Brevet FR2990666A1 — publié le 20131122

PANNEAU DE PROTECTION DESTINE A ETRE FIXE SUR UNE PARTIE DE LA CARROSSERIE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE ET VEHICULE EQUIPE D'UN TEL PANNEAU [0001] La présente invention concerne un panneau de protection destiné à être fixé sur une partie d'une surface à protéger telle que la carrosserie d'un véhicule. L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un ou plusieurs panneaux de protection. [0002] Les portes latérales des véhicules automobiles sont souvent équipées de baguettes de protection qui sont censées protéger ces portes à l'égard de petits chocs urbains, tels que les chocs de portes latérales et de caddies. Du fait de leur faible largeur, ces baguettes ont une fonction de protection qui est très réduite. [0003] Certains véhicules sont équipés de bandeaux latéraux présentant une grande largeur. Ces bandeaux sont en matière plastique rigide et ne présentent pas la capacité de se déformer sous l'effet d'un petit choc urbain. De ce fait, l'énergie d'impact en cas de choc d'un chariot de supermarché ou d'un choc poteau est transmise intégralement à la portière. Ce bandeaux présentent tout au plus l'avantage qu'en cas d'éraflures, ils évitent d'avoir à repeindre la totalité d'une porte ou d'une aile du véhicule. [0004] Le brevet US 4 411 938 décrit un panneau de protection en matière plastique souple qui est collé sur la carrosserie d'un véhicule automobile. La protection conférée par un tel panneau souple est réduite étant donné que le panneau est en contact avec la carrosserie et de ce fait n'évite pas la déformation de celle-ci en cas de choc un peu violent. [0005] On a proposé dans FR 2 959 190 de réaliser un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, et définissent entre elles des alvéoles qui sont remplies d'air. [0006] Ainsi, les zones dans lesquelles la paroi en matière plastique souple est espacée de la paroi en matière plastique rigide et remplies d'air sont déformables en cas de choc de type urbain. Lors d'un tel choc, la paroi souple se rapproche de la paroi rigide, sans être endommagée, ni même éraflée. Un tel panneau présente donc une capacité de protection très intéressante. Toutefois, on a pu observer qu'à des conditions de températures élevées, il survient un gonflement excessif du panneau lié à la dilatation du matériau souple et de l'air emprisonné. Après plusieurs cycles climatiques (-20°C/23°C/85°C), il peut être observé une déformation rémanente de l'élément souple occasionnant un défaut irréversible. [0007] La présente invention a pour but de proposer un panneau de protection de ce type présentant des performances de protection encore améliorées et palliant ces inconvénients. [0008] A cet effet, l'invention a pour objet un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie d'une surface à protéger telle que la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent au moins une zone dans laquelle ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, caractérisé en ce que chaque zone dans laquelle les parois sont espacées définit une cellule délimitée par une liaison étanche entre la paroi souple et la paroi rigide et remplie d'air, ladite liaison présentant au moins une rupture ponctuelle de son étanchéité. [0009] Ainsi de manière avantageuse, la liaison entre la paroi souple et la paroi rigide est réalisée de manière à être étanche tout en présentant au moins une rupture partielle, plus précisément ponctuelle (c'est-à-dire la plus petite possible) de cette étanchéité permettant une fuite d'air. L'invention propose donc la constitution de zones emplies d'air de manière « quasi » étanche qui permet, lors d'un choc, à la paroi souple de se déformer et de se rapprocher de la paroi rigide, sans être endommagée, ni même éraflée tout en reprenant sa forme du fait de la liaison étanche définissant le volume empli d'air. La au moins une rupture ponctuelle réalisée dans l'étanchéité de la liaison est quant à elle avantageusement dimensionnée pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule, permettant ainsi à la cellule de jouer son rôle « amortisseur », tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule sous l'effet de variations thermiques. [0010] En effet, de manière à favoriser encore plus une telle capacité de protection, notamment lors de variations de température, la présence de cette rupture d'étanchéité formant une fuite d'air ou évent permet de réguler la montée en pression de l'air au sein de la cellule sous l'effet d'une augmentation de la température, lorsque le véhicule reste au soleil et lors d'une baisse notamment liée au froid. [0011 Lors d'une élévation de température, une surpression survient au sein de cette cellule et entraîne un très fort risque de rupture de l'étanchéité de la liaison entre les parois rigide et souple. De ce fait, la présence du point de rupture d'étanchéité dans la liaison étanche permet à l'air de s'échapper hors de la cellule pour maintenir une pression adaptée dans la cellule. [0012] Mais de plus, lors de la baisse de température, on évite également une dépression dans la cellule pouvant conduire à une déformation de cette cellule. La dépression pouvant intervenir au sein de la cellule est alors compensée par l'entrée d'air au niveau de la rupture d'étanchéité de la liaison. [0013] De préférence, la rupture de l'étanchéité de la liaison étanche est réalisée par une discontinuité ponctuelle du cordon de soudure. [0014] Selon une forme de réalisation de l'invention, la discontinuité du cordon de soudure est obtenue par l'interruption ponctuelle du cordon de soudure, ce qui s'entend par une interruption ponctuelle du soudage, entre la paroi rigide et la paroi souple. [0015] Selon une autre forme de réalisation, la discontinuité du cordon de soudure est obtenue par un perçage ménagé au niveau du cordon de soudure réalisé. [0016] Cette discontinuité du cordon de soudure doit être dimensionnée afin de garder l' « effet bulle » de l'élément protecteur indispensable pour les prestations demandées à la pièce à la fois fonctionnelles et qualité perçue. [0017] La discontinuité du cordon de soudure formant un « trou » ou évent est dimensionnée pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule sous l'effet de variations thermiques. [0018] La faible dimension du diamètre du « trou » dans le cordon de soudure n'excédant pas quelques dixièmes de millimètres est réalisée facilement par simple interruption lors du soudage, de préférence au niveau de la partie inférieure de la cellule. De préférence, la discontinuité formant « trou » ou évent est d'environ 0,5 mm de diamètre. [0019] Cette discontinuité dans la soudure et donc dans l'étanchéité forme un évent dont la dimension est particulièrement appropriée pour ne pas engendrer un effet «pneu crevé » 30 lors d'un choc. Un élément protecteur muni d'un trou ou évent bien dimensionné permet d'avoir la même qualité perçue lors d'un choc qu'un élément protecteur qui serait totalement étanche. [0020] Lorsqu'un choc est réalisé sur la partie souple, l'air compris dans l'élément protecteur se comprime tout en s'échappant par la rupture réalisée dans le cordon de soudure. Comme celui-ci est de faible dimension, l'effet bulle perçu est conservé, ce qui est demandé pour la prestation de la pièce. En effet, l'air n'a pas suffisamment le temps de s'échapper par la fuite lors du choc. [0021] Par contre, lors des changements de température, la discontinuité du cordon de soudure permet un rééquilibrage avec la pression extérieure notamment pour les hautes températures. Lorsque la température s'élève, l'air emprisonné se dilate et son volume augmente. La discontinuité du cordon permet d'évacuer ce trop-plein d'air. Ainsi, le matériau souple ne subit plus que sa propre dilatation, ce qui permet d'assurer un retour élastique à 23°C et par conséquent l'absence de déformation rémanente irréversible. [0022] La liaison étanche est réalisée par soudage laser de manière à présenter une résistance mécanique supérieure à la contrainte mécanique provoquée par l'augmentation de la pression dans la cellule lors d'un impact. [0023] De préférence, la liaison étanche constituée d'un cordon de soudure ménagé entre la paroi rigide et la paroi souple définit la périphérie de la cellule et sa forme. Cette cellule peut avantageusement être en forme d'alvéole, de bulle de section circulaire ou de toute 20 autre forme appropriée. [0024] Les zones dans lesquelles sont définies les cellules sous forme de bulles ou d'alvéoles peuvent être réparties sur le panneau de protection de façon à former un motif esthétique. [0025] Dans une version préférée de l'invention, les cellules correspondant aux zones dans 25 lesquelles les deux parois sont espacées l'une de l'autre et remplies d'air, occupent une surface plus importante que les zones dans lesquelles les deux parois sont en contact l'une avec l'autre. Ainsi, une partie prépondérante de la surface du panneau est déformable en cas de choc, ce qui lui confère une capacité optimale de protection. [0026] La paroi en matière plastique rigide comporte sur l'une de ses faces des moyens de 30 fixation pour fixer celle-ci à ladite partie de la carrosserie et la paroi en matière souple recouvre l'autre face de la paroi en matière rigide. Dans les zones dans lesquelles les deux parois sont en contact l'une avec l'autre, ces deux parois sont soudées ou collées l'une à l'autre. De préférence également, à la périphérie du panneau, la paroi en matière plastique souple est soudée ou collée à la paroi en matière plastique rigide. [0027] Dans une version préférée de l'invention, dans les zones dans lesquelles les deux parois sont espacées et remplies d'air, la paroi en matière plastique souple présente une surface convexe dirigée vers l'extérieur en saillie par rapport aux zones où les parois sont en contact. Cette surface convexe permet d'obtenir une protection particulièrement efficace à l'égard des chocs. Dans cette version, la paroi en matière plastique rigide présente de préférence une surface convexe orientée dans une direction opposée à celle de la paroi en matière plastique souple. Cette disposition permet d'augmenter le volume de chacune des zones définies entre les deux parois du panneau et de ce fait la protection de celui-ci à l'égard des chocs. [0028] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un véhicule automobile comportant au moins un panneau de protection selon l'invention fixé sur une partie de sa carrosserie qui est exposée à des chocs. [0029] Dans une version préférée de l'invention, ledit panneau de protection est fixé sur chacune des portes latérales du véhicule. Ce panneau de protection peut également être fixé sur l'avant et/ou l'arrière du véhicule. [0030] L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant :à réaliser par moulage les deux parois, l'une en une première matière plastique pour former la paroi rigide et l'autre en une deuxième matière plastique pour former la paroi souple, puis à appliquer la paroi souple contre la paroi rigide de sorte que ces deux parois soient en contact l'une avec l'autre dans les zones entourant des zones dans lesquelles elles sont espacées, lesdites zones définissant une cellule remplie d'air délimitée par une liaison mécanique réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche, ladite liaison présentant une discontinuité ponctuelle du cordon de soudure créant une rupture ponctuelle de l'étanchéité. [0031] Selon une mise en oeuvre du procédé, la liaison mécanique est réalisée par une ligne de soudage laser continue formant ainsi une liaison étanche continue dans laquelle on réalise un perçage permettant de générer la discontinuité ponctuelle du cordon de soudure pour créer une rupture ponctuelle de l'étanchéité. [0032] En variante, la liaison mécanique est réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche, ledit soudage étant interrompu ponctuellement créant une interruption ou « trou » dans le cordon de soudure pour créer une rupture ponctuelle de l'étanchéité. [0033] D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. [0034] Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe d'une cellule d'un panneau selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une cellule d'un panneau selon l'invention. [0035] Un panneau de protection 1 selon l'invention comprend une paroi intérieure 2 en matière plastique rigide destinée à venir contre la tôle d'une pièce de carrosserie de véhicule et une paroi extérieure 3 en matière plastique souple destinée à être tournée vers l'extérieur du véhicule. [0036] Ces deux parois 2, 3 sont en contact l'une avec l'autre dans des zones 4 qui entourent des zones 5 dans lesquelles ces deux parois 2, 3 sont espacées l'une de l'autre, lesdites zones 5 étant remplies d'air. Pour former cet espace, la paroi extérieure souple 3 présente une forme bombée convexe, en saillie vers l'extérieur du panneau 1. [0037] Les zones 5 sont délimitées par une liaison étanche 11 des parois 2 et 3 qui sont en contact l'une avec l'autre et définissent ainsi des cellules 5 capables d'amortir de petits chocs urbains. Dans les zones dans lesquelles les deux parois 2, 3 sont donc en contact l'une avec l'autre, ces deux parois 2, 3 sont soudées ou collées l'une à l'autre, au moins par la liaison étanche 11 délimitant la zone 5. [0038] La matière plastique constituant la paroi souple du panneau est choisie de manière à présenter des caractéristiques suffisantes de résistance à la rayure et aux UVs, de nettoyabilité ainsi que de résistance mécanique appropriée dans une plage de températures d'utilisation de -30°C à + 85°C. [0039] La matière plastique constituant la paroi rigide du panneau doit présenter des caractéristiques appropriées de résistance aux chocs y compris à basse température, de résistance mécanique en température à 85°C (module de Young, résistance à la traction). En outre, elle doit présenter un faible coefficient de dilatation afin de garantir les jeux et affleurements ainsi qu'une bonne injectabilité pour sa fabrication. [0040] Ainsi, la paroi 2 en matière plastique rigide peut être en ABS (acrylonitrile, butadiène styrène), PC (polycarbonate), PP (polypropylène) ou analogues. De préférence, 10 on utilise un alliage de PC/ABS avec un pourcentage de PC de l'ordre de 65%, notamment dans le cas d'un assemblage des parois par soudage laser. [0041] La paroi 3 en matière plastique souple peut être en élastomère, tel qu'éthylènepropylène-diène (EPDM), polyuréthanes thermoplastiques (TPU) aromatiques, aliphatiques, SIK (silicone), du polychlorure de vinyle (PVC) ou le bloc Styrène Ethylène 15 Butylène Styrène (SEBS). Les matières plastiques rigide et souple sont choisies de manière à être compatibles en termes de soudage ou de collage. [0042] A la figure 1, la cellule 5 présente une forme hexagonale formant ainsi une alvéole. Cette forme en alvéole 5 permet une répartition des cellules 5 en nid d'abeille dans le panneau 1 et présente ainsi l'avantage de minimiser la surface des zones de liaison 4 entre 20 les cellules 5. Ainsi, l'essentiel de la surface extérieure du panneau 1 est constituée par des alvéoles 5 capables d'amortir des petits chocs urbains sans endommager ni le panneau 1, ni la porte sur laquelle le panneau est fixé. [0043] Pour qu'une cellule ou alvéole 5 présente une souplesse / dureté adéquate, on peut jouer sur les caractéristiques suivantes : 25 - dureté et épaisseur de la matière souple constituant la paroi 3 - forme plus ou moins bombée de la cellule 5 - dépassement en Y du sommet de la cellule 5 par rapport à la zone 4 rigide - largeur de la cellule 5. [0044] Dans ce dernier cas ce qui compte c'est la plus petite dimension de l'alvéole 5. Que 30 la longueur de l'alvéole soit égale ou supérieure à la largeur ne joue pas. [0045] Dans le cas d'une cellule se présentant sous la forme d'une bulle de section circulaire étanche, la compression de l'air doit être prise en compte, en plus des caractéristiques de matériau et de géométrie de la cellule. Dans ce cas, pour être efficace, il faut que la cellule ait une forme aussi arrondie que possible (forme de ballon). Une bulle ovale assez plate se caractérise par peu d'élévation de pression en cas de déformation. [0046] Dans l'exemple montré sur les figures 1 et 2, chaque alvéole 5 comporte un fuite d'air ou évent 6 ménagé au niveau de la liaison étanche 11 définissant la cellule par une interruption ponctuelle du soudage, cette interruption ou « trou dans le cordon de soudure » créant la discontinuité du cordon et donc une rupture ponctuelle de l'étanchéité. [0047] En variante, il est également possible de réaliser une soudure périphérique continue étanche, puis de percer ensuite ce trou de petit diamètre en reprise. Ce trou peut être localisé de manière préférentielle en zone basse de la cellule, dans le support rigide. [0048] Le perçage permettant de générer l'évent 6 peut être fait de différentes manières. Ainsi, il peut être réalisé par perçage classique avec enlèvement de copeaux. Cet enlèvement de matière peut être réalisé de préférence dans une zone volontairement plus fine réalisée par injection. [0049] On peut également réaliser cet évent 6 par un perçage par rayon laser, un poinçonnage à l'aide d'un pointeau conique et toute autre technique qui serait appropriée. [0050] L'évent 6 est dimensionné pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule 5 tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule 5 sous l'effet de variations thermiques. [0051] Ainsi, l'évent 6 permet de réguler la montée en pression de l'air au sein de la cellule 5 sous l'effet d'une augmentation de la température, lorsque le véhicule reste au soleil et lors d'une baisse notamment liée au froid. [0052] Lors d'une élévation de température, une surpression survient au sein de cette cellule 5 et entraîne un très fort risque de rupture de l'étanchéité de la liaison 11 entre les parois rigide 2 et souple 3. La présence de l'évent ou fuite d'air 6 permet à l'air de s'échapper pour maintenir une pression adaptée dans la cellule 5. [0053] Lors de la baisse de température, on évite également une dépression dans la cellule 5 pouvant conduire à une déformation de cette cellule 5. La dépression pouvant intervenir au sein de la cellule 5 est alors compensée par l'entrée d'air par l'évent 6. [0054] Le panneau de protection selon l'invention peut ainsi être fixé sur un élément de carrosserie d'un véhicule automobile mais pourrait être utilisé également en tant que panneau de protection fixé sur des surfaces à protéger exposées à des chocs d'autres types de véhicules ainsi que sur des embarcations nautiques telles que bateau, barques, canots, etc. REVENDICATIONS1. Panneau de protection (1) en matière plastique destiné à être fixé sur une partie d'une surface à protéger telle que la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide (2) et une paroi en matière plastique souple (3), ces deux parois (2, 3) étant en contact l'une avec l'autre dans des zones (4) qui entourent au moins une zone (5) dans laquelle ces deux parois (2, 3) sont espacées l'une de l'autre, caractérisé en ce que chaque zone (5) dans laquelle les parois (2, 3) sont espacées définit une cellule délimitée par une liaison étanche (11) entre la paroi souple (3) et la paroi rigide (2) et remplie d'air, ladite liaison (11) présentant au moins une rupture ponctuelle de son étanchéité. 2. Panneau de protection (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison étanche (11) est réalisée par soudage laser de manière à présenter une résistance mécanique supérieure à la contrainte mécanique provoquée par l'augmentation de la pression dans la cellule (5) lors d'un impact. 3. Panneau de protection (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la rupture de l'étanchéité de la liaison étanche (11) est obtenue par une discontinuité du cordon de soudure entre la paroi rigide (2) et la paroi souple (3). 4. Panneau de protection (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la discontinuité du cordon de soudure est obtenue par une interruption ponctuelle du cordon de soudure. 5. Panneau de protection (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la discontinuité du cordon de soudure est obtenue par un perçage au niveau du cordon de soudure réalisé. 6. Panneau de protection (1) selon l'une des revendication 3 à 5, caractérisé en ce que l'interruption ou la discontinuité du cordon de soudure formant évent (6) est dimensionnée pour ne pas laisser s'échapper de l'air en cas de choc ou d'effort rapide sur la cellule (5) tout en permettant un échappement et une entrée d'air lors de variation de pression interne dans la cellule (5) sous l'effet de variations thermiques. 7. Panneau de protection selon la revendication 6, caractérisé en ce que la discontinuité formant « trou » ou évent est d'environ 0,5 mm de diamètre. 8. Procédé de fabrication d'un panneau de protection en matière plastique destiné à être fixé sur une partie de la carrosserie d'un véhicule automobile, comprenant une paroi en matière plastique rigide et une paroi en matière plastique souple, ces deux parois étant en contact l'une avec l'autre dans des zones qui entourent des zones dans lesquelles ces deux parois sont espacées l'une de l'autre, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant : à réaliser par moulage les deux parois, l'une en une première matière plastique pour former la paroi rigide et l'autre en une deuxième matière plastique pour former la paroi souple, puis à appliquer la paroi souple contre la paroi rigide de sorte que ces deux parois soient en contact l'une avec l'autre dans les zones entourant des zones dans lesquelles elles sont espacées, lesdites zones définissant une cellule remplie d'air délimitée par une liaison mécanique réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche, ladite liaison étanche présentant une discontinuité ponctuelle du cordon de soudure créant une rupture ponctuelle de l'étanchéité. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que la liaison mécanique est réalisée par une ligne de soudage laser continue formant ainsi une liaison étanche continue dans laquelle on réalise un perçage permettant de générer la discontinuité ponctuelle du cordon de soudure pour créer une rupture ponctuelle de l'étanchéité. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 8, caractérisé en ce que la liaison mécanique est réalisée par une ligne de soudage laser formant ainsi une liaison étanche, ledit soudage étant interrompu ponctuellement créant un interruption ou « trou » dans le cordon de soudure pour créer une rupture ponctuelle de l'étanchéité. 11. Véhicule automobile comportant au moins un panneau de protection (1,) selon l'une des revendications 1 à 7 fixé sur une partie (2) de sa carrosserie qui est exposée à des chocs.