Brevet FR2956060A1 — publié le 20110812

MOULE DE PIÈCE INJECTÉE À FACES DISSYMÉTRIQUES POUR FAVORISER L'ÉCOULEMENT DE MATIÈRE L'invention concerne le domaine de la fabrication de pièces par injection de matière. Comme le sait l'homme de l'art, certaines pièces, réalisées par injection de matière dans un moule, comportent une zone d'affaiblissement qui est destinée à se déchirer lorsqu'elle subit une force minimale prédéfinie, Zo par exemple lors d'un choc ou d'un accident. C'est par exemple le cas, bien que non limitativement, de certaines planches de bord de véhicule munies d'une zone d'affaiblissement entourant une zone de masquage derrière laquelle se trouve logé, en position de repos, un sac gonflable (ou en anglais "airbag"). Il est rappelé qu'un sac gonflable est destiné à se gonfler 15 automatiquement et très rapidement en cas de détection ou de prévision d'un choc violent ou d'accident subi par le véhicule dans lequel il est implanté. La force, que le sac gonflable exerce subitement sur la paroi derrière laquelle il est logé, provoque le déchirement de la zone d'affaiblissement de cette paroi et donc la création d'un passage qui permet son expansion vers l'extérieur. 20 La zone d'affaiblissement, qui est définie dans une paroi d'une pièce injectée, peut être une rainure présentant une section transverse en forme de triangle isocèle (et donc à faces sensiblement symétriques), ou bien une chicane définie par deux décrochements décalés de quelques millimètres (typiquement entre 3 et 5 millimètres selon l'épaisseur de la paroi de la pièce) 25 et délimités par des faces sensiblement parallèles entre elles. Afin de permettre la réalisation d'une zone d'affaiblissement d'un type précité (rainure ou chicane), on doit utiliser un moule comportant des première et seconde faces propres à participer à sa définition. On entend ici par "première face" (ou "face amont") une face qui est destinée à recevoir la 30 matière injectée avant une "seconde face" (ou "face aval") associée. Par ailleurs, les mots "amont" et "aval" doivent être considérés par rapport au sens d'écoulement de la matière dans le moule. Pour constituer une pièce comportant une rainure présentant une section transverse en forme de triangle isocèle on utilise un moule comportant une partie munie d'une nervure présentant également une section transverse en forme de triangle isocèle. Les première et seconde faces de la nervure se rejoignent en un sommet et présentent des inclinaisons sensiblement identiques par rapport à un axe perpendiculaire aux faces internes des portions des première et seconde parties du moule qui sont situées juste en amont de la nervure. Pour constituer une pièce comportant une chicane on utilise un moule comprenant une première partie munie de la seconde face (aval), qui définit un décrochement aval vers l'extérieur, et une seconde partie munie de la première face (amont), qui définit un décrochement amont vers l'intérieur. Les première et seconde faces de la chicane du moule présentent des inclinaisons sensiblement identiques par rapport à un axe perpendiculaire aux faces internes des portions des première et seconde parties du moule qui sont situées juste en amont de la première face. Hélas, il a été constaté que la nervure ou la chicane d'un moule gênait l'écoulement de matière dans ledit moule, ce qui entraînait un allongement de la durée de la phase d'injection, voire un risque de remplissage incomplet du moule. On notera que dans le cas extrême cité en dernier, la pièce injectée incomplète doit être mise au rebut, et lorsque le remplissage s'avère systématiquement incomplet on doit alors utiliser un moule dépourvu de nervure ou chicane et créer la zone d'affaiblissement lors d'une phase de reprise (par exemple par fraisage). L'invention a donc pour but de proposer un moule destiné à améliorer la situation. Elle propose plus précisément à cet effet un moule, dédié à la fabrication de pièces par injection de matière, et comportant des première et seconde faces propres à participer à la définition dans une paroi d'une pièce d'une zone d'affaiblissement qui est adaptée à une déchirure locale en présence d'une force minimale prédéfinie, cette première face étant destinée à recevoir la matière injectée avant la seconde face. Ce moule se caractérise par le fait que sa première face (amont) fait un premier angle général, par rapport à un axe qui est sensiblement perpendiculaire à une face interne qu'il possède juste en amont d'elle (par rapport au sens d'écoulement de la matière), qui est strictement supérieur à un second angle général que fait la seconde face (aval) par rapport à cet axe, de manière à faciliter l'écoulement de la matière. On comprendra que la pente relativement "douce" qui est offerte par la première face (amont) est de nature à faciliter notablement l'écoulement de matière. Le moule selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - le premier angle général peut être compris entre 50° et 80°; - le second angle général peut être compris entre 5° et 20°; - il peut comprendre une partie munie d'une nervure qui est délimitée par les première et seconde faces, ces dernières se rejoignant en un sommet de manière à définir dans une pièce une rainure définissant la zone d'affaiblissement; - dans une variante, il peut comprendre une première partie munie de la seconde face et une seconde partie munie de la première face, la première face définissant un décrochement amont vers l'intérieur et la seconde face définissant un décrochement aval vers l'extérieur de manière à définir dans une pièce une chicane définissant la zone d'affaiblissement. L'invention propose également une pièce réalisée au moyen d'un moule du type de celui présenté ci-avant. Cette pièce pourra, par exemple, constituer une partie au moins d'une planche de bord de véhicule, ou bien une partie au moins d'une partie centrale d'un volant de véhicule, ou encore un élément sécable (ou fusible), éventuellement en cas d'accident. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus pour certains en CAO/DAO (ce qui explique la discontinuité numérique de certains traits)), sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie d'une planche de bord comportant une pièce injectée munie d'une zone de masquage délimitée par une zone d'affaiblissement et derrière laquelle se trouve implanté un sac gonflable en position de repos, - la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, la partie de la planche de bord de la figure 1 une fois le sac gonflable entièrement gonflé, - la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie d'un premier exemple de moule selon l'invention, - la figure 4 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie d'une première pièce injectée réalisée au moyen du premier moule de la figure 3, - la figure 5 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie d'un second exemple de moule selon l'invention, et - la figure 6 illustre schématiquement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie d'une seconde pièce injectée réalisée au moyen du second moule de la figure 5. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a pour but d'offrir un moule (M) dédié à la fabrication de pièces (PE) par injection de matière. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que les pièces injectées (PE) sont des parties de planches de bord (PB) de véhicules automobiles, comme par exemple des voitures. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type de pièce injectée. Elle concerne en effet tout type de pièce injectée comportant au moins une zone d'affaiblissement (ZA) destinée à se déchirer lorsqu'elle est soumise à une force minimale prédéfinie. Par conséquent, il pourra également s'agir de pièces constituant, par exemple, une partie au moins d'une partie centrale d'un volant de véhicule, ou un élément sécable (ou fusible) en cas d'accident ou de choc important ou encore de forte pression (par exemple pour permettre un accès à une zone cachée. D'une manière générale, l'invention concerne tout domaine technique, et notamment (et non limitativement) celui des véhicules et celui de l'électroménager (y compris grand public). On a schématiquement représenté sur la figure 1 une partie d'une planche de bord PB comprenant une pièce injectée PE, comportant en un endroit choisi (par exemple destiné à être situé devant le siège d'un passager avant), une zone de masquage ZM derrière laquelle se trouve implanté un bac (ou réceptacle) BS contenant un sac gonflable (ou "airbag"), en position de repos (c'est-à-dire très faiblement gonflé), et son mécanisme de gonflage. Comme illustré, la pièce injectée PE est généralement masquée par une paroi PA2 qui constitue une peau d'habillage. 1 o Le bac (ou réceptacle) BS est solidarisé à une face arrière de la paroi PA1 d'une pièce (injectée) PE, par exemple au moyen de vis V. La zone de masquage ZM est délimitée par une zone d'affaiblissement ZA qui est destinée à se déchirer lorsqu'elle subit une force minimale prédéfinie, ici générée par l'expansion du sac gonflable SG lorsqu'il 15 est subitement gonflé de façon quasi instantanée par son mécanisme de gonflage consécutivement à la détection ou la prévision d'un choc violent ou d'un accident subi par le véhicule dans lequel il est implanté. Comme illustré schématiquement sur la figure 2, ce déchirement sépare au moins partiellement la zone de masquage ZM de la pièce PE (et donc de la planche 20 de bord PB), et donc crée un passage qui permet l'expansion du sac gonflable SG vers l'extérieur. La pièce PE peut être réalisée par injection de matière au moyen d'un moule d'injection M selon l'invention, de l'un des types de ceux qui sont illustrés non limitativement sur les figures 3 et 5. 25 Comme illustré, un moule (d'injection) M, selon l'invention, comprend des première P1 (P1') et seconde P2 (P2') parties complémentaires entre lesquelles est injectée une matière synthétique suivant une direction choisie (matérialisée par la flèche Dl). On notera que l'on considère ici les notions "amont" et "aval" par 30 rapport au sens d'écoulement de la matière injectée (ici de gauche à droite suivant la flèche Dl). Par conséquent, si un second élément est situé sur la figure 3 ou 5 à droite d'un premier élément, le premier élément est dit élément amont et le second élément est dit élément aval. Le moule M comporte des première F1 et seconde F2 faces qui sont destinées à participer à la définition dans une paroi PA1 d'une pièce PE d'une zone d'affaiblissement ZA. La première face F1 est destinée à recevoir la matière injectée avant la seconde face F2. Par conséquent, la première face F1 est une face amont tandis que la seconde face F2 est une face aval. La première face (amont) F1 fait un premier angle général 81 par rapport à un axe X qui est sensiblement perpendiculaire à une face interne FI d'une partie du moule M (par exemple celle de sa première partie P1 (P1')) qui est située juste en amont d'elle (F1) (par rapport au sens d'écoulement de la matière injectée). La seconde face (aval) F2 fait un second angle général 82 par rapport à l'axe X. On entend ici par "angle général" l'angle d'inclinaison d'une droite, représentant la direction générale dgl ou dg2 d'une première F1 ou seconde F2 face, par rapport à l'axe X. Par conséquent, l'inclinaison d'une première F1 ou seconde F2 face par rapport à l'axe X peut ne pas être constante du début à la fin, mais en moyenne elle est égale à celle de la direction générale dgl ou dg2 associée. Une première F1 ou seconde F2 face peut donc présenter des portions limitées légèrement courbes ou arrondies. Selon l'invention, le premier angle général 81 est strictement supérieur au second angle général 82 afin de faciliter l'écoulement de la matière injectée. En d'autres termes, il existe une dissymétrie entre les inclinaisons des première F1 et seconde F2 faces par rapport à l'axe X, ce qui permet à la matière injectée de voir en premier sur son trajet une première face (amont) F1 qui présente une pente relativement "douce" constituant une véritable continuité de la portion amont, et non pas une pente élevée constituant un véritable obstacle entravant son trajet comme dans le cas des moules de l'art antérieur. Le premier angle général 81 peut par exemple être compris entre 50° et 80°, ce qui correspond à une variation locale de l'inclinaison de la face interne FI de la première partie P1 (du premier moule M illustré sur la figure 3) ou de la seconde partie P2 (du second moule M illustré sur la figure 5) comprise entre 10 ° et 40 °. Le second angle général 82 peut par exemple être compris entre 5° et 20°. Au moins deux types de moule M peuvent être utilisés pour réaliser 5 des pièces présentant des zones d'affaiblissement ZA de deux types différents. Un premier type de moule M est illustré sur la figure 3. Il est destiné à permettre la fabrication d'une pièce du type de celle illustrée non limitativement sur la figure 4, c'est-à-dire ayant une zone d'affaiblissement ZA 10 se présentant sous la forme d'une rainure dissymétrique à section transverse sensiblement triangulaire, délimitée par deux faces F3 et F4 dont les directions générales respectives dgl et dg2 font respectivement les premier 81 et second 82 angles généraux par rapport à l'axe X. Ce premier type de moule M comprend à cet effet une première partie 15 P1 qui est munie d'une nervure dissymétrique N à section transverse sensiblement triangulaire, délimitée par les première F1 et seconde F2 faces qui font respectivement les premier 81 et second 82 angles généraux par rapport à l'axe X et qui se rejoignent en un sommet pour permettre la définition de la rainure ZA (qui constitue la zone d'affaiblissement) dans la 20 pièce PE illustrée sur la figure 4. Ce premier type de moule M comprend également une seconde partie P2 qui complète sa première partie P1, mais qui n'intervient pas dans la réalisation de la rainure dissymétrique ZA de la pièce PE. On notera que les premier 81 et second 82 angles généraux sont de 25 préférence choisis de sorte que l'angle entre les première F1 et seconde F2 faces soit égal à une valeur prédéfinie qui est adaptée à la déchirure. Cette valeur prédéfinie est par exemple identique à celle qui existe entre les première et seconde faces des moules de l'art antérieur. Typiquement cette valeur prédéfinie est comprise entre environ 80° et environ 120°. 30 Un second type de moule M est illustré sur la figure 5. Il est destiné à permettre la fabrication d'une pièce du type de celle illustrée non limitativement sur la figure 6, c'est-à-dire ayant une zone d'affaiblissement ZA se présentant sous la forme d'une chicane dissymétrique définie par deux décrochements délimités par deux faces F3' et F4' dont les directions générales respectives dgl et dg2 font respectivement les premier 81 et second 82 angles généraux par rapport à l'axe X. Ce second type de moule M comprend à cet effet une première partie P1' qui est munie de la seconde face (aval) F2 (faisant le second angle général 82 par rapport à l'axe X) et une seconde partie P2' qui est munie de la première face (amont) F1 (faisant le premier angle général 81 par rapport à l'axe X). Par ailleurs, la première face (amont) F1 définit un décrochement amont vers l'intérieur de la cavité qui est définie entre les première P1 et seconde P2 parties et dans laquelle est fabriquée la pièce PE, et la seconde face (aval) F2 définit un décrochement aval vers l'extérieur (direction opposée à cette même cavité). Ces deux décrochements amont et aval, délimités respectivement par les deux faces F1 et F2, définissent ensemble une chicane dissymétrique CH qui est destinée à permettre la définition dans la pièce PE de la chicane qui constitue sa zone d'affaiblissement ZA. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - la réduction de la durée de la phase d'injection du fait de la forte réduction, voire de la suppression, des ralentissements d'écoulement de la matière injectée, et donc la réduction du coût de fabrication d'une pièce, - la simplification de la mise au point de l'injection, - une réduction très notable du nombre de pièces mises au rebut. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de moule d'injection et de pièce injectée décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Moule (M) pour la fabrication d'une pièce (PE) par injection de matière, ledit moule (M) comportant des première (F1) et seconde (F2) faces propres à participer à la définition dans une paroi (PA1) d'une pièce (PE) d'une zone d'affaiblissement (ZA) adaptée à une déchirure locale en présence d'une force minimale prédéfinie, ladite première face (F1) étant destinée à recevoir ladite matière injectée avant ladite seconde face (F2), caractérisé en 1 o ce que ladite première face (F1) fait un premier angle général (81), par rapport à un axe (X) sensiblement perpendiculaire à une face interne (FI) dudit moule (M) située juste en amont d'elle (F1) par rapport au sens d'écoulement de ladite matière, qui est strictement supérieur à un second angle général (82) que fait ladite seconde face (F2) par rapport audit axe (X), 15 de manière à faciliter l'écoulement de ladite matière. 2. Moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier angle général (81) est compris entre 50° et 80°. 3. Moule selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit second angle général (82) est compris entre 5°et 20°. 20 4. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une partie (P1) munie d'une nervure (N) délimitée par lesdites première (F1) et seconde (F2) faces, ces dernières (F1, F2) se rejoignant en un sommet de manière à définir dans une pièce (PE) une rainure définissant ladite zone d'affaiblissement (ZA). 25 5. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une première partie (P1') munie de ladite seconde face (F2) et une seconde partie (P2') munie de ladite première face (F1), ladite première face (F1) définissant un décrochement amont vers l'intérieur et ladite seconde face (F2) définissant un décrochement aval vers l'extérieur de manière à définir 3o dans une pièce (PE) une chicane définissant ladite zone d'affaiblissement (ZA). 6. Pièce (PE), caractérisée en ce qu'elle est réalisée par injection de matière dans un moule (M) selon l'une des revendications précédentes.Zo 7. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle constitue une partie au moins d'une planche de bord (PB) de véhicule. 8. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle constitue une partie au moins d'une partie centrale d'un volant de véhicule. 9. Pièce selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle constitue un élément sécable.