WO2018138305A1 - Opercule d'etancheite pour dispositif generateur de gaz - Google Patents

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WO2018138305A1
WO2018138305A1 PCT/EP2018/052051 EP2018052051W WO2018138305A1 WO 2018138305 A1 WO2018138305 A1 WO 2018138305A1 EP 2018052051 W EP2018052051 W EP 2018052051W WO 2018138305 A1 WO2018138305 A1 WO 2018138305A1
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WO
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state
weakness
curved line
sealing cap
sealing membrane
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/052051
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English (en)
Inventor
Gerald Prima
Sebastien Cornec
Original Assignee
Autoliv Development Ab
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/24—Cartridge closures or seals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B60R21/268—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas
    • B60R21/274—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow using instantaneous release of stored pressurised gas characterised by means to rupture or open the fluid source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/04—Blasting cartridges, i.e. case and explosive for producing gas under pressure

Definitions

  • the present invention generally relates to a sealing cap for a gas generating device used for automotive passive safety systems, such as airbags mounted on a motor vehicle.
  • a sealing lid for a gas generating device which must before sealing be sealed, and when triggering, open to pass in a controlled manner gases typically generated by the combustion of gas.
  • gases typically generated by the combustion of gas typically generated by the combustion of gas.
  • a pyrotechnic material It is known to provide areas of weakness on such sealing lids to impose the path and kinematics of rupture of the seal seal. It is important to minimize the risk of detachment of material when the seal is broken (to avoid clogging gas passages, perforating a sealing cushion or injuring an occupant for example).
  • WO20020731 17 illustrates such a seal, but the passage of gas once the open seal is low.
  • An object of the present invention is to meet the drawbacks of the prior art mentioned above and in particular, first of all, to provide a sealing cover which offers a large gas passage once opened, but without presenting risk of detachment of material.
  • a first aspect of the invention relates to a sealing cap of a gas generating device, comprising a plurality of distinct zones of weakness, arranged to define a plurality of rupture lines of the sealing cap. under the effect of an internal pressure of the gas generating device, so that the sealing cap presents a first state, before uncapping, in which its surface is watertight,
  • the lid according to the present invention thus comprises several zones of weakness, and these are nested within each other in the first state, to ensure the formation of a strip of material during uncapping, an important part of this band of material capable of moving along an axis normal to the surface of the lid and this band of remaining material attached to the remainder of the lid in the second state.
  • the presence of several areas of weakness is an advantage over an element having only one because the pressure exerted on the lid, when it opens is better distributed which facilitates their tearing over all their lengths.
  • the zone of weakness may not open over its entire length.
  • the intertwining of the zones of weakness causes, even if the breaks of the zones of weaknesses are not exactly simultaneous due to the manufacturing variabilities, a displacement under the effect of the pressure of the material on both sides of a zone of weakness and causes the rupture of a neighboring zone of weakness. Due to the interweaving of the zones of weakness, the strip of material during the passage from the first to the second state unfolds or unfolds by pivoting at least in its middle portion.
  • the invention relates to a cover which does not it does not decompose by forming petals which open and end up in the second state in a direction substantially normal to the surface of the operculum.
  • the invention therefore relates to a cap which is uncapped by forming a strip of material which remains attached to the remainder of the cap and which unfolds or unfolds, which provides a large surface of passage laterally to the normal direction to the surface of the operculum in the first state.
  • the sealing cap has a plurality of nested zones of weakness within each other, and a main venting surface can be defined that circumscribes the plurality of zones of weakness in the first state and thus contains the future zones. a break. In the second state, the openings along the areas of weakness are therefore limited to areas initially forming part of the main venting surface.
  • the surface of the sealing cap has at least one continuous strip of material having two ends each connected to the remainder of the sealing cap and a portion of which has pivoted about an axis. , normal to the surface of the lid in the first state, with respect to its position in the first state.
  • the invention relates to a sealing cap of a gas generating device, comprising a plurality of distinct zones of weakness, arranged to define a plurality of rupture lines of the sealing cap under the effect of an internal pressure of the gas generating device, so that the sealing cap has:
  • each zone of weakness of the plurality of zones of weakness follows a curved line in at least one spiral portion, so that in the second state, the surface of the seal seal has at least one a continuous strip of material having two ends each connected to the remainder of the sealing cap.
  • each zone of weakness of the plurality of zones of weakness follows a curved line of which a portion or an end is arranged between two portions or two ends of another curved line of another zone of weakness.
  • the sealing cap comprises a base portion and an attachment portion, wherein in the first state, each zone of weakness has a first end on the base portion and a second end around the portion of the base portion. attachment, and wherein in the second state, the attachment portion is connected to the base portion by at least two continuous strips of material.
  • the attachment portion is the portion which pivots during uncapping, and which forms the middle of the web of continuous material.
  • the material bands in the second state are formed by the material that is between the weak areas in the first state.
  • the attachment portion occupies a first position in the first state
  • the attachment portion occupies a second position in the second state, and, along a direction normal to the surface of the cover in the first state, the second position is at a distance from the first position greater than the less than 0.4 times and more preferably at least half the length of a zone of weakness in the first state.
  • the axial displacement of the fastening portion is important, which provides a large area for passage of gases.
  • the length of a zone of weakness is greater than
  • the attachment portion has a breaking strength greater than the breaking strength of the weak areas. This ensures the non-propagation of cracks in the attachment portion, and the absence of loose particles.
  • the sealing cover comprises a stiffening rib arranged around the fastening portion. The increased resistance is obtained by increasing the inertia. The rib, obtained by plastic deformation, also increases the breaking strength by hardening. This implementation makes it possible to limit the propagation of crack / tear from the zones of weakness to the attachment portion
  • the zones of weakness are areas where the thickness of the seal seal is lower than the rest of the seal seal.
  • the weak areas can be made by punching the lid locally.
  • the stiffening rib is an area where the thickness of the seal seal is similar to the rest of the seal seal (with the exception of areas of weakness).
  • the sealing cap has a circular shape in the first state, and wherein the attachment portion is arranged in the center of the sealing cap.
  • the sealing cap has a circular shape in the first state, and the base portion is a peripheral ring of the sealing cap.
  • the second end is arranged at a predetermined distance from the attachment portion. This implementation makes it possible to limit the propagation of crack / tear towards the fastening portion.
  • each curved line in the first state and in a plane of projection normal to a surface of the lid, has two ends, so as to define an initial surface defined by said curved line and a line connecting the two ends of said line.
  • each curved line has an end positioned in an initial surface defined by another curved line or on the line connecting the two ends of another curved line.
  • each initial surface has a common portion with another initial surface.
  • the sealing cover has two distinct openings in the second state, separated by said at least one continuous strip of material.
  • each curved line of each zone of weakness follows at least one spiral portion.
  • Spiral is understood as any curved line that progressively moves away from a central point.
  • the invention relates to a sealing cap of a gas generating device, comprising a plurality of distinct zones of weakness, arranged to define a plurality of rupture lines of the sealing cap under the effect of an internal pressure of the gas generating device, so that the sealing cap has:
  • each zone of weakness of the plurality of zones of weakness follows a curved line in at least one spiral portion, so that in the second state, the surface of the sealing cap has at least one continuous strip of material having two ends each connected to the remainder of the seal.
  • each curved line is symmetrical with another curved line by rotational symmetry
  • each spiral portion is symmetrical with another spiral portion by rotation symmetry.
  • the symmetry of rotation is a symmetry about an axis normal to a surface of the sealing cover in the first state, and an angle 2 * Pi divided by the number of portions of spirals.
  • each spiral portion has a spiral portion arranged between another spiral portion and a periphery of the sealing cap.
  • each spiral portion has a spiral portion arranged between a first portion of another spiral portion and a second portion of said other spiral portion.
  • a second aspect of the invention relates to a gas generating device comprising at least one sealant according to the first aspect of the invention.
  • the attachment portion bears against another piece of gas generator.
  • the gas generator is designed to provide support for the web of material or the attachment portion, once the operculum is uncapped.
  • a third aspect of the invention relates to a motor vehicle comprising at least one gas generating device according to the second aspect of the invention.
  • FIG. 1 shows a section of a gas generator equipped with a sealing cap according to the present invention
  • FIG. 2 shows a top view of the sealing cover fitted to the gas generator of Figure 1, in a first initial state, before uncapping;
  • FIG. 3 shows a simplified perspective view of the lid of Figure 2, in a second state, after uncapping
  • FIG. 4 represents a detail of FIG. 2;
  • FIG. 5 represents a lid according to the present invention before and after operation of the gas generator of FIG. 1.
  • FIG. 1 represents a gas generator comprising a housing formed by a base 40 welded with a diffuser 30.
  • the gas generator has not yet worked, and a sealing cap 10 separates the internal space from the gas generator in two separate parts.
  • An upper part (mainly defined by the diffuser 30) contains a filter 20 and diffusion holes 31 of the diffuser 30 provide communication with the outside.
  • a lower part (mainly defined by the base 40) contains propellant 50, wedging means 70 (a foam wall for example) and drainage means such as a perforated plate 80.
  • the pyrotechnic material 50 is placed around an ignition device 60 consisting of a case containing pyrotechnic ignition material, an overmolding 65, and connection pins for receive an electric firing signal.
  • the ignition device 60 is here an electro-pyrotechnic igniter. It is conceivable to set up an ignition relay between the ignition device 60 and the pyrotechnic material 50.
  • the pyrotechnic material 50 may be bulk-loaded material, in the form of pellets for example, but may also be a monolithic propellant block.
  • the seal seal thus separates the upper housing portion from the bottom of the housing in a sealed manner, to ensure that the pyrotechnic material 50 is isolated from moisture that can pass through the diffusion holes 31.
  • the lower part of the casing is a confined chamber, as long as the sealing cap 10 is not open.
  • the sealing cap is thus anchored on its periphery with the diffuser 30 and the base 40, but it also positions the filter 20, the latter being sandwiched between a ring of the sealing cap 10 and the diffuser 30.
  • the filter 20 comprises a central recess.
  • the pyrotechnic material 50 When firing the gas generator, the pyrotechnic material 50 is ignited by the ignition device 60, which raises the pressure in the lower part.
  • the sealing cap, bearing on the filter 20, is deformed in the space defined by the central recess of the filter 20, and can break to let the combustion gases.
  • the sealant 10 In order to leave a large passage surface towards the filter 20 for the combustion gases, the sealant 10 comprises a plurality of weak zones 10a, visible in FIG. 2, to guarantee an uncapping mode such as that represented in FIG. 3.
  • the sealing cap 10 comprises a plurality of zones of weakness 10a which are visible in FIG. 2.
  • Three zones of weakness 10a are implanted on the surface of the sealing cap 10 in this embodiment, but can consider two areas of weakness, or more than three.
  • the zones of weakness 10a may be grooves made by stamping, and form preferential rupture zones during the pressure increase phase which follows the ignition of the pyrotechnic material 50. Thus, a reproducible rupture of the operculum of sealing 10 is provided along the weak areas 10a.
  • the sealing cap with a high-formability steel material for stamping of the DC04 type. (1.0338) according to the EN 10130-2006 standard (with an elastic limit Re of 160 MPa at 200 MPa / rupture limit R m of 280 MPa at 340 MPa and an elongation at break A% greater than or equal to 38%).
  • the grooves can have a V-shaped profile with a groove bottom width of 0.35 ⁇ 0.1 mm, a surface width of 0.95 ⁇ 0.1 mm and a depth of 0.3 ⁇ 0.1, for a total thickness of the sealing cover included between 0.6mm and 1mm for example.
  • FIG. 3 shows a simplified perspective view of the seal 10 of Figures 1 and 2 in a second state, once uncapped (indeed, the peripheral welding flange on the diffuser 30 is not shown).
  • the sealing cap 10 in this second state comprises a fastening portion 10c in the center of the sealing cap 10 which has moved in a direction of axis 100c and which remains connected to a ring-shaped peripheral base portion 10e by three strips of material or lugs 10d.
  • the axis 100c is perpendicular to the surface of the attachment portion 10c when the sealing cap 10 is in the first state, not uncapped.
  • the axis 100c is therefore perpendicular to the axes 100a and 100b shown in FIG.
  • the three lugs 10d have formed during the propagation of breaks along the weak areas 10a of the seal 10, and the attachment portion 10c, surrounded by a stiffening rib 10b to limit the propagation if necessary. breaks in the attachment portion 10c, has moved along the axis 100c, while pivoting around the latter.
  • each zone of weakness 10a comprises a central end (that arranged on the side of the stiffening rib 10b) which is arranged between two portions of another zone of weakness.
  • the zone of weakness 10a1 of FIG. 4 has a peripheral end E1 and a central end E2.
  • the zone of weakness 10a2 has an end E3, which is arranged between the ends E1 and E2, or between a peripheral portion and a central portion of the zone of weakness 10a1. It is also possible to construct a line L which joins the ends E1 and E2, and the end E3 is on the defined or closed surface by the line L and the zone of weakness 10a1. We can also consider positioning the E3 end on the line L.
  • the zones of weakness 10a are nested within each other, or wrap around each other.
  • the fastening portion 10c moves along an axis 100c of normal direction to a surface of the cap in the first state, while pivoting about this axis, and remains connected to the rest of the sealing cap 10 by strips of material forming tabs 10d.
  • the seal seal does not have petals once in the second state.
  • the cover according to the invention greatly reduces the risks of detachment. of material that result in free metal debris that can clog the filter 20 or pass through it.
  • each zone of weakness 10a follows a curved line that includes a spiral portion that is to say a line that progressively away from the center, but other embodiments are possible, such as weak areas arcuate or elliptical.
  • Figure 5 shows on the left the seal 10 in the first state (before operation), and right in the second state (after operation).
  • a virtual mark A has been affixed for the purposes of the description on the central part of the sealing cap 10, its attachment portion, and at the end of one of the weak areas.
  • An initial axis O-O 'contained in the initial plane of the sealing cap 10 and starting from the center of the sealing cap 10 passes through the mark A in the first state.
  • the zones of weakness have opened to form three lateral openings, and that the central attachment portion has moved upwards.
  • the mark A (at the end of the tear defining one of the openings), embarked on the central fastening portion, pivoted angularly, and is no longer on the axis O-O ', but at an angle a of the latter.
  • the portion of the sealing cap 10 that moves during operation does so in two directions: along an axial direction, while pivoting about this axial direction, and thus in an angular direction.
  • the gas generator of the present implementation which is of the discoid type and can typically be used in a security module for a vehicle steering wheel, but it is equally possible to use the lid according to the invention.
  • invention in a gas generator for a passenger safety module.
  • the sealing cap in a tubular type gas generator, in a pyrotechnic gas generator, hybrid (with its pyrotechnic material and a compressed gas reserve), or even containing only gas. compressed.
  • the sealing cap of the present invention in a pyrotechnic igniter, in a subassembly of ignition.

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Abstract

Opercule d'étanchéité d'un dispositif générateur de gaz, comprenant une pluralité de zones de faiblesse distinctes, agencées pour définir une pluralité de lignes de rupture de l'opercule d'étanchéité sous l'effet d'une pression interne du dispositif générateur de gaz, de sorte à ce que l'opercule d'étanchéité présente : - un premier état, avant désoperculage, dans lequel sa surface est étanche, - un deuxième état, après désoperculage, dans lequel sa surface présente au moins une ouverture définie par les lignes de rupture pour laisser passer des gaz du dispositif générateur de gaz, caractérisé en ce que chaque zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe dont une portion ou une extrémité est agencée entre deux portions ou deux extrémités d'une autre ligne courbe d'une autre zone de faiblesse.

Description

OPERCULE D'ETANCH EITE POU R DISPOS ITI F G ENERATEUR
DE GAZ
La présente invention concerne de manière générale un opercule d'étanchéité pour un dispositif générateur de gaz, utilisé pour des systèmes de sécurité passive automobile, tels que des airbags montés sur un véhicule automobile. II est connu dans l'art antérieur de tels opercules d'étanchéité pour dispositif générateur de gaz, qui doivent avant déclenchement être étanches, et lors du déclenchement, s'ouvrir pour laisser passer de manière maîtrisée des gaz typiquement générés par la combustion d'une matière pyrotechnique. Il est connu de prévoir des zones de faiblesse sur de tels opercules d'étanchéité pour imposer le chemin et la cinématique de rupture de l'opercule d'étanchéité. Il est important de minimiser les risques de détachement de matière lors de la rupture de l'opercule d'étanchéité (pour éviter de boucher des passages de gaz, de perforer un coussin d'étanchéité ou de blesser un occupant par exemple). Le document WO20020731 17 illustre un tel opercule d'étanchéité, mais le passage de gaz une fois l'opercule ouvert est faible.
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 opercule d'étanchéité qui offre un passage de gaz important une fois ouvert, sans toutefois présenter de risque de détachement de matière.
A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un opercule d'étanchéité d'un dispositif générateur de gaz, comprenant une pluralité de zones de faiblesse distinctes, agencées pour définir une pluralité de lignes de rupture de l'opercule d'étanchéité sous l'effet d'une pression interne du dispositif générateur de gaz, de sorte à ce que l'opercule d'étanchéité présente - un premier état, avant désoperculage, dans lequel sa surface est étanche,
- un deuxième état, après désoperculage, dans lequel sa surface présente au moins une ouverture définie par les lignes de rupture pour laisser passer des gaz du dispositif générateur de gaz,
caractérisé en ce qu'au moins une zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe dont une portion ou une extrémité est agencée entre deux portions ou deux extrémités d'une autre ligne courbe suivie par une autre zone de faiblesse. L'opercule selon la présente invention comprend donc plusieurs zones de faiblesse, et ces dernières sont imbriquées les unes dans les autres dans le premier état, pour assurer la formation d'une bande de matière lors du désoperculage, une partie importante de cette bande de matière pouvant se déplacer suivant un axe normal à la surface de l'opercule et cette bande de matière restant attachée au reste de l'opercule dans le deuxième état. La présence de plusieurs zones de faiblesse est un avantage par rapport à un élément n'en présentant qu'une car la pression exercée sur l'opercule, lors de son ouverture est mieux répartie ce qui facilite leurs déchirures sur toutes leurs longueurs. Dans le cas de la mise en œuvre d'une seule zone de faiblesse, entre autre du fait d'une dissymétrie lors de l'ouverture de l'opercule, la zone de faiblesse peut ne pas s'ouvrir sur toute sa longueur. L'imbrication des zones de faiblesse provoque, même si les ruptures des zones de faiblesses ne sont pas exactement simultanées du fait des variabilités de fabrication, un déplacement sous l'effet de la pression de la matière de part et d'autre d'une zone de faiblesse et entraine la rupture d'une zone de faiblesse voisine. En raison de l'imbrication des zones de faiblesse, la bande de matière lors du passage du premier au deuxième état, se déplie ou se déroule en pivotant au moins dans sa portion milieu. Cette mise en œuvre permet de procurer un grand déplacement de la partie milieu, ce qui forme une grande surface de passage des gaz qui s'écoulent en particulier suivant une direction radiale, c'est-à-dire de manière sensiblement parallèle au plan initial de l'opercule. En d'autres termes, l'invention concerne un opercule qui ne se désopercule pas en formant des pétales qui s'ouvrent et se retrouvent, dans le deuxième état, suivant une direction sensiblement normale à la surface de l'opercule. L'invention concerne donc un opercule qui se désopercule en formant une bande de matière qui reste attachée au reste de l'opercule et qui se déroule ou se déplie, ce qui procure une grande surface de passage latéralement à la direction normale à la surface de l'opercule dans le premier état.
L'opercule d'étanchéité présente dons une pluralité de zones de faiblesse imbriquées les unes dans les autres, et on peut définir une surface principale d'éventation qui circonscrit la pluralité de zones de faiblesse dans le premier état et qui contient donc les futures zones de rupture. Dans le deuxième état, les ouvertures le long des zones de faiblesse sont donc limitées à des zones faisant initialement partie de la surface principale d'éventation.
En particulier, dans le deuxième état, la surface de l'opercule d'étanchéité présente au moins une bande continue de matière ayant deux extrémités chacune reliée au reste de l'opercule d'étanchéité et dont une portion a pivoté autour d'un axe, normal à la surface de l'opercule dans le premier état, par rapport à sa position dans le premier état.
Autrement dit, l'invention concerne un opercule d'étanchéité d'un dispositif générateur de gaz, comprenant une pluralité de zones de faiblesse distinctes, agencées pour définir une pluralité de lignes de rupture de l'opercule d'étanchéité sous l'effet d'une pression interne du dispositif générateur de gaz, de sorte à ce que l'opercule d'étanchéité présente :
- un premier état, avant désoperculage, dans lequel sa surface est étanche, - un deuxième état, après désoperculage, dans lequel sa surface présente au moins une ouverture définie par les lignes de rupture pour laisser passer des gaz du dispositif générateur de gaz,
caractérisé en ce que chaque zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe selon au moins une portion de spirale, pour que dans le deuxième état, la surface de l'opercule d'étanchéité présente au moins une bande continue de matière ayant deux extrémités chacune reliée au reste de l'opercule d'étanchéité.
Avantageusement, chaque zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe dont une portion ou une extrémité est agencée entre deux portions ou deux extrémités d'une autre ligne courbe d'une autre zone de faiblesse
Avantageusement, l'opercule d'étanchéité comprend une portion de base et une portion d'attache, dans lequel dans le premier état, chaque zone de faiblesse présente une première extrémité sur la portion de base et une deuxième extrémité autour de la portion d'attache, et dans lequel dans le deuxième état, la portion d'attache est reliée à la portion de base par au moins deux bandes continues de matière. La portion d'attache est donc la portion qui pivote lors du désoperculage, et qui forme le milieu de la bande de matière continue. De plus, les bandes de matière dans le deuxième état sont formées par la matière qui est entre les zones de faiblesse dans le premier état.
Avantageusement :
- la portion d'attache occupe une première position dans le premier état
- la portion d'attache occupe une deuxième position dans le deuxième état, et, le long d'une direction normale à la surface de l'opercule dans le premier état, la deuxième position est à une distance de la première position supérieure à au moins 0.4 fois et plus préférentiellement au moins la moitié de la longueur d'une zone de faiblesse dans le premier état. Le déplacement axial de la portion d'attache est important, ce qui ménage une grande surface de passage des gaz. Alternativement, la longueur d'une zone de faiblesse est supérieure à
1 ,9 fois la distance entre la première et la deuxième position.
Avantageusement, la portion d'attache présente une résistance à la rupture supérieure à la résistance à la rupture des zones de faiblesse. Cela permet de garantir la non propagation des fissures dans la portion d'attache, et l'absence de particules qui se détachent. Avantageusement, l'opercule d'étanchéité comprend une nervure de rigidification agencée autour de la portion d'attache. La résistance augmentée est obtenue par une augmentation de l'inertie. La nervure, obtenue par déformation plastique, permet aussi d'augmenter la résistance à la rupture par écrouissage. Cette mise en œuvre permet de limiter la propagation de fissure/déchirure depuis les zones de faiblesse vers la portion d'attache
Avantageusement, les zones de faiblesse sont des zones où l'épaisseur de l'opercule d'étanchéité est inférieure au reste de l'opercule d'étanchéité. On peut fabriquer les zones de faiblesse en poinçonnant localement l'opercule. Avantageusement, la nervure de rigidification est une zone où l'épaisseur de l'opercule d'étanchéité est similaire au reste de l'opercule d'étanchéité (à l'exception des zones de faiblesse).
Avantageusement, l'opercule d'étanchéité présente une forme circulaire dans le premier état, et dans lequel la portion d'attache est agencée au centre de l'opercule d'étanchéité.
Avantageusement, l'opercule d'étanchéité présente une forme circulaire dans le premier état, et la portion de base est une couronne périphérique de l'opercule d'étanchéité.
Avantageusement, la deuxième extrémité est agencée à une distance prédéterminée de la portion d'attache. Cette mise en œuvre permet de limiter la propagation de fissure/déchirure vers la portion d'attache.
Avantageusement, dans le premier état et dans un plan de projection normal à une surface de l'opercule, chaque ligne courbe présente deux extrémités, de sorte à définir une surface initiale définie par ladite ligne courbe et une ligne reliant les deux extrémités de ladite ligne courbe,
et chaque ligne courbe présente une extrémité positionnée dans une surface initiale définie par une autre ligne courbe ou sur la ligne reliant les deux extrémités d'une autre ligne courbe. Avantageusement, dans le premier état, chaque surface initiale présente une portion commune avec une autre surface initiale.
Avantageusement, l'opercule d'étanchéité présente deux ouvertures distinctes dans le deuxième état, séparées par ladite au moins une bande continue de matière.
Avantageusement, chaque ligne courbe de chaque zone de faiblesse suit au moins une portion de spirale. On entend par spirale toute ligne courbe qui s'éloigne progressivement d'un point central.
Autrement dit, l'invention concerne un opercule d'étanchéité d'un dispositif générateur de gaz, comprenant une pluralité de zones de faiblesse distinctes, agencées pour définir une pluralité de lignes de rupture de l'opercule d'étanchéité sous l'effet d'une pression interne du dispositif générateur de gaz, de sorte à ce que l'opercule d'étanchéité présente :
- un premier état, avant désoperculage, dans lequel sa surface est étanche, - un deuxième état, après désoperculage, dans lequel sa surface présente au moins une ouverture définie par les lignes de rupture pour laisser passer des gaz du dispositif générateur de gaz,
caractérisé en ce que chaque zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe selon au moins une portion de spirale, pour que dans le deuxième état, la surface de l'opercule d'étanchéité présente au moins une bande continue de matière ayant deux extrémités chacune reliée au reste de l'opercule d'étanchéité.
Avantageusement, chaque ligne courbe est symétrique d'une autre ligne courbe par une symétrie de rotation Avantageusement, chaque portion de spirale est symétrique d'une autre portion de spirale par une symétrie de rotation.
Avantageusement, la symétrie de rotation est une symétrie autour d'un axe normal à une surface de l'opercule d'étanchéité dans le premier état, et d'un angle 2*Pi divisé par le nombre de portions de spirales. Avantageusement, chaque portion de spirale présente une partie de spirale agencée entre une autre portion de spirale et une périphérie de l'opercule d'étanchéité.
Avantageusement, chaque portion de spirale présente une partie de spirale agencée entre une première partie d'une autre portion de spirale et une deuxième partie de ladite autre portion de spirale.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif générateur de gaz comprenant au moins un opercule d'étanchéité selon le premier aspect de l'invention. Avantageusement, dans le deuxième état, la portion d'attache est en appui sur une autre pièce sur générateur de gaz. Le générateur de gaz est conçu pour procurer un appui à la bande de matière ou à la portion d'attache, une fois l'opercule désoperculé.
Un troisième aspect de l'invention concerne un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif générateur de gaz selon le deuxième 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 coupe d'un générateur de gaz équipé d'un opercule d'étanchéité selon la présente invention ;
- la figure 2 représente une vue de dessus de l'opercule d'étanchéité équipant le générateur de gaz de la figure 1 , dans un premier état initial, avant désoperculage ;
- la figure 3 représente une vue en perspective simplifiée de l'opercule de la figure 2, dans un deuxième état, après désoperculage ;
- la figure 4 représente un détail de la figure 2; - la figure 5 représente un opercule selon la présente invention avant et après fonctionnement du générateur de gaz de la figure 1.
La figure 1 représente un générateur de gaz comprenant un boîtier formé par une base 40 soudée avec un diffuseur 30. Sur cette figure, le générateur de gaz n'a pas encore fonctionné, et un opercule d'étanchéité 10 sépare l'espace interne du générateur de gaz en deux parties distinctes.
Une partie supérieure (majoritairement définie par le diffuseur 30) contient un filtre 20 et des trous de diffusion 31 du diffuseur 30 assurent une communication avec l'extérieur.
Une partie inférieure (majoritairement définie par la base 40) contient du propergol 50, des moyens de calage 70 (une paroi en mousse par exemple) et des moyens de drainage tels qu'une tôle perforée 80.
A l'intérieur de la partie inférieure, la matière pyrotechnique 50 est placée autour d'un dispositif d'allumage 60 constitué d'un étui renfermant de la matière pyrotechnique d'allumage, d'un surmoulage 65, et de broches de connexion pour recevoir un signal électrique de mise à feu. Autrement dit, le dispositif d'allumage 60 est ici un allumeur électro-pyrotechnique. On peut envisager de mettre en place un relais d'allumage entre le dispositif d'allumage 60 et la matière pyrotechnique 50.
A titre d'exemple, la matière pyrotechnique 50 peut être de la matière chargée en vrac, sous forme de pastilles par exemple, mais peut être aussi un bloc monolithique de propergol.
L'opercule d'étanchéité sépare donc la partie supérieure du boîtier de la partie inférieure du boîtier de manière étanche, pour garantir que la matière pyrotechnique 50 est isolée de l'humidité qui peut passer par les trous de diffusion 31. En d'autres termes, la partie inférieure du boîtier est une chambre confinée, tant que l'opercule d'étanchéité 10 n'est pas ouvert.
A titre d'exemple, on peut prévoir de fixer ensemble la base 40 et le diffuseur 30 au moyen d'une soudure par friction, et de fixer l'opercule d'étanchéité 10 à au moins l'une de ces pièces par ladite soudure par friction, comme représenté figure 1. Il est à noter que des traits séparent encore les pièces au niveau de cette soudure par friction sur la figure 1 , mais il n'existe plus de séparation physique dans la réalité, car les pièces sont soudées ensembles. En alternative, on peut envisager de fixer les pièces entre elle par une soudure laser, ou par un sertissage.
L'opercule d'étanchéité est donc ancré sur sa périphérie avec le diffuseur 30 et la base 40, mais il positionne également le filtre 20, ce dernier étant pris en sandwich entre une couronne de l'opercule d'étanchéité 10 et le diffuseur 30. Le filtre 20 comprend un évidement central.
Lors de la mise à feu du générateur de gaz, la matière pyrotechnique 50 est allumée par le dispositif d'allumage 60, ce qui fait monter la pression dans la partie inférieure. L'opercule d'étanchéité, prenant appui sur le filtre 20, se déforme dans l'espace défini par l'évidement central du filtre 20, et peut se rompre pour laisser passer les gaz de combustion. Afin de laisser une surface de passage importante vers le filtre 20 pour les gaz de combustion, l'opercule d'étanchéité 10 comprend une pluralité de zones de faiblesse 10a, visibles figure 2, pour garantir un mode de désoperculage comme celui représenté figure 3.
En effet, l'opercule d'étanchéité 10 comprend une pluralité de zones de faiblesse 10a qui sont visibles figure 2. Trois zones de faiblesse 10a sont implantées sur la surface de l'opercule d'étanchéité 10 dans ce mode de réalisation, mais on peut envisager deux zones de faiblesse, ou plus de trois.
Les zones de faiblesse 10a peuvent être des rainures réalisées par emboutissage, et forment des zones de rupture préférentielles lors de la phase de montée en pression qui suit l'allumage de la matière pyrotechnique 50. Ainsi, une rupture reproductible de l'opercule d'étanchéité 10 est assurée, le long des zones de faiblesse 10a.
On peut par exemple envisager de former l'opercule d'étanchéité avec une matière en acier à haute formabilité pour emboutissage du type DC04 (1.0338) selon la norme EN 10130-2006 (avec limite élastique Re de 160 MPa à 200 MPa / limite à la rupture Rm de 280 MPa à 340 MPa et un allongement à la rupture A% supérieur ou égal à 38%).
Les rainures peuvent avoir un profil en Vé avec une largeur en fond de gorge de 0.35±0.1 mm, une largeur en surface de 0.95±0.1 mm et une profondeur de 0.3±0.1 , pour une épaisseur totale de l'opercule d'étanchéité comprise entre 0.6mm et 1mm par exemple.
La figure 3 représente une vue en perspective simplifiée de l'opercule d'étanchéité 10 des figures 1 et 2 dans un deuxième état, une fois désoperculé (en effet, la collerette périphérique de soudure sur le diffuseur 30 n'est pas représentée). Cependant, on voit figure 3 que l'opercule d'étanchéité 10, dans ce deuxième état, comprend une portion d'attache 10c au centre de l'opercule d'étanchéité 10 qui s'est déplacée suivant une direction d'axe 100c et qui reste reliée à une portion de base périphérique 10e en forme de couronne par trois bandes de matière ou pattes 10d.
L'axe 100c est perpendiculaire à la surface de la portion d'attache 10c lorsque l'opercule d'étanchéité 10 est dans le premier état, non désoperculé. L'axe 100c est donc perpendiculaire aux axes 100a et 100b représentés sur la figure 2.
Les trois pattes 10d se sont formées lors de la propagation de ruptures le long des zones de faiblesse 10a de l'opercule d'étanchéité 10, et la portion d'attache 10c, entourée par une nervure de rigidification 10b pour limiter si nécessaire la propagation des ruptures dans la portion d'attache 10c, s'est déplacée suivant l'axe 100c, tout en pivotant autour de ce dernier.
En effet, la forme initiale des zones de faiblesse 10a, visibles figure 2 permet cette cinématique de déplacement lors de la rupture. En particulier, et comme détaillé figure 4, chaque zone de faiblesse 10a comprend une extrémité centrale (celle agencée du côté de la nervure de rigidification 10b) qui est agencée entre deux portions d'une autre zone de faiblesse. En particulier, la zone de faiblesse 10a1 de la figure 4 présente une extrémité périphérique E1 , et une extrémité centrale E2. La zone de faiblesse 10a2 présente quant à elle une extrémité E3, qui est agencée entre les extrémités E1 et E2, ou encore entre une portion périphérique et une portion centrale de la zone de faiblesse 10a1. On peut aussi construire une ligne L qui rejoint les extrémités E1 et E2, et l'extrémité E3 se trouve sur la surface définie ou fermée par la ligne L et la zone de faiblesse 10a1. On peut aussi envisager de positionner l'extrémité E3 sur la ligne L.
Autrement dit, les zones de faiblesse 10a sont imbriquées les unes dans les autres, ou s'enroulent les unes autour des autres. En conséquence, la portion d'attache 10c, lors du désoperculage, se déplace selon un axe 100c de direction normale à une surface de l'opercule dans le premier état, tout en pivotant autour de cet axe, et reste reliée au reste de l'opercule d'étanchéité 10 par des bandes de matière formant des pattes 10d. Autrement dit, l'opercule d'étanchéité ne présente pas de pétales une fois dans le deuxième état.
De retour à la figure 3, on peut alors constater que de larges ouvertures entre les pattes 10d sont présentes, ce qui offre, dans le contexte du générateur de gaz de la figure 1 une grande surface de passage vers le filtre 20, dont la paroi interne de l'évidement central n'est que faiblement obstruée par les pattes 10d de l'opercule d'étanchéité dans le deuxième état, une fois désoperculé. Etant entendu que la surface de passage serait inférieure si les zones de faiblesse était réalisées de manière cruciforme (ou en étoile) comme cela est généralement réalisé.
Comme évoqué ci-dessus, comme il n'y a pas de pétalage lors de la rupture, et comme la portion d'attache 10c reste attachée à la portion de base 10e, l'opercule selon l'invention réduit fortement les risques de détachement de matière qui résultent en des débris métalliques libres pouvant obstruer le filtre 20 ou passer au travers de ce dernier.
Dans ce mode de réalisation, chaque zone de faiblesse 10a suit une ligne courbe qui comprend une portion de spirale c'est-à-dire une ligne qui s'éloigne progressivement du centre, mais d'autres formes de réalisation sont possibles, comme par exemple des zones de faiblesse en arc de cercle, ou elliptiques.
La figure 5 représente à gauche l'opercule d'étanchéité 10 dans le premier état (avant fonctionnement), et à droite dans le deuxième état (après fonctionnement).
Une marque A virtuelle a été apposée pour les besoins de la description sur la partie centrale de l'opercule d'étanchéité 10, sa portion d'attache, et en extrémité d'une des zones de faiblesse. Un axe initial O-O' contenu dans le plan initial de l'opercule d'étanchéité 10 et partant du centre de l'opercule d'étanchéité 10 passe par la marque A dans le premier état.
Dans le deuxième état, on constate que les zones de faiblesse se sont ouvertes pour former trois ouvertures latérales, et que la portion d'attache centrale s'est déplacée vers le haut. Cependant, on peut également constater que la marque A (en bout de la déchirure définissant une des ouvertures), embarquée sur la portion d'attache centrale, à pivoté angulairement, et ne se trouve plus sur l'axe O-O', mais à un angle a de ce dernier. En d'autres termes, la partie de l'opercule d'étanchéité 10 qui se déplace lors du fonctionnement le fait selon deux directions : le long une direction axiale, tout en pivotant autour de cette direction axiale, donc selon une direction angulaire.
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 cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, il est fait référence au générateur de gaz de la présente mise en œuvre qui est du type discoïde et peut typiquement être utilisé dans un module de sécurité pour un volant de véhicule, mais on peut tout aussi bien utiliser l'opercule selon l'invention dans un générateur de gaz pour un module de sécurité passager. On peut aussi envisager d'utiliser l'opercule d'étanchéité dans un générateur de gaz de type tubulaire, dans un générateur de gaz pyrotechnique, hybride (avec de Sa matière pyrotechnique et une réserve de gaz comprimé), ou même contenant uniquement du gaz comprimé. Il est également possible d'utiliser l'opercule d'étanchéité de fa présente invention dans un allumeur pyrotechnique, au dans un sous ensemble d'allumage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Opercule d'étanchéité d'un dispositif générateur de gaz, comprenant une pluralité de zones de faiblesse distinctes, agencées pour définir une pluralité de lignes de rupture de l'opercule d'étanchéité sous l'effet d'une pression interne du dispositif générateur de gaz, de sorte à ce que l'opercule d'étanchéité présente :
- un premier état, avant désoperculage, dans lequel sa surface est étanche,
- un deuxième état, après désoperculage, dans lequel sa surface présente au moins une ouverture définie par les lignes de rupture pour laisser passer des gaz du dispositif générateur de gaz,
caractérisé en ce qu'au moins une zone de faiblesse de la pluralité de zones de faiblesse suit une ligne courbe dont une portion ou une extrémité est agencée entre deux portions ou deux extrémités d'une autre ligne courbe d'une autre zone de faiblesse.
2. Opercule d'étanchéité selon la revendication précédente, comprenant une portion de base et une portion d'attache, dans lequel dans le premier état, chaque zone de faiblesse présente une première extrémité sur la portion de base et une deuxième extrémité autour de la portion d'attache, et dans lequel dans le deuxième état, la portion d'attache est reliée à la portion de base par au moins deux bandes continues de matière.
3. Opercule d'étanchéité selon la revendication précédente, dans lequel :
- la portion d'attache occupe une première position dans le premier état
- la portion d'attache occupe une deuxième position dans le deuxième état, et dans lequel, le long d'une direction normale à la surface de l'opercule dans le premier état, la deuxième position est à une distance de la première position supérieure à 0,4 fois la longueur d'une zone de faiblesse dans le premier état.
4. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel la portion d'attache présente une résistance à la rupture supérieure à la résistance à la rupture des zones de faiblesse.
5. Opercule d'étanchéité selon la revendication précédente, comprenant une nervure de rigidifi cation agencée autour de la portion d'attache.
6. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications 2 à 5, présentant une forme circulaire dans le premier état, et dans lequel la portion d'attache est agencée au centre de l'opercule d'étanchéité.
7. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications 2 à 6, présentant une forme circulaire dans le premier état, et dans lequel la portion de base est une couronne périphérique de l'opercule d'étanchéité.
8. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications 2 à 7, dans lequel la deuxième extrémité est agencée à une distance prédéterminée de la portion d'attache.
9. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, dans le premier état et dans un plan de projection normal à une surface de l'opercule, chaque ligne courbe présente deux extrémités, de sorte à définir une surface initiale définie par ladite ligne courbe et une ligne reliant les deux extrémités de ladite ligne courbe,
caractérisé en ce que chaque ligne courbe présente une extrémité positionnée dans une surface initiale définie par une autre ligne courbe ou sur la ligne reliant les deux extrémités d'une autre ligne courbe.
10. Opercule d'étanchéité selon la revendication précédente, dans lequel, dans le premier état, chaque surface initiale présente une portion commune avec une autre surface initiale.
11. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque ligne courbe de chaque zone de faiblesse suit au moins une portion de spirale.
12. Opercule d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque ligne courbe est symétrique d'une autre ligne courbe par une symétrie de rotation.
13. Dispositif générateur de gaz comprenant au moins un opercule d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes.
14. Dispositif générateur de gaz comprenant au moins un opercule selon la revendication 2 dans lequel dans le deuxième état, la portion d'attache est en appui sur une autre pièce sur générateur de gaz.
15. Véhicule automobile comprenant au moins un générateur de gaz selon l'une des revendications précédentes.
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