Brevet FR2909306A3 — publié le 20080606

FR 2909306 A3 20080606 FR 0655245 A 20061201 AGENCEMENT D'ASSEMBLAGE D'UNE PIECE THERMOFORMEE ET D'UN ELEMENT DE RENFORT L'invention concerne un agencement d'assemblage d'une pièce thermoformée et d'un élément de renfort, dans lequel une première face de l'extrémité de l'élément de renfort est au contact d'une première face de la pièce thermoformée dans une première zone d'accostage. 10 Le thermoformage est une technologie de transformation plastique adaptée à la fabrication de pièces moins onéreuse que l'injection ou la compression. Un tel procédé de fabrication présente des inconvénients de qualité perçue, c'est-à-dire une qualité de finition peu satisfaisante, qui amène à ne pas choisir cette technologie pour des pièces 15 automobiles visibles depuis l'intérieur ou l'extérieur du véhicule. En effet, les opérations de retouche nécessaires ont un impact fort sur le prix final des pièces. L'invention se propose de résoudre ces inconvénients par la mise en place d'un agencement d'assemblage, et d'un procédé d'assemblage correspondant, pour une pièce thermoformée et son élément de renfort associé, qui propose une qualité perçue 20 sans faute, en prenant en compte les spécificités de l'usinage d'un matériau thermoplastique utilisé pour l'obtention de ces pièces thermoformées. Dans cet objectif, l'invention propose un agencement tel que décrit précédemment, caractérisé en ce que l'extrémité de la pièce thermoformée est pliée 25 autour de l'extrémité de l'élément de renfort, de sorte que la première face de la pièce thermoformée vienne en regard d'une deuxième face de l'extrémité de l'élément de renfort opposée à la première face de cette extrémité de l'élément de renfort. Selon différentes caractéristiques de l'invention : 2909306 2 - la pièce thermoformée présente une zone ayant subi une modification de température, apte à permettre le pliage de la pièce thermoformée autour de l'élément de renfort. - des moyens d'étanchéité sont disposés entre la pièce thermoformée et 5 l'élément de renfort, à l'extrémité de la pièce thermoformée. - des moyens de rigidification sont disposés entre la pièce thermoformée et l'élément de renfort, à l'extrémité de l'élément de renfort. - la pièce thermoformée présente un coude de pliage non symétrique. 10 L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'une pièce thermoformée et d'un élément de renfort, dans lequel la pièce thermoformée et l'élément de renfort sont maintenus initialement en position l'une contre l'autre, caractérisé en ce qu'on chauffe la pièce thermoformée en une première zone 15 déterminée, on plie la pièce thermoformée, puis on refroidit la première zone déterminée lorsque la pièce thermoformée est pliée autour de l'extrémité de l'élément de renfort. Le chauffage de la première zone déterminée peut alors se faire sur les deux faces de la pièce thermoformée, ou sur la face de la pièce thermoformée opposée à 20 l'élément de renfort. Selon une caractéristique de l'invention, on bride l'élément de renfort pendant le pliage de la pièce thermoformée, en posant d'abord une première bride sur l'extrémité de l'élément de renfort, puis en retirant cette première bride et en posant alors une deuxième bride à distance de l'extrémité de l'élément de renfort, 25 afin de permettre à l'extrémité de la pièce thermoformée de se rabattre sur l'élément de renfort. 2909306 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'un assemblage d'une pièce thermoformée et d'un 5 élément de renfort selon l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue d'une première étape du procédé d'assemblage selon l'invention ; - la figure 3 est une vue d'une deuxième étape du procédé d'assemblage selon l'invention ; - la figure 4 est une vue de l'agencement d'assemblage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue de l'agencement d'assemblage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Tel que représenté à la figure 1, une pièce thermoformée 2 peut être utilisée dans un assemblage de pièce de véhicule automobile, et notamment dans des pièces d'ouvrants tel que porte de coffre, capot, ou porte latérale, en étant solidarisé à un élément de renfort 4. De façon connue, cet élément de renfort 4 est rendu solidaire de la pièce thermoformée 2 par une opération de fixation, par exemple par collage ou soudage, de l'extrémité 45 du renfort 4 sur la face interne 23 de la pièce thermoformée 2. Selon une terminologie qui sera reprise par la suite dans l'ensemble de la description, une première face, dite face interne 43, de l'élément de renfort 4 vient en appui ou en regard d'une première face,dite face interne 23, de la pièce thermoformée 2. Un corps creux est délimité entre les deux faces internes de la pièce thermoformée 2 et de l'élément de renfort 4. La pièce thermoformée 2 présente une dimension telle que l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 dépasse de la zone de fixation de l'élément de renfort 4, et permet ainsi de cacher cette zone de fixation de l'élément de renfort 4. Toutefois, comme évoqué plus haut, lors de l'utilisation d'un tel assemblage pour des 2909306 4 pièces qui sont amenées à être visible des deux côtés, comme c'est le cas pour un ouvrant de véhicule amené à être en rotation entre une position ouverte et une position fermée, cette extrémité présente une arête peu conforme au critère de qualité perçue voulue par les constructeurs. Selon l'invention, tel que représenté aux figures 4 et 5, un pliage de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 est réalisé dans les zones découpées susceptibles d'être visibles, de sorte que l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 est pliée autour de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4. 10 Ainsi, la première face, appelée ici face interne 43, de l'extrémité de l'élément de renfort 4 est solidarisée avec la première face de la pièce thermoformée 2 et la deuxième face, appelée ici face externe 45, de l'extrémité de l'élément de renfort 4 se trouve en regard de la face interne 23 de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 rabattue sur cet élément de renfort 4. Cette disposition est rendue possible par un 15 coude de pliage 27 qui rabat l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 sur la deuxième face de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4. Ce coude de pliage 27 est réalisé dans la partie de la pièce thermoformée 2 qui dépasse de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4, et à une distance suffisante de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 pour que cette extrémité puisse être rabattue sur la deuxième face de 20 l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4. Afin de pouvoir réaliser ce coude de pliage 27 dans un matériau thermoplastique, une première zone déterminée de la pièce thermoformée 2 est amenée à subir une modification de température. Le coude de pliage 27 est ensuite effectué dans cette première zone à la température modifiée. 25 Tel qu'évoqué par la suite, cet agencement d'assemblage 1 d'une pièce thermoformée 2 et d'un élément de renfort 4, dans lequel l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 est pliée autour de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4, nécessite un procédé d'assemblage tout à fait particulier dans lequel l'on réalise au moins une 5 2909306 5 opération de chauffage de la zone à plier, et au moins une opération de détente thermique de cette zone. L'utilisation de différents matériaux, pour l'obtention de différentes sections d'assemblages, impliquant différentes températures à mettre en place, peut impliquer une conception de l'assemblage spécifique. Ainsi, la figure 4 5 représente un agencement d'assemblage dans lequel le coude de pliage 27 présente une forme non symétrique, afin d'éviter la cassure de la pièce au niveau de la zone de pliage après le refroidissement de la pièce thermoformée 2. Selon l'invention, pour permettre le pliage de la pièce thermoformée 2, un apport calorique va donc permettre de ramollir localement le matériau thermoplastique 10 et dans un second temps de le déformer. Il sera compris que ce ramollissement du matériau pourra, sans sortir du contexte de l'invention, être fait par différents moyens de chauffage 10, et par exemple par l'utilisation d'un souffle d'air chaud, ou encore par la présentation de la pièce aux rayonnements laser. Les assemblages 1 de pièce thermoformée 2 et d'élément de renfort 4 peuvent 15 être notamment utilisées dans le cadre de réalisation d'ouvrants dans le domaine automobile. Ainsi, la pièce thermoformée 2 peut former le panneau extérieur de capot ou de porte latérale, et l'élément de renfort 4 peut former alors la doublure de capot ou de porte latérale. Un procédé d'assemblage selon la présente invention vise à permettre 20 l'assemblage d'une pièce thermoformée 2 avec un élément de renfort 4, dans lequel la pièce thermoformée 2 est pliée autour de l'élément de renfort 4, et ce procédé présente dans ce but au moins une étape de chauffage d'une zone de la pièce thermoformée 2, une étape de pliage de cette pièce thermoformée 2 à proximité ou sur cette zone chauffée précédemment, et une étape de refroidissement de la pièce afin de la figer 25 dans la forme allouée lors du pliage. Une gamme d'assemblage pourrait ainsi être la suivante : On procède au positionnement de la pièce semi finie sur un moyen de référencement, ce moyen pouvant être régulé en température afin d'améliorer le temps 2909306 6 de cycle du procédé. Il peut ainsi être positionné soit l'ensemble formé préalablement de la pièce thermoformée 2 et de l'élément de renfort 4 fixé à la pièce thermoformée 2, soit uniquement la pièce thermoformée 2. Dans ce dernier cas, l'élément de renfort 4 est amené au contact de la pièce thermoformée 2, l'extrémité 45 de l'élément de 5 renfort 4 venant s'appuyer contre la face interne 23 de la pièce thermoformée 2, et des moyens de fixation 8 (par collage ou par soudage) sont utilisés au niveau de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4 pour solidariser la pièce thermoformée 2 et l'élément de renfort 4. On procède ensuite au bridage de la pièce. Tel que représenté aux figures 2 et 3, 10 un jeu de brides multiples peut être prévu pour assurer le meilleur maintien de l'ensemble sur le moyen de positionnement. Dans un premier temps, la première bride 12 vient maintenir en position l'élément de renfort 4 contre la pièce thermoformée 2, au niveau de l'extrémité de cet élément de renfort 4, tandis que dans un deuxième temps, une deuxième bride 14 vient maintenir l'élément de renfort 4 dans une position 15 plus en retrait, tel que ce sera développé plus loin dans la description. Lorsque les deux pièces sont maintenues rigidement en position, par le bridage et par les moyens de fixations, il est procédé à la mise en action du procédé de ramollissement par chauffage du matériau thermoplastique de la pièce thermoformée 2. Il est avantageux que ce réchauffement soit localisée dans une zone de la pièce 20 thermoformée 2, et non dans son ensemble, afin d'éviter des déformations non souhaitée. Dans cette optique, les opérations de bridage et de posage des cales mobiles pourront être régulées en température afin de ne pas faire fluer le matériau, c'est-à-dire pour éviter qu'une conduction de chaleur vers des zones de la pièce thermoformée 2 où cette pièce ne doit pas de déformer. 25 Tel que représenté sur les figures 2 et 3, les moyens de chauffage 10 agissent directement sur le matériau et peut être orienté sur les deux faces 21 et 23 de la zone à chauffer de la pièce thermoformée 2. Il sera compris que selon l'épaisseur et le matériau utilisé, ainsi que selon le moyen de chauffage 10 choisi, une seule face pourrait être soumis au rayonnement laser, au souffle d'air ou à tout autre moyen de 2909306 7 chauffage, si ce chauffage d'une seule face permet de plier selon la forme souhaitée l'extrémité de la pièce thermoformée 2. Dès que la zone chauffée de la pièce thermoformée 2 a atteint une température adéquate, l'opération de pliage de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 5 commence. Un moyen mobile 16, une cale ou une molette, vient en appui contre la face externe 21 de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2, et les contraintes imposées sur le matériau par cet appui du moyen mobile 16 combinées au chauffage appliqué sur la pièce thermoformée 2 permette le formage de la géométrie souhaitée. Dans le cas d'un procédé d'assemblage avec une bride unique, le moyen mobile 10 16 plie la pièce thermoformé 2 jusqu'au contact avec la face externe 41 de l'élément de renfort 4, et cette bride unique est disposé le plus près possible de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4 sans que sa position n'entrave le déplacement du moyen mobile 16 et de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 associée. Dans le cas d'un bridage multiple, lors du pliage de la pièce thermoformée 2, la 15 première bride 12 qui est au contact de la face externe 41 de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4 est retirée pour permettre la mise au contact de l'extrémité 25 de la pièce thermoformée 2 contre la face externe 41 de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4. Simultanément au retrait de cette première bride 12, ou sensiblement avant, une deuxième bride 14 est amenée en position contre l'élément de renfort 4, dans une 20 position plus éloignée de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4. Ce changement de bride permet d'avoir un bridage en continu de l'assemblage lors du procédé d'assemblage, tout en permettant d'avoir d'une part un maintien en position optimal lors des premières étapes du procédé, c'est-à-dire au niveau de l'extrémité 45 de l'élément de renfort 4, et d'autre part un maintien en position en continu sans entraver 25 le cycle de formage de l'extrémité 25 pliée autour de l'élément de renfort 4. Au terme du pliage de la pièce thermoformée 2, une étape de refroidissement de la pièce est effectuée, sur la zone préalablement chauffée. En outre, un mastic 26 est positionné entre l'extrémité 25 repliée de la pièce thermoformée 2 et l'élément de renfort 4. 2909306 8 Enfin, chaque bride et moyen mobile est retiré et l'assemblage 1 formé par la pièce thermoformée 2 et l'élément de renfort 4 est évacué. L'invention permet d'améliorer la qualité perçue par le client des pièces 5 d'aspect obtenu par thermoformage. REVENDICATIONS 1. Agencement d'assemblage d'une pièce thermoformée (2) et d'un élément de renfort (4), dans lequel une première face de l'extrémité (45) de l'élément de renfort (4) est au contact d'une première face de la pièce thermoformée (2) dans une première zone d'accostage, caractérisé en ce que l'extrémité (25) de la pièce thermoformée (2) est pliée autour de l'extrémité (45) de l'élément de renfort (4), de sorte que la première face de la pièce thermoformée (2) vienne en regard d'une deuxième face de l'extrémité (45) de l'élément de renfort (4) opposée à la première face de cette extrémité (45) de l'élément de renfort (4). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce thermoformée (2) présente une zone ayant subi une modification de température, apte à permettre le pliage de la pièce thermoformée (2) autour de l'élément de renfort (4). 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens d'étanchéité (6) sont disposés entre la pièce thermoformée (2) et l'élément de renfort (4), à l'extrémité de la pièce thermoformée (2). 4. Agencement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des moyens de rigidification (8) sont disposés entre la pièce thermoformée (2) et l'élément de renfort (4), à l'extrémité de l'élément de renfort (4). 2909306 10 5. Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce thermoformée (2) présente un coude de pliage (27) non symétrique. 6. Procédé d'assemblage d'une pièce thermoformée (2) et d'un élément de 5 renfort (4), dans lequel la pièce thermoformée (2) et l'élément de renfort (4) sont maintenus initialement en position l'une contre l'autre, caractérisé en ce qu'on chauffe la pièce thermoformée (2) en une première zone déterminée, on plie la pièce thermoformée (2), puis on refroidit la zone lorsque la pièce thermoformée (2) est pliée autour de l'extrémité (45) de 10 l'élément de renfort (4). 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le chauffage de la première zone déterminée se fait sur les deux faces (21, 23) de la pièce thermoformée (2). 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le chauffage de la première zone déterminée se fait sur la face de la pièce thermoformée (2) opposée à l'élément de renfort (4). 20 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'on bride l'élément de renfort (4) pendant le pliage de la pièce thermoformée (2), en posant d'abord une première bride (12) sur l'extrémité (45) de l'élément de renfort (4), puis en retirant cette première bride (12) et en posant alors une deuxième bride (14) à distance de l'extrémité (45) de l'élément de renfort 4, 25 afin de permettre à l'extrémité (25) de la pièce thermoformée (2) de se rabattre sur l'élément de renfort (4). 15