Brevet FR2959007A1 — publié le 20111021

L'invention concerne un générateur de gaz ayant au moins un chargement pyrotechnique contenu dans au moins une chambre, dont la combustion doit générer du gaz vers l'extérieur de la chambre. Un domaine d'application de l'invention est la sécurité automobile, notamment pour générer du gaz devant servir à gonfler un coussin gonflable de protection d'une personne dans un véhicule automobile en cas de choc (airbag). Pour générer le gaz, on allume par un dispositif d'allumage le chargement pyrotechnique situé dans la chambre. La combustion de ce chargement pyrotechnique dégage du gaz qui s'échappe par un trou traversant vers l'extérieur de la chambre. Le trou traversant est initialement fermé par un opercule rendant la chambre étanche vis-à-vis de l'extérieur. La montée en pression des gaz de combustion à l'intérieur de la chambre brise l'opercule pour laisser passer les gaz de combustion du chargement pyrotechnique dans le trou traversant vers l'extérieur de la chambre. Différents types de dispositifs pour rendre étanche la chambre sont connus. Cette étanchéité est nécessaire pour que le chargement pyrotechnique contenu dans la chambre garde ses propriétés de combustion et pour éviter qu'il soit pollué par des particules extérieures ou de l'humidité ou que des particules du chargement pyrotechnique ne s'échappent vers l'extérieur de la chambre. Un premier type de dispositif d'étanchéité consiste à coller une feuille contre la surface intérieure de la chambre devant le trou traversant. Cette technique est toutefois difficile à mettre en oeuvre du fait que la paroi extérieure délimitant la chambre est habituellement tubulaire et de plus grandes dimensions que ses parois transversales, ce qui rend la chambre oblongue et étroite et laisse peu de place pour effectuer le collage. Cette technique peut engendrer un taux de rebut important ou des coûts importants. Un deuxième type de dispositif d'étanchéité consiste à doubler d'une feuille métallique en forme de caisson (en anglais : "lid box") la paroi tubulaire et la paroi transversale intérieure délimitant la chambre pour refermer le caisson contre un joint d'étanchéité porté par l'autre paroi latérale portant l'allumeur. Toutefois, dans le cas d'un générateur dont la longueur est beaucoup plus grande que le diamètre, la mise en oeuvre des caissons, avec des épaisseurs de matière constantes et maîtrisées, est difficile. En effet, la feuille sert d'opercule contre le trou traversant et est un composant sensible dont l'épaisseur définit la pression de désoperculage et le temps de désoperculage du trou après l'allumage. Par conséquent, on aboutit à une épaisseur de feuille prédéfinie et assez faible pour que la feuille puisse céder à une pression de gaz qui ne soit pas trop élevée. D'une manière générale, il est difficile de réaliser un caisson très long en une feuille de faible épaisseur (avec une épaisseur maitrisée latéralement). L'invention vise à pallier les inconvénients de l'état de la technique en obtenant un générateur de gaz ayant le niveau d'étanchéité requis dans la chambre pour le bon fonctionnement du générateur, moyennant un procédé de fabrication simple et robuste. A cet effet, un premier objet de l'invention est un générateur de gaz, comportant au moins un chargement pyrotechnique contenu dans au moins une chambre délimitée par une première paroi extérieure tubulaire et par au moins deux deuxième et troisième parois transversales à la première paroi, au moins l'une des première et deuxième parois comportant au moins un trou traversant de passage des gaz de combustion du chargement pyrotechnique 25 de la chambre vers l'extérieur de la chambre, au moins une feuille d'operculage étant située en vis-à-vis du trou traversant, la feuille d'operculage étant en forme de caisson inséré à l'intérieur de la chambre et comportant une première partie tubulaire située en vis-à-vis d'au 30 moins une partie de la première paroi tubulaire, la première partie tubulaire de la feuille étant fermée d'un côté par une deuxième partie transversale de la feuille située en vis-à-vis de la deuxième paroi transversale, au moins un joint d'étanchéité étant prévu entre la feuille d'operculage et l'une des parois pour assurer l'étanchéité de la chambre vis-à-vis du trou traversant, la feuille d'operculage étant apte à céder lors de la combustion du chargement pyrotechnique pour laisser passer les gaz de combustion du chargement pyrotechnique dans le trou traversant, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est positionné entre la première partie tubulaire de la feuille d'operculage et la première paroi extérieure tubulaire de la chambre pour assurer l'étanchéité entre le caisson et la première paroi extérieure tubulaire 1 0 vers le trou traversant. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le joint d'étanchéité est logé dans un logement périphérique prévu sur la première partie tubulaire de la feuille d'operculage. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le joint d'étanchéité 15 est logé dans une gorge périphérique de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la première paroi extérieure tubulaire de la chambre est sertie contre le joint d'étanchéité. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la partie tubulaire de 20 la feuille en forme de caisson se trouve en vis-à-vis d'une partie seulement de la paroi tubulaire et se trouve à distance de la troisième paroi transversale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le trou traversant se trouve dans la deuxième paroi transversale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, le trou traversant est 25 ménagé dans une zone de la première paroi extérieure tubulaire, qui se trouve en vis-à-vis d'une zone de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage située entre le joint d'étanchéité et la deuxième paroi transversale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, il y a au moins un dit trou traversant se trouvant dans la deuxième paroi transversale et au moins un autre 30 dit trou traversant ménagé dans une zone de la première paroi extérieure tubulaire, qui se trouve en vis-à-vis d'une zone de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage située entre le joint d'étanchéité et la deuxième paroi transversale. Suivant un mode de réalisation de l'invention, la première paroi extérieure comporte une zone sertie contre le joint d'étanchéité, la zone sertie ayant une dimension transversale intérieure supérieure ou égale à la dimension transversale extérieure de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage. Un deuxième objet de l'invention est un procédé de fabrication d'un générateur de gaz tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce que on insère le joint d'étanchéité dans un logement périphérique de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage, cette première partie tubulaire de la feuille d'operculage ayant une dimension transversale extérieure inférieure à la dimension transversale intérieure de la première paroi et le joint d'étanchéité ayant une dimension transversale extérieure supérieure à la dimension transversale extérieure de la première partie tubulaire de la feuille d'operculage et inférieure à la dimension transversale intérieure de la première paroi, on insère l'ensemble formé par la feuille et le joint dans la première 15 paroi tubulaire contre la deuxième paroi transversale, pour que la feuille se trouve en face du trou traversant, on effectue un sertissage sur la paroi tubulaire extérieure au niveau du joint d'étanchéité pour réduire la dimension transversale intérieure de la première paroi tubulaire extérieure pour comprimer le joint d'étanchéité dans le logement. 20 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un exemple de générateur de gaz connu dans l'état de la technique, 25 la figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un générateur de gaz suivant l'invention avant sertissage, - la figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale du générateur de gaz suivant la figure 2 après sertissage, la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une variante du 30 générateur de gaz suivant l'invention. A la figure 1, le générateur 1 de gaz comporte une chambre 2 délimitée par une première paroi extérieure tubulaire 3, s'étendant par exemple suivant une direction longitudinale L, et par deux parois transversales 4, 5 distantes l'une de l'autre et s'étendant transversalement à la direction L d'extension de la paroi tubulaire 3. La deuxième paroi transversale 4 comporte un trou traversant 6. La chambre 2 contient un chargement pyrotechnique 7, pouvant être sous la forme de pastilles, d'un bloc monolithique ou autre. Le chargement pyrotechnique est un propergol apte à générer du gaz lors de sa combustion. A cet effet, un dispositif 8 d'allumage ou allumeur 8 est prévu dans la chambre 2, par exemple sous la forme d'un initiateur électro-pyrotechnique. Cet allumeur 8 est apte à être déclenché depuis l'extérieur, par exemple grâce à des broches 81 de commande électrique dans le cas d'un initiateur. L'envoi d'un signal électrique de commande dans les broches 81 provoque l'allumage d'une deuxième charge pyrotechnique contenue dans un capuchon 82 de l'allumeur 8 qui génère alors des particules chaudes dans la chambre 2 pour allumer le chargement pyrotechnique 7. L'allumeur 8 est maintenu dans la troisième paroi transversale 5. Une feuille 9 d'operculage en forme de caisson est prévue contre la première paroi 3 et contre la deuxième paroi 4 transversale pour assurer l'étanchéité de la chambre 2 en direction du trou traversant 6. Dans le dispositif connu suivant la figure 1, la feuille 9 en forme de caisse comporte une première partie tubulaire s'étendant tout le long de la première paroi 3 à l'intérieur de celle-ci, cette première partie tubulaire 91 du caisson se raccordant du côté de la paroi 4 à une deuxième partie 92 située en vis-à-vis du trou 6. L'extrémité 93 de la feuille 9 en forme de caisson, éloignée de la partie 92 de fond du caisson, c'est-à-dire l'extrémité libre 93 du caisson 9, enserre la troisième paroi transversale 5 sur son pourtour. Cette paroi transversale 5 comporte une gorge périphérique dans laquelle se trouve un joint 10 d'étanchéité pour assurer l'étanchéité entre la paroi 5 et le caisson 9. La première paroi 3 et l'extrémité 93 du caisson 9 sont serties pour assurer une fixation autour de la paroi 5. La combustion du chargement 7 pyrotechnique dans la chambre 2 provoque une montée en pression dans celle-ci contre la feuille 9, ce qui brise de manière voulue à partir d'une certaine pression la feuille 9 d'operculage au niveau du trou 6. Les gaz de combustion du chargement 7 traversent alors la feuille 9 et le trou 6 vers l'extérieur de la chambre 2. On voit donc qu'un tel caisson 9 est difficile à réaliser sur une grande longueur de la paroi tubulaire 3 et une petite largeur transversale de la partie 92, comme cela est souvent le cas pour les générateurs de gaz de forme générale oblongue suivant la direction longitudinale L, les figures ne représentant pas à la même échelle les dimensions suivant la direction longitudinale L et suivant la direction transversale Y perpendiculaire à la direction longitudinale L, étant donné que les dimensions transversales suivant la direction transversale Y sont représentées de manière plus agrandie que les dimensions longitudinales suivant la direction L pour des raisons de clarté. On décrit ci-dessous des modes de réalisation de l'invention en référence aux figures 2, 3 et 4, où les mêmes éléments qu'à la figure 1 portent les mêmes signes de référence avec les caractéristiques additionnelles indiquées ci-dessous. Aux figures 2, 3 et 4, la première partie tubulaire 91 de la feuille 9 en forme de caisson comporte sur sa surface extérieure tournée vers la première paroi 3 un logement 94 périphérique dans laquelle est inséré le joint 10 d'étanchéité périphérique. Ce logement 94 est défini par un changement de section transversale de la première partie tubulaire 91 de la feuille 9. Ce logement 94 périphérique est par exemple en forme de gorge périphérique 94 de la première partie tubulaire 91 de la feuille 9. Ce logement 94 peut comporter un bord de part et d'autre du joint 10. Ci-dessous, la gorge 94 peut également être généralisée à un logement 94. La partie tubulaire 91 de la feuille 9 en forme de caisson n'a pas besoin d'occuper toute la longueur de la première paroi 3 mais peut être plus courte que cette paroi 3 suivant la direction longitudinale L en partant de la partie latérale 92 de fond du caisson 9. Ainsi, dans un mode de réalisation suivant l'invention, la partie tubulaire 91 du film 9 en forme de caisson se trouve en vis-à-vis d'une partie seulement de la longueur de la paroi tubulaire 3 en étant à distance de la deuxième paroi transversale 5. La gorge annulaire 94 permet le maintien du joint 10 d'étanchéité sur la partie tubulaire 91 de la feuille 9 en forme de caisson. A la figure 3, un rétreint 31 de la paroi 3 est formé sur le joint 10, ainsi que cela est décrit ci-dessous. Pour assembler le générateur de gaz, on dispose donc d'abord au cours d'une première étape le joint 10 dans la gorge 94 autour de la partie tubulaire 91 du caisson 9. Puis, au cours d'une deuxième étape, on insère l'ensemble du caisson 9 et du joint 10 porté par celui-ci à l'intérieur de la paroi tubulaire 3 par l'ouverture de la paroi 3 non encore assemblée avec la paroi 5. La partie 92 transversale de la feuille 9 en forme de caisson se retrouve alors contre la deuxième paroi transversale 4 fixée à l'intérieur de la paroi 3. Dans cette deuxième étape, la partie tubulaire 91 de la feuille 9 a une dimension transversale extérieure (en dehors de la gorge 94), inférieure à la dimension transversale intérieure de la paroi 3, de telle sorte que la partie tubulaire 91 se trouve à distance de la paroi 3. La dimension transversale extérieure de la partie tubulaire 91 et l'épaisseur transversale du joint 10 sont définies de telle sorte que lors de l'insertion de la feuille 9 dans la chambre 2, la dimension transversale extérieure du joint 10 d'étanchéité soit inférieure à la dimension transversale intérieure de la paroi 3, le joint 10 se trouvant donc à distance de la paroi tubulaire 3 lors de l'insertion. Lors de cette insertion, la dimension transversale extérieure du joint 10 est supérieure à la dimension transversale extérieure de la partie tubulaire 91 de la feuille 9 en forme de caisson. Puis, au cours d'une troisième étape à la figure 3, on effectue un sertissage de la paroi tubulaire 3 au niveau du joint 10 d'étanchéité. Ce sertissage réduit la dimension transversale extérieure et intérieure de la paroi 3 pour appliquer une zone 31 de la paroi 3 contre le joint 10. La surface intérieure de la zone sertie périphérique 31 de la paroi 3 vient alors écraser le joint 10 contre la partie tubulaire 91 de la feuille 9, le joint 10 étant en un matériau compressible, tel que par exemple en caoutchouc ou autre, la paroi 3 et la feuille 9 étant métalliques avec la feuille 9 d'une épaisseur plus petite que celle de la paroi 3. La feuille 9 est par exemple en cuivre. La paroi 4 est par exemple également métallique. Ce sertissage est par exemple effectué pour que la partie 31 sertie de la paroi 3 touche le joint 10 sans réduire la dimension transversale extérieure de la partie tubulaire 91 de la feuille 9, afin de ne pas déformer le caisson 9 et de ne pas porter atteinte à son étanchéité. Eventuellement, la dimension transversale intérieure de la partie sertie 31 peut être supérieure à la dimension transversale extérieure de la partie tubulaire 91, pour que la partie sertie 31 ne touche pas le caisson 9, ou la zone sertie 31 peut légèrement toucher la partie tubulaire 91 en ayant une dimension transversale intérieure de la zone sertie 31 égale à la dimension transversale extérieure de la partie tubulaire 91. Le trou traversant 6 est par exemple prévu dans la deuxième paroi transversale 4, ainsi que cela est représenté aux figures 2, 3 et 4. Bien entendu, plusieurs trous traversants 6 pourraient être prévus dans la paroi transversale 4. Le ou les trous 6 dans la paroi transversale 4 servent par exemple à faire passer les gaz de combustion de la chambre 2 vers un autre compartiment 2b intérieur du générateur 2, situé par exemple dans le prolongement de la paroi 3, ce ou ces trous 6 étant alors désignés par le signe de référence 6a. Aux figures 3 et 4, il est également prévu un trou traversant 6 dans la première paroi 3 en vis-à-vis de la partie tubulaire 91 du caisson 9. Il est par exemple prévu plusieurs trous 6 traversants sur la paroi 3. Ce ou ces trous 6 sur la paroi 3 alors désignés par le signe de référence 6b, pour les distinguer du ou des trous 6a de la paroi transversale 4, qui communique avec une chambre adjacente 2b. Ce ou ces trous 6b sur la paroi 3 servent au passage des gaz de la chambre 2 vers l'extérieur du générateur 1. Les trous 6b de la paroi 3 sont par exemple répartis sur la périphérie de la paroi 3. Il y a au moins un trou traversant 6a se trouvant dans la deuxième paroi transversale 4 et au moins un autre dit trou traversant 6b ménagé dans une zone de la première paroi extérieure tubulaire 3, qui se trouve en vis-à-vis d'une zone 95 de la première partie tubulaire 91 de la feuille 9 d'operculage située entre le joint 10 d'étanchéité et la deuxième paroi transversale 4. Bien entendu, un autre caisson 9b et un autre joint 10b analogues aux caisson 9 et joint 10 peuvent également être prévus de l'autre côté de la paroi 4 (c'est-à dire le côté éloigné de la chambre 2) dans l'autre compartiment 2b du générateur avec le fond 92b de l'autre caisson 9b contre cette paroi 4 et le sertissage 3 lb analogue au sertissage 31, ainsi que cela est représenté à titre d'exemple aux figures 2 et 3. Aux figures 1, 2 et 3, le signe de référence 11 désigne un tube de drainage des gaz générés par l'allumage de l'allumeur 8 et du chargement pyrotechnique 7. Ce dispositif 11 de drainage est formé par un tube dans lequel se trouve à une extrémité 111 l'allumeur 8 et dont l'autre extrémité 112 se trouve contre la partie 92. Sur sa longueur entre les extrémités 111 et 112, le tube 11 comporte des trous traversants 113 pour faire communiquer l'intérieur du tube 11 avec le chargement pyrotechnique 7 situé en dehors du tube 11 dans la chambre 2. Le tube 11 comporte une paroi transversale 114 entre l'allumeur 8 et la partie 92 située en face du trou 6a, des trous 113 se trouvant sur la partie longitudinale 115 du tube 111 située entre l'allumeur 8 et la paroi 114 et/ou entre l'extrémité 11 et la paroi 114, afin que ce soit la montée en pression des gaz de combustion du chargement pyrotechnique 7 qui ouvre la partie 92 et non directement l'allumeur 8. Ainsi que cela est représenté à la figure 4, un condenseur 12 des gaz de combustion peut être prévu dans la chambre 2 dans le fond du caisson 9 contre sa partie transversale 92 et sa partie tubulaire 91. Aux figures 2 et 3, ce condenseur 12 peut être prévu dans le caisson 9 de l'autre côté de la chambre 2 derrière la paroi transversale 4. La paroi tubulaire 3 et la partie tubulaire 91 sont par exemple 5 cylindriques, notamment de section transversale circulaire. Les parois 4, 5 sont par exemple circulaires. Des essais d'étanchéité de la chambre 2 remplie d'un gaz contenant au minimum 10 % d'hélium avec le dispositif suivant l'invention dans la chambre 2 ont donné une fuite de la chambre 2 représentant un débit inférieur à 1.10.5 mbar.Us. REVENDICATIONS1. Générateur de gaz, comportant au moins un chargement pyrotechnique (7) contenu dans au moins une chambre (2) délimitée par une première paroi extérieure tubulaire (3) et par au moins deux deuxième et troisième parois (4, 5) transversales à la première paroi (3), au moins l'une des première et deuxième parois (3, 4) comportant au moins un trou traversant (6) de passage des gaz de combustion du chargement pyrotechnique (7) de la chambre (2) vers l'extérieur de la chambre (2), au moins une feuille (9) d'operculage étant située en vis-à-vis du trou traversant (6), la feuille (9) d'operculage étant en forme de caisson (9) inséré à l'intérieur de la chambre (2) et comportant une première partie tubulaire (91) située en vis-à-vis d'au moins une partie de la première paroi tubulaire (3), la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) étant fermée d'un côté par une deuxième partie transversale (92) de la feuille (9) située en vis-à-vis de la deuxième paroi transversale (4), au moins un joint (10) d'étanchéité étant prévu entre la feuille (9) d'operculage et l'une des parois (3, 4, 5) pour assurer l'étanchéité de la chambre (2) vis-à-vis du trou traversant (6), la feuille (9) d'operculage étant apte à céder lors de la combustion du chargement pyrotechnique (7) pour laisser passer les gaz de combustion du chargement pyrotechnique (7) dans le trou traversant (6), caractérisé en ce que le joint (10) d'étanchéité est positionné entre la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage et la première paroi extérieure tubulaire (3) de la chambre (2) pour assurer l'étanchéité entre le caisson (9) et la première paroi extérieure tubulaire (3) vers le trou traversant (6). 2. Générateur de suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le joint (10) d'étanchéité est logé dans un logement périphérique (94) prévu sur la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage. 3. Générateur de suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 30 le joint (10) d'étanchéité est logé dans une gorge périphérique (94) de la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage. 4. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première paroi extérieure tubulaire (3) de la chambre (2) est sertie contre le joint (10) d'étanchéité. 5. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie tubulaire (91) de la feuille (9) en forme de caisson se trouve en vis-à-vis d'une partie seulement de la paroi tubulaire (3) et se trouve à distance de la troisième paroi transversale (5). 6. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le trou traversant (6, 6a) se trouve dans la deuxième paroi 10 transversale (4). 7. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le trou traversant (6, 6b) est ménagé dans une zone de la première paroi extérieure tubulaire (3), qui se trouve en vis-à-vis d'une zone de la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage située entre le joint (10) 15 d'étanchéité et la deuxième paroi transversale (4). 8. Générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il y a au moins un dit trou traversant (6, 6a) se trouvant dans la deuxième paroi transversale (4) et au moins un autre dit trou traversant (6, 6b) ménagé dans une zone de la première paroi extérieure tubulaire (3), qui se 20 trouve en vis-à-vis d'une zone (95) de la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage située entre le joint (10) d'étanchéité et la deuxième paroi transversale (4). 9. Générateur de suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première paroi extérieure (31) comporte une 25 zone sertie (31) contre le joint (10) d'étanchéité, la zone sertie (31) ayant une dimension transversale intérieure supérieure ou égale à la dimension transversale extérieure de la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage. 10. Procédé de fabrication d'un générateur de gaz suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 30 on insère le joint (10) d'étanchéité dans un logement périphérique (94) de la première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage, cette première partie tubulaire (91) de la feuille (9) d'operculage ayant une dimension transversale extérieure inférieure à la dimension transversale intérieure de la première paroi (3) et le joint (10) d'étanchéité ayant une dimension transversale extérieure supérieure à 35 la dimension transversale extérieure de la première partie tubulaire (91) de la feuille(9) d'operculage et inférieure à la dimension transversale intérieure de la première paroi (3), on insère l'ensemble formé par la feuille (9) et le joint (10) dans la première paroi tubulaire (3) contre la deuxième paroi transversale (4), pour que la 5 feuille (9) se trouve en face du trou traversant (6), on effectue un sertissage (31) sur la paroi tubulaire extérieure (3) au niveau du joint (10) d'étanchéité pour réduire la dimension transversale intérieure de la première paroi tubulaire extérieure (3) pour comprimer le joint (10) d'étanchéité dans le logement (94). 10