Brevet FR3021895A1 — publié le 20151211

MOULE POUR LA REALISATION D'UN BOÎTIER DE FEU DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UNE NERVURE DE SOUDAGE A ARETES VIVES Le domaine de la présente invention est celui de l'équipement des véhicules automobiles et, plus particulièrement, celui des feux pour l'éclairage et/ou la signalisation de ces véhicules. Les modules lumineux, par exemple les feux, des véhicules automobiles sont des ensembles à l'intérieur desquels on trouve, notamment, une ou plusieurs sources lumineuses, en général un réflecteur pour renvoyer vers l'extérieur le faisceau lumineux créé par cette ou ces sources, et des moyens de contrôle de la forme de ce faisceau. Ces éléments sont enfermés dans un boîtier qui porte une glace transparente au travers de laquelle passe le faisceau. Le boîtier et la glace sont généralement réalisés dans des matériaux polymères, et sont assemblés l'un à l'autre de façon à garantir l'étanchéité de l'ensemble vis-à-vis de l'extérieur et notamment vis-à-vis des intempéries. L'assemblage de ces deux pièces, qui était auparavant réalisé par collage, tend de plus en plus à être réalisé par soudage, ce qui assure une meilleure garantie d'étanchéité, cette option étant rendue possible par le choix des matériaux utilisés. Les machines de soudage généralement utilisées comportent un outil-support, sur lequel sont déposées, une première bride qui s'étend tout le long de la périphérie du boîtier, communément appelée collet par l'homme du métier, et une seconde bride constituée par le bord externe de la glace. Un moyen de chauffage, tel qu'une plaque chauffante, une plaque vibrante ou une tête laser, est associé à cet outil pour faire fondre les deux pièces mises en contact et assurer leur solidarisation. Un moyen préférentiel est le soudage par laser qui présente l'avantage d'un positionnement précis et donc d'une largeur de soudure parfaitement contrôlée. La technique associée au soudage laser consiste à émettre un rayon qui traverse la glace du fait de sa transparence et qui vient chauffer la face supérieure du boîtier pour le faire fondre localement. La chaleur absorbée par le boîtier est restituée en partie à la glace qui fond également et qui vient se mélanger à la phase liquide ou pâteuse du boîtier pour former le joint de soudure. Le boîtier a une forme essentiellement convexe, de laquelle s'étendent des parois en direction du haut. Au bout de ces parois se trouvent un collet périphérique qui porte une nervure de soudage dont le but, en formant une protubérance, est de fournir de la matière pour le soudage de la glace transparente. Le boîtier, qui est généralement réalisé en matériau polymère, est couramment obtenu par injection dans un moule. Ce moule est réalisé en plusieurs parties pour tenir compte de la forme particulière du boîtier et permettre son démoulage. Il comporte notamment une base fixe au dessus de laquelle est laissée libre une cavité qui sera remplie par le matériau polymère et qui reproduit en creux la forme du boîtier, et une seconde partie, dite poinçon, qui est posée sur cette base, les deux parties se rejoignant, en dehors de la cavité, le long d'une surface appelée plan de joint. Afin de réaliser la protubérance que constitue la nervure de soudage, la technique généralement mise en oeuvre consiste à prévoir une nervure en forme de gorge dans le poinçon du moule. Le creusement de cette gorge par des moyens classiques d'usinage fait qu'elle comporte un fond qui se raccorde à ses parois latérales par des formes en congé. L'inconvénient de cette technique, quand elle est utilisée dans le cas du moulage d'un boîtier de module de véhicule automobile est que le boîtier obtenu par un tel moulage présente des arêtes arrondies aux extrémités latérales de sa nervure de soudage. Il s'ensuit que la glace qui est posée sur le collet de ce boîtier n'adhère pas parfaitement à la nervure de soudage sur toute sa largeur. De l'air est donc présent entre la glace et la nervure de soudage, aux extrémités latérales de celle-ci, et lorsque la fonte des matériaux intervient, des pénétrations d'air vont créer des microbulles à l'intérieur du cordon de soudure. Le résultat se traduit par l'apparition de deux lignes blanches le long du cordon de soudure, ce qui nuit fortement à l'esthétique du module. Cette imperfection peut également se traduire par des défauts d'étanchéité pour le module lumineux. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un moule approprié pour la réalisation d'un boîtier qui soit bien adapté au soudage laser et un procédé de réalisation par moulage d'un tel boîtier. A cet effet, l'invention a pour objet un moule pour la réalisation par injection d'un boîtier de module, notamment lumineux, pour véhicule automobile, ledit moule étant formé d'au moins une base et d'au moins un poinçon laissant entre eux un espace ayant la forme d'un boîtier, caractérisé en ce que ledit poinçon comporte une gorge comportant un fond s'étendant entre deux parois latérales, le fond de ladite gorge étant, en coupe transversale, à angle vif avec lesdites parois latérales. On entend par angle vif un fond de la gorge qui comporte une arête vive avec les parois latérales de cette gorge, c'est-à-dire une arête dont le rayon de courbure, parfois appelée filet, est aussi proche que possible de zéro. Les angles vifs formés dans le fond de la gorge garantissent que la nervure de soudage qui sera produite, ne comportera pas de congé à des extrémités latérales et donc qu'elle pourra être totalement jointive avec la glace lors du soudage laser. Aucune bulle d'air ne subsistera ainsi entre les deux pièces à souder. Avantageusement, le fond de ladite gorge est rectiligne en coupe transversale. Avantageusement, ledit poinçon est réalisé par un assemblage d'inserts jointifs. Préférentiellement, deux au moins des plans de joint entre les inserts jointifs aboutissent aux extrémités latérales du fond de gorge. Cela permet de réaliser facilement les inserts et d'obtenir les angles vifs recherchés. Préférentiellement un des inserts, dit insert central, s'étend à partir du fond de ladite gorge, sur toute sa largeur. Plus préférentiellement le poinçon comporte, en sus dudit insert central, deux inserts latéraux, s'étendant de façon rectiligne de part et d'autre du fond de gorge. Encore plus préférentiellement l'un au moins, voire les deux, des deux inserts latéraux s'étendent sensiblement perpendiculairement au fond de gorge. Dans un autre mode particulier de réalisation, la gorge dans le poinçon est creusée par électroérosion ou usinage électrochimique, à l'aide d'une électrode à arêtes vives. Avantageusement le fond de gorge est parallèle à la face du moule formant le collet périphérique. L'invention porte également sur un boîtier de module, notamment lumineux, pour véhicule automobile, réalisé par moulage à l'aide d'un moule tel que décrit ci-dessus. Avantageusement le boîtier comporte un collet périphérique et une nervure de soudage, cette dernière s'étendant depuis ledit collet et se terminant par une face supérieure apte à être soudée, par exemple par soudage laser, à la glace du module. Préférentiellement, la nervure de soudage présente deux faces latérales s'étendant depuis le collet jusqu'à la face supérieure, la face supérieure étant à angle vif avec les faces latérales. De façon plus avantageuse, la face supérieure est plane, en coupe transversale. L'invention porte enfin sur un procédé de réalisation d'un module, notamment lumineux, pour véhicule automobile par soudage laser d'une glace sur un boîtier tel que ci-dessus, ladite glace étant positionnée de façon à être en contact sur toute la largeur de la face supérieure de la nervure de soudage dudit boîtier. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue de côté, en coupe partielle, d'un poste de soudage laser du boîtier d'un module lumineux de véhicule ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une nervure de soudage d'un boîtier d'un module lumineux de véhicule, selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue en coupe d'une nervure de soudage d'un boîtier d'un module lumineux de véhicule, selon l'invention, et - la figure 4 est une vue en coupe d'un moule pour la réalisation du boîtier de la figure 3. Dans la suite de la description les directions verticale, supérieure ou inférieure, s'entendent en référence à la direction du faisceau laser. Les directions latérale ou transversale s'entendent comme une direction, dans un plan horizontal, qui est perpendiculaire à la direction d'avancement de la tête laser. En se référant à la figure 1, on voit une machine de soudage laser comprenant un bâti 1 conformé pour se déplacer longitudinalement en décrivant la forme extérieure d'un boîtier de module, notamment un module lumineux, de véhicule, à souder. Ce bâti porte une tête laser (non représentée) qui émet un faisceau 2 orienté verticalement, c'est-à-dire, ici, vers le bas de la figure, le long d'un axe 21. Il comporte également une extension verticale 3 située latéralement par rapport à ce faisceau, sur laquelle est fixé un axe de rotation transversal 31. Cet axe porte une roulette 4 qui est entraînée en rotation par le déplacement du bâti 1, en restant parallèle au faisceau laser 2. Le bâti 1 génère une force d'appui sur la roulette 4 pour maintenir l'un contre l'autre un boîtier 6 d'un module lumineux et une glace 5 de fermeture du boîtier. Sur la figure est représentée l'extrémité latérale de la glace 5, qui est en position sur le bâti 1 pour être soudée sur un collet 6a du boîtier 6. Alors que l'extrémité latérale de la glace 5 comporte deux faces, supérieure et inférieure, sensiblement planes et parallèles, le boîtier 6 comporte des parois 6e qui s'enfoncent sensiblement verticalement pour former un volume interne dans lequel seront positionnés les équipements du module lumineux. La paroi 6e se termine vers l'extérieur par un collet périphérique 6a qui est positionnée sur le bâti 1 parallèlement à l'extrémité de la glace 5. Le terme périphérique signifie, ici, que le collet s'étend partiellement ou totalement sur le pourtour du boîtier. Ce collet 6a porte sur sa face supérieure, c'est-à-dire la face en contact avec la face inférieure de la glace, une nervure de soudage 6b qui s'étend à partir du collet en formant une protubérance et qui a pour objet de fournir de la matière pour le soudage de la glace 5. Cette nervure de soudage se termine, à son extrémité opposée au collet, par une face supérieure 6f. Telle qu'elle est représentée sur la figure, cette nervure de soudage 6b s'intègre dans la glace 5, pour indiquer que les matières des deux pièces s'entremêlent lors du soudage. Elle court, de préférence, tout le long du collet périphérique 6a du boîtier 6, en étant sur tout ce parcours en contact avec la face inférieure de la glace 5, de façon à assurer la continuité du soudage et, in fine, l'étanchéité du module lumineux. Une pièce de support 7 est positionnée sous le collet 6a du boîtier 6 et sert de soutien au boîtier et à la glace, qui sont pressés contre elle par la roulette 4. La figure 2 montre une nervure de soudage 6b d'un boîtier 6 de l'art antérieur qui a été réalisé à l'aide d'un moule dont le poinçon comporte une gorge qui a été creusée par des moyens d'usinage classique. On voit que la face supérieure 6f de la nervure de soudage présente une forme légèrement bombée et que ses deux arêtes latérales 8a et 8c ne sont pas des arêtes vives. La courbure de ces deux arêtes provient des formes en congé du fond de la gorge pratiquée dans le poinçon du moule. De ce fait la glace 5, dont la face inférieure est plane, n'est pas parfaitement jointive avec la face supérieure 6f de la nervure de soudage 6b et de l'air subsiste entre les deux pièces à souder, ne serait-ce qu'aux extrémités latérales de la nervure de soudage. Lors du soudage par la tête laser, la nervure de soudage et une partie de l'épaisseur de la glace fondent, en emprisonnant des bulles d'air 9 qui subsistent à l'état gazeux dans le cordon de soudure. Leur succession le long du pourtour du collet du boîtier 6 crée un phénomène de ligne blanche qui n'est pas esthétique et surtout qui peut donner lieu à des infiltrations d'eau ou de poussière à l'intérieur du boîtier si ces bulles d'air traversent le cordon de soudure de part en part. La figure 3 montre, en revanche, une nervure de soudage telle qu'elle résulte de l'invention, c'est-à-dire réalisée avec un moule adapté pour éliminer la présence possible de microbulles d'air. A la différence de la figure 2 les deux arêtes latérales 8a et 8c de la nervure de soudage sont des arêtes vives, c'est-à-dire qu'elles sont formées par la jonction de deux surfaces dont les plans tangents sont sécants à leur point de jonction. Par ailleurs et de préférence, la face supérieure 6f de la nervure de soudage 6b est plane et horizontale, ce qui permet une bonne correspondance avec la face inférieure de la glace 5 qui est, elle aussi, préférentiellement plane. La figure 4 montre un dispositif de moulage adapté à la réalisation d'un boîtier 6 selon l'invention. Il est constitué d'une base 10 qui reproduit la forme inférieure des parois du boîtier 6 et d'un poinçon 11 qui reproduit la forme supérieure de ces mêmes parois. Entre les deux subsiste un espace dans lequel sera injectée la matière formant les parois du boîtier 6. La partie inférieure du poinçon présente une forme en gorge 16, comportant un fond 16f s'étendant entre deux parois latérales 16a et 16c, et qui a pour objet de reproduire, en creux, la forme de la nervure de soudage. Tel que représenté, le fond de gorge 16f est parallèle à la surface de la base 10 qui lui fait face ; de ce fait, la face supérieure 6f de la nervure de soudage sera parallèle au collet 6a, ce qui facilitera le positionnement de la glace 5 sur le boîtier 6. Pour obtenir des arêtes vives, le poinçon 11 est réalisé en trois parties jointives, ou inserts, les plans de joint entre ces inserts se rejoignant au niveau des deux arêtes 8a et 8c de la nervure de soudage 6b. La base 10 du moule est, en revanche, réalisée de façon classique, en un ou plusieurs morceaux selon les besoins imposés par le démoulage du boîtier 6. Les trois inserts 11a, 11b et 11c formant le poinçon, comprennent un insert central llb qui est pris en sandwich entre les deux inserts latéraux 11a et 11c et qui s'étend à partir de ce qui sera la face supérieure 6f de la nervure de soudage 6b. Il se termine ainsi à sa partie inférieure par une face formant fond de gorge 16f, qui a, en coupe transversale, une forme de préférence rectiligne, s'étendant entre ses deux extrémités 18a et 18c. De la sorte la face supérieure de la nervure de soudage sera plane transversalement et bien adaptée à être jointive avec une glace 5 dont l'extrémité latérale est, en général, elle aussi plane. Les deux inserts latéraux 11a et 11c entourent les faces latérales de la nervure de soudage 6b et s'étendent verticalement au-delà de la face supérieure 6f de la nervure de soudage. Au moins un et de préférence les deux inserts latéraux s'étendent ainsi sensiblement perpendiculairement audit fond de gorge 16f. Les plans de joint 12a et 12c des deux inserts latéraux, respectivement 11 a et 11c, avec l'insert central llb aboutissent sur le fond de gorge 16f au niveau des deux extrémités latérales 18a et 18c, qui correspondront aux arêtes 8a et 8c de la nervure de soudage 6b. De la sorte les faces des différents inserts du poinçon qui forment la gorge 16 sont sécantes les unes avec les autres et la pièce qui sera réalisée avec ce moule aura des arêtes vives. Et, pour assurer que ces arêtes sont bien vives, les faces latérales des deux inserts latéraux 11a, 11c s'étendent préférentiellement de façon rectiligne de part et d'autre dudit fond de gorge 16f. Ceci permet d'avoir une face parfaitement plane pour ces inserts latéraux, au niveau de leur plan de jonction avec l'insert central. Une autre méthode de réalisation d'un moule permettant de faire un boîtier 6 dont la nervure de soudage 6a comporte des arêtes vives, consiste à creuser une gorge 16 dans la face inférieure du poinçon 11, non plus par usinage classique, mais par électroérosion ou usinage électrochimique. Cette technique consiste à prendre pour outil de creusement, une électrode ayant la forme recherchée pour la nervure de soudage, puis à enlever progressivement du métal dans le poinçon par cet outil. Dans le premier cas, l'enlèvement de matière est obtenu par des décharges électriques envoyées entre le poinçon à creuser et l'électrode. L'arc électrique ainsi produit arrache de petites particules de métal qui sont évacuées par un liquide qui circule entre les deux pièces. Dans le second cas, on fait passer un courant électrique continu entre le poinçon et l'électrode, les deux pièces baignant dans un électrolyte. Le métal enlevé au poinçon est évacué par l'électrolyte qui circule sous pression entre les deux pièces. Cette méthode permet d'obtenir un fond de gorge qui ne présente pas de forme en congé et qui permettra d'obtenir des arêtes vives sur la nervure de soudage 6b, lorsqu'elle sera fabriquée avec un moule dont le poinçon présente une telle gorge.25 REVENDICATIONS1. Moule pour la réalisation par injection d'un boîtier (6) de module, notamment lumineux, pour véhicule automobile, ledit moule étant formé d'au moins une base (10) et d'au moins un poinçon (11) laissant entre eux un espace ayant la forme d'un boîtier, caractérisé en ce que ledit poinçon comporte une gorge (16) comportant un fond (16f) s'étendant entre deux parois latérales (16a, 16c), le fond (16f) de ladite gorge étant, en coupe transversale, à angle vif avec lesdites parois latérales (16a, 16c). 2. Moule selon la revendication 1, dans lequel le fond (16f) de ladite gorge est rectiligne en coupe transversale. 3. Moule selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit poinçon (11) est réalisé par un assemblage d'inserts jointifs (11a, 11 b, 11c). 4. Moule selon la revendication 3, dans lequel deux au moins des plans de joint (12a, 12c) entre les inserts jointifs aboutissent aux extrémités latérales (18a, 18c) du fond (16f) de ladite gorge. 5. Moule selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel un des inserts (11 b), dit insert central, s'étend à partir du fond (16f) de ladite gorge, notamment sur toute sa largeur. 6. Moule selon la revendication 5, dans lequel le poinçon comporte, en sus dudit insert central (11b), deux inserts latéraux (11a, 11c), s'étendant de façon rectiligne de part et d'autre du fond (16f) de ladite gorge. 7. Moule selon la revendication 6, dans lequel l'un voire les deux desdits deux inserts latéraux (11a, 11c) s'étend sensiblement perpendiculairement au fond (16f) de ladite gorge. 8. Moule selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la gorge (16) dans le poinçon (11) est creusée par électroérosion ou usinage électrochimique, à l'aide d'une électrode à arêtes vives. 9. Moule selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le fond (16f) de ladite gorge est parallèle à la surface de la base (10) du moule lui faisant face. 10. Boîtier de module, notamment lumineux, pour véhicule automobile, réalisé par moulage à l'aide d'un moule selon l'une des revendications 1 à 9. 11. Boîtier selon la revendication 10, comportant un collet périphérique (6a) et une nervure de soudage (6b), dans lequel ladite nervure de soudage s'étend depuis ledit collet (6a) et se termine par une face supérieure (6f), apte à être soudée, par exemple par soudage laser, à une glace (5) dudit module. 12. Boîtier selon la revendication 11, dans lequel la nervure de soudage (6b) présente deux faces latérales s'étendant depuis le collet (6a) jusqu'à la face supérieure (6f), la face supérieure étant à angle vif avec lesdites faces latérales. 13. Boîtier selon l'une des revendications 11 ou 12, dans lequel ladite face supérieure (6f) est plane, en coupe transversale. 14. Procédé de réalisation d'un module, notamment lumineux, pour véhicule automobile par soudage laser d'une glace (5) sur un boîtier selon l'une des revendications 10 à 13, ladite glace (5) étant positionnée de façon à être en contact sur toute la largeur de la face supérieure (6f) de la nervure de soudage (6b) dudit boîtier.10