Brevet FR2791920A1 — publié le 20001013

Procédé de fabrication d'un châssis de véhicule pour manèges forain et châssis ainsi obtenu. La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un châssis de véhicule pour manèges forains tel qu'une2) autotamponneuse et le chassis ainsi obtenu. Des véhicules pour manèges forains décrits dans FR-A-1 491 540, tels que des auto-tamponneuses sont constitués par l'assemblage d'une carrosserie sur un châssis en matière plastique moulée, constitué par une plaque de base avec, à l'avant, une nervure creuse formant la surface avant de l'habitacle et, à sa base, une cloche pour un groupe propulseur-directeur et, à l'arrière, une seconde nervure creuse formant le bâti, support des sièges, ladite plaque,3) de base étant entourée par une nervure qui en est solidaire, destinée à recevoir un profilé métallique formant une jante de support du boudin élastique formant butoir et le bord intérieur de la carrosserie. Ce type de châssis de véhicules peut également être obtenus à l'aide d'un procédé consistant à projeter simultanément des fibres de verre coupées et de la résine sur la matrice d'un moule ayant été préalablement recouverte d'un gel- 2 coat. On abaisse ensuite le poinçon pour fermer le moule et l'ensemble reste sous presse pendant plusieurs heures. On obtient ainsi un châssis constitué d'un matériau composite (fibres et résine). Le moule utilisé est du type stratifié polyester sans régulation dont la peau se compose d'un gel- coat de surface suivi d'un stratifié mats et résine d'une épaisseur de 8 à 12 mm, suivi d'une structure métallique de type treillis comblée par un béton de résine assurant la rigidité de l'ensemble.1) Un tel procédé de fabrication présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, un tel procédé se révèle dangereux pour le personnel opérant et nécessite par conséquent une installation importante pour assurer la15 sécurité du personnel. En effet, le moule étant ouvert lors de la projection des fibres de verre et de la résine, il convient de prévoir des installations de ventilation lourdes et de prévoir également le traitement de l'air avant son rejet dans l'atmosphère, ce qui entraîne un coût20( économique important. De plus, le moule étant placé sous presse pendant plusieurs heures, le rendement d'un tel procédé de fabrication est faible et il convient de prévoir un nombre élevé de moules25 ainsi qu'un nombre important de presses pour pouvoir augmenter ce rendement. Ainsi, par exemple, pour pouvoir produire six pièces par jour, on doit prévoir six moules et trois presses, ce qui augmente en outre les coûts d'installation.30) Afin de pallier ces inconvénients, la présente invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un châssis de véhicules pour manèges forains qui est simple à mettre en oeuvre et qui, en particulier, ne requiert pas35 une infrastructure trop lourde du point de vue de la sécurité du personnel de manière à présenter un coût économique avantageux tout en permettant la fabrication de 3 châssis présentant des caractéristiques mécaniques appropriées et à un rendement avantageux. A cet effet, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un châssis en matière composite de véhicule pour manèges forains, du type constitué par une forme composite du châssis aménagée sur ses deux faces pour former un bâti de réception de différents ensembles mécaniques du véhicule tels que la carrosserie, le groupe motopropulseur, etc.,I( caractérisé en ce qu'on préforme par chauffage une matière textile à base de fibres de verre, on met en place dans la matrice d'un moule ladite préforme en matière textile, on abaisse le poinçon du moule sur la matrice, on injecte dans ledit moule fermé une résine renforcée de charge minérale15 et on compresse, afin d'imprégner la préforme avec ladite résine. Ainsi, de manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet de réaliser un châssis en un matériau composite20 constitué d'une matière textile imprégnée par une résine, l'injection de la résine se faisant à l'intérieur d'un moule fermé renfermant la matière textile selon la technique du moulage par transfert de résine (RTM). On obtient ainsi un châssis en matériau composite présentant des caractéristiques mécaniques appropriées et même améliorées par rapport au châssis obtenu à partir de fibres et de résines projetées. En particulier, la résistance mécanique du châssis obtenu selon la procédé de30 l'invention présente une résistance mécanique supérieure de % à poids équivalent. De plus, le procédé de fabrication selon l'invention présente des conditions de mise en oeuvre à la fois35 hygiéniques et sûres pour le personnel opérant tout en conférant au châssis ainsi fabriqué ces propriétés intéressantes tant du point de vue de son aspect que de ses 4 caractéristiques mécaniques et ce, pour un coût économique avantageux. Un tel procédé se révèle économiquement avantageux. En effet, il ne nécessite plus de lourdes installations de ventilation et de traitement de l'air avant rejet vers l'extérieur puisque l'injection de résine s'effectue moule fermé. En outre, il permet également d'exercer un contrôle précis de la matière utilisée, en particulier lorsque la10 résine est injectée dans le moule et de récupérer un excédent de ladite résine en périphérie du moule et à l'aide d'évents de récupération ponctuelle. De manière avantageuse, le procédé selon l'invention permet également de former dans le chassis, au cours du moulage, différents éléments nécessaires à la fixation des ensembles mécaniques que le châssis doit recevoir. Ainsi, on peut ménager au cours du moulage des perforations dans la forme composite du châssis, lesdites perforations étant destinées20 à recevoir des éléments de fixation des ensembles mécaniques tels que des vis et des écrous du groupe motopropulseur par exemple. De manière avantageuse, on met en place dans le moule au moins un insert avant l'injection de résine. Ainsi, le procédé selon l'invention permet d'intégrer dans le chassis des inserts au cours du moulage. Par exemple, un tel insert peut être un support pour l'alimentation électrique, un passe-câble, etc, cet insert étant intégré dans la masse du30) châssis. En outre, le procédé selon l'invention permet de former, lors du moulage, sur la face supérieure de la forme composite du chassis, une gorge périphérique destinée à35 l'emboîtement de la carrosserie sur le chassis. De manière avantageuse, cette gorge ne nécessite aucun traitement ultérieur tel qu'un ébarbage puisque la gorge est formée directement pendant le moulage et non par usinage ultérieur du châssis comme cela était le cas auparavant. Ainsi, après fermeture du moule et avant injection de la résine, on utilise à la périphérie du moule un joint gonflable qui est agencé pour former la gorge. De manière avantageuse, le joint sert également à réaliser l'étanchéité du moule. Selon un mode préféré du procédé de l'invention, on fixe à la périphérie de la préforme en matière textile, avant sa mise en place dans le moule, une jante métallique, l'ensemble jante et préforme étant ensuite disposé dans la matrice du moule.15 La mise en place de la jante métallique intervient donc avant l'injection de la résine de telle sorte qu'en sortie du moule, le châssis comporte une jante métallique destinée à recevoir un pneumatique gonflable formant butoir. ) Grâce au procédé de l'invention, on obtient un châssis constitué à la fois de la forme composite du châssis et de la jante métallique. Le procédé de fabrication selon l'invention présente en conséquence un nombre d'opérations réduit et élimine en particulier des opérations d'usinage ultérieures telles que le perçage de perforations, l'usinage de la gorge périphérique, l'ébarbage, etc., nécessaires auparavant, ce30> qui permet d'améliorer le rendement économique mais également la productivité. Ainsi, par exemple, le procédé de fabrication selon l'invention permet de fabriquer neuf châssis en une journée35 et à l'aide d'un seul moule. De préférence, on utilise un moule constitué d'une matrice et d'un poinçon montés sur une presse équipée d'un 6 dispositif de fermeture et d'ouverture hydraulique du moule par le vide. La matrice et le poinçon sont obtenus par usinage de blocs de fonderie à l'intérieur desquels est ménagé un serpentin tubulaire relié à un groupe de thermorégulation tandis que le moule présente une structure du type " gaufre " sur sa surface extérieure de manière à renforcer la rigidité de l'ensemble et présente sur sa face interne un jointI0 gonflable périphérique. La présente invention a également pour objet un châssis pour véhicules de manèges forains tels que des auto- tamponneuses du type constitué par une forme composite du J châssis aménagée sur ses deux faces pour former un bâti de réception de différents ensembles mécaniques tels que la carrosserie, le groupe motopropulseur, etc., obtenu selon le procédé de l'invention, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matière textile à base de fibres de verre20 préformée imprégnée par une résine renforcée par une charge minérale. La structure du châssis s'inscrit sensiblement dans un plan, la forme composite du châssis présentant sur ses25 faces supérieure et inférieure des saillies et des creux formant un bâti propre à accueillir les différents ensembles mécaniques du véhicule tels que le groupe motopropulseur, la colonne de direction complète, le siège, la perche, ladite forme composite du châssis présentant en30 outre une résistance mécanique supérieure de 25 % à poids équivalent à la résistance mécanique d'un châssis de l'état de la technique. Selon une forme de réalisation préférée, le châssis est constitué d'une matière textile à base de fibres de verre préformée sur laquelle est fixée à la périphérie une jante métallique, l'ensemble étant imprégné par une résine renforcée par une charge minérale. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel: la figure 1 représente une vue de dessus d'un châssis selon l'invention; et la figure 2 représente une vue de dessous d'un châssis selon la figure 1.I() Un châssis de véhicule pour manège forain selon l'invention tel qu'une auto-tamponeuse est constitué d'une forme composite du châssis 1 dont la structure est définie pour recevoir sur ses faces inférieure lb et supérieure la les15 divers ensembles mécaniques constituant le véhicule. Ainsi, la forme composite du châssis 1 a pour but de supporter sur sa face supérieure la la carrosserie, à l'avant la colonne de direction complète et à l'arrière le20 siège et la perche tandis que, sur sa face inférieure lb, elle reçoit à l'avant le groupe moto-propulseur et à l'arrière l'essieu porteur. Ainsi, la forme composite du châssis 1 est moulée de manière à présenter des saillies et des creux formant un bâti agencé pour accueillir lesdits ensembles ou pour servir de support auxdits ensembles mécaniques. Elle comporte en particulier une gorge périphérique 2 obtenue de moulage sur sa face supérieure la de la forme composite du châssis 1 et dans laquelle s'emboîte la carrosserie du véhicule. Sensiblement au milieu de la forme composite du châssis 1, s'étendant transversalement à ladite forme composite 1, est ménagée une nervure creuse 3 en saillie sur sa face supérieure la tandis qu'une nervure creuse 4 en saillie sur la face supérieure la s'étend perpendiculairement à la g première nervure 3 depuis celle-ci jusqu'à la périphérie de la forme composite du chassis 1 à l'arrière de celle-ci. A chaque extrémité de la nervure 3 transversale et de part et d'autre de la nervure 4, on ménage deux plots 5 en saillie5 s'étendant radialement sur la face supérieure la de la forme composite du châssis 1 et deux nervures creuses 6 en saillie depuis la nervure 4 vers la périphérie de la forme composite 1. Cet ensemble à l'arrière permet la mise en place ultérieure du siège du véhicule.!) A l'avant de la forme composite 1, on ménage une cloche 7 en saillie sur la face supérieure la de ladite forme composite 1 et des nervures creuses 8 en saillie sur la face supérieure la de la forme composite 1 s'étendant15 radialement depuis la périphérie de la cloche 7 et la périphérie de la forme composite 1 uniquement dans la partie avant de ladite forme composite 1. La cloche 7 sert de logement au groupe motopropulseur et à la direction. Ainsi, qu'on peut le voir sur les figures 1 et 2, la forme composite du châssis 1 constituant le châssis s'inscrit sensiblement dans un plan, les éléments de la forme25 composite du châssis tels que la cloche 7, les nervures 3, 4 ne sont pas en saillie proéminente. Afin de réaliser un tel châssis, on préforme sous l'application de la chaleur une matière textile à base de3o fibres de verre, tel qu'un tissé de fibres de verre, de préférence comportant également des fibres en un matériau thermoformable. A la périphérie de cette préforme, on ménage des boutonnières pour coopérer avec des moyens de fixation complémentaires ménagés à la périphérie d'une.i jante métallique, par exemple soudés, et on fixe ainsi ladite jante métallique. 9 Cet ensemble, préforme plus jante métallique, est ensuite mis en place dans la matrice d'un moule dont l'empreinte correspond à la préforme. On met en place également dans le moule un ensemble assurant l'alimentation électrique du5 moteur. On abaisse ensuite le poinçon, celui-ci comportant un joint gonflable à sa périphérie. Une fois le poinçon abaissé, le joint est gonflé. On injecte ensuite dans le moule une résine renforcée par une charge minérale. Une telle résine est choisie parmi les résines polyester courantes et la charge est choisie parmi les carbonates, en particulier le carbonate de calcium. L'injection de la résine peut se faire avec ou sans l'aide de vide. Dans le cas présent on injecte la résine, puis on imprègne avant compression. On peut également compresser pour imprégnation On obtient ainsi un châssis présentant un bon aspect de 2() surface et des propriétés mécaniques excellentes et comportant entre autre un insert pour assurer l'alimentation électrique du moteur. I () REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un chassis en matière composite de véhicules pour manèges forains du type constitué par une forme composite du chassis (1) aménagée sur ses deux faces (la, lb) pour former bâti de réception de différents ensembles mécaniques du véhicule tels que la carrosserie, le groupe motopropulseur, etc., caractérisé en ce qu'on préforme par chauffage une matière10 textile à base de fibres de verre, on met en place dans la matrice d'un moule ladite préforme en matière textile, on abaisse le poinçon du moule sur la matrice, on injecte dans ledit moule fermé une résine renforcée de charge minérale et on compresse, afin d'imprégner la préforme avec ladite15 résine. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe à la périphérie de la préforme en matière textile, avant sa mise en place dans le moule,2) une jante métallique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on ménage des boutonnières à la périphérie de la matière textile pour coopérer avec des25 moyens de fixation complémentaires ménagés à la périphérie de la jante métallique. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on met en place dans le moule au moins un insert avant l'injection de résine. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, lors du moulage, on forme sur la face supérieure (la) de la forme composite du châssis (1)35 une gorge périphérique (2). 6. Châssis pour véhicules de manèges forains du type constitué par une forme composite du châssis (1) aménagée Il sur ses deux faces (la, lb) pour former un bâti de réception de différents ensembles mécaniques tels que la carrosserie, le groupe motopropulseur, etc., obtenu selon le procédé des revendications 1 à 5,5 caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matière textile à base de fibres de verre préformée imprégnée par une résine renforcée par une charge minérale. 7. Châssis selon la revendication 6, Io caractérisé en ce qu'il est constitué d'une matière textile préformée à la périphérie de laquelle est fixée une jante métallique, l'ensemble étant imprégné par une résine renforcée par une charge minérale. 8. Châssis selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comporte des inserts intégrés dans la masse tels qu'un support pour l'alimentation électrique, un passecâble, etc. 9. Chassis selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des perforations ménagées lors du moulage, lesdites perforations étant destinées à recevoir des éléments de fixation des ensembles mécaniques tels que le groupe motopropulseur, etc.25 10. Châssis selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la matière textile est un tissé de fibres de verre, comportant de préférence également des fibres en un matériau thermoformable.3 11. Châssis selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la résine est choisie parmi les résines polyester. 12. Châssis selon la revendication 11, caractérisé en ce que la résine est renforcée par une charge minérale choisie parmi les carbonates tels que le carbonate de calcium. 13. Châssis selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une gorge périphérique (2) obtenue de moulage sur la face supérieure (la) de la forme composite du châssis (1) destinée à recevoir la carrosserie et dans laquelle s'emboîte la carrosserie. 14. Châssis selon l'une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que la forme composite du châssis (1) est 1() agencée pour porter sur sa face arrière (lb) en partie avant le groupe motopropulseur et en partie arrière l'essieu porteur et sur sa face supérieure (la), la colonne de direction complète en partie avant.