Brevet FR2890734A1 — publié le 20070316

La présente invention concerne un corps creux en forme de tonneau avec une chambre d'allumage posée dessus, avec un canal de liaison entre corps en forme de tonneau et chambre d'allumage. La chambre d'allumage sert à recevoir un produit de mise à feu qui pénètre dans la chambre de combustion après l'allumage et allume l'agent propulseur qui s'y trouve. L'agent propulseur s'écoule ensuite par des orifices de sortie qui sont avantageusement disposées dans le corps en forme de tonneau du côté opposé à la chambre d'allumage. Dans le cas des chambres de ce genre, des exigences élevées sont imposées à la précision pour garantir une sortie de l'agent propulseur la mieux contrôlée possible dans l'airbag. La fabrication de ces corps en forme de tonneau est effectuée en coupant des tubes à la longueur correspondante et en les fermant des deux côtés. Il est apparu que le processus de la combustion et l'échappement de l'agent propulseur dans l'airbag occasionnait des blessures, la cause d'un pourcentage élevé de ces blessures étant due au fait que l'agent propulseur sort en des endroits différents avec une intensité différente, c'est-à-dire pas avec l'intensité souhaitée et appropriée aux orifices de sortie correspondants. Il est même arrivé que des chambres de combustion aient été déchirées par la pression de l'agent propulseur. L'invention a pour but de garantir une sortie la plus régulière possible, c'est-à-dire aussi appropriée de l'agent propulseur par les orifices de sortie correspondants de la chambre de combustion. Par ailleurs, on veut permettre une fabrication si possible économique et atteindre une qualité élevée, en particulier la résistance, pour rendre sûr le processus. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que l'épaisseur de paroi du corps en forme de tonneau est plus forte, au moins approximativement, dans la zone des orifices de sortie et dans la zone de l'ouverture de passage que dans le reste de la zone. Cela peut être obtenu, par exemple, en renforçant le corps en forme de tonneau dans la zone des orifices de sortie et dans la zone dans laquelle la chambre d'allumage est fixée, en le renforçant par une forme d'oeillet par exemple, ou en prévoyant une épaisseur de matière plus forte au moins approximativement sur la longueur sur laquelle les orifices de sortie sont disposés dans le corps en forme de tonneau et/ou la zone opposée, donc la zone dans laquelle la chambre d'allumage est fixée, au moins approximativement sur toute la longueur. Cela peut avoir lieu, par exemple, par le fait que la section transversale intérieure du corps en forme de tonneau est de forme elliptique et le contour extérieur de forme annulaire, l'axe le plus court de l'ellipse s'étendant au moins approximativement par la zone de l'ouverture de passage et allant jusqu'à la zone opposée sur laquelle ou des deux côtés de laquelle les orifices de sortie sont avantageusement disposés de manière symétrique sur la longueur du corps en forme de tonneau. La disposition peut aussi être prévue de manière à ce que la section transversale intérieure soit de forme annulaire et le contour extérieur de forme elliptique, l'axe le plus 2890734 3 grand de l'ellipse s'étendant par l'ouverture de passage jusqu'à la zone opposée dans laquelle ou des deux côtés de laquelle se trouvent les orifices de sortie. Les deux contours également, donc la section transversale intérieure et/ou le contour extérieur peuvent être réalisés de manière correspondante en ellipse. Le corps en forme de tonneau, ainsi que la chambre d'allumage, peuvent être réalisés de manière particulièrement avantageuse et économique en fabriquant un corps de base en forme de douille du corps en forme de tonneau et/ou un corps de base également en forme de douille de la chambre d'allumage sous la forme d'une pièce fabriquée par extrusion à froid à partir d'une ébauche massive. Suivant le reste de l'invention, au moins certaines des étapes de procédé citées dans la description des figures peuvent être adaptées de manière particulièrement favorable. Dans les éléments de ce type, une résistance élevée et surtout aussi uniforme de toutes les pièces est nécessaire. Pour cette raison, on effectue entre autres par sondage des tests de rupture pour contrôler la résistance du joint soudé. Il s'est avéré que le comportement à la rupture dans certains cas n'était pas suffisant ou que des dispersions relativement grandes apparaissaient dans la résistance à la rupture, en particulier une rupture par couches apparaît à la soudure. Comme origine, on a incriminé l'allongement de la matière effectué pour la fabrication du corps de base en forme de douille ou de tonneau, une structure laminaire orientée longitudinalement, s'étendant dans la direction 2890734 4 axiale, respectivement des grains allongés, étant formés. Lors du soudage de pièces, en particulier dans le soudage par résistance, le soudage électrique à décharge de capacité s'étant révélé particulièrement économique, dans lequel donc une haute densité d'énergie est apportée à des surfaces relativement petites, il arrive qu'une déchirure par couche se produise sur l'éprouvette de rupture au point de soudage. Pour remédier à ces inconvénients, il a déjà été proposé de réchauffer, c'est-à-dire de soumettre à un revenu l'entourage du point à souder avant le soudage. Il est cependant apparu que ce revenu n'apportait qu'une amélioration partielle et qu'il subsistait encore des dispersions relativement grandes. Il a été proposé en outre de procéder, après le processus de soudage, à une deuxième impulsion, appelée une impulsion de traînage. Par rapport au revenu, cela a apporté une certaine amélioration, mais cela augmente considérablement les temps de cycle dans la machine. L'invention a également pour but d'éviter les inconvénients décrits cidessus pour atteindre une qualité de soudage élevée, c'est-à-dire des forces de rupture élevées pour des coûts réduits dans ce genre d'éléments, mais aussi dans d'autres. Cette partie de l'invention ne concerne pas seulement les pièces décrites ici et le procédé de fabrication des pièces décrites ici, mais se rapporte également à des pièces et à des procédés de fabrication de pièces de manière générale qui sont reliées entre elles au moyen d'une soudure. En conséquence, cette partie de l'invention concerne un procédé pour fabriquer des produits, dans lequel un élément est soudé à un autre élément dont au moins l'un des deux présente au moins des zones qui ont été soumises à un allongement de matière et qui se caractérise par le fait que, avant le processus de soudage, au moins l'une des éléments est chauffé au moins dans la zone de la soudure à former et le processus de soudage a lieu à l'état chauffé. Il peut alors être particulièrement avantageux que, en supplément avant le soudage, la pièce qui possède par l'allongement des zones avec une structure laminaire soit revenue ou recuite au moins dans la zone de soudage pour obtenir un détensionnement en tout cas à cet endroit. Par ce réchauffage juste avant le processus de soudage, dans lequel la pièce elle-même pendant le processus de soudage contient encore une certaine capacité thermique, respectivement une quantité de chaleur accumulée, l'influence de la température ambiante sur la soudure, respectivement l'environnement immédiat, est réduite lors du refroidissement, c'est-à-dire qu'il reste une certaine capacité thermique sur une assez longue période, de telle sorte que le refroidissement est ralenti et que des contraintes propres augmentées sont évitées, ce qui permet d'obtenir des forces de rupture très élevées et stables. Il faut donc ralentir la vitesse de refroidissement critique et au moins réduire la formation de martensite. 2890734 6 Il peut être alors avantageux que seulement l'un des éléments soit réchauffé et, ce qui peut être particulièrement avantageux, le soit entièrement. Il peut être avantageux que l'élément réchauffé soit celui qui a la masse la plus réduite. Mais il peut aussi être avantageux dans d'autres cas de réchauffer l'élément qui a la plus grande dissipation de chaleur dans la zone de soudage. 1l peut être particulièrement avantageux que le réchauffage ait lieu à une valeur réduisant ou évitant la formation de martensite lors du refroidissement. Il est alors avantageux de prévoir le réchauffage à une valeur qui n'entraîne ni oxydation ni couleur de revenu nuisant au processus de soudage ultérieur. Il est en outre avantageux de dimensionner le réchauffage de manière à rester au-dessous d'une vitesse de refroidissement critique pour éviter la formation de martensite lors du refroidissement. Ce réchauffage supplémentaire effectué avant le processus de soudage de la zone de soudage ou au moins d'un des éléments peut avoir lieu avantageusement par chauffage inductif mais aussi par chauffage par infrarouge dans un processus avant le processus de soudage proprement dit qui ne perturbe pas les temps de cycle de la machine qui sont nécessaires pour le soudage. Le réchauffage est effectué avantageusement pendant le cycle d'amenée dans l'outil de soudage. 2890734 7 Le réchauffage peut cependant aussi avoir lieu dans un four continu avant la station de soudage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de 5 la description ci-après des figures 1 à 10. Sur ces figures. La figure 1 représente le corps en forme de tonneau de la chambre de combustion avec chambre d'allumage soudée sur celle-ci, Les figures 2 à 10 représentent différentes étapes de procédé pour la fabrication de cette chambre de combustion. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, la chambre de combustion 1 est composée d'un corps de base 2 en forme de tonneau ou de douille avec chambre d'allumage 3 soudée dessus. La chambre d'allumage 3 est logée par l'intermédiaire d'un col 4 dans un évidement 5 du corps en forme de douille 2 et soudée dans cette zone. Dans la chambre d'allumage 3, il est prévu en outre une ouverture de passage 6 et, du côté opposé, des orifices de sortie 7. Après le remplissage de la chambre d'allumage 3 avec les produits de mise à feu et de la cavité 8 de la chambre de combustion avec l'agent propulseur, la chambre d'allumage 3 est fermée par l'intermédiaire d'un assemblage à vis et le côté frontal 9 de la chambre de combustion est fermé par le soudage d'un couvercle. Pour fabriquer le corps de base en forme de douille de la chambre de combustion, l'ébauche 10 suivant la figure 2 est mise à longueur, par exemple sciée, dans un matériau en barre. Dans une autre étape de travail, respectivement du procédé, on procède au 2890734 8 refoulement d'approche/au centrage suivant la figure 3, à savoir une rainure concentrique 11 est effectuée, laquelle sert au centrage du poinçon pour les étapes de travail ultérieures. Lors de l'étape suivant la figure 4 a lieu le creusement 1 , un poinçon étant enfoncé dans l'évidement de centrage (11) et de la matière s'écoulant axialement vers le haut, à savoir le long du poinçon, donc une extrusion indirecte d'un corps creux . Le fond désigné par le repère 12 sur la figure 3 est alors réduit et le fond 12a suivant la figure 4 est formé. Dans l'étape de travail représenté sur la figure 5 a lieu un creusement 2 , le fond 12a de la figure 4 étant réduit et le fond 12b correspondant au moins approximativement à la dimension définitive étant produit. Lors de cette étape, de la matière du fond 12a est réduite et la matière est chassée vers l'arrière le long d'un poinçon introduit. Un traitement thermique a lieu ensuite, à savoir un réchauffage à une température de manière à produire à nouveau au moins approximativement la structure de départ. Par ce traitement thermique, une certaine résistance est aussi recherchée pour l'élément terminé, c'est-à-dire que par le traitement thermique correspondant et le degré de déformation dans l'étape ou les étapes de traitement suivantes, une influence peut être exercée sur la résistance finale de l'élément. Dans l'étape de travail représentée sur la figure 6 a lieu un étirage et une pression sur le fond 12c, la zone conique 13a, une zone de support, étant aussi formée et la zone 13 en forme de tube ou en forme de douille suivant la figure 5 étant allongée et une zone en forme de Dans cette étape de douille 14 étant produite. travail est aussi réalisée la forme intérieure ovale ou elliptique (voir aussi figure 8a). Suivant une autre étape de procédé correspondant à la figure 7 a lieu un tournage d'ébauche, la zone 13 étant tournée suivant la figure 6. Dans l'étape représentée sur les figures 8, 8a et 8b, ces deux dernières figures étant des vues en coupe suivant les lignes VIIIa-VIIIa et VIIIbVIIIb de la figure 8, a lieu le perçage, à savoir l'aménagement de l'ouverture 16 pour le logement de la chambre d'allumage et le perçage des orifices de sortie 7, 7a dans la zone opposée à l'ouverture 16. Les ouvertures 16, ainsi que 7 et 7a sont opposées les unes aux autres, et les orifices 7, 7a sont symétriques par rapport au plan médian, respectivement à l'axe médian 17, qui passe par l'ouverture 16 et entre les deux orifices 7, 7a. La forme elliptique 15 est conçue de manière à ce que l'axe de l'ellipse a soit plus court que l'axe de l'ellipse b et par conséquent, comme le contour extérieur 15a est de forme annulaire, il reste une épaisseur de matière plus grande dans la zone orifices Dans figure 9, perforée, former un plat. de l'ouverture 16, ainsi que des 7 et 7a. l'étape de travail représentée sur la l'ouverture de logement 16 est respectivement fraisée, de façon à contour 16a avec un angle relativement Dans une autre étape suivant la figure 10, le contour de logement 18 est tourné pour un couvercle qui est soudé après le remplissage. Dans une autre étape de procédé, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, la chambre d'allumage 3 est soudée sur le contour fraisé 16a et un bourrelet de soudage 19 est formé, le soudage ayant lieu de manière particulièrement avantageuse, comme cela est décrit dans le paragraphe précédant la description des figures, avant le soudage, en particulier un soudage par résistance tel qu'un processus de soudage électrique à décharge de capacité, la chambre d'allumage 3 étant réchauffée et le soudage ayant lieu lorsque la chambre d'allumage est réchauffée, le courant de soudage pouvant être introduit par l'intermédiaire de la chambre d'allumage et évacué par l'intermédiaire du corps en forme de douille 2. Liste des numéros de référence: 1 Chambre de combustion 2 Corps de base en forme de douille ou de tonneau Chambre d'allumage 4 Col Évidement 6 Ouverture de passage 7 Orifices de sortie 7a Orifices de sortie 8 Cavité de la chambre de combustion 9 Face frontale de la chambre de combustion Ébauche 11 Rainure 12 Fond 12a Fond réduit 12b Fond 12c Fond 13 Forme creuse agrandie 13a Zone conique (zone de support) 14 Zone en forme de douille Forme intérieure ovale 16 Ouverture 16a Contour à angle plat 17 Plan médian 18 Contour du logement 19 Bourrelet de soudage 2890734 12 R E V E N D I C A T I O N S 1. Chambre de combustion, en particulier pour des airbags, avec un corps en forme de tonneau sur lequel est fixée une chambre d'allumage (3) et une ouverture de passage est prévue entre chambre d'allumage (3) et le corps en forme de tonneau, avec des orifices de sortie opposées ménagése dans le corps en forme de tonneau sensiblement au voisinage de l'ouverture de passage, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi du corps en forme de tonneau est plus grande dans la zone des orifices de sortie et dans la zone de l'ouverture de passage, respectivement la zone de fixation de la chambre d'allumage que dans le reste de la zone. 2. Chambre de combustion, en particulier selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre extérieur et/ou le diamètre intérieur du corps en forme de tonneau (2) présente ou présentent une section elliptique, de telle sorte que, le long des orifices de sortie et dans la zone de l'ouverture de passage respectivement de l'ouverture de logement pour la chambre d'allumage (3), l'épaisseur de paroi plus forte est prévue au moins approximativement le long de l'étendue longitudinale du corps de base en forme de tonneau (2). 3. Chambre de combustion, en particulier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps en forme de tonneau est fabriqué ou peut être fabriqué en tant que corps de base en forme de douille (2) sous la forme de pièce matricée à froid à partir d'une ébauche massive (10). 4. Procédé de fabrication d'un corps de base en forme de douille pour le corps en forme de tonneau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par au moins certaines des étapes de procédé énumérées ciaprès a) mise à longueur d'une ébauche de pièce (10) dans un matériau en barre b) refoulement d'approche/centrage et confection d'un évidement en forme de cuvette (11) au moins essentiellement par extrusion à froid c) creusement ultérieur au moyen d'un poinçon qui pénètre davantage dans l'ébauche (10) de matière pour former un fond par extrusion à froid, réduction du fond qui devient le fond d) poursuite du creusement, le fond étant réduit pour devenir un fond et la forme en cuvette suivant l'étape c) étant agrandie pour une forme de cuvette plus profonde par extrusion à froid e) exécution d'un traitement thermique: réchauffage à une température de manière à rétablir à nouveau au moins approximativement la structure initiale f) nouvel étirage pour obtenir une zone prolongée en forme de douille et pression sur le fond, une zone opposée au fond étant comprimée en forme de cône, tandis qu'une partie de cette zone conique et le restant de la zone sont étirés, dans cette étape ou une étape suivante aussi le contour de section elliptique dans le diamètre intérieur et/ou dans le diamètre extérieur citée dans l'introduction de la description étant réalisé, g) tournage de la zone conique suivant l'étape f) h) perçage des orifices de sortie avantageusement dans le même outil perçage du trou de logement pour la chambre d'allumage i) perforation/fraisage de l'ouverture de logement pour la chambre d'allumage j) tournage du côté d'ouverture et formation d'un chanfrein de soudure pour souder le couvercle k) fixation de la chambre d'allumage, de préférence par soudage électrique à décharge de 15 capacité. 5. Procédé pour fabriquer des produits, ainsi qu'une chambre de combustion, en particulier suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un élément, tel qu'une chambre d'allumage (3), est soudé avec un autre élément tel qu'un corps de base en forme de douille ou de tonneau (2), dont au moins l'un des éléments présente au moins des zones qui ont été soumises à un étirage de matière, ont été soudés entre eux au moyen d'un procédé de soudage dans lequel une densité d'énergie élevée est appliquée sur des surfaces relativement petites, tel que au moyen de soudage par résistance, caractérisé en ce que avant le processus de soudage au moins l'un des éléments est réchauffé au moins dans la zone de la soudure à former et le processus de soudage est effectué à l'état chauffé. 6. Procédé, en particulier selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'un des éléments est réchauffé dans sa totalité. 7. Procédé, en particulier selon la 5 revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'élément qui est réchauffé est celui qui a la masse la plus petite. 8. Procédé en particulier selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'élément qui est réchauffé est celui qui a la plus grande dissipation de chaleur dans la zone de soudage. 9. Procédé en particulier selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu à une valeur réduisant la formation de martensite lors du refroidissement. 10. Procédé, en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu à une valeur au-dessous de la limite d'oxydation, en particulier où la formation de couleurs de revenu est évitée. 11. Procédé, en particulier selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu à une valeur au-dessous de la vitesse de refroidissement critique pour éviter la formation de martensite. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu par réchauffage inductif avant le processus de soudage. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu dans un four continu avant la station de soudage. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que le réchauffage a lieu pendant le cycle d'amenée à l'outil de soudage. 15. Procédé, en particulier selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'un des éléments est revenu dans la zone du joint soudé à former avant le processus de soudage.