne (car confondue avec sa projection), forme une surface développable, c'est-à-dire que le pliage le long de cette arête se fait sans déformation ni déchirement dans la direction de l'arête. La déformation est exclusivement de la flexion Selon un mode de réalisation, l'opercule d'étanchéité a subi au moins un recuit de cristallisation lors de sa fabrication. La résistance au 5 déchirement est alors améliorée. Selon un mode de réalisation, l'opercule d'étanchéité présente un allongement à la rupture supérieur ou égal à 25%. Selon un mode de réalisation, le générateur présente une forme allongée le long d'un axe du générateur, et le dit au moins un orifice de 10 décharge présente une forme allongée dans une direction perpendiculaire à l'axe du générateur. L'influence sur les forces de poussée sur un tel générateur pendant son fonctionnement son diminuées, car la faible distance dans le sens axial va forcer les gaz de gonflage à sortir selon une direction réellement perpendiculaire à l'axe. 15 Selon un mode de réalisation, l'orifice de décharge définit une ouverture avec au moins une dimension inférieure ou égale au double de d'épaisseur du boîtier. Cette mise en oeuvre permet de rediriger les gaz déchargés par l'orifice de décharge, de sorte à leur imposer une direction et/ou une force résultante sur le générateur de gaz prédéterminée. Ainsi, on 20 peut annuler des moments ou forces résultants qui provoqueraient un mouvement du générateur de gaz pendant son fonctionnement. De manière préférentielle, la dimension est inférieure ou égale à l'épaisseur du boîtier. Un second aspect de l'invention est un module de sécurité automobile 25 comprenant au moins un coussin de sécurité et un générateur de gaz selon le premier aspect de l'invention. Un troisième aspect de l'invention est un véhicule automobile comportant au moins un générateur de gaz selon le premier aspect de l'invention.
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 : - la figure 1 représente une vue isométrique d'un générateur selon l'invention avec un orifice de décharge en forme de trou oblong ; - la figure 2 représente une vue de dessus de l'orifice de décharge du générateur de gaz de la figure 1 ; - la figure 3a représente une section de l'orifice de décharge du générateur de gaz de la figure 1 selon l'axe avant le fonctionnement du générateur de gaz ; - la figure 3b représente une section de l'orifice de décharge du générateur de gaz de la figure 1 selon l'axe III-III, pendant le fonctionnement du générateur de gaz.
La figure 1 représente un générateur de gaz 10 qui comprend un boîtier 20 de forme essentiellement tubulaire. Le boîtier 20 est fermé à ses extrémités, celle qui est visible sur cette figure 1 étant fermée par un support allumeur 50. Le support allumeur 50 porte un allumeur 60, qui peut être par exemple un allumeur électro pyrotechnique, et dont on voit les broches de connexion. Typiquement, le générateur de gaz 10 est accouplé à un coussin de sécurité pour véhicule automobile et renferme dans son boîtier du propergol pour gonfler le coussin de sécurité en cas de choc véhicule. Dans pareille situation, l'allumeur 60 reçoit un courant électrique après détection du choc et met à feu le propergol pour faire fonctionner le générateur de gaz. Le propergol, lors de sa combustion produit des gaz qui sont dirigés vers le coussin de sécurité. A cet effet, le boîtier 20 comprend un orifice de décharge 30 qui communique avec le coussin de sécurité. Pour protéger le propergol de l'humidité avant le fonctionnement du 30 générateur de gaz, une paroi est installée entre l'orifice 30 et le propergol. -7 Cette barrière est un opercule d'étanchéité 40 préférentiellement métallique qui peut être en acier ou en cuivre par exemple, et qui est agencée dans le boîtier 20, en regard de l'orifice de décharge 30. Cela peut être une boite étanche dans laquelle est enfermée le propergol, mais cela peut également être une paroi mince soudée de manière étanche autour de l'orifice de décharge 30. On peut envisager différentes manières de fixer l'opercule d'étanchéité 40, comme le sertissage, l'emmanchement en force ou le collage par exemple. Lors du fonctionnement du générateur de gaz, la combustion du 10 propergol provoque une augmentation rapide et importante de la pression, qui force l'opercule d'étanchéité 40 à se rompre dans la zone en regard de l'orifice de décharge 30. Lors de cette rupture, l'opercule d'étanchéité 40 se déchire selon au moins une ligne de déchirure, et se plie ensuite le long d'une arête interne 15 31, 32 de l'orifice de décharge 30, représentée figure 2. La figure 2 représente une vue de dessus de l'orifice de décharge 30, qui correspond en fait à une projection sur un plan tangentiel au cylindre formé par le boîtier 20. L'opercule d'étanchéité 40 est visible à travers l'orifice de décharge 30, 20 et en particulier une ligne de rupture 41 représentant une zone de faiblesse est agencée pour être au milieu de l'orifice de décharge 30. La rupture de l'opercule d'étanchéité 40 sera alors privilégiée dans la zone de faiblesse. De plus, en pointillés sont représentées des trajets 42 de ruptures supplémentaires de l'opercule d'étanchéité 40, qui rejoignent la ligne de 25 rupture 41 à un point de liaison 31a entre une partie circulaire 32 de la projection de l'orifice de décharge 30, et une partie rectiligne 31 de la projection de ce même orifice de décharge 30. Comme la projection de la portion d'arête 31 est rectiligne, la déformation de l'opercule d'étanchéité 40 y est minimale, et les fissures qui 30 se sont propagées de la ligne de rupture 41 vers l'arête de l'orifice de décharge 30 ne pourront pas se propager davantage le long de cette portion d'arête 31. La figure 3a représente une section du générateur de gaz avant fonctionnement, selon la ligne III-III de la figure 1. L'opercule d'étanchéité 40 est agencé dans le boîtier 20, et la ligne de rupture 41 est positionnée sur l'opercule d'étanchéité 40 de sorte à être au milieu de l'orifice de décharge 30. La rupture de l'opercule d'étanchéité 40 sera donc facilitée et réalisée de manière sûre à cet endroit. La figure 3b représente une section de l'orifice de décharge 30 du générateur de gaz de la figure 1 selon l'axe pendant le fonctionnement du générateur de gaz. Les gaz de gonflage générés par la combustion du propergol ont provoqué une augmentation de pression dons le boîtier 20 et la rupture de l'opercule d'étanchéité 40, pour sortir par l'orifice de décharge 30, comme le montrent les flèches.
La pression de gaz a provoqué la rupture de l'opercule d'étanchéité 40, et se dernier se plie le long de l'arête interne 31 de l'orifice de décharge 30. Comme la projection de l'arête 31 sur un plan tangentiel au boitier 20 est rectiligne, la déformation de l'opercule d'étanchéité 40, et en particulier sa déformation plastique est limitée, de sorte que lors du pliage de l'opercule d'étanchéité 40, ce dernier ne se déchire pas le long de l'arête 31. On peut noter également que la largeur de l'orifice de décharge 30 est choisie de manière à obtenir une direction de décharge des gaz parfaitement radiale pour supprimer le risque de déplacement du générateur de gaz s'il se déclenche avant d'être fixé au véhicule. En effet, sans composante axiale, la force résultante de pression des gaz de gonflage ne pourra pas provoquer de poussée sur le générateur. 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 30 cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence ci-dessus à un générateur complétement pyrotechnique, mais on peut envisager de mettre en oeuvre l'invention sur un orifice de décharge d'une réserve de gaz sous pression. De plus, l'orifice décrit est un trou de diffusion des gaz vers un coussin de sécurité, mais l'orifice peut également être un orifice interne au générateur de gaz, comme un tuyère de pilotage d'une combustion de propergol, ou comme vu juste avant, un orifice de décharge d'une chambre de gaz sous pression d'un générateur hybride (avec propergol et gaz sous pression), ou de type "gaz froid" (avec uniquement une réserve de gaz sous pression).10
Claims (5)
- REVENDICATIONS1. Générateur de gaz agencé pour gonfler un coussin de sécurité lors de son fonctionnement, comprenant : - un boitier (20) agencé pour être pressurisé lors du fonctionnement du 5 générateur de gaz, et comprenant au moins un orifice de décharge (30) sur une surface du boîtier, - un opercule d'étanchéité (40) fixé dans le boîtier, et agencé pour se rompre au niveau du dit au moins un orifice de décharge (30) lors du fonctionnement du générateur de gaz, et l'opercule d'étanchéité (40) rompu se pliant le long 10 d'une arête (31, 32) du dit au moins un orifice de décharge (30), caractérisé en ce qu'une projection de l'arête (31, 32) le long de laquelle l'opercule d'étanchéité (40) se plie, sur un plan tangent à la dite surface, comprend au moins une portion rectiligne.
- 2. Générateur de gaz selon la revendication précédente, dans 15 lequel la projection de l'arête (31, 32) du dit au moins un orifice de décharge (30) comprend une pluralité de portions rectilignes.
- 3. Générateur de gaz selon la revendication précédente, dans lequel la pluralité de portions rectilignes sont reliées entre elles par des portions courbes présentant un rayon inférieur à 10% de la longueur des 20 portions rectilignes raccordées.
- 4. Générateur de gaz selon la revendication 2, dans lequel le boîtier (20) présente une épaisseur prédéterminée, et dans lequel la pluralité de portions rectilignes sont reliées entre elles par des portions courbes présentant un rayon inférieur à 35% de l'épaisseur prédéterminée du boîtier. 25
- 5. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (20) présente une épaisseur prédéterminée, et dans lequel la projection de l'arête (31, 32) du dit au moins un orifice de décharge (30) présente deux portions rectilignes en regard l'une de l'autre, séparée d'une distance inférieure au double de l'épaisseur prédéterminée du boîtier.. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dit au moins un orifice de décharge (30) définit une direction de décharge des gaz, et est obtenu par au moins un poinçonnage, réalisé dans une direction identique à la direction de décharge des gaz pressurisant le boîtier (20). 7. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'arête (31, 32) du dit au mois un orifice de décharge (30) a subi au moins une opération d'ébavurage lors de la fabrication du boîtier (20). 8. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'opercule d'étanchéité (40) présente au moins une zone affaiblie agencée pour se situer en regard du dit au moins un orifice de décharge (30). 9. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier (20) présente au moins une face plane sur laquelle est 15 agencé le dit au moins un orifice de décharge (30). 10. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'opercule d'étanchéité (40) a subi au moins un recuit de cristallisation lors de sa fabrication. 11. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, 20 dans lequel l'opercule d'étanchéité (40) présente un allongement à la rupture supérieur ou égal à 25%. 12. Générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes, présentant une forme allongée le long d'un axe du générateur, et dans lequel le dit au moins un orifice de décharge (30) présente une forme allongée dans 25 une direction perpendiculaire à l'axe du générateur. 13. Module de sécurité automobile comprenant au moins un coussin de sécurité et un générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes.-12- 14. Véhicule automobile comportant au moins un générateur de gaz selon l'une des revendications 1 à 12.
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