Brevet FR2838682A1 — publié le 20031024

L'invention concerne une planche de bord pour vbhicule automobile. Plus particulierement, I'objet est la fabrication d'une planche de bord prebsentant un cotb extbrieur, un cotb intbrieur et une paroi incluant un couvercle pour un systeme de protection a coussin(s) gonflable(s) disposb(s) derriere la planche de bord, le couvercle qui est invisible depuis l'extbrieur btant dblimitb en bordure par un affalblissement de la paroi de la planche de bord, cet affalblissement btant visible intbrieurement et dbfinissant une ouverture pour le(s) coussin(s) gonflable(s).Dans ce procddb: (a) on injecte une couche de matiere plastique cure, o (b) on rbalise localement, du cOtb intbrieur, un affaiblissement de cette couche de matiere plastique, avantageusement par dbcoupe apres moulage, (c) on recouvre du cotb extbrieur la couche de matiere plastique cure avec un revetement dbcoratif, s (d) on prbvoit une paste pourvue d'une charniere pour ['articulation du couvercle par rapport a un cadre de renfort en matiere plastique cure, adaptb pour etre fixb a la planche de bord du cotb intbrieur et dbfinissant un canal d'bjection pour le(s) coussin(s) gonflable(s), la paste btant naturellement sensible aux vibrations gbnbrbes par un appareil de soudage o de matiere(s) plastique(s) par vibrations et btant done naturellement susceptible de transmettre ces vibrations, ladite paste btant adaptee pour etre fixbe a ladite couche de matiere plastique cure a ltendroit du couvercle et au cadre de renfort en des zones situbes du cotb intbrieur de la planche de bord. Le probleme qui se pose concerne les inconvbnients qui peuvent rbsulter du soudage par vibrations du cadre de renfort sur la planche de bord. En effet, cette fixation s'opGrant a proximitb immbdiate de l'affaIblissement, la planche de bord risque d'etre endommagGe du fait des vibrations. En particulier, I'affaiblissement de la paroi risque de devenir visible du cote exterieur de la planche de bord, malgre le revetement decoratif. Plus generalement, on peut considerer que l'etape de soudure par vibrations du cadre de renfort a la couche de plastique dur de la planche de bord est critique vis-a-vis de l'integrite, de la solidite et de ['aspect de la planche de bord a l'endroit, ou dans l'environnement immediat, de son couvercle prevu pour etre invisible exterieurement. Pour apporter une solution a ce probleme, une caracteristique de ['invention prevoit que: o (e) on fixe la paste au couvercle, (0 pour fixer le cadre de renfort a la planche de bord, on le soude par vibration a ladite couche de matiere plastique cure, a proximite immediate de l'affaiblissement et, avant ce soudage, une discontinuite vibratoire existe entre le cadre de renfort et la paste pour que, lors du :s soudage du cadre de renfort, certaines des vibrations generees par ce soudage soient absorbees a l'ecart de l'affalblissement delimitant le couvercle, (g) et, juste avant l'etape (f), ou apres cette etape, on fixe la paste au cadre de renfort. zo Pour une ergonomic de fabrication liee en particulier a la standardisation de cette fabrication, a une fabrication en serie et a une diminution de ces couts de fabrication, on conseille que ltetape (e) de la fixation de la paste au couvercle s'opere entre les etapes (d) et (f), et avant ltetape (g). Les etapes (b) et (c) peuvent etre interverties. :s Pour limiter encore les contraintes imposees a la zone d'affaiblissement lors de la fabrication, on conseille que l'etape (e) comprenne un bouterollage a air chaud. Dans ce cas, il est a priori prevu que la couche de matiere plastique cure constituent notamment la partie interieure du couvercle soit en une :o matiere thermoplastique (typiquement polypropylene EPDM) et que la paste soit metallique avec des passages menages a travers elle en vue de ce bouterollage. Subsidiairement, il est d'ailleurs conseille, pour une solidite d'assemblage et une tenue de la planche de bord lors de la sortie du coussin gonflable, d'utiliser une paste en tole metallique se presentant avantageusement comme un plaque coudee a l'endroit de la charniere. Pour assurer de maniere la plus appropriee possible la "discontinuite vibratoire" etablie lors de l'etape (f) entre le cadre de renfort et la paste, comme indique ci-avant, deux modes de realisation vent plus o particulierement envisages. Selon une premiere realisation: -- lors de l'etape (d), on fournit une paste presentant, entre la charniere et la zone de fixation de la paste au cadre, une zone d'amortissement des vibrations, et -- entre les etapes (e) et (0, on fixe la paste au cadre de renfort. Avantageusement, la zone d'amortissement des vibrations sera au demeurant integree a ia paste, laquelle presentera alors un brin mort a ltendroit de cette zone. Selon un second mode de realisation: o -- lors de l'etape (f), on prevoit d'absorber les vibrations dans ['air, en retardant jusqutapres cette etape la fixation de la paste au cadre de renfort, -- et ce n'est done que lors de l'etape posterieure (g) que l'on fixe ladite paste au cadre de renfort. On notera encore qu'aujourd'hui, un certain nombre de planches de z5 bord de vehicule se dolvent de presenter, en tent que revetement decoratif exterieur, une peau d'aspect doublee interieurement par une couche de mousse. Une caracteristique de ['invention prevoit done, lors de ltetape (c), de recouvrir la couche de plastique dur par un revetement comprenant une so couche de mousse doublee par une fine peau (ou un film) d'aspect. Une telle solution offre un aspect exterieur agreable, avec un toucher "couple". Par contre, un tel revetement avec une couche de mousse accro^t les risques de rendre visible la zone d'aflaiblissement mecanique du couvercle, ce qui impose d'autant plus l'apport d'une solution a ce probleme deja induit par le soudage par vibrations du cadre de renfort. A cet egard, ce probleme d'un defaut visible sur ltexterieur de la planche de bord est en particulier critique lorsque la peau d'aspect est une peau plastique et que sa mise en place avec la couche intermediaire de mousse par dessus la couche de plastique dur est realisee a chaud par o thermogainage. Une description encore plus detaillee de ['invention va maintenant etre fournie en reference aux dessins annexes dans lesquels: la figure 1 est une vue schematique en coupe d'un premier mode de realisation de ['invention, s la figure 2 est une vue agrandie du detail 11 des figures 1 et 3, la figure 3 est une alternative de realisation selon la meme vue en coupe que celle de la figure 1, et la figure 4 montre une realisation de la paste a l'endroit de laquelle s'articule le couvercle, dans le cas ou il s'agit d'une plaque metallique o integrant un "brie mort" d'amortissement vibratoire (vue a plus petite echelle que sur la figure 3). On precisera des a present que sur les figures 1, 2 et 3, les epaisseurs des couches de constitution de la paroi de la partie de planche de bord illustree ne vent pas proportionnelles entre elles. Typiquement, s I'epaisseur de ces couches va decroissante de l'interieur vers l'exterieur. Sur la figure 1 tout d'abord, on volt done une section locale d'une planche de bord 1 (ou panneau d'instrumentation) d'un vehicule automobile. Typiquement, la planche de bord est (au moins essentiellement) realisee en matiere thermoplastique. Cette planche de bord comprend, en partie inferieure, un corps de planche de bord 3 et, en partie superieure, une coiffe de planche de bord 5. C'est la coiffe 5 a laquelle on s'interesse ici. La coiffe 5 comprend trots couches, de l'interieur (I NT) vers I'exterieur (EXT): une premiere couche assez epaisse en matiere plastique cure 7 (par exemple en polypropylene EPDM), revetue d'une seconde couche de mousse expansee 9, elle-meme revetue d'une fine couche exterieure decorative 11. La couche exterieure 11 est typiquement en matiere plastique o souple que l'on appelle alors "peau". Dans la premiere couche 7, typiquement denommee "insert" est localement menage un affaiblissement 13. Cet affalblissement consiste en une fente decoupee de preference sur toute ltepaisseur de la couche 7, depuis l'interieur. La decoupe forme un contour qui se referme entierement, ou partiellement, sur lui-meme. Dans la realisation de la figure 1, il s'agit d'un contour a quatre cotes sensiblement rectangulaire. On definit ainsi, dans la limite interieure de cet affalblissement mecanique, un couvercle 15 pour un systeme de protection du (des) o occupant(s) avant du vehicule par coussin(s) gonflable(s). En 17, est ainsi represente un tel coussin gonflable, dans son etat degonfle. Le coussin 17 est dispose a l'interieur d'un bo^'tier 19 fixe a un cadre de renfort 21 par des moyens de fixation, telles que des vis, dont l'une a ete representee en 23. Le coussin gonflable 17 et son bo'^tier 19 vent disposes a l'interieur de la planche de bord, de meme que le cadre de renfort 21 qui peut se presenter comme un cadre a quatre cotes, avec une section en "U", comme illustre sur la figure 1. Sur ['illustration, les fixations du bo^'tier 19 au cadre 21 vent realises a ltendroit d'une des ailes du "U", I'autre aile 21a servant a la fixation du cadre 21 a la coiffe 5, et plus particulierement a la couche interieure plastique 7. Autant la fente (continue ou discontinue) constituent l'affaiblissement 13 est visible depuis l'interieur de la planche de bord (hors la presence du cadre de renfort 21), autant cet affaiblissement doit etre invisible du cOte exterieur de la coiffe, des lors qu'il ne traverse pas la couche exterieure decorative 11, ni au moins la partie la plus exterieure de la couche o intermediaire de mousse plastique 9. Comme on l'a compris, la ligne d'affalblissement 13 definit une ouverture pour le coussin gonflable 19 lorsque, sous la pression d'un propulseur (non represente), ce coussin est propulse hors de son bo'^tier, dans le sens de la fleche 25, rompant ainsi la ligne d'affalblissement 13 sur s I'essentiel au moins de sa longueur, et sortant de la coiffe 5 en direction de ltoccupant du vehicule situe en regard de cette zone de la planche de bord. Pour une sortie controlee du coussin gonflable et pour retenir le couvercle (egalement appele portillon) 15, ce couvercle est articule visa-vis du cadre de renfort 21. o Cette fonction d'articulation, ainsi qu'une fonction complementaire de renfort du couvercle 15, est assuree par une paste 27 fixee en 27a au cadre 21 et presentant en 27b une charniere d'articulation. Cette paste 27 s'etend done a l'interieur de la planche de bord, sous la coiffe 5, et presente une partie 27c qui double interieurement la partie de : la couche 7 qui constitue la couche intbrieure du couvercle 15. De preference, la partie 27c de la paste 27 stetend sur l'essentiel au moins de la surface interieure du couvercle 15, sensiblement jusqu'en bordure exterieure de celui-ci, comme on peut le voir sur la figure 2 ou l'on detaille mieux la fente 13. On considere que ['ensemble des couches 7, 9, 11 constitue, pour la planche de bord et plus precisement ici pour la coiffe 5, une paroi globalement reperee 29 sur la figure 2. Comme cela appara^'t toujours plus clairement sur la figure 2, I'aile 21a du cadre de renfort 21 est fixee, par un soudage par vibrations, en 31, a la couche plastique cure interieure 7. On notera que le cadre 21 a pour objet non seulement de renforcer la structure de la planche de bord, compte tenu de la presence du coussin gonflable, mais sert egalement de canal d'ejection pour ce coussin gonflable o pour l'orienter suivant la direction 25 jusqu'a l'ouverture 33 que cree le basculement du couvercle 15 autour de la charniere 27b, lors de ['explosion du sac. Comme deja indique, un probleme important resolu dans ['invention concerne l'endommagement que peut subir la coiffe 5 au moins localement s lors du soudage par vibrations du cadre de renfort 21 sur la couche 7. Pour apporter une solution a ce probleme, I'invention propose de realiser comme suit ['assemblage precise illustre sur la figure 1. Tout d'abord, on injecte sous pression, dans un moule d'injection, la couche de matiere plastique cure 7. Puis, on decoupe localement, du cote o interieur, au moins cette couche pour constituer la ligne d'affalblissement mecanique 13. Pour cela, on peut recourir a une decoupe par laser. On recouvre ensuite du cote exterieur cette couche 7 ainsi decoupee localement, par les couches superficielles 9 et 11, de telle maniere que la fente 13 n'apparaisse done pas a l'oeil du cote exterieur de la coiffe 5, la :s couche exterieure 11 pouvant en particulier etre constituee par une fine couche plastique, grainee ou non. Pour effectuer cette etape de recouvrement de la couche 7, il stavere techniquement approprie dans certains cas de recourir a un thermogainage consistent a doubler la couche 7 par une couche de mousse plastique expansee 9 elle-meme revetue d'une peau decorative exterieure 11. En pratique, ceci participe au risque de rendre visible la ligne d'affaiblissement mecanique 13. Dans lthypothese ou la paste 27 aurait consiste en un filet ou en une plaque en matiere thermoplastique, comme dans US-A-6 318 752, ce risque aurait malgre tout typIquement ete considere comme acceptable, etant donne que la fixation du cadre 21 a la paroi 29 ainsi realisee ntaurait pas aggrave le risque de deceler la fente 13 depuis l'exterieur de la planche de bord, etant donne qutalors, il n'y aurait pas eu de problemes de vibrations susceptibles d'etre transmises par ce filet ou cette plaque dans o l'environnement de l'affalblissement 13. Mais, dans le cadre de ['invention, il est prevu d'utiliser en tent que paste 29, une paste naturellement sensible aux vibrations generees lors du soudage et propre done a entraner un endommagement a l'endroit, ou dans l'environnement, de la ligne d'affaiblissement 13. En particulier, la paste 27 peut consister en une plaque metallique mise en forme avec un ou plusieurs coudes, comme le montre la section de la figure 1,1'epaisseur de cette plaque rapportee a ses autres dimensions etant telle qu'elle transmet nettement les vibrations generees par l'appareil de soudage par vibrations schematise en 35 sur la figure 1. o La solution de ['invention a ce probleme, telle que deja indiquee, est d'assurer une discontinuite vibratoire entre le cadre 21 et la paste 27. Pour cela, on prevoit en premiere solution de fixer la partie 27c de la paste 27 "naturellement vibrante" a la couche 7, a ltendroit du couvercle 15, mais par contre de ne pas fixer sa partie opposee 27a, de sorte qu'au z moment de la soudure par vibrations du cadre 21, aucune vibration ne se transmet a la paste 27,1'air jouant le role d'absorbant. Et ce n'est qu'ensuite, une fois le soudage effectue, que lton fixe la partie 27a au cadre 21. A noter qutune autre solution peut etre de fixer la paste en 27a au so cadre 21, sans fixer la zone 27c, celle-ci n'etant iiee a la coiffe 5 qu'apres I'etape de soudage par vibrations du cadre 21. Mais cette solution est industriellement moins pratique et n'est pas ici conseillee. Concernant la liaison entre la paste 27 et la couche 7, on la realisera de preference par bouterollage a air chaud, si la partie 27c presente, comme dans ['illustration de la figure 4, des passages 27 permettant a la matiere plastique en fusion de fluer a travers la surface en regard de cette paste, en assurant ainsi une fixation efficace. Ceci limite les risques de rendre l'affaiblissement 27 visible. On notera egalement que la fixation de la paste 27 au cadre 21 o s'effectuera a l'exterieur du canal d'ejection 39 delimite par le cadre 21 et qui communique avec l'ouverture 33. Cette fixation exterieure pourra etre realisee sur une nervure du cadre de renfort, et la paste pourra passer, a la base de sa charniere 27b, a travers une ouverture 41 menagee dans l'ame du cadre 21, sur un de ses cotes. Sur la figure 2, on remarquera egalement que le cadre 21 sera avantageusement dispose de maniere, une fois fixe, a deborder legerement a l'interieur des limites du couvercle 15 de sorte qu'alors, les fentes d'affaiblissement mecanique 13 soient protegees par un angle du cadre (voir o en 21 c sur la figure 2). Parvenus a cette etape de fabrication, le bo^rtier 19 renfermant le sac degonfle 17 et son systeme de propulsion vent fxes notamment en 23 au cadre 21. Une fixation complementaire a la traverse (appeiee egalement :s poutre transversale ou "cross-beam") fixee au bati du vehicule et qui renforce ltensemble de la planche de bord 1, peut etre prevue par l'intermediaire d'une plaque 45 reliant la traverse 43 et ie boArtier 19. La difference entre la solution de la figure 3 et celle de la figure 1 consiste en la maniere de constituer la discontinuite vibratoire entre le cadre de renfort et la paste, pour eviter done en particulier de rendre visible le couvercle 15. Dans ce cas, on a choisi de realiser une zone d'amortissement des vibrations entre la charniere de la paste de renfort et la zone de fixation de cette paste au cadre 21. Sur la figure 3, les pieces identiques entre le mode de realisation illustre sur cette figure et celui illustre sur la figure 1 ont les memes reperes. Ainsi, si la paste de renfort et d'articulation est maintenant reperee dans son ensemble 27', eile comprend malgre tout toujours une partie 27c o en forme de plaque, comme le montre la figure 4, pour doubler interieurement le couvercle 15 qui s'articule a l'endroit de la charniere 27b que forme l'un des coudes de cette paste 27', laquelle presente la particularite d'integrer un brin mort 47' situe de preference entre la zone de charniere 27b et la zone 27a de fixation au cadre 21. :s Dans ce cas, la paste 27' peut etre fixee au couvercle et au cadre avant de souder le cadre a la planche de bord. Le brin mort 47' peut consister en particulier en une zone de circonvolutions ou de zigzags formant une sorte de surlongeur favorable a casser les ondes vibratoires transmises par l'appareil de soudage 35 au moment de la fixation du cadre a la couche 7. Avantageusement, ce brin mort 47' sera situe a l'exterieur du canal d'ejection 39, c'est-a-dire au-dela du passage 41' a travers lequel passe la paste 27' pour etre fixce a la nervure 51 du cadre. On evite ainsi d'empieter sur le passage reserve a la sortie du :s coussin gonflable 17 et d'interferer avec la zone 27b d'articulation. Concernant la coiffe 5, ceile-ci comprend toujours, outre ['insert rigide 7 en matiere plastique, une couche exterieure fine decorative qui pourrait etre un tissu, tel que repere 11' sur la figure 3, meme si la solution du thermogainage est preferee pour des questions de procede de so fabrication, de securite d'ouverture du couvercle compte tenu des real isations ici envisagees, et de secu rite q u ant a l'invisibi l ite de la presence d'un couvercle pour coussin gonflable, derriere cette couche decorative. REVENDICATIONS 1. Procede de fabrication d'une partie de planche de bord presentant un cote exterieur, un cote interieur et une paroi (29) incluant un couvercle (15) pour un systeme de protection (17) a coussin(s) gonflable(s) dispose(s) derriere la planche de bord, vue depuis l'exterieur, le couvercle qui est invisible depuis ltexterieur, etant delimite en bordure par un affaiblissement (13) de la paroi de la planche de bord, cet affaiblissement etant visible du cote interieur et definissant une ouverture pour le(s) coussin(s) gonflable(s), le procede comprenant les etapes suivantes: o (a) on injecte une couche de matiere plastique cure (7), (b) on realise localement, du cate interieur, un affaiblissement (13) dans la couche de matiere plastique cure, (c) on recouvre du cote exterieur la couche de matiere plastique cure avec un revetement decoratif (11), s (d) on prevoit une paste (27, 27') pourvue d'une charniere (27b) pour ['articulation du couvercle par rapport a un cadre de renfort (21) en matiere plastique cure, adapte pour etre fixe a la planche de bord du cote interieur et definissant un canal d'ejection (39) pour le(s) coussin(s) gonflable(s), la paste etant naturellement sensible aux vibrations generees par un appareil (35) de o soudage de matiere(s) plastique(s) par vibrations et etant done naturellement susceptible de transmettre ces vibrations, ladite paste etant adaptee pour etre fixce a ladite couche de matiere plastique cure (7) et au cadre de renfort, a l'endroit du couvercle, en des zones situees du cote interieur de la planche de bord, :s (e) on fixe la paste (27) au couvercle (15), (0 pourfixer le cadre de renfort (21) a la planche de bord (5), on le soude par vibrations a la couche de matiere plastique cure (7), a proximite immediate de l'affaiblissement (13) et, avant ce soudage, une discontinuite vibratoire existe entre le cadre de renfort et la paste pour que, lors du soudage du cadre de renfort, certaines des vibrations generees par ce so ud age soient absorbees a l'ecart de l'affai bl issement delimita nt le couvercle, (g) et, juste avant l'etape (0, ou apres cette etape, on fixe la paste (27, 27') au cadre de renfort (21). 2. Procede selon ia revendication 1, caracterise en ce que l'etape (e) s'opere entre les etapes (d) et (0 et avant ltetape (g). 3. Procede selon la revendication 1 ou la revendication 2, caracterise en ce que l'etape (e) de fixation de la paste (27, 27') au couvercle (15) o comprend un bouterollage a air chaud. 4. Procede selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que, lors de ltetape (d), on fournit une paste (27, 27') en tole metallique. 5. Procede selon les revendications 3 et 4, caracterise en ce que la paste se presente comme une plaque coudee a l'endroit de la charniere (27c) et traversee par des passages (37) en regard du couvercle (15). 6. Procede selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que: -- lors de l'etape (d), on fournit une paste (27) presentant, entre la o charniere (27c) et la zone (27a) de fixation de la paste au cadre, une zone (47') d'amortissement des vibrations, et -- entre les etapes (e) et (0, on fixe la paste au cadre de renfort (21). 7. Procede selon la revendication 6, caracterise en ce que la zone d'amortissement des vibrations est integree a la paste (27'), laquelle presente :s un brin mort (47') a l'endroit de cette zone. 8. Procede selon l'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que: -- lors de l'etape (9, on absorbe lesdites vibrations dans ['air, en retardant jusqu'apres cette etape la fixation de la paste (27) au cadre de so renfort (21), -- et lors de l'etape (g) posterieure a l'etape (0, on fixe done ladite paste (27) au cadre de renfort. 9. Procede selon l'une quelconque des revendications precedentes, caracterise en ce que lors de l'etape (c), on recouvre la couche de matiere cure (7) avec un revetement comprenant une couche de mousse (9) doublee par une peau d'aspect (11). 10. Procede selon la revendication 9, caracterise en ce que lors de l'etape (c), on effectue un thermogainage de la couche de matiere cure, la peau d'aspect consistent en une couche de matiere plastique. o 11. Procede selon la revendication 7, caracterise en ce que le brin mort (47') de la paste est situe a l'exterieur du canal d'ejection (39) reserve