EP2938533A1 - Plancher en matière plastique pour véhicule automobile avec inserts métalliques de ferrage - Google Patents

Plancher en matière plastique pour véhicule automobile avec inserts métalliques de ferrage

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Publication number
EP2938533A1
EP2938533A1 EP13821893.8A EP13821893A EP2938533A1 EP 2938533 A1 EP2938533 A1 EP 2938533A1 EP 13821893 A EP13821893 A EP 13821893A EP 2938533 A1 EP2938533 A1 EP 2938533A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mold
insert
thickness
floor
gadroons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13821893.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick Bosg
Jean-Yves Sozet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plastic Omnium SE
Original Assignee
Plastic Omnium SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plastic Omnium SE filed Critical Plastic Omnium SE
Publication of EP2938533A1 publication Critical patent/EP2938533A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/12—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated means for positioning inserts, e.g. labels
    • B29C33/14—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated means for positioning inserts, e.g. labels against the mould wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/40—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with means for cutting the article
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72—Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/20—Floors or bottom sub-units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/001—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material
    • B62D29/004—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof characterised by combining metal and synthetic material the metal being over-moulded by the synthetic material, e.g. in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
    • B29L2031/3002—Superstructures characterized by combining metal and plastics, i.e. hybrid parts

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of plastic floors for motor vehicles.
  • the manufacture of a motor vehicle begins with a step of shoeing, which consists in making a box in white, by welding between them different metal parts, body which is then bathed in a bath of cataphoresis to treat the surface of the metal parts and the weld points against corrosion.
  • the box follows various assembly and painting steps, until a complete vehicle is obtained.
  • plastic parts in the constitution of a vehicle is a success factor in the search for reduction of fuel consumption, thanks to the lightening provided by the replacement of a metal part. by a piece of plastic material, which is less dense.
  • FR2915129 discloses a motor vehicle floor having inserts partially overmolded in a sheet of AMC (for Advanced Molding Compound), BMC (for Bulk Molding Compound) or SMC (for Sheet Molding Compound) thermosetting material particularly suitable for this application because of its mechanical strength and its ability to undergo the cataphoresis step without degrading.
  • the inserts have areas not covered by the plastic, on which a weld can be made, which makes it possible to assemble the floor with other metal parts during the shoeing.
  • the invention aims to overcome this difficulty.
  • the subject of the invention is a mold for manufacturing a floor made of polymer material of a motor vehicle, comprising at least one metal insert in the form of partially overmolded sheet, that is to say having a part intended to be covered with polymeric material and a part intended not to be, said mold comprising a die and a punch defining an imprint, the imprint comprising a location for receiving the part intended to be covered with polymeric material of a metal insert, said mold being characterized in that, in this location of the imprint, the mold comprises gadroons on the die and on the punch, gadroons whose thickness is greater than a predetermined minimum thickness (H).
  • H predetermined minimum thickness
  • the gadroons are integral with the mold. They are formed integrally with the inner wall of the die or punch.
  • the thickness (H) is determined, for a given polymeric material, as being the minimum thickness of polymeric material whose insert must be covered so that the floor is robust, that is to say for it to respond the specifications of the mechanical constraints that were defined during its design, taking into account its intended use.
  • the thickness (H) is greater than or equal to 1 mm, preferably between 2 and 4 mm.
  • the gadroons prevent the sheet is too close to the punch and the matrix, so the outer faces of the floor. Thus, there is enough plastic on each side of the sheet to ensure good mechanical continuity between the inserts and the rest of the floor.
  • the gadroons have the same height on the punch and on the die, in order to keep the insert in the middle of the thickness of plastic material around the insert.
  • each gadroon is dimensioned so as to come into contact with the insert by its free end, once the closed mold, and this free end by which the godron comes into contact with the insert is shaped to prevent the plastic to cover the sheet at the right of said end.
  • the quality of this contact is particularly conditioned by the pressure with which the ends of the gadroons are applied against the inserts, this pressure being itself directly a function of the closing force of the mold and the orientation of the gadroons.
  • the free end through which the tar comes into contact with the insert is shaped so that if there is an infiltration of material between said end and the insert, the material is not likely to come off. in different life situations of the floor.
  • the insert is then pinched between the gadroons, which can be facing one another or staggered.
  • gadroons facing or staggered depends in particular on the thickness of the insert and in particular its rigidity, if one wants to prevent it from flaming between its supports in case of offset gadroons.
  • the gadroons are mainly distributed in a repetitive arrangement, for molding under a pressure of 100 bar, with inserts made of steel sheet for DC04 + ZE type bodywork according to standard NF EN 10152 ( XES quality index according to the old standard NF 36-401), the thickness of the sheet being between 0.7 mm and 2 mm, preferably between 0.5 mm and 0.8 mm, the length of the pattern being included between 20 mm and 100 mm, preferably between 20 mm and 55 mm.
  • the technical effect of the repetitive arrangement is to maintain the sheet in its position over its entire length.
  • the length of the repetitive arrangement is defined as a function of the molding pressure, the material and the thickness of the sheet and the direction of closure of the mold.
  • each arrangement comprises three gadroons, including two gadroons close together, and the distance between these two close gadroons is 10 to 15 mm.
  • the gadroons are shaped to facilitate demolding the floor.
  • the contact end of the godron has a substantially trapezoidal shape, with a bottom of 1 to 2 mm and an angle draft from 1 to 3 degrees.
  • the contact end of the godron may have a rectangular shape, since the demoulding is in the direction perpendicular to the contact surface.
  • the subject of the invention is a floor made of polymer material of a motor vehicle, comprising at least one metal insert in the form of a partially overmolded sheet, characterized in that it comprises, in the thickness of the polymer material, at least one opening opening on said insert.
  • This or these openings correspond to the locations of the gadroons in contact with the inserts during overmolding.
  • the plastic floor has a thickness of 2 to 5 mm and comprises at least one partially molded insert in the form of steel sheet for body type DC04 + ZE according to standard NF EN 10152 (index of XES quality according to the old standard NF 36-401), with a thickness of 0.7 mm to 2 mm.
  • polymer denotes homopolymers as well as copolymers (especially binary or ternary).
  • the homopolymers are linear or branched polymers of equivalent monomer.
  • copolymers include, but are not limited to: random copolymers, block copolymers, block copolymers and graft copolymers.
  • a mixture of polymers or copolymers may also be used, as well as a mixture of polymeric materials with inorganic, organic and / or natural fillers such as, for example, but not limited to: carbon, salts and other inorganic derivatives, natural or polymeric fibers. It is also possible to use multilayer structures consisting of stacked and solid layers comprising at least one of the polymers or copolymers described above.
  • a polymer often used is polyester, especially in a bulk composite material (BMC or AMC) or sheet (SMC).
  • BMC bulk composite material
  • SMC sheet
  • FIG. 1 is a set of six diagrams representing a mold during an implementation of the method according to the invention
  • FIG. 1 is a perspective view of a side insert of a floor
  • FIG. 3 is a perspective view of an insert before a floor
  • FIG. 4 is a perspective view of a rear insert of the floor of the Figure 9;
  • FIG. 5 is a view along V of a portion of a floor
  • FIG. 6 is a view along VI of a portion of the floor of Figure 7;
  • FIG. 7 is a perspective view of a floor obtained by molding with the inserts of Figures 2 to 4;
  • FIG. 8 is a sectional view along VIII-VIII of Figure 7;
  • FIG. 9 is a sectional view along IX-IX of Figure 7;
  • FIG. 10 is a close-up view of the part X of the diagram f of FIG. 1;
  • FIG. 11 is a perspective view of a rear godron of the mold
  • FIG. 12 is a sectional view along XII-XII of Figure 5;
  • FIG. 13 is a sectional view along XIII-XIII of Figure 6.
  • Figure 1 which comprises six diagrams a, b, c, d, e, f is a two-part mold in six successive steps of a method of manufacturing a piece of polymeric material.
  • the mold is mounted on a press (not shown) having a fixed plate 1 and a movable plate 3.
  • the mold comprises a die 5, which is mounted on the fixed plate 1 of the press, and a punch 7, mounted on the movable plate 3.
  • the die is the female half (concave) of the mold, while the punch is its half male (convex).
  • the mold is of the compression chamber type, which means that, during its closing movement from its open position (steps a, b, c in FIG. 1), there comes a moment when the cavity of the mold is a space closed 9, as seen in diagram d. At this time, the mold is in a closed filling position.
  • the space 9 of course has a volume greater than that of the mold cavity, which is defined when the mold has reached the molding position, and which corresponds to the finished part.
  • the punch 7 slides like a piston along a surface that delimits a compression chamber. The sealing of the mold vis-à-vis the material flowing in the mold to produce the finished part is in principle ensured at the compression chamber.
  • the surface delimiting the compression chamber is constituted by a peripheral movable wedge 11, which can take a retracted position (step a) in the mobile part 3 of the press and an exit position (step d).
  • This movable wedge 11, which, although drawn in one piece, can be in several pieces, performs two functions.
  • the wedge 11 forms, with a wedging zone having a face 13 provided on the die 5, opposite the face 11a of the moving wedge 11, an immobilizing means of one or more inserts which will be described later.
  • the movable wedge 11 is in one piece with a frame which is mounted on jacks 12 carried by the punch 7 so as to be able to approach the wedging zone 13 before the punch 7 slidably engages in the compression chamber.
  • the wedge is a separate part of the frame, mounted on the underside thereof.
  • FIGS. 2, 3 and 4 lateral metal inserts 15, front 27 and rear 29, respectively, which are intended to be placed in the mold in the open position, are seen.
  • Each insert has an elongated shape that is rectilinear for the lateral inserts 15 and rear 29 of Figures 2 and 4, non-rectilinear for the front insert 27 of Figure 3.
  • the lateral insert 15 is positioned on the die 5 so that a portion 15a of said insert covers the face 13 of the wedging zone and a portion 15b of said insert is housed in the mold cavity.
  • the portion 15b housed in the cavity of the mold is a part of the insert 15 which is intended to be overmolded.
  • This portion of each insert which is intended to be overmolded will be referred to as an "overmolded portion”.
  • the portion 15a covering the face 13 is a portion which is intended to protrude from the molded part.
  • This last portion 15a of the insert 15 will be referred to as the "uncovered portion”.
  • the boundary 15c called the overmolding limit, between the portion 15b intended to be overmoulded and the exposed portion 15a, is an immaterial line. schematically by a broken line in Figure 2.
  • the same overmoulding limit 27c exists between the exposed portions 27a and overmolded 27b of the front insert 27.
  • the overmolding limits 15c, 27c and 29c extend from a first end A of each insert to an opposite end B of said insert, without leaving the insert and approximately following its edge 15d, 27d, 29d which is not not necessarily straight.
  • each of the inserts has particular outlines that are specific to the floor model to be obtained. Similarly, each insert has a cross section bent at a particular angle which may be different from one insert to another or from one location to another of the length of the same insert. These specificities of form inserts will not be described in detail in the present description.
  • each insert 15, 27, 29 comprises fastening holes 21 intended to be filled by the plastic for a good holding of the sheet, as known to those skilled in the art.
  • the lateral insert 15 includes centering holes 19 to center it in the direction of its length, the X direction (see Figure 9).
  • the mold comprises lateral flutes 10 (see also Figure 10), front (not shown) and rear 30 (see Figure 11) on the die 5 and the punch 7 or the shim.
  • the gadroons 10 are forms integral with the mold, formed in one piece with the inner wall of the die 5 or the punch 7.
  • the gadroons 10 are arranged to come into contact with the inserts 15 on either side, so that to maintain them in a predetermined position during the molding of the floor, away from the walls of the footprint.
  • Each godron 10, respectively 30, is dimensioned so as to come into contact with the insert 15, respectively 27, 29 by its free end 32, respectively 33 (see FIG. 11), once the mold is closed, and the free end contact 32, 33 with the corresponding insert is shaped to prevent the plastic material 11 to cover the sheet at said end 32, 33.
  • the rear godron 30 is seen in detail.
  • the rear flutes 30 are shaped to facilitate demolding of the floor in the direction Z.
  • the free end 33 of the godron (intended to come into contact with the insert) has a substantially trapezoidal shape whose width increases following the demolding direction Z, with a bottom e of 1 to 2 mm, a draft angle of 1 to 3 degrees on the length L of 25 mm and an overmolding thickness H of 2 mm.
  • the rear godets 30 are mainly distributed according to a repetitive arrangement 43, for molding under a pressure of 100 bars, with inserts made of sheet steel of the XES type (standard NF 36-401). , the thickness of the sheet being 0.67 mm.
  • the length P of the pattern is 50 mm.
  • Each arrangement 43 comprises three gadroons 30, including two gadroons close together, the distance E between these two close gadroons being 10 mm.
  • the lateral flutes 10 are shaped to facilitate the demolding of the floor in the direction Z.
  • the contact end 32 of the godron 10 has a substantially rectangular shape whose overmolding length L is 25 mm and the width is 1 to 2 mm (preferably 1 mm). Its thickness H is 2 mm.
  • the lateral flutes 10 are mainly distributed according to a repetitive arrangement 41, for molding under a pressure of 100 bars, with inserts made of sheet steel of XES type (standard NF 36-401). , the thickness of the sheet being 0.67 mm. The length P of the pattern of 50 mm.
  • Each arrangement 41 comprises comprises two gadroons 10, the distance between these two gadroons 10 being 10 to 15 mm.
  • the material used for molding is a thermosetting plastic type SMC (for "sheet molding coumpound”). It is deposited in the open mold, on the die 5, substantially in the middle of the cavity although this is not a necessity, in the form of a blank 17, as is known.
  • SMC thermosetting plastic type SMC
  • the step of depositing the material in the mold in the open position is illustrated by the diagram c of FIG.
  • a first step illustrated by diagram a, the mold is in the open position: the punch 7 is removed from the die 5 and the movable wedge 11 is retracted into the punch 7.
  • a second step illustrated by diagram b, the front 27, side 15 and rear 29 inserts are positioned on the wedging zone 13 of the matrix, with their overmoulded portions 15b, 27b and 29b housed in the location 8 of the impression and resting on the gadroons 10, 30 of the matrix 5.
  • a sheet of SMC 17 is deposited in the middle of the cavity, on the matrix 5.
  • the second and third steps can be confused or made in a different order.
  • the movable part 3 is close to the fixed part 1, but without closing mold, that is to say without any of the elements of the upper half of the mold, to namely the punch 7 and the movable wedge 11, comes into contact with one of the elements of the lower half of the mold, namely the matrix 5.
  • the mold has not yet reached its closed filling positions.
  • a fifth step the cylinders 12 are actuated to lower the movable wedge 11 towards the wedging zone 13 of the matrix, as illustrated by the diagram d.
  • the face 11a of the movable wedge 11 comes to bear against the exposed portions 15a, 27a and 29a of the front inserts 27, lateral 15 and rear 29, firmly blocking them in position against the face 13 of the wedging zone.
  • the movable wedge 11 fulfills its two functions: on the one hand, it holds the inserts in position in order to fill the impression of the mold by creep of the material 17, on the other hand, it constitutes a chamber of compression.
  • the mold cavity, delimited by the punch 7, the movable wedge 11 and the die 5, is closed, but does not yet define the shape of the part to be obtained.
  • the mold is in the closed position of filling.
  • the moving part 3 of the press continues its path towards the fixed part 1.
  • the punch 7 continues its movement by sliding like a piston in the hold 11.
  • the shim 11 remains stationary in abutment against the inserts 15, while the cylinders 12 fold without reducing the pressure of the inserts.
  • the inner face 11b of the mobile wedge 11 constitutes the side wall of the compression chamber against which the punch 7 slides.
  • the reduction of the volume of the impression and the pasty state of the plastic material 17 have the effect that the material plastic 17 completely fills the cavity of the mold by creep and in particular covers the parts 15b, 27b, 29b inserts 15, 27, 29 which are housed in the slot 8 of the mold cavity.
  • the flutes 10, 30 of the punch have come into contact with the overmoulded portions 15b, 27b, 29b of the inserts and the mold is in the molding position.
  • the plastic material completely filled the cavity of the mold, but was prevented by the gadroons 10, 30 from coming to the right of them on the overmoulded portions 15b, 27b, 29b of the inserts.
  • Due to the fact that the shim 11 is separated from the punch by the jacks 12, the support of the shim 11 on the exposed parts 15a, 27a, 29a of the inserts 15, 27, 29 is not disturbed by the support of the gadroons 10, 30 on the overmolded parts 15b, 27b, 29b of the inserts. In other words, there is no hyper-droop.
  • the volume of the impression between the punch 7, the movable wedge 11 and the matrix 5 is that of the finished part.
  • a seventh step illustrated by the diagram f, the movable part 3 of the press is set in motion in the direction of the opening of the mold.
  • the movable wedge 11 remains this time secured to the punch 7 and goes back with him, thus placing the mold in the fully open position.
  • Ejectors 19, provided in the die 5, lift the molded floor 20. This is then released and the ejector 19 retracted, allowing the resumption of a molding cycle starting from the step illustrated by the diagram a .
  • the direction of the molding being vertical, that is to say in the direction Z, we note that the overmolded portions 15b, 27b of the lateral inserts 15 and before 27 are non-perpendicular, while the overmolded portion 29b of the rear insert 29 is horizontal, is perpendicular to the direction of molding.
  • FIGS. 10 and 11 respectively illustrating a sectional view of the lateral insert 15 and the rear insert 29.
  • the inserts are inclined relative to the direction of molding.
  • the thickness of the sheet of the inserts is 0.7 to 2 mm and the thickness H of the plastic is 2 to 5 mm.
  • FIGS. 5 and 7 show the overmolded portion 15b in dotted lines, covered by the plastics material 17.
  • Notches 51 are formed in the plastics material by the gadroons 10 of the mold.
  • the floor 20 comprises openings (notches 51) opening on the inserts, in the thickness of the plastic material 17.
  • a notch is complementary to the shape of a gadroon.
  • each zone 53 of the overmolded portion 15b where there is a notch 51 complementary to a godron 10 the insert 15 is not covered by the plastics material 11.
  • Each zone 53 extends over the entire flat portion of the overmolded portion 15b of the insert, but stops in the rounded portion of the insert which leads to its exposed portion 15a.
  • the rounding of the insert is covered with plastic material 52, although the godron is to the right.
  • the free end 32 of the godron 10 comprises a recess which, at the boundary between the zone 53 and the material plastic 52, clearly separates the free end 32 of the rounding of the insert, so that the plastic layer 52 is sufficiently thick and therefore resistant.
  • the diameters of the attachment holes 21 may vary from 4 to 10 mm.
  • the diameter of the attachment holes 21a which are between the two close gadgets 10a and 10b is 5mm.
  • the other hanging holes have a diameter of 6mm.
  • the distance between each of the close godrons 10a or 10b and its neighbor godron is 19mm.
  • FIG. 6 shows the overmolded portion 29b and the unmolded portion 29a of the rear insert 29.
  • the overmolded portion 29b is covered by the plastic material 17, except in each zone 63 of the overmolded portion 29b where a notch 61 complementary to a godron 30.
  • the notches 61 are formed by the rear flutes 30 of the mold which are distributed according to the repetitive arrangement 43.
  • the diameters of the attachment holes 21 may vary from 4 to 10 mm.
  • the diameter of the attachment holes 21a which are between the two gadroons of the same pattern 43 is 5mm.
  • the other hanging holes have a diameter of 6mm.
  • FIG. 12 There is shown a sectional view of a notch 51 on the side insert 15 in Figure 12.
  • the edge 55 of the notch 51 is substantially perpendicular to the overmold portion 15b of the insert. It is understood that the wall of the godron 10 corresponding to this edge extends substantially perpendicularly to this overmolded portion 15b of the insert.
  • two gadroons 10 are present face to face on the die 5 and the punch 7, so as to form two notches 51 on each side of the same area 53 of the insert.
  • FIG. 13 There is shown a sectional view of a notch 61 on the rear insert 29 in FIG. 13.
  • the edge 65 of the notch 61 is inclined with respect to the overmolded portion 29b of the insert 29, with an angle of 30 ° to 87 °, to facilitate demolding in the direction Z. It is understood that the wall of the godron 30 corresponding to this edge is also inclined relative to the direction Z.
  • two gadroons 30 are also present face to face on the die 5 and the punch 7, so as to form two notches 61 on each side of the same area 63 of the insert.
  • the gadroons 10 or 30 are arranged offset on the die and the punch.

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Abstract

L'invention concerne un moule de fabrication d'un plancher en matériau polymère de véhicule automobile, comprenant au moins un insert métallique (15, 27, 29) sous forme de tôle partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie (15b) destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie destinée à ne pas l'être, ledit moule comprenant une matrice et un poinçon délimitant une empreinte, l'empreinte comprenant un emplacement destiné à recevoir la partie destinée à être recouverte de matériau polymère d'un insert métallique(15, 27, 29), ledit moule étant caractérisé en ce que, dans cet emplacement (8) de l'empreinte, le moule comprend des godrons sur la matrice et sur le poinçon, godrons dont l'épaisseur est supérieure à une épaisseur minimale prédéterminée (H). L'invention concerne également un plancher (20) obtenu par ce procédé.

Description

Plancher en matière plastique pour véhicule automobile avec inserts
métalliques de ferrage
La présente invention concerne le domaine technique des planchers en matière plastique pour véhicules automobiles.
La fabrication d'un véhicule automobile commence par une étape de ferrage, qui consiste à réaliser une caisse en blanc, en soudant entre elles différentes pièces métalliques, caisse qui est ensuite baignée dans un bain de cataphorèse pour traiter la surface des pièces métalliques et les points de soudure contre la corrosion.
Après passage en cataphorèse, la caisse suit différentes étapes d'assemblage et de peinture, jusqu'à obtention d'un véhicule complet.
On sait par ailleurs que le recours à des pièces en matière plastique dans la constitution d'un véhicule est un facteur de succès dans la recherche de réduction de la consommation en carburant, grâce à l'allégement que procure le remplacement d'une pièce métallique par une pièce en matière plastique, qui est moins dense.
Pourtant, l'existence de chaînes de montage déjà opérationnelles organisées dans l'ordre indiqué précédemment, à savoir d'abord ferrage et cataphorèse, puis peinture et assemblage, rend difficile, voire économiquement impossible, la mise en place de processus de fabrication du véhicule dans lesquels cet ordre ne serait pas respecté.
C'est donc pour se conformer aux chaînes de montage existantes qu'il a déjà été proposé de fabriquer des pièces en matière plastique munies d'inserts métalliques permettant de les assembler à d'autres pièces métalliques par soudage lors de l'étape de ferrage. En particulier, dans le document FR2915129, on divulgue un plancher de véhicule automobile comportant des inserts partiellement surmoulés dans une nappe d'AMC (pour Advanced Molding Compound), de BMC (pour Bulk Molding Compound) ou de SMC (pour Sheet Molding Compound), matériau thermodurcissable particulièrement adapté à cette application en raison de sa résistance mécanique et de sa capacité à subir l'étape de cataphorèse sans se dégrader. Les inserts comportent des zones non recouvertes par la matière plastique, sur lesquelles une soudure peut être réalisée, ce qui rend possible l'assemblage du plancher avec d'autres pièces métalliques lors du ferrage.
Une des difficultés qui se posent dans la fabrication d'un plancher en matière plastique muni d'inserts de soudure surmoulés est qu'il faut garantir une bonne continuité mécanique entre les inserts de soudure et le reste du plancher.
L'invention a pour but de surmonter cette difficulté.
A cet effet, l'invention a pour objet un moule de fabrication d'un plancher en matériau polymère de véhicule automobile, comprenant au moins un insert métallique sous forme de tôle partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie destinée à ne pas l'être, ledit moule comprenant une matrice et un poinçon délimitant une empreinte, l'empreinte comprenant un emplacement destiné à recevoir la partie destinée à être recouverte de matériau polymère d'un insert métallique, ledit moule étant caractérisé en ce que, dans cet emplacement de l'empreinte, le moule comprend des godrons sur la matrice et sur le poinçon, godrons dont l'épaisseur est supérieure à une épaisseur minimale prédéterminée (H).
De préférence, les godrons sont solidaires du moule. Ils sont formés d'un seul tenant avec la paroi intérieure de la matrice ou du poinçon.
L'épaisseur (H) est déterminée, pour un matériau polymère donné, comme étant l'épaisseur minimale de matériau polymère dont l'insert doit être recouvert pour que le plancher soit robuste, c'est-à-dire pour qu'il réponde au cahier de charges des contraintes mécaniques qui a été défini lors de sa conception, compte tenu de son utilisation prévue.
Dans un mode de réalisation préféré, l'épaisseur (H) est supérieure ou égale à 1 mm, de préférence entre 2 et 4 mm.
Grâce à l'invention, les godrons empêchent que la tôle ne se trouve trop près du poinçon et de la matrice, donc des faces externes du plancher. Ainsi, il y a assez de matière plastique de chaque coté de la tôle pour garantir une bonne continuité mécanique entre les inserts et le reste du plancher.
De façon optimale, les godrons ont la même hauteur sur le poinçon et sur la matrice, afin de maintenir l'insert au milieu de l'épaisseur de matière plastique autour de l'insert.
Une autre difficulté réside dans le fait qu'il faut éviter la formation de fines couches de matière plastique au droit des godrons. En effet, de fines couches de matière plastique laissées sur la surface des inserts pourraient se détacher lors de la cataphorèse, ce qui entraînerait une pollution du bain de cataphorèse.
Afin de remédier à cet inconvénient supplémentaire, selon un mode de réalisation de l'invention, chaque godron est dimensionné de manière à entrer en contact avec l'insert par son extrémité libre, une fois le moule fermé, et cette extrémité libre par laquelle le godron entre en contact avec l'insert est conformée pour empêcher la matière plastique de recouvrir la tôle au droit de ladite extrémité. La qualité de cette mise en contact est notamment conditionnée par la pression avec laquelle les extrémités des godrons s'appliquent contre les inserts, cette pression étant elle-même directement fonction de la force de fermeture du moule et de l'orientation des godrons. Dans une variante, l'extrémité libre par laquelle le goudron entre en contact avec l'insert est conformée de manière que s'il se produit une infiltration de matière entre ladite extrémité et l'insert, la matière ne soit pas susceptible de se détacher dans les différentes situations de vie du plancher.
L'insert se retrouve alors pincé entre les godrons, qui peuvent être en regard l'une de l'autre ou décalés. Le choix entre ces deux possibilité (godrons en regard ou décalés) dépend notamment de l'épaisseur de l'insert et en particulier de sa rigidité, si on veut éviter qu'il ne flambe entre ses appuis en cas de godrons décalés.
Ainsi, aucune fine couche de matière plastique ne peut se former sur les parties découvertes des inserts.
Dans un mode de réalisation particulier, les godrons sont majoritairement répartis selon un agencement répétitif, pour un moulage sous une pression de 100 bars, avec des inserts réalisés en tôle d'acier pour carrosserie de type DC04 + ZE selon la norme NF EN 10152 (indice de qualité XES selon l'ancienne norme NF 36-401 ), l'épaisseur de la tôle étant comprise entre 0,7 mm et 2mm, de préférence entre 0,5 mm et 0,8 mm, la longueur du motif étant comprise entre 20 mm et 100 mm, de préférence entre 20 mm et 55 mm. Ces différents valeurs, bien que présentées en bloc, peuvent être dissociées les unes des autres pour constituer des caractéristiques distinctes et indépendantes.
On entend par majoritairement le fait que plus de la moitié des godrons sont agencés suivant l'agencement répétitif.
L'effet technique de l'agencement répétitif est de maintenir la tôle dans sa position sur toute sa longueur.
La longueur de l'agencement répétitif est définie en fonction de la pression de moulage, de la matière et de l'épaisseur de la tôle et du sens de fermeture du moule.
Dans un autre mode de réalisation particulier, sur une partie de l'insert métallique surmoulé, qui s'étend selon une direction non perpendiculaire à la direction de fermeture du moule, chaque agencement comprend trois godrons, dont deux godrons rapprochés, et la distance entre ces deux godrons rapprochés est de 10 à 15 mm.
Avantageusement, les godrons sont conformés pour faciliter le démoulage du plancher.
Par exemple, pour une partie de l'insert métallique surmoulé s'étendant non parallèlement à la direction de fermeture du moule, l'extrémité de contact du godron a une forme sensiblement en trapèze, avec un fond de 1 à 2 mm et un angle de dépouille de 1 à 3 degrés. En revanche, pour une autre partie de l'insert surmoulé s'étendant perpendiculairement à la direction de fermeture du moule, l'extrémité de contact du godron peut présenter une forme rectangulaire, du fait que le démoulage se fait dans la direction perpendiculaire à la surface de contact.
Enfin, l'invention a pour objet un plancher en matériau polymère de véhicule automobile, comprenant au moins un insert métallique sous forme de tôle partiellement surmoulé, caractérisé en ce qu'il comprend, dans l'épaisseur du matériau polymère, au moins une ouverture débouchant sur ledit insert.
Cette ou ces ouvertures correspondent aux emplacements des godrons se trouvant au contact des inserts lors du surmoulage.
Dans un mode de réalisation, le plancher en matière plastique présente un épaisseur de 2 à 5 mm et comporte au moins un insert partiellement surmoulé sous forme de tôle d'acier pour carrosserie de type DC04 + ZE selon la norme NF EN 10152 (indice de qualité XES selon l'ancienne norme NF 36-401 ), d'épaisseur de 0,7 mm à 2mm.
Selon l'invention, on désigne par le terme « polymère » aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Les homopolymères sont des polymères linéaires ou ramifiés de monomère équivalents. Des exemples de copolymères sont, de manière non limitative : les copolymères à distribution aléatoire, les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés.
Un mélange de polymères ou de copolymères peut aussi être utilisé, de même qu'un mélange de matières polymériques avec des charges inorganiques, organiques et/ou naturelles comme, par exemple, mais non limitativement : le carbone, les sels et autres dérivés inorganiques, les fibres naturelles ou polymériques. Il est également possible d'utiliser des structures multicouches constituées de couches empilées et solidaires comprenant au moins un des polymères ou copolymères décrits supra.
Un polymère souvent employé est le polyester, en particulier dans un matériau composite en vrac (BMC ou AMC) ou en nappe (SMC).
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 est un ensemble de six schémas représentant un moule au cours d'une mise en œuvre du procédé selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un insert latéral d'un plancher ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'un insert avant d'un plancher ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'un insert arrière du plancher de la figure 9 ;
- la figure 5 est une vue selon V d'une partie d'un plancher ;
- la figure 6 est une vue selon VI d'une partie du plancher de la figure 7 ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un plancher obtenu par moulage à l'aide des inserts des figures 2 à 4 ;
- la figure 8 est une vue en coupe selon VIII-VIII de la figure 7 ;
- la figure 9 est une vue en coupe selon IX-IX de la figure 7 ;
- la figure 10 est une vue rapprochée de la partie X du schéma f de la figure 1 ;
- la figure 11 est une vue en perspective d'un godron arrière du moule ;
- la figure 12 est une vue en coupe selon XII-XII de la figure 5 ;
- la figure 13 est une vue en coupe selon XIII-XIII de la figure 6.
On se réfère maintenant à la figure 1 , qui comprend six schémas a, b, c, d, e, f représentant un moule en deux parties lors de six étapes successives d'un procédé de fabrication d'une pièce en matériau polymère.
Le moule est monté sur une presse (non représentée) ayant un plateau fixe 1 et un plateau mobile 3.
Le moule comprend une matrice 5, qui est montée sur le plateau fixe 1 de la presse, et un poinçon 7, monté sur le plateau mobile 3. La matrice est la moitié femelle (concave) du moule, tandis que le poinçon est sa moitié mâle (convexe).
Le moule est du type à chambre de compression, ce qui signifie que, pendant son mouvement de fermeture depuis sa position ouverte (étapes a, b, c sur la figure 1 ), il arrive un moment où l'empreinte du moule est un espace fermé 9, comme on le voit sur le schéma d. A ce moment, le moule est dans une position fermée de remplissage. L'espace 9 a bien entendu un volume supérieur à celui de l'empreinte du moule, qui est définie lorsque le moule a atteint la position de moulage, et qui correspond à la pièce finie. Pendant toutes les positions fermées de remplissage et jusqu'à la position de moulage (étape e), le poinçon 7 coulisse comme un piston le long d'une surface qui délimite une chambre de compression. L'étanchéité du moule vis-à-vis de la matière qui flue dans le moule pour réaliser la pièce finie est en principe assurée au niveau de la chambre de compression.
Dans le cas du moule de la figure 1 , la surface délimitant la chambre de compression est constituée par une cale mobile périphérique 11 , qui peut prendre une position rentrée (étape a) dans la partie mobile 3 de la presse et une position sortie (étape d). Cette cale mobile 11 , qui, bien que dessinée d'un seul tenant, peut être en plusieurs morceaux, remplit deux fonctions.
D'une part, elle constitue, par sa face intérieure 11 b, la surface précitée contre laquelle coulisse le poinçon 7. A cet effet, un jeu (non visible) est laissé entre la surface intérieure 11 b de la cale mobile 11 et le poinçon 7. Ce jeu permet en outre d'assurer une fonction d'évent, permettant à des gaz emprisonnés dans l'empreinte de s'échapper pendant le remplissage du moule par le matériau polymère.
D'autre part, par sa face inférieure 11 a, la cale 11 forme, avec une zone de calage ayant une face 13 prévue sur la matrice 5, en regard de la face 11 a de cale mobile 11 , un moyen d'immobilisation d'un ou plusieurs inserts qui seront décrits ultérieurement. La cale mobile 11 est d'un seul tenant avec un cadre qui est monté sur des vérins 12 portés par le poinçon 7 de manière à pouvoir se rapprocher de la zone de calage 13 avant que le poinçon 7 ne s'engage par coulissement dans la chambre de compression. Dans une variante non représentée, la cale est une pièce distincte du cadre, montée sur la face inférieure de celui-ci.
Sur les vues en perspective des figures 2, 3 et 4, on voit des inserts métalliques latéral 15, respectivement avant 27 et arrière 29, qui sont prévus pour être placés dans le moule en position ouverte. Chaque insert a une forme allongée qui est rectiligne pour les inserts latéraux 15 et arrière 29 des figures 2 et 4, non rectiligne pour l'insert avant 27 de la figure 3.
Comme on le voit sur le schéma b de la figure 1 , l'insert latéral 15 se positionne sur la matrice 5 de telle sorte qu'une portion 15a dudit insert recouvre la face 13 de la zone de calage et qu'une portion 15b dudit insert est logée dans l'empreinte du moule. La portion 15b logée dans l'empreinte du moule est une partie de l'insert 15 qui est destinée à être surmoulée. On désignera « portion surmoulée » cette portion de chaque insert qui est destinée à être surmoulée. La portion 15a recouvrant la face 13 est une partie qui est destinée à dépasser de la pièce moulée. On désignera « portion découverte » cette dernière portion 15a de l'insert 15. Comme on le voit sur la figure 2, la frontière 15c, appelée limite de surmoulage, entre portion 15b destinée à être surmoulée et portion découverte 15a, est une ligne immatérielle schématisée par un trait discontinu sur la figure 2. La même limite de surmoulage 27c existe entre les portions découvertes 27a et surmoulée 27b de l'insert avant 27. Il en va de même avec la limite de surmoulage 29c de l'insert arrière 29 entre sa portion découverte 29a et sa portion surmoulée 29c, comme on le voit sur les figures 3 et 4.
Les limites de surmoulage 15c, 27c et 29c s'étendent depuis une première extrémité A de chaque insert jusqu'à une extrémité opposée B dudit insert, sans quitter l'insert et en suivant approximativement son bord 15d, 27d, 29d qui n'est pas nécessairement rectiligne.
Chacun des inserts a des contours particuliers qui sont spécifiques au modèle de plancher à obtenir. De même, chaque insert a une section transversale coudée selon un angle particulier qui peut être différent d'un insert à l'autre ou d'un emplacement à l'autre de la longueur d'un même insert. Ces spécificités de forme des inserts ne seront pas décrites en détail dans la présente description.
Dans la portion surmoulée 15b, chaque insert 15, 27, 29 comprend des trous d'accrochage 21 destinés à être remplis par la matière plastique pour une bonne tenue de la tôle, comme cela est connu de l'homme du métier. Dans la portion 15a, l'insert latéral 15 comprend des trous de centrage 19 pour le centrer dans la direction de sa longueur, soit la direction X (voir figure 9).
Lorsqu'un insert 15 est positionné dans le moule avec sa partie découverte 15a entre la cale 11 et la surface de calage 13, la partie surmoulée 15b de l'insert se trouve dans l'empreinte du moule, en un emplacement 8 (schéma e de la figure 1 ) qui est, dans cet exemple, à la périphérie de l'empreinte.
Bien que la figure 1 ne représente que l'insert 15, les explications qui s'y rattachent valent aussi pour les inserts 27 et 29.
Dans l'emplacement 8, le moule comprend des godrons latéraux 10 (voir aussi figure 10), avant (non représentés) et arrière 30 (voir figure 11 ) sur la matrice 5 et sur le poinçon 7 ou la cale. Les godrons 10 sont des formes solidaires du moule, formées d'un seul tenant avec la paroi intérieure de la matrice 5 ou du poinçon 7. Les godrons 10 sont agencés pour entrer en contact avec les inserts 15 de part et d'autre, afin de les maintenir en une position prédéterminée pendant le moulage du plancher, à distance des parois de l'empreinte.
Chaque godron 10, respectivement 30, est dimensionné de manière à entrer en contact avec l'insert 15, respectivement 27, 29 par son extrémité libre 32, respectivement 33 (voir figure 11 ), une fois le moule fermé, et l'extrémité libre de contact 32, 33 avec l'insert correspondant est conformée pour empêcher la matière plastique 11 de recouvrir la tôle au droit de ladite extrémité 32, 33.
Sur la vue en perspective de la figure 11 , on voit le godron arrière 30 en détail. Les godrons arrière 30 sont conformés pour faciliter le démoulage du plancher selon la direction Z. Dans cet exemple, l'extrémité libre 33 du godron (destinée à entrer en contact avec l'insert) a une forme sensiblement en trapèze dont la largeur augmente suivant la direction de démoulage Z, avec un fond e de 1 à 2 mm, un angle de dépouille de 1 à 3 degré sur la longueur L de 25 mm et une épaisseur de surmoulage H de 2 mm.
Comme on le voit sur la figure 6, les godrons arrière 30 sont majoritairement répartis selon un agencement répétitif 43, pour un moulage sous une pression de 100 bars, avec des inserts en tôle d'acier de type XES (norme NF 36-401 ), l'épaisseur de la tôle étant de 0,67 mm. La longueur P du motif est de 50 mm.
Chaque agencement 43 comprend trois godrons 30, dont deux godrons rapprochés, la distance E entre ces deux godrons rapprochés étant de 10 mm.
Les godrons latéraux 10 sont conformés pour faciliter le démoulage du plancher selon la direction Z. Dans cet exemple, l'extrémité de contact 32 du godron 10 a une forme sensiblement rectangulaire dont la longueur de surmoulage L est de 25 mm et la largeur est de 1 à 2 mm (de préférence 1 mm). Son épaisseur H est de 2 mm.
Comme on le voit sur la figure 5, les godrons latéraux 10 sont majoritairement répartis selon un agencement répétitif 41 , pour un moulage sous une pression de 100 bars, avec des inserts en tôle d'acier de type XES (norme NF 36-401 ), l'épaisseur de la tôle étant de 0,67 mm. La longueur P du motif de 50 mm.
Chaque agencement 41 comprend comprend deux godrons 10, la distance entre ces deux godrons 10 étant de 10 à 15 mm.
La matière utilisée pour le moulage est une matière plastique thermodurcissable de type SMC (pour « sheet molding coumpound »). On la dépose dans le moule ouvert, sur la matrice 5, sensiblement au milieu de l'empreinte bien que cela ne soit pas une nécessité, sous la forme d'une ébauche 17, comme cela est connu. L'étape de dépose de la matière dans le moule en position ouverte est illustrée par le schéma c de la figure 1 .
En référence à la figure 1 , on va maintenant décrire six étapes successives du procédé de moulage selon l'invention.
Lors d'une première étape, illustrée par le schéma a, le moule est en position ouverte : le poinçon 7 est éloigné de la matrice 5 et la cale mobile 11 est rentrée dans le poinçon 7.
Lors d'une seconde étape, illustrée par le schéma b, les inserts avant 27, latéraux 15 et arrière 29 sont positionnés sur la zone de calage 13 de la matrice, avec leurs parties surmoulées 15b, 27b et 29b logées dans l'emplacement 8 de l'empreinte et en appui sur les godrons 10, 30 de la matrice 5.
Lors d'une troisième étape, illustrée par le schéma c, une feuille de SMC 17 est déposée au milieu de l'empreinte, sur la matrice 5. Les deuxième et troisième étapes peuvent être confondues ou réalisées dans un ordre différent.
Lors d'une quatrième étape, non représentée, la partie mobile 3 est rapprochée de la partie fixe 1 , mais sans pour autant fermer moule, c'est-à-dire sans qu'aucun des éléments de la moitié supérieure du moule, à savoir le poinçon 7 et la cale mobile 11 , ne vienne au contact d'un des éléments de la moitié inférieure du moule, à savoir la matrice 5. Le moule n'a donc pas encore atteint ses positions fermées de remplissage.
Dans une cinquième étape, les vérins 12 sont actionnés pour faire descendre la cale mobile 11 en direction de la zone de calage 13 de la matrice, comme illustré par le schéma d. Ce faisant, la face 11 a de la cale mobile 11 vient prendre appui contre les portions découvertes 15a, 27a et 29a des inserts avant 27, latéraux 15 et arrière 29, bloquant fermement ces derniers en position contre la face 13 de la zone de calage.
Ainsi positionnée, la cale mobile 11 remplit ses deux fonctions : d'une part, elle maintient les inserts en position en vue du remplissage de l'empreinte du moule par fluage de la matière 17, d'autre part, elle constitue une chambre de compression. L'empreinte du moule, délimitée par le poinçon 7, la cale mobile 11 et la matrice 5, est donc fermée, mais ne définit pas encore la forme de la pièce à obtenir. Le moule est en position fermée de remplissage.
Lors d'une sixième étape, illustrée par le schéma e, la partie mobile 3 de la presse poursuit son trajet en direction de la partie fixe 1 . Ce faisant, le poinçon 7 poursuit son mouvement en coulissant comme un piston dans la cale 11 . La cale 11 demeure immobile en appui contre les inserts 15, tandis que les vérins 12 se replient sans réduire la pression de maintien des inserts. La face intérieure 11 b de la cale mobile 11 constitue la paroi latérale de la chambre de compression contre laquelle coulisse le poinçon 7. La réduction de volume de l'empreinte et l'état pâteux de la matière plastique 17 ont pour effet que la matière plastique 17 remplit intégralement l'empreinte du moule par fluage et vient notamment recouvrir les parties 15b, 27b ,29b des inserts 15, 27, 29 qui sont logées dans l'emplacement 8 de l'empreinte du moule. En fin de déplacement du poinçon 7, les godrons de 10, 30 du poinçon sont arrivés au contact des parties surmoulées 15b, 27b, 29b des inserts et le moule se trouve en position de moulage. La matière plastique a intégralement rempli l'empreinte du moule, mais a été empêchée par les godrons 10, 30 de venir au droit de ceux-ci sur les parties surmoulées 15b, 27b, 29b des inserts. Grâce au fait que la cale 11 est désolidarisée du poinçon par les vérins 12, l'appui de la cale 11 sur les parties découvertes 15a, 27a, 29a des inserts 15, 27, 29 n'est pas perturbé par l'appui des godrons 10, 30 sur les parties surmoulées 15b, 27b, 29b des inserts. En d'autres termes, il ne se produit aucun hyper statisme.
Le volume de l'empreinte entre le poinçon 7, la cale mobile 11 et la matrice 5 est celui de la pièce finie.
Lors d'une septième étape, illustrée par le schéma f, la partie mobile 3 de la presse est mise en mouvement dans le sens de l'ouverture du moule. La cale mobile 11 reste cette fois solidaire du poinçon 7 et remonte avec lui, replaçant ainsi le moule en position complètement ouverte. Des éjecteurs 19, prévus dans la matrice 5, soulèvent le plancher moulé 20. Celui-ci est ensuite dégagé et les éjecteurs 19 rétractés, ce qui permet la reprise d'un cycle de moulage en partant de l'étape illustrée par le schéma a.
Le sens du moulage étant vertical, c'est-à-dire dans la direction Z, on note que les parties surmoulées 15b, 27b des inserts latéraux 15 et avant 27 lui sont non perpendiculaires, alors que la partie surmoulée 29b de l'insert arrière 29 est horizontale, soit perpendiculaire au sens du moulage. On le voit mieux sur les figures 10 et 11 , illustrant respectivement une vue en coupe de l'insert latéral 15 et de l'insert arrière 29.
Dans un autre exemple de réalisation non représenté, les inserts sont inclinés par rapport au sens de moulage.
L'épaisseur de la tôle des inserts est de 0,7 à 2 mm et l'épaisseur H de la matière plastique est de 2 à 5 mm.
Sur les figures 5 et 7, on voit la portion surmoulée 15b en pointillés, recouverte par la matière plastique 17. Des encoches 51 sont formées dans la matière plastique par les godrons 10 du moule. En d'autres termes, le plancher 20 comprend des ouvertures (encoches 51 ) débouchant sur les inserts, dans l'épaisseur de la matière plastique 17.
On comprendra que la forme d'une encoche est complémentaire à la forme d'un godron.
Ainsi, comme on le voit sur la figure 5, dans chaque zone 53 de la portion surmoulée 15b où se trouve une encoche 51 complémentaire d'un godron 10, l'insert 15 n'est pas recouvert par la matière plastique 11 . Chaque zone 53 s'étend sur toute la partie plane de la portion surmoulée 15b de l'insert, mais s'arrête dans l'arrondi de l'insert qui mène à sa portion découverte 15a. Autrement dit, entre la partie plane de la portion surmoulée 15b et jusqu'à la limite de surmoulage 15c, l'arrondi de l'insert est recouvert de matière plastique 52, bien que le godron se trouve au droit .
Pour garantir que la matière plastique ne se détache pas du reste du plancher au cours de la vie de ce dernier, on peut prévoir que l'extrémité libre 32 du godron 10 comporte un décrochement qui, à la limite entre la zone 53 et la matière plastique 52, écarte nettement l'extrémité libre 32 de l'arrondi de l'insert, de manière que la couche de matière plastique 52 soit suffisamment épaisse et donc résistante.
Les diamètres des trous d'accrochage 21 peuvent varier de 4 à 10mm. De préférence, le diamètre des trous d'accrochage 21 a qui se trouvent entre les deux godrons rapprochés 10a et 10b est de 5mm. Les autres trous d'accrochage ont un diamètre de 6mm. La distance entre chacun des godrons rapprochés 10a ou 10b et son godron voisin est 19mm.
Sur la figure 6, on voit la portion surmoulée 29b et la portion non surmoulée 29a de l'insert arrière 29. La portion surmoulée 29b est recouverte par la matière plastique 17, sauf dans chaque zone 63 de la portion surmoulée 29b où se trouve une encoche 61 complémentaire d'un godron 30. Les encoches 61 sont formées par les godrons arrière 30 du moule qui se répartissent selon l'agencement répétitif 43.
Les diamètres des trous d'accrochage 21 peuvent varier de 4 à 10mm. De préférence, le diamètre des trous d'accrochage 21 a qui se trouvent entre les deux godrons d'un même motif 43 est de 5mm. Les autres trous d'accrochage ont un diamètre de 6mm.
On a représenté une vue en coupe d'une encoche 51 sur l'insert latéral 15 sur la figure 12. Le bord 55 de l'encoche 51 s'entend sensiblement perpendiculairement à la portion surmoulée 15b de l'insert. On comprend que le paroi du godron 10 correspondant à ce bord s'étend sensiblement perpendiculairement à cette portion surmoulée 15b de l'insert. Dans ce mode de réalisation, deux godrons 10 sont présents face à face sur la matrice 5 et le poinçon 7, de façon à former deux encoches 51 de chaque coté d'une même zone 53 de l'insert.
On a représenté une vue en coupe d'une encoche 61 sur l'insert arrière 29 sur la figure 13. Le bord 65 de l'encoche 61 est incliné par rapport à la portion surmoulée 29b de l'insert 29, avec un angle de 30 ° à 87°, afin de faciliter le démoulage selon la direction Z. On comprend que le paroi du godron 30 correspondant à ce bord est aussi inclinée par rapport à la direction Z. Dans ce mode de réalisation, deux godrons 30 sont également présents face à face sur la matrice 5 et le poinçon 7, de façon à former deux encoches 61 de chaque coté d'une même zone 63 de l'insert.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, les godrons 10 ou 30 sont agencés de façon décalée sur la matrice et le poinçon.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Notamment, la forme des godrons peut être différente pourvu qu'elle n'altère pas la base de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Moule de fabrication d'un plancher en matériau polymère de véhicule automobile, comprenant au moins un insert métallique (15, 27, 29) sous forme de tôle partiellement surmoulé, c'est-à-dire ayant une partie (15b, 27b, 29b) destinée à être recouverte de matériau polymère et une partie (15a, 27a, 29a) destinée à ne pas l'être, ledit moule comprenant une matrice (5) et un poinçon (7) délimitant une empreinte, l'empreinte comprenant un emplacement (8) destiné à recevoir la partie destinée à être recouverte de matériau polymère d'un insert métallique(15, 27, 29), ledit moule étant caractérisé en ce que, dans cet emplacement (8) de l'empreinte, le moule comprend des godrons (10, 30) sur la matrice (5) et sur le poinçon (7), godrons (10, 30) dont l'épaisseur est supérieure à une épaisseur minimale prédéterminée (H).
2. Moule selon la revendication 1 , dans lequel l'épaisseur (H) est supérieure ou égale à 1 mm, de préférence entre 2 et 4 mm.
3. Moule selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les godrons (10, 30) ont la même hauteur sur le poinçon (7) et sur la matrice (5), afin de maintenir l'insert (15, 27, 29) au milieu de l'épaisseur de matière plastique autour de l'insert.
4. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque godron (10, 30) est dimensionné de manière à entrer en contact avec l'insert (15, 27, 29) par son extrémité libre (32, 33), une fois le moule fermé, et cette extrémité libre (32, 33) par laquelle le godron entre en contact avec l'insert est conformée pour empêcher la matière plastique de recouvrir la tôle au droit de ladite extrémité (32, 33).
5. Moule selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'extrémité libre (32, 33) par laquelle le goudron entre en contact avec l'insert est conformée de manière que s'il se produit une infiltration de matière entre ladite extrémité et l'insert, la matière ne soit pas susceptible de se détacher dans les différentes situations de vie du plancher.
6. Moule selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel les godrons (10, 30) sont répartis selon un agencement répétitif, pour un moulage sous une pression de 100 bars, avec des inserts réalisés en tôle d'acier pour carrosserie de type DC04 + ZE selon la norme NF EN 10152 (indice de qualité XES selon l'ancienne norme NF 36-401 ), l'épaisseur de la tôle étant comprise entre 0,7 mm et 2mm, de préférence entre 0,5 mm et 0,8 mm, la longueur du motif étant comprise entre 20 mm et 100 mm, de préférence entre 20 mm et 55 mm.
7. Moule selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel, sur une partie de l'insert métallique surmoulé, qui s'étend selon une direction non perpendiculaire à la direction de fermeture du moule, chaque motif comprend trois godrons (30), dont deux godrons rapprochés, et la distance entre ces deux godrons rapprochés est de 10 à 15 mm.
8. Moule selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les godrons (10, 30) sont conformés pour faciliter le démoulage du plancher.
9. Moule selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel, pour une partie de l'insert métallique surmoulé s'étendant parallèlement à la direction de fermeture du moule, l'extrémité (32) de contact du godron a une forme sensiblement en trapèze, avec un fond de 1 à 2 mm et un angle de dépouille de 1 à 3 degrés.
10. Moule selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel, pour une autre partie de l'insert surmoulé s'étendant non parallèlement à la direction de fermeture du moule, l'extrémité (33) de contact du godron (30) présente une forme rectangulaire.
11 . Plancher (20) en matériau polymère de véhicule automobile, comprenant au moins un insert métallique (15, 27, 29) sous forme de tôle partiellement surmoulé, caractérisé en ce qu'il comprend, dans l'épaisseur du matériau polymère, au moins une ouverture (51 , 61 ) débouchant sur ledit insert.
12. Plancher en matière plastique selon la revendication 11 , qui présente un épaisseur de 2 à 5 mm et comporte au moins un insert (15, 27, 29) partiellement surmoulé sous forme de tôle d'acier pour carrosserie de type DC04 + ZE selon la norme NF EN 10152 (indice de qualité XES selon l'ancienne norme NF 36-401 ), d'épaisseur de 0,7 mm à 2mm.
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