Brevet FR2628027A1 — publié le 19890908

() RÉPUBLIQUE FRAN AISE) N de publication: 2 628 027 l(à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIETÉ INDUSTRIELLEO DE LA PROPRITINDUSTRIELLE NO d'enregistrement national 88 02683 PARIS ( Int CI4: B 29 C 45/14, 67/20/' B 29 K 105:04, 105:20, :00; B 29 L 31:30. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 Date de dépôt 3 mars 1988. Demandeur(s): HUTCHINSON, Société anonyme. FR. ( Priorité ( Inventeur(s): Jean Pierre Chatelin; Bernard Thibaud; Chantal Nivert. Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets) n 36 du 8 septembre 1989. (i Références à d'autres documents nationaux appa- rentés () Titulaire(s): ( Mandataire(s): Cabinet Ores. Procédé de fabrication de pièces de carrosserie d'automobile, notamment d'aileron ou becquet arrière, et pièces obtenues par mise en oeuvre de ce procédé. ( Procédé de fabrication de pièces de carrosserie d'auto- mobile, notamment d'ailerons ou becquets arrière de véhicule et pièces obtenues par ce procédé. On réalise d'abord un insert 20 à partir d'un renfort mécani- quement résistant ou rendu mécaniquement résistant par fabri- cation que l'on encapsule par surmoulage dans une mousse de 12 polyuréthanne rigide ou dans un autre matériau transformable par les techniques RIM et on effectue ensuite sur ledit insert un surmoulage de polyuréthanne compact ou d'un autre maté- riau transformable par les techniques RIM pour former la peau externe 41 de ladite pièce., Application: Industrie automobile. N N Ve IL o Vente des fascicules à l'IMPRIMERIE NATIONALE. 27. rue de la Convention -- 75732 PARIS CEDEX 15 L'invention a pour objet un procédé de fabrication de pièces de carrosserie d'automobile, notamment de becquet ou d'aileron arrière, ainsi que les pièces obtenues par mise en oeuvre de ce procédé. On sait que l'industrie automobile utilise largement les matières plastiques, en particulier les matières thermoplastiques qui peuvent être mises en oeuvre par les techniques d'injection, d'extrusion ou d'extrusion- soufflage. Dans le domaine de la carrosserie, en parti- culier, on a déjà proposé la fabrication de pièces en polyuréthanne du type mousse à peau intégrale par les techniques FiK initiaies de l'expression anglaise Reaction Injection Kclding, c'est-à-dire moulage par injection reaction. Ces techniques. qui donnent satisfaction pour la réalisatior de pieces relativement peu épaisses et/ou de dimensions peu importantes ne conviennent pas pour la fabrication inustrieile de pièces de forme relativement longues et com'ortant au moins en certaines de leurs zones des suréaisseures, comme des becquets ou ailerons arrière d'au-tomobiles. Si i'cn exise en outre de ces pièces de carrosserie des caractéristicues de résistance mécanique, notamment de résistance a la deflexion sous charge ou encore, et dans un autre ordre d'idée. qu'eiles présentent un aspect agréable, d'une part, et puissent être aisément mises en peinture, d'autre part, alors on se heurte à des difficultés telles qu'il n'a pas été possible, à ce jour, de les résoudre de manière satisfaisante. C'est, précisément, un but de l'invention de fournir un procéde de fabrication de pièces en matière synthétique, en particulier à base de polyuréthanne, ou de matériau transformable par les techniques RIN qui, en surmontant les obstacles existants, permette l'obtention de telles pièces de façon simple et sure. C'est, aussi, un but de l'invention de fournir un tel procede qui permette l'obtention de pièces de carrosserie automobile de meilleure qualité que les pièces connues, notamment en ce qui concerne leurs caractéristiques méca- niques, en particulier de rigidité et/ou d'aspect. C'est, encore, un but de l'invention de fournir un tel procédé qui permette la réalisation de pièces de forme de structure plus simple que celle des pièces connues avec pour conséquence une diminution importante des pièces défectueuses et des rebuts, accroissant d'autant la produc- tivité et la rentabilité d'un atelier de fabrication indus- trielle de pièces de carrosserie utilisant le procédé de 1 ' invent i on. Ce dernier esz caractérise en ce que, pour la fabri- cation de pièces comme des becquets ou ailerons arrière d'automobilee, on réalise d'abord un insert, à partir d'un renfort mécaniquement résistant ou rendu mécaniquement résistant par fabrication que l'on encapsule par surmoulage dans une mousse de polyuréthanne rigide ou dans un matériau transformable par les techniques RIX et en ce que l'on effectue ensuite sur ledit insert un surmoulage de polyurethanne compact ou d'un autre matériau transformable par les techniques. RIX pour former la peau externe de ladite piece. L'invention prévoit, dans un premier mode d'exécution, de faire application d'un renfort métallique et l'encapsulation dudit renfort est alors effectuée à l'aide d'une mousse de polyuréthanne rigide basse densité, tandis que l'opération de surmoulage de l'insert est conduite pour fournir une peau externe d'épaisseur constante, apportant de la rigidité à l'ensemble, favorable à l'aspect de la pièce fabriquée et facilitant en outre la mise en peinture, comme requis par les constructeurs d'automobiles pour que les ailerons ou becquets soient de même couleur que la caisse du véhicule. Dans un autre mode d'exécution, le renfort est à base de materiau% composites obtenus à l'aide de rubans de fibres de verre et/ou de carbone, ainsi que de mats de fibres de verre. Quel que soit le mode d'exécution on obtient par le procédé de l'invention un faible pourcentage de rebuts, les pièces de carrosserie fabriquées se révélant d'une grande précision géométrique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui suit, faite à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est une vue très schématique, en perspective, de la partie postérieure d'une automobile montrant un becquet ou aileron arrière; -:a figure 2 est une vue schématique illustrant une premiere étaDe du prbcedé de fabrication d'un aileron ou becquet a l'aide du procédé selon l'invention; - la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partle d'un insert realise au cours de cette première étape de fabrication; - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais illustrant une seconde étape du procédé Eelor: i'invenion; - la figure 5 est une vue a plus grande échelle d'une partie d'aileron ou becquet obtenu à l'aide du procédé selon i'invention; - la figure 6 illustre la fabrication d'une pièce de carrosserie par le procédé selon l'invention mais pour un autre mode d'exécution. Un aileron ou becquet arrière 10 d'une automobile 11 dont la longueur est sensiblement celle du capot de coffre ou du hayon est monté sur ce dernier par des pattes 12 dont la hauteur peut être de l'ordre de 70 mm dans le cas d'un becquet, la fixation ayant lieu soit à l'aide d'écrous propres à coopérer avec des vis noyées aux extrémités des pattes, soit avec des vis propres à coopérer avec des canons taraudés logés dans les pattes, soit à l'aide de vis et d'écrous. Les dimensions de ces pièces de carrosserie, tant en ce qui concerne leur longueur que leur plus grande épaisseur, font qu'elles ne peuvent être fabriquées indus- triellement par injection ou extrusion de matière thermo- plastique. Elles ne peuvent pas non plus être obtenues par une seule opération de moulage par injection réaction (RIX) autour d'un insert propre à fournir à la pièce la rigidité requise, notamment celle souhaitée de résistance & la dé- flexion sous charge. Pour cependant béneficier des avantages des techniques RIX, l'invention propose alors de fabriquer le becquet ou aileron arrière 10 en réalisant d'abord un insert pour le- dit becquet ou aileron à partir d'un renfort mécaniquement résistant, ou rendu mécaniquement résistant par fabrication et qui est encapsulé par surmoulage dans une mousse de polyuréthanne rigide ou dans un autre matériau transiormable par les techniques RI!, ledit insert formant ensuite le noyau d' un surmoulage de polyuréthanne compact ou d'un autre matériau transformable par les techniques RIX pour constituer la peau externe du becquet ou aileron 10. De façon plus précise, un premier mode d'exécution prevoit que l'insert 20, figures 2 et 3, soit constitué par une âme 2i et des pattes 22 et soit réalise dans un moule 2S à matrice 24 et poinçon 25 a partir d'un renfort 26, avantageusement métallique, constitué par exemple par une t8ôle ondulée sur laquelle sont soudés des plats métalliques portant les vis de fixation au droit des pattes 22, dans le cas d'un aileron, ou par deux tubes parallèles reliés par des entretoises et des plats coudés à leurs extrémités dans le cas d'un becquet. Dans la réalisation décrite et représentée, l'âme longitudinale du renfort, avantageuse- ment métallique, est montrée en 27 et des raidisseurs régnant au droit des pattes sont montrés en 28. Dans la variante de réalisation, illustrée sur la figure 6, l'insert 53 est à base de matériaux composites obtenus à l'aide de rubans en 'fibres de verre et/ou de carbone ainsi que de mats en fibres de verre. Dans le cas d'un renfort métallique 26 celui-ci est encapsulé à l'aide du moule 23 dans une mousse 30 de polyuréthanne rigide basse densité tandis que des vis de fixation 31, figure 3, sont mises en place aux extrémités des pattes 12 de l'insert à l'aide de broches rotatives 34à, 34z, etc... disposées en correspondance des pattes de l'aileron ou becquet à fabriquer et commandées à partir de moteurs hydrauliques débrayables 33i, 33,, etc... portés par une plate-forme 32 associée au poinçon 25. Aprèe. réalisation de l'insert 20, celui-ci est transfere dans un second moule 35, figure 4, comportant lui aussi une matrice 36 et un poinçon 37 auquel est associée une table 3S portant des moteurs hydrauliques à débrayage 391 et 3, etc... d'entraînement en rotation de broches , 402. etc... disposées en correspondance des pattes 12 de la pièce de carrosserie à fabriquer. Celle-ci résulte alors de la formation sur il'insert 20, et dans le moule 35, d'une peau 41, fizure 5, en polyurethanne compact d'eëaisseur constante, par exemple de l'ordre de 3 à 6 mm, qui accroît la rigidité d'ensemble et, en outre, permet une mise enr. peinture et un aspect du type de ceux désignés par la mention "Classe A" par les constructeurs d'automobiles, c'est-à-dire un aspect tres proche de celui des tôles peintes des caisses de carrosserie. En variante on remplace le polyuréthanne par un autre matériau transformable par les techniques RIX. Le procédé selon l'invention permet d'inclure dans les pièces de carrosserie 'des moyens de fixation à vis 31 ou, en variante, à canons taraudés, non représentés, ou encore à la fois des moyens à vis et à canons dans le cas de becquets arrière d'automobiles. Dans le cas de vis comme 31 celles-ci sont avanta- geusement fixées aux extremites de platines hexagonales, tandis que dans le cas de canons taraudés ceux-ci sont avantageusement rendus solidaires de l'insert par des moyens d'ancrage quelque peu analogues & des chevilles à languettes élastiques déformables. Nonobstant les phénomènes de retrait qui apparaissent lors de la mise en oeuvre de mousse de polyuréthanne rigide basse densité, le procédé selon l'invention permet de supprimer, lors de la fabrication des ailerons ou becquets, les retassures et autres défauts liés aux procédés connus de moulage en une étape d'une pièce à ses dimensions définitives sur un insert métallique. Dans un autre mode d'exécution, figure 6, l'insert 53 est réalisé à partir d'un renfort composite comportant une feuille ou ruban 50 de fibres de carbone tissées ou un "carbone unidirectionnel", -c'est-à-dire une feuille cons- tituée par des fibres de carbone sensiblement parallèles réunies entre elles par des filaments dirigés transversalement aux fibres-, et une feuille 52 de "verre unidirectionnel" avec interposition entre les deux dites feuilles d'un mat 'de fibres de verre 51 avantageusement du type "UNIFILO" (une marque déposée de la Société VETROTEX). Comme montré sur la partie gauche de la figure 6, l'insert 53 est réalisé en surmoulant d'abord sur le composite une mousse 54 de polyuréthanne rigide ou un autre matériau transformable par les techniques RIM, puis l'insert 53 est transféré dans un moule, comme le moule 35, pour former sur ledit insert, (partie droite de la figure 6), une peau 55 d'épaisseur constante par exemple à base de polyuréthanne ou en un autre matériau transformable par les techniques RIM par exemple du polyamide, polyur6 ou polyester. Dans une telle réalisation, les pattes 12 sont démunies de renforts et les vis comme 56 ou les canons ta- raudés, non représentés, sont mis en place dans les pattes après moulage. Dans encore un autre mode d'exécution, l'insert 53 est fabriqué & partir d'un mat de fibres de verre, du même type que celui utilisé dans le mode d'exécution décrit immédia- tement ci-dessus, placé dans un moule comme le moule 23 dans lequel on injecte alors le polyuréthanne ou un autre matériau transformable par les techniques RIM, par exemple du polyacrylamate, polyester ou époxy. Après injection, l'insert obtenu est muni d'une feuille ou ruban unidirectionnel, avantageusement à base de fibres de carbone, fixé de préférence par collage et l'ensemble est alors mis en place dans un moule comme le moule 35 pour la fabrication de la pièce de carrosserie souhaitée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de pièces de carrosserie d'automobile, notamment d'ailerons ou becquets arrière de véhicule, caractérisé en ce qu'on réalise d'abord un insert ( effectue ensuite sur ledit insert un surmoulage de polyuré- thanne compact ou d'un autre matériau transformable par les techniques RIM pour former la peau externe ladite pièce (10). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le renfort est encapsulé à l'aide d'une mousse de poly- uréthanne rigide basse densité. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le renfort 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le renfort de fibres de verre et/ou de carbone ainsi que d'un mat de fibres de verre . 5. Procpdé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que simultanément au surmoulage on associe & la pièce de carrosserie (10) des organes de fixation (31) de ladite pièce sur le véhicule qu'elle est destinée & équiper. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites pièces de fixation sont du type à vis (31, 56) et/ou & canons taraudés. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on fait application, pour le montage des pièces de fixation sur la pièce de carrosserie, de broches d'autre part. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications precédentes, caractérisé en ce que la peau (41, 55> est d'épaisseur constante. 9. Pièce de carrosserie d'automobile, notamment aile- ron ou becquet arriere de véhicule, caractérisé en ce qu'il est obtenu par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. LZ LZ OúZ zzL E9Z ZEZ ZEZ l- 'DIAE LDLI rlu. FIG.4_ -i i, I. N 12 Iô.FIG. 391 392 _0' I1402 r3 27 a1\\35 RH FIG. 6 F2I!5 Ci 53 20'" 3L52j'