Brevet FR2911291A1 — publié le 20080718

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un bouchon métallique d'obturation d'un récipient de gaz sous pression pour un générateur de gaz destiné à la sécurité automobile, ce bouchon ayant une forme de révolution. A la figure 1 annexée est représenté schématiquement un exemple de générateur de gaz destiné à la sécurité automobile, qui intègre un récipient de gaz sous pression obturé par un tel bouchon. Ce générateur 1 est dit "hybride" et est complètement décrit dans le document EP-1 053 915. Il est constitué essentiellement par un corps tubulaire en acier 2, dont les deux extrémités opposées sont obturées par des bagues métalliques 22 et 23. La bague 22, représentée non coupée, fait partie d'un dispositif d'amorçage pyrotechnique non représenté. Dans le corps 2 sont également serties deux cloisons parallèles 24 et 15 25. La première d'entre elles délimite longitudinalement, avec la bague 22, une chambre de combustion 21 d'une charge pyrotechnique non représentée. La seconde délimite longitudinalement, avec la bague 23, une seconde chambre 20 en forme de récipient, pour le stockage d'un gaz sous pression. 20 Entre les deux s'étend une chambre 26 de tranquillisation et de sortie des gaz vers l'extérieur. Dans ce but., des orifices 260 orientés radialement, sont prévus dans le corps 2. La cloison 24 comporte une tuyère axiale 240, contre lequel un pilier perforateur 27 est appuyé. 25 En regard de la tuyère 240, la cloison 25 comporte également une tuyère 250, normalement obturée par un opercule non représenté. En fonctionnement, dès que la pression est suffisante au sein de la chambre 21, le pilier 27 se détache de son siège et vient perforer l'opercule précité, ouvrant ainsi la chambre 20, et libérant le gaz sous pression, qui peut s'échapper par 30 les orifices 260. Comme montré sur cette figure, la bague 23 présente un orifice 230 orienté longitudinalement, qui est obturé par un bouchon 3. Dans la pratique, c'est à travers l'orifice 230 que la chambre 20 est remplie de gaz sous pression, après quoi on l'obture à l'aide du bouchon. 10 C'est donc à la fabrication d'un tel bouchon que se rapporte la présente invention. Dans l'ensemble de la présente demande, y compris les revendications, on entend par l'expression "récipient de gaz sous pression", une enceinte dans laquelle est stocké du gaz sous pression. Ceci inclut aussi bien une enceinte délimitée par une fraction de tube et deux cloisons, comme c'est le cas dans l'exemple de réalisation de la figure 1, qu'une enceinte constituée d'un contenant qui forme un élément distinct du reste du générateur et auquel il est raccordé. On se reportera maintenant aux figures 2A à 2D pour expliquer la manière dont on procède actuellement pour fabriquer un bouchon, tel que celui référencé 3 à la figure 1. A noter préalablement que ce bouchon a une forme de révolution. Un tel bouchon est fabriqué à partir d'une bobine de fil métallique référencée 4 à la figure 2A. Il s'agit de préférence d'un fil d'acier. Ce fil est par exemple obtenu par étirage ou passage à travers une filière. Malgré tout le soin apporté à une telle fabrication, on ne peut exclure que le fil renferme des inclusions. Par ce terme, on entend des impuretés, des discontinuités, des microporosités et autre imperfections. En raison de la technique d'étirage ou de passage au travers d'une filière, ces inclusions sont orientées généralement longitudinalement, c'est à dire dans le sens du fil. On procède alors au sectionnement de la bobine 4 que l'on débite en lopins cylindriques, et dont un échantillon 5 est représenté à la figure 2B. Cette fabrication se fait sur des machines spécifiques connues en soi dans la fabrication de pièces frappées à froid par coupe mécanique (cisaillage). Au sein du lopin, le fibrage 50 de la matière est orienté sensiblement longitudinalement, et parallèlement à sa génératrice (voir figure 2B). Ce faisant, les inclusions, représentées sous la forme d'un trait 50', 30 s'étendent pour la plupart également longitudinalement et parallèlement à cette génératrice, et ceci d'une extrémité à l'autre du lopin. La figure 2C représente le traitement ultérieur auquel on soumet le lopin de la figure 2B. Ce traitement consiste à déformer le lopin 5 à l'aide d'outils de frappe, jusqu'à l'obtention d'un bouchon de forme désirée. Le bouchon 3 obtenu comporte deux tronçons d'extrémité 30 et 32 purement cylindriques, qui encadrent une partie intermédiaire de forme tronconique 31. Mais, bien entendu, cette forme peut varier en fonction du contexte. Dans le cas présent, on réalise la frappe selon des directions longitudinales opposées, comme le montrent les flèches f qui illustrent les efforts liés aux outils de frappe. Lors de cette déformation, le sens de fibrage 50 de la matière première est systématiquement conservé. En d'autres termes, cela signifie que le fibrage reste orienté longitudinalement (c'est à dire dans le sens de l'axe longitudinal X-X') au sein du bouchon, d'une extrémité à l'autre de celui-ci. Et il en va de même pour les inclusions 50', comme représenté aux figures 2C et 2D. Or, les inclusions constituent autant de chemins privilégiés de fuite. Dans ces conditions, lorsque le bouchon est en place sur un récipient qui renferme du gaz sous pression, il existe une probabilité élevée de constater des "micro-fuites" au sein du bouchon, ce qui n'est pas acceptable. La présente invention vise à résoudre ce problème en proposant un procédé de fabrication d'un bouchon qui permet de réduire, autant que faire se peut, le risque de fuite. Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé qui ne remet pas en cause complètement la technique utilisée jusqu'ici. L'invention se rapporte donc à un procédé de fabrication d'un bouchon métallique d'obturation d'un récipient de gaz sous pression pour un générateur de gaz destiné à la sécurité automobile, ce bouchon ayant une forme de révolution, selon lequel, à partir d'un lopin compact issu d'un fil métallique, dans lequel le fibrage s'étend sensiblement longitudinalement et parallèlement à la génératrice dudit lopin, on réalise la déformation dudit lopin, par frappe de celui-ci, essentiellement selon des directions opposées et longitudinales, jusqu'à l'obtention de la forme désirée, de révolution, dudit bouchon. Selon l'invention, la déformation du lopin est opérée en deux temps, à savoir : a) on réalise la déformation dudit lopin, par frappe de celui-ci, jusqu'à l'obtention d'une sphère ; b) on réalise la déformation de ladite sphère, par frappe de celle-ci, 35 jusqu'à l'obtention de la forme désirée, de révolution, dudit bouchon, de sorte que le fibrage du fil, initialement orienté sensiblement longitudinalement et parallèlement à la génératrice au sein du lopin, se trouve orienté de manière aléatoire au sein de ladite sphère et du bouchon qui en résulte. En effet, lors de l'étape de réalisation de la sphère, le fibrage se trouve orienté au sein de celle-ci de manière désordonnée et relativement aléatoire. De plus, lors de l'étape suivante de frappe en vue de l'obtention de la forme désirée du bouchon, la probabilité de voir encore le fibrage orienté longitudinalement est encore réduite. Ceci se traduit par l'obtention d'un bouchon particulièrement étanche. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention : - ledit lopin est issu d'une bobine de fil d'acier ; - entre les étapes a) et b), on réalise une étape de recuit de ladite sphère ; on procède également à une opération de phosphatation de ladite sphère ; -quand ledit bouchon est destiné à être soudé audit récipient, on soumet ledit bouchon obtenu à une opération de déphosphatation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre. Elle sera faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - comme précisé plus haut, la figure 1 est une vue, en coupe longitudinale et médiane, d'un générateur de gaz destiné à la sécurité automobile, qui intègre en son sein un récipient de gaz sous pression, qui est obturé par un 25 bouchon qui peut être obtenu conformément au présent procédé ; - les figures 2A à 2D sont, comme cela a également été dit plus haut, des schémas illustrant les différentes étapes de fabrication d'un tel bouchon, conformément à la technique connue ; - les figures 3A à 3C sont des schémas illustrant les étapes 30 caractéristiques du procédé selon l'invention. Les premières étapes du procédé selon l'invention sont celles qui ont déjà été décrites en référence aux figures 1A et 1B annexées. Mais au lieu de procéder directement à la déformation du lopin 5 pour réaliser un bouchon 3 comme illustré précédemment, on réalise la déformation 35 de celui-ci jusqu'à l'obtention d'une sphère 6, telle que celle représentée à la figure 3A. Ceci est réalisé à l'aide d'outils de frappe. Il résulte de cette opération que le fibrage 50 du lopin 5 est orienté de manière relativement aléatoire au sein de ladite sphère. Et il en est de même pour les inclusions 50'. Préférentiellement, on procède à une étape de recuit de la sphère, pour restructurer la matière et la rendre à nouveau "frappable". Et ceci peut être éventuellement complété par une légère opération de phosphatation pour améliorer encore la "frappabilité" du produit. Enfin, on réalise la déformation de ladite sphère 6, par frappe de celle-ci, jusqu'à l'obtention de la forme désirée, de révolution, dudit bouchon 3, d'une manière similaire à celle mise en oeuvre conformément à l'état de la technique (voir figures 3B et 3C). Ce faisant, la probabilité que la sphère soit frappée alors que le fibrage du fil est orienté longitudinalement, est particulièrement réduit. A la figure 3B, on a représenté des orientations possibles de ce fibrage 50. On constate une orientation essentiellement transversale. Dans ces conditions, si le bouchon 3 obtenu (figure 3C) comporte des inclusions 50', il existe des chances élevées que celle-ci soient orientées transversalement et non pas longitudinalement, d'une extrémité à l'autre. Le risque de fuite du bouchon 3, lorsqu'il est en place sur un récipient de gaz sous pression, est donc considérablement réduit. Lorsque ledit bouchon est destiné à être soudé sur le récipient, on peut procéder à une opération de déphosphatation. Lorsque l'on découpe cieux bouchons, l'un obtenu conformément à l'état de la technique, l'autre conformément au présent procédé, selon un plan médian longitudinal, et que l'on procède à une observation au microscope, on visualise nettement dans le premier l'orientation longitudinale du fibrage, alors que, dans le second, il n'est plus possible de mettre en évidence une orientation privilégiée. Le présent procédé apporte les avantages suivants : - il permet de conserver l'utilisation d'un acier communément utilisé jusqu'ici, et de conserver la nuance du matériau utilisé sur le composant existant, afin de simplifier le programme de validation en générateur ; - il permet de réduire le nombre d'opérations de frappe (de 4 à 2 35 passes). En effet, en plus de la découpe du lopin, il est nécessaire de réaliser trois 5 étapes successives de frappe pour obtenir le bouchon selon l'état de la technique. Selon l'invention, deux étapes suffisent ; - il permet de réduire le nombre d'outils (de 4 à 1), d'où une maintenance allégée. De plus, la manipulation d'une bille dans le procédé selon l'invention est beaucoup plus simple. En effet, il n'est pas nécessaire d'orienter la bille dans l'outil de frappe, alors qu'un lopin doit l'être selon le procédé antérieur. Enfin, le bouchon ainsi fabriqué présente un coût de revient réduit. il est fabricable et utilisable en grande série. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un bouchon métallique (3) d'obturation d'un récipient (20) de gaz sous pression pour un générateur de gaz (2) destiné à la sécurité automobile, ce bouchon (3) ayant une forme de révolution, selon lequel, à partir d'un lopin compact (5) issu d'un fil métallique, dans lequel le fibrage (50) s'étend sensiblement longitudinalement et parallèlement à la génératrice dudit lopin (5), on réalise la déformation dudit lopin (5), par frappe de celui-ci, essentiellement selon des directions (f) opposées et longitudinales, jusqu'à l'obtention de la forme désirée, de révolution, dudit bouchon (3), caractérisé par le fait que la déformation du lopin (5) est opérée en 10 deux temps, à savoir : a) on réalise la déformation dudit lopin (5), par frappe de celui-ci, jusqu'à l'obtention d'une sphère (6) ; b) on réalise la déformation de ladite sphère (6), par frappe de celle-ci, jusqu'à l'obtention de la forme désirée, de révolution, dudit bouchon (3), 15 de sorte que le fibrage (50) du fil, initialement orienté sensiblement longitudinalement et parallèlement à la génératrice au sein du lopin, se trouve orienté de manière aléatoire au sein de ladite sphère (6) et du bouchon (3) qui en résulte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit 20 lopin est issu d'une bobine (4) de fil d'acier. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'entre les étapes a) et b), on réalise une étape de recuit de ladite sphère (6). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on procède également à une opération de phosphatation de ladite sphère (6). 25 5. Procédé selon la revendication 3 dans lequel ledit bouchon (3) est destiné à être soudé audit récipient (20), caractérisé par le fait qu'on soumet ledit bouchon (3) obtenu à une opération de déphosphatation.