Brevet FR2876313A1 — publié le 20060414

B0732FR 2876313 1 La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure de rigidification dans une pièce en matière synthétique, et une pièce en matière synthétique comprenant au moins une structure de rigidification ainsi fabriquée. Dans l'état de la technique, la rigidité de pièces en matière synthétique est augmentée par exemple par l'augmentation de l'épaisseur de paroi. Ceci n'est cependant possible que jusqu'à des épaisseurs de paroi déterminées. En ou- tre, il est connu d'augmenter la rigidité en faisant appel à des nervurages. Pour cela il faut cependant du volume supplémentaire qui n'est pas toujours disponible. La combinaison avec un autre matériau pour des pièces en matière synthétique, dans le but d'augmenter la rigidité, est également connue. L'autre matériau peut être soit une matière synthétique plus dure, soit un insert métallique. Des inserts métalliques sont usuellement incorporés sous forme de plaques ou de barres, dans des pièces en matière synthétique. Cependant, il est nécessaire de conformer de manière simple des pièces en matière synthétique de façon qu'elles soient plus rigides. Le but de la présente invention est de ce fait de fournir un procédé pour fabriquer une structure de rigidification dans une pièce en matière synthétique, procédé qui permet une amélioration supplémentaire de la rigidité. Ce problème est résolu selon l'invention par un procédé de fabrication d'une structure de rigidification dans une pièce en matière synthétique dans lequel la matière synthétique de la pièce en matière synthétique est maintenue par zones, par une pluralité de zones de bordure ou de saillies (présentant chacune une contre-dépouille) d'un élément de rigidification de la structure de rigidification, qui par ailleurs présente des surfaces,, le maintien étant tel qu'une force de flexion appliquée à la pièce en matière syn- thétique est convertie en une force de cisaillement / compression par l'intermédiaire de la structure de rigidification. B0732FR 2876313 2 Il peut alors être prévu que l'élément de rigidification soit constitué par une tôle conformée en râpe comprenant une pluralité de trous d'estampages et des zones de bordure formant des saillies, les zones de bordure étant sur la périphérie des trous d'estampage, ou par une plaque, de préférence une tôle, par incorporation d'ouvertures réalisées en particulier sous la forme de trous d'estampage, et formage de zones de bordure ou de saillies au voisinage des ouvertures. Selon l'invention, il est également alors proposé que, dans la zone des trous d'estampage à incorporer dans la plaque, on introduise d'abord des lignes d'estampage dans la plaque et que, le long de ces lignes d'estampage qui délimitent au moins par zones les zones de bordure ou les saillies, du matériau de la plaque soit ensuite, par zones, replié, arraché ou enlevé par rupture, pour former les trous d'estampage avec des zones de bordure ou des saillies. Il peut alors être prévu que, dans la zone de chaque trou d'estampage à incorporer dans la plaque, au moins deux lignes d'estampage qui se croisent soient introduites, pour former au moins quatre zones de bordure ou saillies. En outre, il est proposé selon l'invention que, dans la zone de chaque trou d'estampage à incorporer dans la plaque, du matériau venant de la plaque soit enlevé, de préférence au moyen d'un découpage par estampage, afin de ménager un évidement, en particulier centralement, dans le trou d'estampage correspondant. Il peut alors également être prévu que l'évidement et les lignes d'estampage soient réalisées en une seule étape 30 opératoire pour chaque trou d'estampage. De nombreuses formes de réalisation du procédé selon l'invention sont caractérisées par le fait que l'évidement est réalisé sous forme d'un cercle ou d'un polygone. Selon l'invention, il est également proposé que l'élément de rigidification, avec ses zones de bordure ou ses saillies, soit introduit dans un outil et, ensuite enrobé par injection ou par soufflage avec de la matière synthétique, ou bien qu'un élément en matière synthétique B0732FR 2876313 3 présentant une surface, soit fourni et que l'élément de rigidification, avec ses zones de bordure ou ses saillies tournées vers l'élément en matière synthétique, soit pressé à plat sur la surface sur l'élément en matière synthétique. En outre, selon l'invention, il peut être prévu que l'élément de rigidification soit disposé sur une première face et que l'élément en matière synthétique soit disposé sur une deuxième face de la pièce en matière synthétique, opposée à la première face. Il est également proposé selon l'invention que les zones de bordure ou les saillies qui s'écartent d'une partie présentant des surfaces de l'élément de rigidification, soient fabriquées chacune avec une longueur dl inférieure à l'épaisseur d2 de la pièce en matière synthétique, de préférence inférieure à l'épaisseur d'2 de l'élément en matière synthétique. De plus, il est proposé selon l'invention que la largeur b de chaque trou d'estampage, qui est déterminée par la longueur des lignes d'estampage et/ou qui est d'au moins 2d1i soit choisie de manière que, lors de la fabri- cation de l'ensemble formé de l'élément de rigidification et de l'élément en matière synthétique, aucune matière synthétique n'arrive sur la première face en passant par un trou d'estampage. L'invention propose également une pièce en matière synthétique ayant au moins une structure de rigidification qui présente une pluralité de trous d'estampage ainsi que des zones de bordure et des saillies et qui est fabriquée par un procédé selon l'invention. Il peut alors être prévu que les zone de bordure ou les saillies soient limitées par des lignes d'estampage, la rigidité de la pièce en matière synthétique étant réglable, en particulier par l'intermédiaire des dimensions et de la géométrie de ces lignes d'estampage, de préférence en fonction d'au moins une propriété du matériau, en particulier des constantes élastiques de l'élément de rigidification et des dimensions, en particulier l'épaisseur, de la pièce en matière synthétique. B0732FR 2876313 En outre, il est proposé selon l'invention que les lignes d'estampage comprennent des premières lignes d'estampage qui délimitent latéralement les zones de bordure ou les saillies, les lignes d'estampage comprenant en outre de pré- férence des deuxièmes lignes d'estampage qui délimitent les zones de bordure ou les saillies sur leurs extrémités libres. Il peut également être prévu que des zones de bordure ou des saillies voisines présentent des courbures différen- tes, en particulier que, dans un plan, les zones de bordure ou les saillies présentent des courbures opposées de façon alternée. Selon l'invention, il est en outre proposé que chaque trou d'estampage soit sensiblement quadrangulaire et que soient prévues deux premières lignes d'estampage, qui s'étendent sensiblement perpendiculairement l'une à l'autre et se croisent, chaque première ligne d'estampage s'étendant entre deux angles opposés du quadrilatère du trou d'estampage correspondant. Il peut être prévu, selon l'invention, que la structure de rigidification soit disposée dans une zone dans laquelle règne des pressions statiques et/ou dynamiques, sous forme de dépressions et/ou de surpressions. Enfin, il est proposé également, selon l'invention, que la pièce en matière synthétique fasse partie d'une conduite d'aspiration ou d'un boîtier de filtre à air, ou d'un amortisseur de bruit, ou d'un capot de culasse d'un véhicule automobile. L'invention repose sur la connaissance surprenante du fait qu'une pièce en matière synthétique, en particulier dans des zones dans lesquelles elle est exposée à de fortes influences pulsatoires, peut être équipée d'une structure de rigidification, par l'intermédiaire de laquelle des déplacements en flexion sont convertis en déplacements en cisaillement. Dans ce but, il est proposé selon l'invention que la pièce en matière synthétique soit entourée, par zones, par un élément de rigidification qui présente en principe des surfaces, ledit élément de rigidification B0732FR 2876313 présentant une pluralité de saillies qui s'engagent, à la façon de crampons, dans un élément en matière synthétique de la pièce en matière synthétique, de sorte que, par application d'un effort de flexion sur l'ensemble formé de l'élément de rigidification et de l'élément en matière synthétique, une transmission de force par l'intermédiaire des saillies provoque un déplacement latéral du matériau, les déplacements correspondants étant compensés au moins partiellement en cas d'agencement d'une pluralité de saillies réalisée avec une courbure alternée,. Dans le cadre de la présente demande, l'expression "présentant des surfaces" est à entendre au sens le plus large. Par exemple, elle peut comprendre également des surfaces anguleuses et incurvées. Avantageusement, grâce à la géométrie de l'élément de rigidification, l'élasticité ou la rigidité de la pièce en matière synthétique peut être réglée. Si l'élément de rigidification est fabriqué par un procédé selon l'invention, on peut, en particulier par l'intermédiaire du nombre et de l'orientation de lignes d'estampage et/ou du reformage du matériau de l'élément de rigidification dans la zone des lignes d'estampage, fabriquer une structure souhaitée comprenant des trous d'estampage avec des zones de bordure ou des saillies qui déterminent le comportement élastique de la pièce en matière synthétique, du fait de sa mise en prise avec la matière synthétique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résultent de la description ci-après, dans laquelle trois modes de réalisation sont explicités à titre d'exemple à l'aide d'un dessin schématique, dans lequel: La Figure la est une vue en élévation en coupe partielle d'une pièce en matière synthétique selon l'invention, avec une structure de rigidification; la Figure lb est une vue de dessus d'un élément de rigidification selon l'invention pour la pièce en matière synthétique selon la Fig. la, vue B0732FR du côté d'un élément de matière synthétique de la pièce en matière synthétique; la Figure ic représente une vue en élévation en perspective de l'élément de rigidification de la Figure lb; Les Figures 2a et 2b représentent des vues de dessus d'une partie d'un élément de rigidification selon une variante de réalisation de celui-ci, pendant la fabrication de l'élément de rigidification; et les Figures 3a et 3b représentent des vues de dessus d'une partie d'un élément de rigidification selon une autre variante de réalisation de celui-ci, pendant la fabrication de l'élément de rigidification La Figure la représente une vue en coupe d'une pièce en matière synthétique 10 présentant des surfaces, avec une structure de rigidification ayant la forme d'un ensemble composé d'un élément en matière synthétique 11 et d'une tôle conformée en râpe 12 à paroi mince, constituant un élément de rigidification, afin d'augmenter la rigidité de la pièce en matière synthétique 10. La tôle conformée en râpe 12 présente une pluralité de trous d'estampage 14 ayant des zones de bordure 16 à arêtes vives. Les trous d'estampage 14 sont remplis, au moins par zones, par la matière synthétique de la pièce en matière synthétique 10. Sur les Figures lb et 1c, on peut voir la structure précise de la tôle conformée en râpe 12, d'après la vue de l'élément en matière synthétique 11. D'après celle-ci, dans la zone de chaque trou d'estampage 14 sont disposées deux lignes d'estampage 13a, 13b qui se croisent et qui délimitent des zones de bordure 16 formant les saillies, de sorte que, dans chaque trou d'estampage 14, sont disposées quatre saillies ou zones de bordure 16. Les zones de bordure ou saillies 16 présentent chacune une courbure, deux zones de bordure ou saillies 16 voisines présentant des courbures en sens opposé, tel qu'on le voit aussi sur la Figure la. Du 10 B0732FR 2876313 fait de leurs courbures différentes, les saillies ou les zones de bordure 16 forment des crampons à arêtes vives pour l'élément en matière synthétique 11. Grâce à ces saillies ou zones de bordure 16 du genre crampons, on convertit une force de flexion, appliquée sur la pièce en matière synthétique 10, en un déplacement de surface et, ainsi, en un déplacement de cisaillement /traction. On rend ainsi nettement plus difficile une flexion de la pièce en matière synthétique 10, donc on augmente sa rigidité. La pièce en matière synthétique 10 avec la tôle conformée en râpe 12 peut être fabriquée, soit en insérant la tôle conformée en râpe 12 dans un outil et en l'enrobant par injection ou par soufflage avec de la matière synthétique, soit en fabriquant d'abord l'élément en matière synthétique 11 et en pressant ensuite la tôle conformée en râpe 12, avec ses saillies ou zones de bordure 16 à arêtes vives tournées vers l'élément en matière synthétique 11, sur l'élément en matière synthétique 11 achevé. Au lieu d'utiliser une tôle conformée en râpe 11, la structure de renforcement ou la structure de rigidification peut être fabriquée à partir d'une plaque en tôle 12', 12", en produisant des trous d'estampage 14, 14" et des saillies ou zones de bordure 16', 16", tel que décrit en se référant aux Figures 2a à 3b. Ainsi qu'on le voit sur la Figure 2a, dans la zone de ce qui sera plus tard un trou d'estampage 14', deux lignes d'estampage 13'a et 13'b qui se croisent sont d'abord ménagées dans la plaque en tôle 12'. Le long de ces lignes d'estampage 13'a, 13'b, la plaque en tôle 12' peut être repliée, arrachée ou transpercée par zones, de manière à former quatre saillies ou zones de bordure 16', dont l'une est représentée sur la Figure 2b et délimitée par des tronçons des lignes d'estampage 13'a et 13'b. Les saillies ou zones de bordure 16' constituent alors des contre-dépouilles à arêtes vives. La forme de réalisation des Figures 3a et 3b se distingue de celle des Figures 2a et 2B, en ce que, en plus, B0732FR 2876313 8 est prévue une découpure d'estampage 15" à l'intérieur de ce qui sera ultérieurement le trou d'estampage 14", de sorte que les saillies ou les zones de bordure 16" sont délimitées, non seulement par des tronçons des lignes d'estampage 13"a, 13"b, mais chacune également par un tronçon de l'estampage 15". Ainsi, les zones de bordure 16" peuvent être munies des structures chaque fois souhaitées et égale-ment être renforcées, de sorte que l'élément de rigidification, formé d'une plaque en tôle 12", peut également être utilisé dans des éléments en matière synthétique mince. Le degré de rigidification d'une pièce en matière synthétique 10, grâce à un élément de rigidification ayant la forme d'une râpe 12 ou d'une plaque en tôle 12', 12" usinée décrite préalablement, comprenant une pluralité de saillies ou de zones de bordure 16', 16", en particulier arrachées dans la zone de trous 14, 14', 14", peut être réglé par le dimensionnement de l'élément de rigidification, plus précisément par la largeur b des trous 14, 14', 14", de la longueur dl des éléments de bordures 16, 16', 16" en se référant au matériau utilisé, ainsi que par la hauteur d'2 de l'élément en matière synthétique 11 et/ou d2 de la pièce en matière synthétique, voir Figure la. Il faut alors prendre en considération le fait que la largeur doit être telle que b 2d1r de manière qu'aucune matière synthétique de l'élément en matière synthétique 11 ne puisse passer complètement en sortant des découpages d'estampage 14, 14', 14", pour garantir que l'élément de rigidification 12, 12', 12" soit disposé sur une première face du produit final, et que l'élément en matière synthétique 11 soit disposé sur une deuxième face du produit final, qui, par exemple, en tant que pièce en matière synthétique 10, fait partie d'une conduite d'aspiration ou d'un filtre à air d'un véhicule automobile. De plus, il faut prendre en considération le fait que la longueur dl des saillies ou des zones de bordure 16, 16', 16" est inférieure à la hauteur d2 de la pièce en matière synthétique 10, en particulier inférieure à la hauteur d'2 de l'élément en matière synthétique 11. B0732FR 2876313 9 Les caractéristiques de l'invention, divulguées dans la description ci-dessus, dans le dessin, ainsi que dans les revendications, peuvent être considérées comme essentielles tant individuellement qu'en toute combinaison, pour la réalisation de l'invention sous ses différentes formes de réalisation. Liste des numéros de référence Pièce en matière synthétique 11 Elément en matière synthétique 12 Tôle conformée en râpe 12',12" Plaque en tôle 13a,13b,13'a,13'b,13"a,13"b Ligne d'estampage 14,14',14" Trou d'estampage 15" Découpure d'estampage 16,16',16" Zone de bordure B0732FR 2876313 Revendications 1. Procédé de fabrication d'une structure de rigidification dans une pièce en matière synthétique, dans lequel la matière synthétique de la pièce en matière synthétique est maintenue, par zones, par une pluralité de zones de bordure ou bien de saillies (présentant chacune une contre- dépouille) d'un élément de rigidification de la structure de rigidification qui,par ailleurs présente des surfaces, , le maintien étant tel qu'une force de flexion appliquée à la pièce en matière synthétique, est convertie en une force de cisaillement/compression par l'intermédiaire de la structure de rigidification. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de rigidification est constitué par une tôle conformée en râpe et comprenant une pluralité de trous d'estampages et des zones de bordure formant des saillies, les zones de bordure étant sur la périphérie des trous d'estampage, ou par une plaque, de préférence une tôle, par incorporation d'ouvertures réalisées en particulier sous la forme de trous d'estampage, et par formage de zones de bordure ou de saillies au voisinage des ouvertures. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la zone des trous d'estampage à incorporer dans la plaque, on forme d'abord des lignes d'estampage dans la plaque et en ce que, le long de ces lignes d'estampage qui délimitent au moins par zones, les zones de bordure ou les saillies, du matériau de la plaque est ensuite, par zones, replié, arraché ou enlevé par rupture, pour former les trous d'estampage avec des zones de bordure ou des saillies. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans la zone de chaque trou d'estampage à incorporer dans la plaque, on forme au moins deux lignes d'estampage qui se croisent, pour former au moins quatre zones de bordure ou saillies. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, dans la zone de chaque trou d'estampage à former dans la plaque, on enlève du matériau venant de la plaque, de préférence au moyen d'un découpage par estampage, afin de B0732FR 2876313 11 ménager un évidement, en particulier centralement, dans le trou d'estampage correspondant. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'évidement et les lignes d'estampage sont réalisées en seule une étape opératoire pour chaque trou d'estampage. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'évidement est réalisé sous la forme d'un cercle ou d'un polygone. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de rigidification, avec ses zones de bordure ou ses saillies, est introduit dans un outil, puis enrobé par injection ou par soufflage avec de la matière synthétique, ou en ce qu'un élément en matière synthétique présentant une surface est fourni, et que l'élément de rigidification, avec ses zones de bordure ou ses saillies tournées vers l'élément en matière synthétique, est pressé à plat sur la surface sur l'élément en matière synthétique. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de rigidification est disposé sur une première face et que l'élément en matière synthétique est disposé sur une deuxième face, opposée à la première face, de la pièce en matière synthétique. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones de bordure ou les saillies qui s'écartent d'une partie présentant des surfaces de l'élément de rigidification, sont fabriquées chacune avec une longueur dl inférieure à l'épaisseur d2 de la pièce en matière synthétique, de préférence inférieure à l'épaisseur d'2 de l'élément en matière synthétique. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que la largeur b de chaque trou d'estampage, qui est déterminée par la longueur des lignes d'estampage et/ou qui est d'au moins 2d1, est choisie de manière que, lors de la fabrication de l'ensemble formé de l'élément de rigidification et de l'élément en matière B0732FR 2876313 12 synthétique, aucune matière synthétique n'arrive sur la première face en passant par un trou d'estampage. 12. Pièce en matière synthétique (10), ayant au moins une structure de rigidification (12, 12a, 12b), présentant une pluralité de trous d'estampage (14, 14', 14") ainsi que des zones de bordure ou des saillies (16, 16', 16"), fabriquée par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 13. Pièce en matière synthétique selon la l0 revendication 12, caractérisée en ce que les zone de bordure ou les saillies (16, 16', 16") sont limitées par des lignes d'estampage (13a, 13b, 13'a, 13'b, 13"a, 13"b, 15"), la rigidité de la pièce en matière synthétique (10) étant réglable en particulier par l'intermédiaire des dimensions et de la géométrie de ces lignes d'estampage, de préférence en fonction d'au moins une propriété du matériau, en particulier des constantes élastiques de l'élément de rigidification et des dimensions, en particulier l'épaisseur, de la pièce en matière synthétique (10). 14. Pièce en matière synthétique selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce que les lignes d'estampage comprennent des premières lignes d'estampage (13a, 13b, 13'a, 13'b, 13"a, 13"b) qui délimitent latéralement les zones de bordure ou les saillies (16, 16', 16"), les lignes d'estampage comprenant en outre de préférence des deuxièmes lignes d'estampage (15"), délimitant les zones de bordure ou les saillies (16") sur leurs extrémités libres. 15. Pièce en matière synthétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que des zones de bordure ou des saillies (16, 16', 16") voisines présentent des courbures différentes, les zones de bordure ou les saillies (16, 16', 16") dans un plan présentant en particulier des courbures opposées de façon alternée. 16. Pièce en matière synthétique selon l'une quelcon- que des revendications 12 à 15, caractérisée en ce que chaque trou d'estampage (14, 14', 14") est sensiblement quadrangulaire, et que sont prévues deux premières lignes d'estampage (13a, 13b, 13'a, 13'b, 13"a, 13"b) qui s'étendent B0732FR 2876313 13 sensiblement perpendiculairement l'une à l'autre et qui se croisent, chaque première ligne d'estampage (13a, 13b, 13'a, 13'b, 13"a, 13"b) s'étendant entre deux angles opposés du quadrilatère du trou d'estampage (14, 14', 14") correspondant. 17. Pièce en matière synthétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisée en ce que la structure de rigidification (12, 12a, 12b) est disposée dans une zone dans laquelle règnent des pression statiques et/ou dynamiques, sous la forme de dépressions et/ou de surpressions. 18. Pièce en matière synthétique selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisée en ce que la pièce en matière synthétique (10) fait partie d'une conduite d'aspiration ou d'un boîtier de filtre à air ou d'un amortisseur de bruit ou d'un capot de culasse d'un véhicule automobile.