Brevet FR2856139A1 — publié le 20041217

1' PROCEDE DE REVETEMENT DE LA SURFACE DE PAROI INTERIEURE D'UN CORPS CREUX ET CORPS CREUX AINSI REVETU La présente invention concerne un procédé de revêtement de 5 la surface de la paroi intérieure d'un corps creux dont un côté d'extrémité est ouvert et comporte un bord périphérique. Des corps creux de ce type font partie d'une unité d'allumage électrique servant à allumer des carburants. Les carburants peuvent être solides, liquides ou gazeux. Les composants essentiels d'une telle unité d'allumage sont au moins une broche d'allumage constituée d'un matériau 10 conducteur de l'électricité, un porte-broche comprenant une bague métallique surdimensionnée par rapport à la broche d'allumage de manière à définir, conjointement avec ladite broche d'allumage, un espace annulaire, ainsi qu'un matériau de remplissage électriquement isolant prévu dans ledit espace annulaire. A une extrémité du porte-broche se trouve un capuchon d'étanchéité pour recevoir 15 le carburant (le moyen d'allumage). A l'autre extrémité du porte-broche se trouve un connecteur relié au porte-broche de n'importe quelle manière appropriée et dans lequel s'engage la broche d'allumage pendant le fonctionnement, pour établir ainsi une connexion électriquement conductrice. L'unité tout entière est contenue dans un boîtier. Le porte-broche est généralement constitué d'un matériau isolant tel que le verre, un plastique, une céramique ou un matériau vitrocéramique. Si le matériau de remplissage isolant est le verre, il doit être scellé sur le métal pour former un ensemble étanche au vide. Les unités d'allumage de ce type sont largement utilisées 2 5 dans l'industrie électronique et dans le génie électrique. Le verre qui y est utilisé pour l'étanchéité sert d'isolant. Les dispositifs de traversée verre-métal typiques ont la structure suivante: des conducteurs intérieurs métalliques sont scellés à l'intérieur d'une préforme en verre fritté, ladite préforme en verre fritté étant scellée à une partie métallique extérieure. Les unités d'allumage mentionnées sont utilisées pour les airbags ou pour les tendeurs de ceintures de sécurité dans les véhicules automobiles. L'unité d'allumage monobloc, dans laquelle le porte-broche est formé en dispositif de traversée verre-métal, comprend un fil de liaison. Le 5 dispositif de traversée verre-métal y joue un rôle important. Il est nécessaire que la tension électrique isolée générée par une ou deux broches métalliques soit fournie de manière fiable à un boîtier. Des dispositifs de traversée verre-métal connus sont réalisés de la manière suivante: une broche, qui est scellée dans le verre ou isolée, et un 10 conducteur supplémentaire, qui sert de fil de masse, sont habituellement soudés ou brasés. Ils établissent ainsi la connexion voulue au boîtier métallique. Cette forme de réalisation est très compliquée et chère à fabriquer. Un inconvénient principal est que le contact du corps avec le boîtier extérieur n'est pas très stable. Cela peut avoir de graves conséquences, plus spécifiquement en ce qui concerne 15 leur utilisation dans des airbags ou des tendeurs de ceintures de sécurité mentionnée plus haut à titre d'exemple. Des unités d'allumage connues du type mentionné ci-dessus ou d'un type similaire sont décrites dans les brevets U.S. N 6,274,252, U.S. N 5,621, 183, DE 29 04 174 A1 ou DE 199 27 233 Ai. 2 0 Toutes les unités d'allumage mentionnées comportent deux broches métalliques. La présente invention concerne principalement les unités d'allumage électrique comprenant une seule broche. Les unités d'allumage décrites ci-dessus causent de sérieux problèmes, qui sont les suivants. Les transitions entre les parties conductrices ont une résistance relativement élevée. Un autre désavantage des unités d'allumage connues est leur durée de vie. La durée de service des unités d'allumage connues est peu satisfaisante. Cela est dû, au moins en partie, à la corrosion des composants concernés. Pour réduire la résistance électrique au niveau de la transition entre connecteur et porte-broche, un revêtement d'un matériau à faible résistance électrique est appliqué dans la zone de transition. Par exemple, un matériau approprié est l'or. L'or est déposé électrolytiquement sur la surface 5 intérieure du corps creux servant de porte-broche ainsi que sur la broche métallique qui dépasse de son support de verre. Cela permet d'éviter la corrosion dans la zone de transition entre le porte-broche et le connecteur. Toutefois, on a constaté que des particules d'or libres se dispersaient à l'extérieur du revêtement. Ces particules libres perturbent le système sensible portebroche/connecteur et 10 compromettent le fonctionnement de l'unité d'allumage. Il a été déterminé que les particules d'or mentionnées se détachent par frottement, et des tentatives ont été faites pour améliorer l'adhérence du revêtement en changeant les paramètres de réalisation du dépôt électrolytique. Mais elles ont jusqu'ici échoué. Un objectif de la présente invention est de fournir un procédé par lequel l'intérieur d'un corps creux cylindrique - plus spécifiquement d'un portebroche d'une unité d'allumage - peut être revêtu de manière fiable et durable et grâce auquel les particules ne se détachent pas du revêtement. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de fabrication 2 0 d'une unité d'allumage comprenant un porte-broche creux dont un côté d'extrémité est ouvert et comporte un bord périphérique libre, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - une zone de la surface de paroi intérieure est couverte, ladite zone partant du bord périphérique libre et s'étendant sur une certaine 2 5 longueur axiale de la paroi du porte-broche; - un potentiel électrique est appliqué au porte-broche; - un électrolyte est appliqué sur une zone non couverte de la surface de paroi intérieure, ledit électrolyte contenant un matériau de revêtement qui a une faible résistance électrique à la transition entre le matériau métallique de la paroi cylindrique du porte-broche et le matériau d'une autre partie constitutive métallique. L'invention s'étend à un corps creux ainsi revêtu, et notamment à une unité d'allumage comprenant un porte-broche présentant une 5 paroi cylindrique et un côté d'extrémité qui est ouvert et forme à cette extrémité un bord périphérique, caractérisée en ce que: - ledit porte-broche comprend un revêtement électrolytiquement déposé sur une surface de paroi intérieure, ledit revêtement étant constitué d'un matériau qui a une résistance électrique relativement faible à la 10 transition entre le matériau de la paroi et une autre partie constitutive, - la surface de paroi intérieure comprend une zone exempte de revêtement qui s'étend du bord périphérique libre sur une certaine longueur axiale de la paroi. L'inventeur a trouvé ce qui suit: En utilisant pour le dépôt électrolytique le procédé mentionné, qui comprend l'application d'une tension continue au corps creux, un champ électrique relativement fort se forme dans la zone de son bord périphérique libre. Il en résulte que l'épaisseur du revêtement dans la zone du bord est anormalement importante. L'épaisseur augmente en direction du bord de telle 2 0 manière qu'elle forme pratiquement un renflement dans la zone du bord (vue en coupe longitudinale à travers le corps creux). Ce renflement tend à s'écailler ou à se décoller. Ces liens n'ont pas été reconnus jusqu'ici car les particules qui s'écaillent ou se décollent sont extrêmement petites. La solution de la présente invention est à la fois simple et 2 5 efficace: la surface de la paroi intérieure du corps creux est couverte dans la zone du bord périphérique libre. Cela peut être réalisé de diverses manières. La plus simple consiste à placer un écran annulaire ou un masque annulaire sur la zone de la surface de paroi intérieure qui doit être couverte avant le début du processus de placage. A cette fin, il suffit que la zone masquée, et par conséquent non revêtue, soit très petite dans la direction axiale du corps creux. Pour les portebroches requis pour les unités d'allumage, quelques millimètres ou même quelques dixièmes de millimètre sont suffisants. Il en résulte que cette zone reste 5 exempte de revêtement, tandis que la zone voisine, qui peut s'étendre jusqu'au verre qui remplit l'espace, reçoit un revêtement qui a une épaisseur sensiblement uniforme et convient au fonctionnement de l'unité d'allumage. La broche métallique reçoit également un revêtement sur une portion de sa longueur qui s'étend de préférence depuis l'extrémité libre de la.0 broche jusqu'au verre et correspond donc à la portion de broche qui dépasse du matériau de remplissage isolant du côté du bord périphérique libre du portebroche. Le revêtement de la broche est avantageusement le même que celui du porte-broche, déposé par une même opération. Au sens utilisé dans la présente description, le terme corps 15 creux cylindrique comprend les corps creux ayant une section circulaire mais aussi ceux ayant d'autres sections, comme des sections carrées avec des angles arrondis. En outre, il n'est pas nécessaire que la section du corps creux soit constante sur sa longueur. Au contraire, un cylindre circulaire de diamètre relativement grand peut être adjoint à un cylindre circulaire de diamètre 2 0 relativement petit. L'invention est expliquée de façon plus détaillée en référence aux dessins, dans lesquels: - La Figure 1 illustre un porte-broche d'une unité d'allumage selon l'invention. - La Figure 2 illustre un équipement prévu pour mettre en oeuvre le procédé 2 5 selon l'invention. Le porte-broche 1 illustré à la Figure 1 fait partie d'une unité d'allumage utilisée dans un tendeur automatique de ceinture. Un capuchon d'étanchéité 2 destiné à recevoir un carburant, qui n'est représenté que dans une vue fragmentaire, est accouplé au porte-broche 1. Un connecteur (non représenté) est connecté à l'extrémité du porte-broche 1 qui est opposée au capuchon d'étanchéité 2. Le composant le plus important du porte-broche 1 est une broche métallique 3 noyée dans un matériau de remplissage isolant 4 qui est réalisé en verre dans le cas présent. On pourrait dire que le porte-broche comporte une partie support 1.1 recevant la broche métallique 3, ainsi qu'un manchon 1.2 ayant une surface de paroi intérieure 1.2.1. L'extrémité de la partie noyée de la broche métallique 3 est 10 électriquement connectée à la partie support 1.1 au moyen d'un pont 5 conducteur. Il convient que la surface de la paroi intérieure 1.2.1 du manchon 1.2 et l'extrémité libre de la broche métallique 3 soient revêtues. Dans le cas présent, le matériau utilisé pour le revêtement est l'or. Conformément à l'invention, la surface de paroi intérieure 15 1.2.1 n'est pas revêtue entièrement. Une certaine zone reste nue, ladite zone commençant au bord périphérique libre 1.3 du manchon 1.2 et s'étendant approximativement jusqu'à l'extrémité libre de la broche métallique 3. Des variantes sont possibles, mais la zone même du bord périphérique libre 1.3 doit rester exempte de matériau de revêtement. 2 0 Le porte-broche 1 et la broche métallique 3 sont en relation d'alignement coaxial - voir l'axe longitudinal commun 6. Dans le cas présent, une seule broche métallique 3 est prévue, mais plusieurs broches peuvent aussi être prévues. Selon le procédé de l'invention, le revêtement est déposé 25 électrolytiquement. Le porte-broche 1 est situé de manière appropriée dans la même position que celle illustrée ici, c'est-à-dire de sorte que le bord périphérique libre 1.3 soit dirigé vers le bas. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre de la manière suivante: Premièrement, la surface de paroi intérieure 1.2.1 est couverte sur la distance voulue dans la zone du bord périphérique libre 1.3, par exemple jusqu'à l'extrémité libre de la broche métallique 3, ou au-delà, en direction du matériau de remplissage isolant 4, ou seulement sur une plus faible 5 distance de manière à s'arrêter juste avant l'extrémité libre de la broche métallique 3. Un potentiel électrique est alors appliqué au porte-broche 1, ce potentiel étant généralement une tension continue. Ensuite, un électrolyte est appliqué sur la partie non l0 couverte de la surface de paroi intérieure 1.2.1 de telle sorte que le matériau de revêtement concerné, qui est l'or dans le cas présent comme mentionné plus haut, soit déposé. Des buses de pulvérisation (non représentées ici) peuvent être utilisées pour ce dépôt. Une buse unidirectionnelle peut être utilisée pour 15 chaque porte-broche 1. L'extrémité de la buse est dirigée vers la zone non couverte de la surface de paroi intérieure 1.2.1 qui doit être revêtue. Elle pourrait, par exemple, tourner autour d'un axe longitudinal commun 6 au cours du revêtement de manière à couvrir toute l'étendue de la surface de paroi intérieure à revêtir. Une cinématique inverse est aussi possible, dans laquelle la buse reste fixe 2 0 tandis que le porte-broche 1 tourne. Il est aussi possible d'utiliser deux buses ou davantage. L'électrolyte est fourni en continu à la surface de paroi intérieure du porte-broche. En variante, il est fourni de manière discontinue à ladite surface. La Figure 2 illustre un équipement conçu pour déposer le revêtement d'or mentionné sur la surface de paroi intérieure 1.2.1 du manchon 1.2. L'équipement comprend une table tournante 7 dotée de plusieurs bras de réception de porte-broche, une station de chargement et de déchargement O et d'autres stations 10 à 70 pour le nettoyage, le placage d'or et le 3 0 rinçage. Un masque 8 - voir la station O - sert à protéger la zone de la surface de paroi intérieure 1.2.1 qui doit rester exempte de matériau de revêtement. La table tournante présente un axe de rotation vertical. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une unité d'allumage comprenant un portebroche creux (1) dont un côté d'extrémité est ouvert et comporte un bord périphérique libre (1.3), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - une zone de la surface de paroi intérieure (1.2.1) est couverte, ladite zone partant du bord périphérique libre (1.3) et s'étendant sur une certaine longueur axiale de la paroi du porte-broche (1); z 0 - un potentiel électrique est appliqué au porte-broche (1); - un électrolyte est appliqué sur une zone non couverte de la surface de paroi intérieure (1.2.1), ledit électrolyte contenant un matériau de revêtement qui a une faible résistance électrique à la transition entre le matériau métallique de la paroi cylindrique (1.2) du porte-broche (1) 15 et le matériau d'une autre partie constitutive métallique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'or est utilisé comme matériau de revêtement. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'électrolyte est appliqué par pulvérisation. 2 0 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, avant le dépôt de l'électrolyte, le porte-broche (1) est amené dans une position dans laquelle son axe longitudinal (6) est orienté verticalement et dans laquelle le bord périphérique libre (1.3) est situé en bas. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce 25 que l'électrolyte est fourni en continu à la surface de paroi intérieure (1.2.1) du porte-broche (1). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'électrolyte est fourni de manière discontinue à la surface de paroi intérieure (1.2.1) du porte-broche (1). 10 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, pour le revêtement électrolytique, les porte-broches (1) sont disposés dans des bras de réception sur une table tournante ayant un axe vertical. 8. Unité d'allumage comprenant un porte-broche (1) présentant une paroi cylindrique (1.2) et un côté d'extrémité qui est ouvert et forme à cette extrémité un bord périphérique (1.3), caractérisée en ce que: - ledit porte-broche comprend un revêtement électrolytiquement déposé sur une surface de paroi intérieure (1.2.1), ledit revêtement étant constitué d'un matériau qui a une résistance électrique relativement faible à la transition entre le matériau de la paroi (1.2) et une autre partie constitutive, - la surface de paroi intérieure (1.2.1) comprend une zone exempte de revêtement qui s'étend du bord périphérique libre (1.3) sur une certaine longueur axiale de la paroi (1.2). 9. Unité d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que: - le porte-broche (1) porte une broche métallique (3) dont une extrémité est noyée dans un matériau de remplissage isolant (4) qui est luimême enfermé par une partie support (1.1) du porte-broche (1); - sur une portion de sa longueur qui dépasse du matériau de remplissage isolant du côté du bord périphérique (1.3), la broche métallique (3) est revêtue du même matériau que la surface de paroi intérieure (1.2.1) du porte-broche (1). 20