Brevet FR3044119A1 — publié le 20170526

L'invention concerne le domaine des commandes de véhicule. Elle concerne plus particulièrement un dispositif d'actionnement de fonctions d'un véhicule constitué d'une pédale en matériau composite. Les pédales sont des dispositifs de levier actionnés par le pied humain, permettant de transmettre une force à un dispositif mécanique dans le but d'actionner une fonction au sein d'un véhicule. Les pédales sont généralement composées d'une tige dont l'extrémité libre est munie d'une surface d'appui voire d'un patin où peut se placer le pied de l'utilisateur. L'extrémité opposée est relié en pivot à un mécanisme permettant l'actionnement d'une fonction du véhicule. L'art antérieur nous enseigne qu'il existe déjà des dispositifs de pédales. La grande majorité de ces dispositifs sont composés d'une tige métallique pour répondre à des contraintes de sécurité de fonctionnement. Il s'agit notamment de robustesse face aux fortes contraintes mécaniques, de résistance aux fluctuations de température, de maintien de ces propriétés durant au moins toute la vie du véhicule. Dans un souci de réduction de la masse et des coûts de fabrication du véhicule, la structure de tous les composants doit être repensée. C'est selon cette démarche qu'ont été développé des tiges de pédale en demi-coquilles métalliques, WO 2013/125071, puis en matériaux de type plastique, EP 2826680. Elles permettent de conserver au fil du temps une rigidité ou une raideur comparable aux tiges métalliques. Ces pédales résolvent en partie la problématique de la masse du véhicule mais restent malgré tout coûteuses en termes de temps de mise en oeuvre et de matériaux. De plus, la structure de ces pédales ne permet pas une grande liberté de forme pour s'adapter aux différents usages et différents agencements propres à chaque véhicule. La présente invention a donc pour objet de proposer de nouveaux moyens afin de répondre aux inconvénients de l'art 3044119 2 antérieur. Il s'agit plus particulièrement de proposer un procédé de fabrication en matériau composite, d'un dispositif de pédale pour un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : 5 - on réalise une ossature faite d'un fil continu constitué d'un matériau fibré ; - on surmoule sur l'ossature une matrice organique. L'invention concerne aussi un dispositif de pédale de frein composite caractérisé en ce qu'il comprend une ossature 10 filaire continue composite, comportant des fibres, noyée totalement ou partiellement dans une matrice organique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre se rapportant à un exemple de réalisation donné à 15 titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant au dessin joint, dans lequel : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de pédale selon l'invention. 20 Ainsi et tel que visible sur la figure 1, la présente invention concerne tout d'abord un procédé de fabrication en matériau composite, d'un dispositif de pédale 1 pour un véhicule. Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux 25 composants non miscibles dont les propriétés se complètent. Le nouveau matériau ainsi constitué, hétérogène, possède des propriétés que les composants seuls ne possèdent pas. Cette association permet d'améliorer la qualité du matériau telle que légèreté, rigidité à un effort, etc. 30 Un matériau composite est composé d'une matrice, d'un renfort et optionnellement de charges et/ou d'additifs. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : - on réalise une ossature 2 faite d'un fil continu 22 35 constitué d'un matériau fibré ; 3044119 3 - on surmoule sur l'ossature 2 une matrice organique 3. Un matériau fibré est un matériau composite composé d'une matrice polymère renforcée par des fibres. L'invention peut utiliser tout type de fibre telles que celles comprenant de la 5 silice, du carbone, des aramides voire des fibres naturelles. Une matrice organique a pour principal but de transmettre les efforts mécaniques au renfort. Elle assure aussi la protection du renfort vis-à-vis des diverses conditions environnementales. Elle permet en outre de donner la forme 10 voulue au produit réalisé. Elle peut être réalisée avec une résine thermodurcissable, une résine thermoplastique ou toute autre résine. Ainsi, le procédé de l'invention donne une autre alternative aux procédés connus de l'état de l'art. 15 Il permet l'obtention de dispositifs de pédales 1 dont la rigidité, la robustesse, la durée de vie peuvent être comparées avantageusement aux tiges de métal de l'art antérieur. Ce procédé permet une économie substantielle dans la production. En effet, les matériaux utilisés présentent des 20 coûts bien inférieurs à ceux de l'acier. Le procédé selon l'invention permet aussi élaboration de formes complexes de façon aisée. Il est aussi possible de fabriquer grâce au procédé de l'invention, des dispositifs de pédales 1 avec des cadences très 25 rapides de l'ordre de 30 secondes à 1 minute par unité. De plus, l'investissement dans les outils de production est beaucoup plus faible que celui nécessaire pour les outils de production de l'art antérieur. Avantageusement, le procédé de l'invention comprend 30 l'étape : on utilise des dérivés thermoplastiques en tant que matrice organique 3. Les dérivés thermoplastiques présentent des avantages de coût et de temps de mise en oeuvre. 35 Préférentiellement, le procédé de l'invention comprend l'étape : 3044119 4 - on utilise des moyens de renfort supplémentaires sur au moins une partie de l'ossature 2 faite d'un fil continu 22. Dans certaines applications, il peut être nécessaire 5 d'ajouter du renfort sur des parties spécifiques du dispositif de pédale 2. Ceci peut être nécessaire pour la réalisation de dispositifs de pédale 2 ayant des formes complexes telles que des courbes latérales ou dévoyées. Ces moyens de renfort peuvent se matérialiser sous forme 10 de ponts 4 ou d'enroulements successifs. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé de l'invention comprend l'étape : - on fait décrire à l'ossature 2 faite d'un fil continu 22 au moins deux aller-retours dans l'ensemble du 15 dispositif de pédale 1. L'ossature 2 filaire peut décrire plusieurs aller-retours dans le dispositif 1 afin d'ajouter du renfort. De façon avantageuse, le procédé de l'invention comprend l'étape : 20 - on utilise une matrice organique 3 chargée de fibres de renfort. La matrice peut être chargée de fibres additionnelles afin de renforcer sa rigidité et sa résistance face aux contraintes mécaniques. 25 De façon préférentielle, le procédé de l'invention comprend l'étape : - on renforce l'ossature 2 faite d'un fil continu 22 aux deux extrémités 11 et 12 du dispositif de pédale 1. Ce renforcement est utile au niveau des zones 30 d'application des efforts telles que les extrémités du dispositif où sont situées la zone de liaison 120 un mécanisme d'articulation et la zone d'appui du pied 110 au niveau de l'extrémité libre 11 du dispositif de pédale 1. Selon un autre mode particulier de réalisation, le 35 procédé de l'invention comprend l'étape : 3044119 5 - on ajoute des moyens de renforcement supplémentaires tels que des plaques de feuilles en matériaux composites sur au moins une partie de l'ossature 2 faite d'un fil continu 22. 5 Des plaques de feuilles en matériaux composites sont une solution optionnelle pour répondre à un cahier des charges où les contraintes mécaniques sont particulièrement importantes. Selon encore un autre mode de réalisation, le procédé de l'invention comprend l'étape : 10 - on utilise des polyamides techniques chargés de fibres de verre et/ou de carbone associés à un fil continu de verre et/ou de carbone pour la réalisation de l'ossature 2 faite d'un fil continu 22. Les polyamides techniques chargés de fibres représentent 15 une solution appropriée pour répondre à des contraintes mécaniques importantes. Selon un autre mode préféré de l'invention, le dispositif de pédale 1 est un dispositif de pédale de frein. L'invention concerne aussi un dispositif de pédale 1 20 composite obtenu selon le procédé de l'invention. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend une ossature 2 faite d'un fil continu 22 composite, comportant des fibres, noyée totalement ou partiellement dans une matrice organique 3. Le fait de noyer totalement ou partiellement l'ossature 2 25 permet de jouer sur la finition du dispositif 1 et évite les défauts de surface. Ces défauts de surface étant régulièrement trouvés sur les matériaux composites utilisant des feuilles thermoplastiques en général. De tels dispositifs 1 présentent des qualités de légèreté 30 et de coût très avantageuses par rapport à ceux connus de l'art antérieur. Dans le cas exceptionnel où le dispositif de pédale 1 obtenu par le procédé de l'invention pourrait casser, il ne se séparerait pas en deux morceaux distincts. La fonction de la 35 pédale ne serait donc pas complètement perdue. C'est aussi un avantage par rapport aux dispositifs connus de l'art antérieur. 3044119 6 Le dispositif répond ainsi à un critère supplémentaire de sécurité. Selon un mode de réalisation avantageux, l'ossature 2 comporte plusieurs tronçons qui s'étendent chacun 5 longitudinalement d'une extrémité à l'autre. Cette caractéristique particulière permet de renforcer le dispositif de pédale 2 dans sa longueur. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication en matériau composite, d'un dispositif de pédale (1) pour un véhicule, caractérisé en ce 5 qu'il comprend les étapes successives suivantes : - on réalise une ossature (2) faite d'un fil continu (22) constitué d'un matériau fibré ; - on surmoule sur l'ossature (2) une matrice organique (3) 10 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise des dérivés thermoplastiques en tant que matrice organique (3). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise des moyens de renfort 15 supplémentaires sur au moins une partie de l'ossature (2) faite d'un fil continu (22). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fait décrire à l'ossature (2) faite d'un fil continu (22) au moins deux aller-retours dans 20 l'ensemble du dispositif de pédale (1). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une matrice organique (3) chargée de fibres de renfort. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 25 5, caractérisé en ce qu'on renforce l'ossature (2) faite d'un fil continu (22) aux deux extrémités (11 et 12) du dispositif de pédale (1). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on ajoute des moyens de renforcement 30 supplémentaires tels que des plaques de feuilles en matériaux composites sur au moins une partie de l'ossature (2) faite d'un fil continu (22). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise des polyamides techniques 35 chargés de fibres de verre et/ou de carbone associés à un fil 3044119 8 continu de verre et/ou de carbone pour la réalisation de l'ossature (2) faite d'un fil continu (22). 9. Dispositif de pédale (1) composite obtenu selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une ossature (2) faite d'un fil continu (22) composite, comportant des fibres, noyée totalement ou partiellement dans une matrice organique (3). 10. Dispositif de pédale (1) composite selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ossature (2) comporte 10 plusieurs tronçons qui s'étendent chacun longitudinalement d'une extrémité (11) à l'autre (12).