Brevet FR2093943A1 — publié le 19720204

La présente invention est relative à un procédé et à un appareil y afférent pour la fabrication de carrosseries de véhicules automobiles en matière plastique alvéolaire, ainsi qu'aux carrosse ries ainsi obtenues. Conformément à un premier aspect de la présente invention, l'un des procédés de fabrication d'une carrosserie de véhicule comportant au moins deux éléments principaux moulés séparément dans une matière plastique alvéolaire polymérisée se caractérise par la mise en oeuvre des diverses phases suivaiftes:: a) l'envoi de constituants fluides susceptibles de réagir en vue de former la matière plastique dans une tette de mélange; b) le mélange desdits constituazits au moyen de la tête de mélange précitée; es ltéjection des constituants mélangés hors de ladite tête dans un moule propre à chaque élément constitutif de la carrosserie; d) la réaction du mélange en vue de former la matière plastique et de lui permettre de se polymériser et de se durcir; e) l'extraction de chaque élément constitutif de la carrosserie hors de son moule; f) et, enfin, l'assemblage des éléments constitutifs le long d'un joint de séparation longitudinal ou latéral de la carrosserie. Un premier mode de réalisation préférentiel se caractérise par le fait que les éléments constitutifs se trouvent assemblés au moyen de nervures enserrées dans des paires de fentes complémentai res disposées de l'un et l'autre caté de la ligne de jonction longitudinale ou latérale. Un deuxième mode de réalisation préférentiel se caractérise par le montage supplémentaire dans l'un des moules au moins, préalablement à la phase de distribution des constituants mélangés hors de la tete de mélange à l'intérieur du moule, d'une matière sélectionnée dans le groupe constitué par les tissus tissés et non tis- sés, la fibre de carbone, les éléments d'ossature métalliques et les garnitures d'écartement sous l'effet d'une charge, afin de pourvoir à un renforcement permanent des éléments moulés. Conformément à un deuxième aspect de la présente invention, l'appareil propre à la fabrication des carrosseries de véhicules automobiles en matière plastique comporte un moule délimitant une cavité à l'intérieur de laquelle peuvent être injectés des constituants qui réagissent ensemble en vue de former une matière plastique alvéolaire, étant caractérisé par le fait que le moule est conçu de telle façon que la surface y afférente au moins qui est destinée à venir en contact avec la matière alvéolaire- soit réalisée en métal, des dispositifs échangeurs de chaleur étant par ailleurs pourvus de manière à pouvoir contrôler le flux de chaleur entre ladite surface et ladite matière plastique alvéolaire lorsqu'elles se trouvent mises en contact. Un premier mode de réalisation préférentiel se caractérise par le fait que le métal constitutif est un alliage à base de zinc et d'aluminium qui est amené à l'état superplastique et façonné sous pression à la forme requise. Un deuxième mode de réalisation préférentiel se caractérise par le fait que le moule se trouve renforcé au moyen d'une matière d'apport au moins sélectionnée dans le groupe constitué par le béton, l'argile expansée ou la matière plastique alvéolaire. Un troisième mode de réalisation préférentiel se caractérise par le fait que le moule est apte à recevoir les composants dtune matière polyuréthane au moyen d'une conduite d'alimentation dans laquelle se trouve incorporée une chambre de résistance aux pointes de pression, afin que les lUluetuations d'écoulement provoquées par les variations du débit d'alimentation de la matière puissent être atténuées avant que la matière n'atteigne la cavité du moule. Un quatrième mode de réalisation préférentiel se caractérisé se par le fait que le moule est pourvu d'un entonnoir de remplissage grâce auquel les composants d'une matière polyuréthane peuvent être injectés à l'intérieur du moule, ledit entonnoir étant revêtu avec une matière anti-adhérente au plastique. Ladite matière nonadhérente peut être constituée, par exemple, par du polytétra fluoroéthylène . - Conformément à un troisième aspect de la présente invention, la carrosserie d'un véhicule automobile comporte deux éléments constitutifs principaux au moins qui se trouvent moulés séparément dans une matière plastique alvéolaire, étant caractérisé par le fait que lesdits éléments constitutifs se trouvent assemblés le long de la ligne de séparation longitudinale ou latérale de la carrosserie. Un premier mode de réalisation y afférent se caractérise par le fait que lesdits éléments constitutifs sont assemblés au moyen de nervures qui se trouvent enserrées dans des paires de fentes complémentaires ménagées iwans les éléments constitutifs de la carrosserie de part et d'autre de la ligne de séparation longitudinale ou latérale. Les nervures se caractérisent par le fait qu'elles sont perforées et ondulées, étant accolées au moyen d'un adhésif dans une fente au moins de chaque paire de fentes complémentaires. Un deuxième mode de réalisation préférentiel se caractérise par le fait que l'un des éléments constitutifs au moins est renforcé par l'un quelconque des divers produits suivants: du tissu du type tissé ou non tissé, de la fibre de carbone, des éléments d'ossature métalliques ou des garnitures d'écartement en forme de plaques. L'on va maintenant décrire, à titre purement illustratif, un certain nombre de modes de réalisation de la présente invention en référence aux dessins ci-annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de la partie posté rieure de la carrosserie d'un véhicule automobile; la figure 2 est une vue en perspective d'une autre partie de la carrosserie du véhicule en plastique conforme à la présente invention; la figure 3 est une vue en coupe médiane d'un entonnoir de remplissage. Les moules pour les carrosseries de véhicules automobiles peuvent être réalisés en aluminium, en acier, dans un alliage super plastique à base de zinc et d'aluminium, ou en résine époxy contenant une charge appropriée. Le moule est conçu de façon à présenter une conductibilité thermique élevée, étant pourvu de dispositifs de réchauffage et/ou de refroidissement afin de pouvoir maintenir ou moduler la température de moulage, de telle façon que ltépais seur de n'importe quelle pellicule intégrante de la matière moulée puisse être également contrôlée. Les dispositifs de réchauffage ou de refroidissement peuvent comporter des tuyauteries, des tubes ou des conduites évidées disposées dans le moule et qui assurent un échange de chaleur avec les surfaces de moulage. Un liquide et/ou de la vapeur peuvent être pompés le long de la tuyauterie pour ré chauffer ou refroidir le moule lors d'une réaction exothermique se produisant à l'intérieur dudit moule. Les moules peuvent être encastrés dans une matière de renforcement telle que du béton, du plastique alvéolaire ou de l'argile expansée, en vue d'accroftre leur rigidité. En pareil cas, les dispositifs de réchauffage et de refroidissement incorporés aux moules sont agencés de manière à empêcher toute variation excessive de la température dans la matière de renforcement à provin mité du moule. L'appareil de moulage peut éventuellement comporter un dispositif destiné à procéder à l'évacuation partielle de l'intérieur de un ou plusieurs moules, afin de parer à l'éventualité de la formation d'un vide lors de l'opération de moulage; ledit dispositif comporte une chambre de vide entourant le moule et communiquant avec l'intérieur de ce dernier par l'intermédiaire, par exemple, d'un joint ménagé entre les sections dudit moule. Chaque moule est rempli au moyen de un ou plusieurs entonnoirs garnis de polytétrafluoroéthylène et qui sont pourvus d'alésages coniques. Sur la figure 3 se trouve illustré un semblable entonnoir 31 qui est assorti d'une garniture comprimée en polytétrafluorcéthylène 32, laquelle est alésée en vue de ménager un alésage conique 33. La section filetée 34 est destinée à la fixation aux conduites d'alimentation. L'extrémité chanfreinée 35 se trouve insérée dans un orifice complémentaire ménagé dansle moule. La garniture 32 assure l'obtention d'une conduite anti-adhérente pour les composés de la matière plastique injectée à travers cette dernière en direction des moules, servant également à préserver l'intégrité de l'entonnoir en plastique polymérisé. Les éléments du moule sont montés sur une armature ou structure de base susceptible de basculer, de telle façon que 1' in- jection du fluide et la polymérisation qui s'ensuit s'effectuent dans le sens le plus approprié du moule. Le moulage des pièces généralement courbes s'effectue, de façon caractéristique, avec le moule placé en position basculée, de telle façon que la pièce courbe présente dans son ensemble une configuration concave orientée vers le haut. De la sorte, les surfaces visuellement importantes (comme le toit extérieur du véhicule par exemple) se trouvent moulées avec leur surface apparente orientée vers le bas, de façon que l'air puisse en être rapidement chassé. Les moules sont remplis au moyen d'une tête de mélange et d'une soupape de sectionnement. La tête de mélange est alimentée par deux conduites d'alimentation au moins le long desquelles les composants sont envoyés par des pompes de refoulement qui fournissent le dosage approprié y afférent. La conduite d'alimentation s'étendant à partir de la soupape de sectionnement jusqu'au moule comporte une chambre de résistance aux pointes de pression qui retient le liquide non mélangé en provenance de la tête de mélange lors des phases initiale et terminale d'une séquence d'injection. Avant l'opération de moulage, le moule est aspergé avec un ou plusieurs agents de décharge et/ou une couche d'arrêt pigmentée qui assure l'obtention d'une couche primaire d'accrochage sur la pièce ultérieurement moulée. Carrosserie de véhicule automobile. Dans un premier mode de réalisation préférentiel d'une carrosserie de véhicule automobile conforme à la présente invention, ladite carrosserie se trouve moulée dans une matière alvéolaire rigide en polyuréthane formant une pellicule intégrante. Les constituants entrant dans la composition de ladite matière comprennent un polyol liquide de poly-éther et/ou de polyester avec des indices d'hydroxyle de l'ordre de 50 à 800 mg de KOR/g de résine et un polyisocyanate du type diphénylméthane- 4,4" - diisocyanate ou 2,4 - ou 2,6-tolylène diisocyanate. L'on incorpore dans les constituants formés par les polyols divers additifs, y compris un agent de soufflage tel qu'un composé fluorocarboné chloré, à savoir par exemple le trifluorochlorométhane, un additif contrôlant la formation des cellules tel qu'un fluide de silicones à formation de chaîne arrêtée par des groupes hydroxyle, un ou plusieurs cata lyseurs, des amines tertiaires et des composés organiques de l'étain ou du plomb. D'autres additifs, tels que les retardateurs ignifuges, peuvent être inclus également dans le polyol. Dans un mode de réalisation préférentiel d'une carrosserie de véhicule automobile, ladite carrosserie se compose de deux pièces moulées qui se trouvent assemblées le long d'une ligne ou joint de séparation longitudinal vertical de la carrosserie (sur les figures 1 et 2 se trouve représenté l'élément de gauche d'une semblable pièce moulée ). Les deux pièces ou éléments sont réunis au moyen de nervures perforées et ondulées 1l (voir figure 1), chaque nervure étant constituée par de l'acier ondulé répondant approximativement aux dimensions suivantes: 150 mm x 38 mm sur 1,2 mm d'épaisseur, des trous d'un diamètre de 4,7 mm y étant par ailleurs percés et répartis au hasard.Des goujons 12 et des tubulures en acier 13 disposés sur le pourtour des pièces moulées pourvoient à l'alignement lors de l'assemblage, préalablement à l'accolement définitif, l'alignement pouvant être effectué alter nativement au moyen d'ergots moulés et d'évidements complémentaires ménagés dans les pièces moulées. Les nervures 11 sont moulées ou accolées aux éléments moulés dans des fentes complémentaires qui sont usinées à des intervalles prédéterminés sur les bords devant être assemblés; un additif à base de résine est inséré dans les fentes eomplémentaires, les deux pièces moulées étant alignées et serrées ensemble Jusqu'à ce que ledit additif à base de résine soit amené à durcir tout autour des garnitures insérées dans les fentes ainsi que sur l'interface du joint. Les ondulations et perforations ménagées sur les nervures assurent l'incorporation intime de ces dernières dans l'adhésif de liaison à base de résine. L'une au moins des pièce moulées est façonnée en fonction des conduites de service pour le carburant, les systèmes hy- drauliques et pneumatiques et antres tuyauteries analogues, ainsi que pour le ctblage électrique, de telle façon que l'ensemble soit incorporé à l'intérieur de la structure de la carrosserie. Les pièces moulées peuvent autre renforcées avec un tissu du type tissé ou non tissé en vue d'at-bdnuer tout phénomène d'éclatement Si la carrosserie est impliquée dans un accident. Un renforcement en fibres de carbone peut etre utilisé afin d'améliorer les caractéristiques à la flexion de certaines parties locales ou plus étendues de la carrosserie. J-es éléments d'ossature en acier, de même que les points de fixation des sous-ensembles (à savoir, par exemple, pour le moteur ou les sous-ensembles du chEssis) se présentant sous forme de plaques metalliques, peuvent titre moulus dans la masse, afin d'assurer la répartition de la charge ainsi que la résistance à la corrosion pour lesdits éléments et plaques mé- métalliques. Sur la figure 2 se trouve représentée une pièce métal~ lique rapportée 14 qui est destinée à la fixation d'une ceinture de sécurité, de même que les extrémités ouvertes 15 des éléments d'ossature métalliques de forme tubulaire qui sont moule dans l'élément constitutif de la carrosserie. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une carrosserie de véhicule automobile comportant à tout le moins deux éléments constitutifs principaux qui sont moulés séparément dans une matière plastique alvéolaire polymérisée, caractérisé par la mise en oeuvre des diverses phases suivantes: a) l'envoi de constituants fluides susceptibles de réagir en vue de former la matière plastique dans une tête de mélange; b) le mélange desdits constituants au moyen de ladite tête de mélange; c) l'éjection des constituants mélangés hors de ladite tête de mélange dans un moule destiné à chaque élément constitutif de la carrosserie; d) la réaction du mélange en vue de la formation de la matière plastique, ladite matière étant amenée à se polymériser et à durcir; e) l'extraction de chaque élément constitutif de la carrosserie hors de son moule;; f) et, enfin, l'assemblage desdits éléments constitutifs le long d'une ligne ou joint de séparation longitudinal ou latéral de la carrosserie. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'assemblage desdits éléments constitutifs s'effectue grâce à l'insertion de nervures dans des fentes complémentaires ménagées dans lesdits éléments constitutifs de part et d'autre de la ligne de séparation longitudinale ou latérale, les éléments constitutifs étant juxtaposés de façon appropriée. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que préalablement à la phase d'injection des constituants mélangés hors de la tête de mélange à 11 intérieur du moule il est pourvu à l'introduction, dans l'un au moins des moules, de l'un quelconque des composés sélectionnés suivants: un tissu du type tissé ou non tissé, de la fibre de carbone, des éléments d'ossature métalliques ou des garnitures d'écartement sous l'effet de la charge, en vue d'assurer le renforcement permanent des pièces ou éléments moulés de la carrosserie. 4. Appareil destiné à la fabrication de carrosseries de véhicules automobiles en matière plastique, lequel comporte un moule définissant une cavité à l'intérieur de laquelle peuvent être injectés des constituants qui sont amenés à réagir en vue de former une matière plastique alvéolaire, caractérisé par le fait que le moule est conçu de telle façon que la surface y afférente au moins qui est destinée à venir en contact avec la matière plastique alvéolaire soit en métal, des dispositifs échangeurs de cha- leur étant par ailleurs pourvus de façon à pouvoir contrôler le flux de chaleur engendré entre la surface précitée et la matière plastique alvéolaire lorsqu'elles se trouvent mises en contact. 5. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit métal est un alliage à base de zinc et d'aluminium qui se trouve amend à l'état superplastique et façonné ensuite sous pression à la forme requise. 6. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le moule est renforcé par une matière d'apport au moins sélectionnée parmi le béton, l'argile expansée ou une matière plastique alvéolaire. 7. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le moule est alimenté avec les composants d'une matière plastique alvéolaire par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation dans laquelle se trouve incorporée une chambre de résistance aux pointes de pression, afin que les fluctuations d'écoulement provoquées par les variations du débit d'alimentation de la matière puissent être atténuées avant que cette dernière n'atteigne la cavité du moule. 8. Appareil suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le moule est pourvu d'un entonnoir de remplissage à travers lequel les composants de la matière plastique alvéolaire se trouvent injectés dans le moule, ledit entonnoir étant garni avec une matière plastique non-adhérente. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite matière plastique non-adhérente est constituée par du polytétrafluoroéthylène. 10. Carrosserie de véhicule automobile comportant à tout le moins deux éléments constitutifs principaux qui se trouvent moulés séparément dans une matière plastique alvéolaire, caractérisée par le fait que lesdits éléments constitutifs se trouvent assemblés le long d'une ligne ou joint de séparation longitudinal ou latéral de ladite carrosserie. 11. Carrosserie suivant la revendication 10, caractérisé sée par le fait que les éléments constitutifs précités sont mutuellement assemblés au moyen dtéléments nervurés venant s'insérer dans des paires de fentes complémentaires ménagées dans lesdits éléments constitutifs de chaque côté de la ligne de séparation longitudinale ou latérale précitée. 12. Carrosserie suivant la revendication 11, caractérisée par le fait que les éléments nervurés sont perforés et ondulés, étant accolés au moyen d'un adhésif dans l'une au moins des fentes de chaque paire de fentes complémentaires. 13. Carrosserie suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que l'un au moins des éléments constitutifs de la carrosserie est renforcé par l'un au moins des divers produits sui- vants: un tissu du type tissé ou non tissé, de la fibre de carbone, des éléments d'ossature métalliques ou des garnitures d'écartement localisées sous l'effet de la charge. 14. Carrosserie suivant la revendication 16, dans laquelle la matière plastique alvéolaire est constituée par de la mousse de polyuréthane.