Brevet FR2854363A1 — publié le 20041105

Procédé et dispositif d'intégration d'un composant dans une pièce en mousse synthétique, telle qu'une matelassure de siège, et siège de véhicule automobile comportant un tel composant. La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'intégration d'un composant dans une pièce en mousse synthétique. L'application visée est essentiellement mais non limitativement l'intégration de capteurs de mesure, par exemple un détecteur de présence, dans une matelassure en mousse de polyuréthanne d'un siège de véhicule automobile. Pour des raisons de confort ou de sécurité, il peut être souhaité d'intégrer dans l'assise d'un siège des capteurs de présence, ou des capteurs de mesure du poids du passager, par exemple intervenant dans le déclenchement des coussins de protection gonflables appelés couramment "air-bags". Il peut aussi être envisagé de placer à l'intérieur de la matelassure d'un coussin d'assise ou de dossier, ou encore dans un appuitête, accoudoir, etc., d'autres capteurs ou équipements électroniques, en général de dimensions relativement réduites et en tout cas ne devant pas être ressentis par l'utilisateur du siège. Il est déjà connu de réaliser cette intégration par surmoulage, c'est à dire que le ou les composants à intégrer dans la mousse sont mis en place dans le moule servant à la fabrication du coussin ou de la matelassure, avant l'introduction du polyuréthanne et son moussage, qui sont par ailleurs réalisés de manière classique. Une autre méthode consiste à prévoir des inserts dans le moule, servant comme des noyaux de fonderie, pour ménager dans la pièce en mousse, après moussage, un ou des logements adaptés pour y placer ultérieurement les composants désirés. Quelle que soit la méthode, la présence d'un élément, composant intégré ou insert, dans le moule avant introduction du polyuréthanne et moussage, est susceptible de perturber le bon remplissage du moule, ce qui peut générer des défauts, tels que bulles par exemple, altérant la qualité et les performances de la pièce en mousse obtenue. De plus, dans la première méthode, le composant est soumis directement lors du moussage à une ambiance agressive, résultant des conditions de température et de pression requises pour le moussage, qui peut altérer le fonctionnement du composant ou modifier son positionnement de manière incontrôlée. Dans la deuxième méthode, la présence de l'insert modifie le volume interne du moule, ce qui peut aussi créer des problèmes de remplissage, et de plus la nécessité de prévoir les retraits de ces inserts après moussage complique fortement les outillages, par l'utilisation de pièces mobiles dans le moule. Et il reste nécessaire de réaliser l'opération complémentaire de mise en place ultérieure des composants à intégrer dans la pièce ne mousse. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes susvisés. Elle vise en particulier à permettre une intégration facile et précise en localisation, d'un composant de type capteur ou similaire dans une pièce en mousse de polyuréthanne pour un siège de véhicule. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé d'intégration d'un composant dans une pièce en mousse synthétique, caractérisé en ce que, en vue d'insérer le dit composant dans une découpe prévue à cet effet, on réalise la découpe au moyen d'un outil de découpe en forme de lame plate et allongée et présentant une extrémité effilée, l'outil de découpe étant inséré dans la pièce en mousse selon sa direction longitudinale à partir de la surface extérieure de la pièce et jusqu'à ce que son extrémité effilée soit amenée au point souhaité de localisation du composant, au moins la dite extrémité effilée étant chauffée à une température prédéterminée en fonction de la nature de la mousse, puis on retire l'outil. Le composant peut être amené en place par l'outil de découpe ou ultérieurement. Le fait de réaliser la découpe et l'insertion du composant dans la mousse après la fabrication proprement dite de la matelassure permet de ne pas modifier l'outillage utilisé classiquement pour cette fabrication, et donc en particulier de ne pas avoir besoin de modifier les moules de fabrication. La cavité du moule reste libre pour favoriser l'expansion de la mousse. Le procédé offre aussi plus de souplesse dans la fabrication de différentes versions de pièces ou de composants à intégrer, puisque ces opérations sont effectuées en reprises, ultérieurement et indépendamment du moussage. Une difficulté particulière pour l'intégration de composants dans la mousse de la matelassure résidait dans la quasi-impossibilité de réaliser un emplacement dans la mousse formée et polymérisée dans le moule, du fait des caractéristiques de résilience de la mousse polyuréthanne, qui ne permettent pas de pratiquer une ouverture avec un outil coupant classique, même une lame très coupante telle que celle d'un cutter, encore moins si elle doit être suffisamment profonde. En effet, une telle tentative de découpe a fortement tendance à déchirer la mousse plutôt qu'à la couper. L'invention résout ce problème de manière plus simple par l'utilisation de l'outil de découpe pré-mentionné, porté à une température adéquate prédéterminée en fonction de la nature de la mousse et des autres paramètres du procédé.La forme plate et effilée, en forme de lame, ou pointue, de l'extrémité de l'outil, et sa température, se conjuguent pour permettre la pénétration de l'outil dans la mousse sans cependant la brûler, pour éviter des dégagements gazeux nocifs, ou l'apparition d'une croûte dure de part et d'autre de la fente réalisée dans la mousse, qui pourraient altérer le confort de la matelassure. Préférentiellement, la température sera de l'ordre de 250[deg]C, plus ou moins 100[deg]C par exemple. L'outil de découpe pourra être réalisé dans un matériau métallique, par exemple en aluminium, présentant une bonne conductibilité thermique, et pourra par ailleurs subir un traitement de surface adapté pour favoriser sa pénétration dans la mousse, par exemple être revêtu de Téflon, ou poli. Pour amener le composant dans sa position désirée, on utilise préférentiellement un outil d'insertion comportant des moyens d'accrochage du composant, tels que par exemple un ergot d'accrochage, les moyens d'accrochage étant conformés pour y accrocher le composant et entraîner le composant lors de la pénétration de l'outil d'insertion dans la pièce, et pour se libérer automatiquement du composant lors du retrait de l'outil. Le composant reste alors en place dans la pièce du fait du frottement au contact de la mousse et du coincement entre les deux faces de la fente réalisée, ces faces restant sensiblement pressées l'une contre l'autre puisque la découpe ne provoque pas d'enlèvement de matière. Selon un premier mode de mise en u̇vre, c'est l'outil de découpe qui sert d'outil d'insertion et qui comporte les moyens d'accrochage, et le composant est amené en place simultanément à l'opération de découpe. Ce mode de réalisation permet de réaliser la découpe et l'implantation du composant en une seule opération, ce qui est particulièrement favorable pour la durée globale des opérations d'intégration, mais nécessite que le composant à intégrer puisse résister aux températures de chauffage de l'outil de découpe. Selon une autre mode de mise en u̇vre, supprimant ce problème éventuel, on effectue la découpe dans un premier temps, puis, après retrait de l'outil de découpe, on insère le composant par un outil d'insertion spécifique pourvu des dits moyens d'accrochage, qui peuvent être aussi par exemple un clip de maintien, adapté pour libérer le composant lors du retour, c'est à dire de la sortie, de l'outil d'insertion. Selon un troisième mode de mise en u̇vre, on utilise un outil de découpe comportant une rainure de guidage longitudinale, et le composant est amené en position, alors que l'outil de découpe est inséré dans la pièce, au moyen d'un coulisseau guidé sur la dite rainure, le coulisseau constituant l'outil d'insertion et comportant les moyens d'accrochage du composant. Le coulisseau est poussé par des moyens de poussée, par exemple une tige de poussée fixée au coulisseau, jusqu'à ce que le composant soit en place, puis l'outil de découpe et le coulisseau sont retirés, laissant le composant en place.Ce troisième mode de réalisation permet de dissocier l'opération de découpe de celle d'implantation du composant, résolvant les problèmes de températures limites auxquelles le composant peut être soumis, mais évitant de devoir utiliser un deuxième outil spécifique pour la mise en place du composant. De plus, comme l'outil de découpe reste dans la fente qu'il a réalisée jusqu'à la mise en place du composant, l'introduction du composant est facilitée par rapport au cas où il serait nécessaire de réintroduire un autre outil dans la fente précédemment réalisée mais qui a tendance à se refermer dès le retrait de l'outil de découpe. L'outil de découpe peut être chauffé seulement préalablement à son insertion, par des moyens de chauffage externes, par exemple par rayonnement infrarouge, par un générateur d'air chaud, résistance électrique, ou tout autre moyen de chauffage adapté, compte tenu que la température désirée reste relativement basse, de l'ordre de 150 à 350[deg]C environ. L'outil de découpe pourrait aussi être chauffé en permanence au cours de l'insertion, par des moyens de chauffage intégrés, par exemple par une résistance électrique implantée dans l'outil, ou par circulation interne d'un fluide caloporteur. L'invention a aussi pour objet un dispositif d'intégration d'un composant dans une pièce en mousse synthétique, pour la mise en u̇vre du procédé tel que défini ci-dessus, ce dispositif comportant : - un support de pièce - un outil de découpe plat et allongé, ayant une extrémité effilée, orientée vers le support de pièce, - un chariot de support, adapté pour porter l'outil de découpe, pour le déplacer selon sa direction longitudinale, - des moyens de chauffage, pour chauffer l'extrémité de l'outil de découpe avant et ou pendant le déplacement du chariot. Selon des dispositions particulières alternatives ou complémentaires, l'outil de découpe comporte des moyens d'accrochage pour entraîner le composant à intégrer dans la pièce en mousse, ou bien le dispositif comporte un outil d'insertion indépendant de l'outil de découpe et comportant les dits moyens d'accrochage. Selon un troisième mode de réalisation, l'outil de découpe peut aussi comporter une rainure de guidage longitudinale, et un coulisseau guidé sur la dite rainure, le coulisseau constituant l'outil d'insertion et comportant les moyens d'accrochage du composant et des moyens de poussée pour déplacer le coulisseau sur la dite rainure. L'invention a encore pour objet un siège de véhicule automobile comportant une matelassure en mousse de polyuréthanne et un composant intégré dans la dite matelassure, ce siège étant caractérisé en ce que le composant est logé au fond d'une fente s'étendant à partir d'une surface extérieure de la matelassure et réalisée sans enlèvement de matière de la matelassure par le procédé défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un dispositif conforme à l'invention et de sa mise en u̇vre pour l'implantation d'un capteur dans la matelassure d'assise d'un siège d'automobile. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue générale du siège, illustrant la zone d'implantation du capteur, - la figure 2 est une vue schématique de l'installation d'implantation, - la figure 3 est une vue de détail montrant en coupe l'extrémité de l'outil de découpe insérée dans la matelassure, dans un mode de réalisation où on utilise l'outil de découpe pour effectuer la découpe et l'insertion du composant, - la figure 4 illustre le retrait de l'outil après mise en place du composant, - la figure 5 est une vue en coupe transversale de l'outil, - la figure 6 est une vue illustrant une variante de l'outil, qui comporte ici un coulisseau d'implantation du composant. Sur le dessin de la figure 1, on a représenté un siège 1, dans l'assise 11 duquel est implanté un composant 2, par exemple un capteur de détection de présence d'un usager. Le capteur 2 est implanté au fond d'une fente 12 réalisée dans l'épaisseur de la matelassure 13 de l'assise, à partir par exemple de la face arrière de cette matelassure. Le dispositif utilisé pour réaliser cette fente et implanter le capteur 2 est représenté figure 2. Il comporte une table 31 de support de la matelassure 13, et un banc de guidage 32 sur lequel est guidé en translation selon la flèche FI, de manière connue en soi, un chariot 33 qui porte l'outil de découpe 4, lequel s'étend à partir du chariot vers la matelassure 13. La hauteur et l'inclinaison du banc 32 peuvent par ailleurs être réglées par des pieds réglables 34. L'outil de découpe est constitué par une lame métallique plate 4, dont l'extrémité 41 est effilée, comme on peut le voir figures 3 et 4. Une face de la lame comporte un dégagement 42 s'étendant longitudinalement presque jusqu'à l'extrémité de la lame, et dont la section, visible figure 5, est adaptée pour y loger le capteur 2 et ses connexions électriques . Un ergot 43 est proéminent dans le dégagement 42, pour y accrocher le capteur 2 qui comporte un orifice 21 à cet effet. L'ergot 43 est incliné vers la pointe 41 de la lame de manière à assurer un bon accrochage du capteur lorsque la lame est poussée dans la matelassure, comme illustré figure 3, et, à l'inverse, un décrochage automatique lorsque la lame est retirée, comme illustré figure 4. Par ailleurs, en partant de l'extrémité de la lame, c'est à dire de sa pointe, les bords latéraux de la lame 4 sont également effilés pour faciliter sa pénétration dans la mousse, avec l'objectif de simplement couper la mousse devant l'extrémité de la lame au fur et à mesure de sa pénétration, sans provoquer de suppression sensible de matière ni de déformation irréversible de la mousse, pour que, après mise en place du capteur, la mousse revienne en position en enrobant le capteur, au fur et à mesure du retrait de la lame, comme le montre la figure 4. Le banc de guidage comporte aussi des moyens de chauffage, tels que par exemple un dispositif de chauffage par air chaud 35 , disposé de manière à assurer un chauffage de l' extrémité 41 de la lame avant le début de la pénétration dans la mousse, et éventuellement une poursuite du chauffage au cours de son avancée provoquée par le mouvement du chariot 33. A titre d'exemple, la longueur de la lame peut être de 500 mm, pour une épaisseur de 4 mm et une largeur de 35 mm, une telle lame étant destinée à réaliser une fente sur une profondeur de l'ordre de 250 à 300 mm, au fond de laquelle le capteur sera logé. La mise en u̇vre du procédé d'intégration se fera de la manière suivante : Après mise en place de la matelassure 13, la lame est chauffée par le dispositif de chauffage 35 à une température prédéterminée, puis on commande l'avancée du chariot 33, provoquant ainsi la pénétration de la lame dans la matelassure, jusqu'à la profondeur désirée. La lame est ensuite retirée par un mouvement inverse du chariot. Le capteur est disposé dans le dégagement de la lame, ou d'un outil spécifique d'insertion, sensiblement de même forme que la lame, fixé sur le chariot, le capteur étant accroché sur l'ergot 43 par son trou 21. La lame ou l'outil d'insertion est à nouveau poussé par le chariot dans la matelassure, jusqu'à ce que le capteur 2 soit dans la position souhaitée. La lame ou l'outil est alors retiré, laissant le capteur 2 en place, celui ci s'étant dégagé automatiquement de l'ergot 43 du fait de l'inclinaison de ce dernier. Si le capteur ou autre composant à intégrer dans la matelassure peut supporter la température de chauffage requise pour la découpe de la fente, il est possible de mettre en place le composant sur la lame dés l'opération de découpe. La figure 6 illustre une variante utilisant un outil de découpe 4', dont les formes extérieures sont similaires à celle de l'outil 4 décrit précédemment, et qui comporte une rainure 45 de guidage longitudinal pour un coulisseau 46, lequel porte l'ergot 43 d'accrochage du capteur. Dans ce cas, la découpe est réalisée comme indiqué précédemment, par insertion de la lame chauffée dans la matelassure. Mais au lieu de la retirer pour venir y fixer le capteur, la lame est maintenue en place, et le capteur est mis en place en l'insérant au moyen du coulisseau 43 que l'on fait glisser dans la rainure 45 par une tige de poussée 47. Lorsque le capteur est en place, on retire la lame 4' avec le coulisseau, de manière similaire à l'exemple précédent. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus uniquement à titre d'exemples. En particulier, le chauffage de la lame de découpe pourra être assuré par tous moyens de chauffage externe ou interne à la lame. Le procédé pourra aussi être utilisé pour la mise en place de divers composants dans d'autres éléments de sièges comportant une matelassure en mousse, notamment mais non exclusivement en mousse de polyuréthanne. REVENDICATIONS 1. Procédé d'intégration d'un composant (2) dans une pièce (13) en mousse synthétique, caractérisé en ce que, en vue d'insérer le dit composant dans une découpe (12) réalisée à cet effet dans la dite pièce, on réalise la découpe au moyen d'un outil de découpe (4) en forme de lame plate et allongée et présentant une extrémité effilée (41), au moins la dite extrémité effilée (41) étant chauffée à une température prédéterminée en fonction de la nature de la mousse, l'outil de découpe étant inséré dans la pièce en mousse selon sa direction longitudinale à partir de la surface extérieure de la dite pièce et jusqu'à ce que son extrémité effilée soit amenée au point souhaité de localisation du composant, puis on retire l'outil (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour amener le composant (2) dans sa position désirée, on utilise un outil d'insertion comportant des moyens d'accrochage (43) conformés pour y accrocher le composant et entraîner le composant lors de la pénétration de l'outil dans la pièce, et pour se libérer automatiquement du composant lors du retrait de l'outil. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que c'est l'outil de découpe (4) qui sert d'outil d'insertion et qui comporte les moyens d'accrochage (43), et le composant (2) est amené en place simultanément à l'opération de découpe. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue la découpe dans un premier temps, puis, après retrait de l'outil de découpe (4), on insère le composant par un outil d'insertion spécifique pourvu des dits moyens d'accrochage. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise un outil de découpe (4') comportant une rainure de guidage longitudinale (45), et le composant (2) est amené en position, alors que l'outil de découpe est inséré dans la pièce (13), au moyen d'un coulisseau (46) guidé sur la dite rainure, constituant l'outil d'insertion et comportant les moyens d'accrochage (43) du composant, le coulisseau étant poussé par des moyens de poussée (47) jusqu'à ce que le composant soit en place, puis l'outil de découpe (4') et le coulisseau sont retirés en laissant le composant en place. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil de découpe est chauffé préalablement à son insertion, par des moyens de chauffage externes, ou en permanence par des moyens de chauffage intégrés dans l'outil. 7. Dispositif d'intégration d'un composant (2) dans une pièce en mousse synthétique (13),caractérisé en ce qu'il comporte : - un support de pièce (31), - un outil de découpe (4, 4') plat et allongé, ayant une extrémité effilée (41), orientée vers le support de pièce, - un chariot de support (33), adapté pour porter l'outil de découpe, pour le déplacer selon sa direction longitudinale, - des moyens de chauffage (35), pour chauffer l'extrémité de l'outil de découpe avant et/ou pendant le déplacement du chariot. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'outil de découpe (4) comporte des moyens d'accrochage (43) pour entraîner le composant (2) à intégrer dans la pièce en mousse. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un outil d'insertion indépendant de l'outil de découpe et comportant les dits moyens d'accrochage. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'outil de découpe (4') comporte une rainure de guidage longitudinale (45), et un coulisseau (46) guidé sur la dite rainure, le coulisseau constituant l'outil d'insertion et comportant les moyens d'accrochage (43) du composant et des moyens de poussée (47) pour déplacer le coulisseau sur la dite rainure. 11. Siège (1) de véhicule automobile comportant une matelassure (13) en mousse de polyuréthanne et un composant (2) intégré dans la dite matelassure, ce siège étant caractérisé en ce que le composant est logé au fond d'une fente (12) s'étendant à partir d'une surface extérieure de la matelassure et réalisée sans enlèvement de matière de la matelassure par le procédé selon l'une des revendications 1 à 6.