Brevet FR3094261A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : Procédé de fabrication d'un tapis chauffant pour véhicule automobile [0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un tapis chauffant pour véhicule automobile. [0002] Les systèmes de chauffage de véhicules automobiles par soufflage d'air chaud présentent de nombreux inconvénients tels que la lenteur, le bruit et la difficulté de chauffer sélectivement certaines zones de l'habitacle. [0003] Il est connu, notamment du document FR2864486, d'équiper les tapis de véhicules d'éléments chauffants intégrés, pour effectuer un chauffage par le sol. En particulier, il est judicieux de positionner les éléments chauffants au niveau des emplacements des pieds du conducteur et/ou des passagers, pour optimiser l'efficacité du chauffage. [0004] 11 est par ailleurs connu de réaliser des tapis de véhicule en thermoformant plusieurs couches de matériaux. L'intégration d'éléments chauffants à un tapis réalisé par un tel procédé présente plusieurs difficultés, notamment le maintien desdits éléments chauffants aux emplacements appropriés durant le thermoformage. [0005] La présente invention a pour but de proposer un procédé de fabrication permettant de réaliser facilement et efficacement un tapis thermoformé, intégrant des éléments chauffants. [0006] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication du type précité, comprenant les étapes suivantes : fourniture d'une première nappe chauffante s'étendant sensiblement selon un premier axe, ladite première nappe chauffante comprenant : une première structure deformable ; et deux éléments chauffants insérés dans ladite première structure, lesdits deux éléments chauffants étant alignés axialcment et séparés par une zone de déformation de ladite première structure ; empilement de la première nappe chauffante entre une couche supérieure et une couche inférieure, selon une direction d'empilement sensiblement perpendiculaire au premier axe ; au moins l'une de ladite première nappe chauffante et desdites couches supérieure et inférieure comprenant un matériau thermoformable ; assemblage de l'empilement par au moins une première tige de fixation traversant la première nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure ; et thermoformage de l'empilement ainsi assemblé, de sorte à solidariser la première nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure en une pièce monobloc ; et à étirer zone de déformation de la première nappe chauffante selon la direction d'empilement. [0007] Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les coin- 2 hinaisons techniquement possibles : [0008] - lors de l'étape d'empilement, une deuxième nappe chauffante est disposée entre les couches supérieure et inférieure, ladite deuxième nappe chauffante s'étendant sensiblement selon un deuxième axe parallèle au premier axe, les première et deuxième nappes chauffantes étant espacées selon un troisième axe perpendiculaire aux premier et deuxième axes et à la direction d'empilement ; ladite deuxième nappe chauffante comprenant : une deuxième structure deformable ; et deux éléments chauffants insérés dans ladite deuxième structure, lesdits deux éléments chauffants étant alignés axialcment et séparés par une zone de déformation de ladite deuxième structure ; [0009] - l'étape d'assemblage de l'empilement comprend une pose d'au moins une deuxième tige de fixation traversant la deuxième nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure ; [0010] - la première structure comporte des fibres imprégnées d'un matériau thermo- formable, de préférence thermoplastique ; [0011] - la couche supérieure ou la couche inférieure comporte des fibres imprégnées d'un matériau thcrmoformahle, de préférence thermoplastique ; [0012] - l'étape d'empilement comprend le dépôt d'une couche d'adhésif entre la première nappe chauffante et la couche supérieure et/ou entre la première nappe chauffante et la couche inférieure, l'étape de thermoformage activant ledit adhésif ; [0013] - l'étape d'assemblage comprend la perforation de l'empilement par une pluralité de tiges de fixation solidarisées entre elles par un cadre, lesdites tiges de fixation étant maintenues en place durant l'étape de thermoformage ; [0014] - le procédé de fabrication comprend en outre, avant l'étape de thermoformage, une étape de découpe de la couche supérieure et/ou de la couche inférieure à proximité d'au moins l'un des deux éléments chauffants de la première nappe chauffante ; [0015] - le procédé de fabrication comprend en outre, après l'étape de thermoformage, une étape de découpe de la pièce monobloc, à l'écart des éléments chauffants. [0016] L'invention se rapporte en outre à un tapis chauffant issu d'un procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus. [0017] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels [0018] [fig.1] la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un empilement selon une étape d'un procédé de fabrication d'un tapis chauffant selon un mode de réalisation de l'invention ; [0019] 3 [fig.2] la figure 2 est une vue schématique en section de l'empilement de la figure 1 ; et [0020] [fig.3] la figure 3 est une vue schématique en section d'une autre étape du procédé de fabrication d'un tapis chauffant. [0021] Les figures 1, 2 et 3 représentent schématiquement des étapes différentes d'un procédé de fabrication d'un tapis chauffant 10, selon un mode de réalisation de l'invention. Le tapis chauffant 10, de préférence un tapis chauffant pour véhicule automobile, sera décrit plus en détails ci-après. [0022] Dans une première étape du procédé de fabrication du tapis chauffant 10, un em- pilement 12 est réalisé, comme représenté sur les figures 1 et 2. [0023] L'empilement 12 comporte : au moins une première nappe chauffante 14 ; une couche supérieure 16 et une couche inférieure 18. [0024] On considère une base orthonormée (X, Y, Z), la direction Z représentant la verticale. Les termes « supérieure » et « inférieure » s'entendent par rapport à une direction d'empilement verticale. [0025] Dans le mode de réalisation représenté, l'empilement 12 comprend en outre une deuxième nappe chauffante 20 visible sur la figure 1. Les première et deuxième nappes chauffantes 14 et 20 seront décrites simultanément ci-après. [0026] La nappe chauffante 14, 20 comprend une structure 22 formée d'un matériau dé- formable, notamment un matériau textile. De préférence, la structure 22 comporte des fibres 24, naturelles ou synthétiques, plus préférentiellement sous forme de non-tissé. Les fibres utilisées sont par exemple choisies parmi les fibres de polyester téréphtalate (PET) et de polyamide (PA). [0027] Selon un mode de réalisation préférentiel, la structure 22 comporte des fibres 24 im- prégnées d'un premier matériau thermoplastique 26. Alternativement les fibres 24 sont mélangées avec des fibres fusibles, formées d'un premier matériau thermoplastique 26 ayant une température de ramollissement inférieure à celle desdites fibres 24. [0028] La structure 22 de la nappe chauffante 14, 20 s'étend dans un plan (X, Y) et présente une forme allongée selon la direction X. [0029] La nappe chauffante 14, 20 comprend en outre deux éléments chauffants 28, insérés dans la structure 22. Selon un mode de réalisation, chaque élément chauffant 28 est entièrement recouvert par ladite structure 22. En variante, chaque élément chauffant 28 est fixé sur une surface de la structure 22, par exemple par couture. [0030] Les éléments chauffants 28 d'une même nappe chauffante 14, 20 sont de préférence sensiblement identiques. Les éléments chauffants 28 sont de préférence des éléments chauffants électriques, comprenant une résistance électrique. [0031] Un élément chauffant 28 a de préférence une forme de plaque s'étendant selon un plan (X, Y). L'élément chauffant 28 comprend par exemple un fil électrique chauffant disposé en forme de serpentin plan. [0032] De préférence, la nappe chauffante 14, 20 comprend en outre au moins un organe 30 de connexion électrique par élément chauffant 28. Un seul organe de connexion 30 est représenté à titre d'exemple sur les figures 2 et 3. [0033] L'organe de connexion 30, tel qu'une fiche électrique, est par exemple fixé à l'élément chauffant 28 correspondant et forme une saillie par rapport à une face supérieure 32 de la structure 22. [0034] Les deux éléments chauffants 28 sont sensiblement alignés selon X et séparés par une zone intermédiaire 34 de la structure 22. Comme il sera décrit par la suite, la zone intermédiaire 34 est apte à être déformée, notamment étirée, au moins après chauffage. [0035] La couche supérieure 16 est destinée à une fonction de couche d'aspect du tapis 10. Ladite couche supérieure 16 est par exemple de type moquette. [0036] La couche supérieure 16 est formée d'un matériau deformable, de préférence un textile non-tissé. De plus, ladite couche supérieure 16 comprend préférentiellement un matériau thermoplastique. Selon un mode de réalisation préférentiel, la couche supérieure 16 comporte des fibres imprégnées d'un deuxième matériau thermoplastique 36. [0037] Le deuxième matériau thermoplastique 36 est différent du premier matériau thermo- plastique 26, ou similaire audit premier matériau. Dans le cas où lesdits premier et deuxième matériaux thermoplastiques sont différents, ils ont de préférence des températures de transition vitreuse etlou de fusion comparables. [0038] A titre d'exemple, le premier 26 etlou le deuxième 36 matériau thermoplastique est choisi parmi un polyéthylène ou un co-polyester téréphtalate. Le premier 26 et/ou le deuxième 36 matériau thermoplastique est de préférence à bas point de fusion, notamment inférieur à 140 °C environ. [0039] La couche inférieure 18 est destinée à une fonction d'isolant phonique du tapis 10 et est formée d'un matériau déformable. Selon un mode de réalisation, la couche inférieure 18 est un textile non-tissé de type feutre. Selon un autre mode de réalisation, la couche inférieure 18 est de type « masse lourde », c'est-à-dire une couche de polymère incorporant des charges. [0040] Les couches supérieure 16 et inférieure 18 s'étendent dans des plans (X, Y) su- perposés. De préférence, lesdites couches supérieure 16 et inférieure 18 présentent des dimensions comparables selon X et Y. [0041] Comme visible sur la figure 1, lesdites dimensions des couches 16 et 18 sont su- périeures aux dimensions de la ou de chaque nappe chauffante selon X et Y. L'empilement 12 comporte donc plusieurs zones dans lesquelles les couches su- péricure 16 et inférieure 18 sont directement au contact l'une de l'autre. En particulier, l'empilement 12 comporte de préférence un bord 40 refermé sur lui-même, le long duquel les couches 16 et 18 sont directement au contact l'une de l'autre. [0042] De préférence, les dimensions des couches 16 et 18 selon X et Y sont configurées de sorte à obtenir un tapis 10 apte à recouvrir le sol d'un habitacle de véhicule. De préférence, les dimensions de la ou de chaque nappe chauffante 14, 20 et la position des éléments chauffants 28 sont configurés de sorte que lesdits éléments chauffants se situent au niveau des pieds du conducteur et/ou d'un ou de plusieurs passagers dans l'habitacle du véhicule. [0043] Dans le mode de réalisation représenté, les directions Y et X correspondent respec- tivement à une direction de déplacement du véhicule et à une direction transversale dudit véhicule. La première nappe chauffante 14 est placée au niveau des emplacements des pieds du conducteur et du passager avant. La deuxième nappe chauffante 20 est placée au niveau des emplacements des pieds des passagers arrière. [0044] De préférence, au moins l'une des faces des couches supérieure 16 et inférieure 18, au contact l'une de l'autre, est recouverte d'un adhésif apte à être activé par chauffage. Il s'agit par exemple d'un adhésif à base d'un polymère dont la température de ramollissement est supérieure à la température d'utilisation de la nappe chauffante, par exemple un polyamide. [0045] De préférence, au moins l'une des faces de la ou de chaque nappe chauffante 14, 20 est également recouverte d'un adhésif apte à être activé par chauffage. [0046] Dans une deuxième étape du procédé de fabrication, éventuellement simultanée à la première étape précédemment décrite, un dispositif de maintien 50 est assemblé à l'empilement 12. Ledit dispositif de maintien 50 a pour objet d'assembler les unes aux autres les nappes chauffantes 14, 20 et les couches supérieure 16 et inférieure 18, de sorte à maintenir leurs positions respectives dans la suite du procédé. [0047] Le dispositif de maintien 50 comprend au moins une tige de fixation 52, ou picot, disposé selon Z. Le picot 52 traverse successivement la couche inférieure 18, la nappe chauffante 14, 20 et la couche supérieure 16. Préférentiellement, la tige de fixation 52 traverse la structure 22 de la nappe chauffante 14, 20, à l'écart des éléments chauffants 28. [0048] De préférence, le dispositif de maintien 50 comprend au moins deux picots 52, disposés à chaque extrémité selon X d'une même nappe chauffante 14, 20. Dans le mode de réalisation représenté, chaque nappe chauffante 14, 20 est maintenue par au moins deux picots. [0049] Dans le mode de réalisation représenté, le dispositif de maintien 50 comprend un cadre 54 supportant une pluralité de picots 52. Certains desdits picots assemblent les couches supérieure 16 et inférieure 18 dans les zones où lesdites couches sont au 6 contact direct l'une de l'autre. [0050] Dans une éventuelle troisième étape du procédé de fabrication, comme représenté sur la figure 2, une fente 56 est découpée dans la couche supérieure 16 en vis-à-vis de chaque organe 30 de connexion électrique d'élément chauffant. [0051] Ensuite, l'empilement 12 assemblé au dispositif de maintien 50 est chauffé et thermoformé, de sorte à donner au tapis 10 une forme en trois dimensions. La température de chauffage est supérieure à une température de ramollissement des premier 26 et deuxième 36 matériaux thermoplastiques, par exemple comprise entre 140°C et 180°C. Cette plage de température est suffisamment faible pour ne pas endommager les éléments chauffants 28. [0052] Le chauffage a pour effet de ramollir le premier 26 et/ou le deuxième 36 matériaux thermoplastique. Dans le cas où la structure 22 de la nappe chauffante 14, 20 comprend des fibres 24 imprégnées de premier matériau 26, lesdites fibres deviennent alors mobiles les unes par rapport aux autres. Il en est de même pour la couche supérieure 16 dans le cas où elle comprend des fibres imprégnées de deuxième matériau 36. [0053] Il est alors possible d'étirer selon Z la couche supérieure 16 et la structure 22 de la nappe chauffante 14, 20, sans les déchirer. En particulier, la zone intermédiaire 34 de la structure 22 peut être étirée selon Z. [0054] En particulier, lors de l'étape de thermoformage, un relief 60 est formé selon Y, sen- siblement le long d'un plan médian de l'empilement 12. Ledit relief passe notamment par la zone intermédiaire 34, à l'écart des éléments chauffants 28 de la nappe chauffante 14, 20. [0055] Le matériau de la couche inférieure 18 est également choisi de manière à former le relief 60 sans déchirer ledit matériau. [0056] Le thermoformage est par exemple effectué en comprimant à chaud l'empilement 12 entre un moule et un contre-moule (non représentés). Cette compression à chaud a également pour effet de solidariser entre elles les couches 16, 14, 20, 18 de l'empilement 12, notamment grâce à l'action des éventuels adhésifs décrits ci-dessus. [0057] La présence du dispositif de maintien 50 permet à la position de la nappe 14, 20 de ne pas varier par rapport aux couches 16 et 18 durant le thermoformage, ce qui garantit un positionnement des éléments chauffants 28 aux emplacements souhaités dans le tapis 10. [0058] Après refroidissement, le tapis 10 est obtenu sous forme d'une pièce monobloc. De préférence, le ou les organes de connexion 30 affleurent la surface de ladite pièce au niveau de la ou des fentes 56 correspondantes, permettant une connexion électrique ultérieure de chaque élément chauffant 28 correspondant. [0059] Le tapis 10 est ensuite dissocié du dispositif de maintien 50. [0060] Dans une éventuelle étape supplémentaire du procédé de fabrication, une ou des 7 découpes sont effectuées dans le tapis 10 de sorte à finaliser sa forme. Les découpes sont de préférence réalisées à l'écart des éléments chauffants 28, par exemple au niveau du bord 40 et/ou du relief 60. Les découpes sont par exemple effectuées par jet d'eau sous pression. [0061] Le procédé décrit ci-dessus permet d'obtenir facilement un tapis chauffant 10 thermoformé, dans lequel les éléments chauffants 28 sont incorporés aux emplacements souhaités. Par ailleurs, lesdits éléments chauffants sont protégés par les différentes couches du tapis, ce qui améliore la durée de vie de ce dernier. [0062] En particulier, le procédé décrit ci-dessus permet d'obtenir un tapis chauffant comportant un relief central 60 de taille importante, sans déchirure des matériaux dudit tapis. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] REVENDICATIONSProcédé de fabrication d'un tapis chauffant (10) pour véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'une première nappe chauffante (14, 20) s'étendant sensiblement selon un premier axe (X), ladite première nappe chauffante comprenant : une première structure (22) déformable ; et deux éléments chauffants (28) insérés dans ladite première structure, lesdits deux éléments chauffants étant alignés axialement et séparés par une zone de déformation (34) de ladite première structure ; - empilement de la première nappe chauffante entre une couche supérieure (16) et une couche inférieure (18), selon une direction d'empilement (Z) sensiblement perpendiculaire au premier axe ; au moins l'une de ladite première nappe chauffante et desdites couches supérieure et inférieure comprenant un matériau thermoformable (26, 36) ; - assemblage de l'empilement (12) par au moins une première tige de fixation (52) traversant la première nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure ; et - thermoformage de l'empilement ainsi assemblé, de sorte à solidariser la première nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure en une pièce monobloc (10) ; et à étirer (60) la zone de déformation de la première nappe chauffante selon la direction d'empilement. Procédé de fabrication selon la revendication 1, dans lequel, lors de l'étape d'empilement, une deuxième nappe chauffante (14, 20) est disposée entre les couches supérieure (16) et inférieure (18), ladite deuxième nappe chauffante s'étendant sensiblement selon un deuxième axe (X) parallèle au premier axe, les première et deuxième nappes chauffantes étant espacées selon un troisième axe (Y) perpendiculaire aux premier et deuxième axes et à la direction d'empilement ; ladite deuxième nappe chauffante comprenant : une deuxième structure (22) déformable ; et deux éléments chauffants (28) insérés dans ladite deuxième structure, lesdits deux éléments chauffants étant alignés axialement et séparés par une zone de déformation (34) de ladite deuxième structure. Procédé de fabrication selon la revendication 2, dans lequel l'étape d'assemblage (le l'empilement comprend une pose d'au moins une deuxième tige de fixation (52) traversant la deuxième nappe chauffante et les couches supérieure et inférieure. 9 [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première structure (22) comporte des fibres (24) imprégnées d'un matériau thermoformahle (26), de préférence thermoplastique. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche supérieure (16) ou la couche inférieure (18) comporte des fibres imprégnées d'un matériau thermoformable (36), de préférence thermoplastique. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'empilement comprend le dépôt d'une couche d'adhésif entre la première nappe chauffante (14, 20) et la couche supérieure (16) et/ou entre la première nappe chauffante et la couche inférieure (18), l'étape de thermoformage activant ledit adhésif. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'assemblage comprend la perforation de l'empilement par une pluralité de tiges de fixation (52) solidarisées entre elles par un cadre (54), lesdites tiges de fixation étant maintenues en place durant l'étape de thermoformage. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre, avant l'étape de thermoformage, une étape de découpe (56) de la couche supérieure et/ou de la couche inférieure à proximité d'au moins l'un des deux éléments chauffants (28) de la première nappe chauffante. Procédé de fabrication selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre, après l'étape de thermoformage, une étape de découpe de la pièce monobloc (40, 60), à l'écart des éléments chauffants (28). Tapis chauffant (10) pour véhicule automobile, issu d'un procédé selon l'une des revendications précédentes.