FR2979321A1 - Obturateur d'ouverture de cloison de vehicule, l'obturateur etant normalement ouvert et apte a se fermer lors d'une augmentation de temperature. - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à un obturateur (202) d'ouverture dans une cloison de carrosserie de véhicule. L'obturateur (202) comprend un corps avec une partie cylindrique (210) et des pattes de montage (212) sur la cloison. Des crochets (206) sont prévus au niveau des pattes de montage (212) de manière à permettre la fixation de l'obturateur sur l'ouverture par un mouvement d'insertion des crochets. L'obturateur (202) comprend également une surface d'obturation (204) rigidement reliée à un piston (216) logé dans la partie cylindrique (210). Le piston (216) et la partie cylindrique (210) forment une chambre comprenant un matériau expansible (218) en réaction à une augmentation de la température ambiante. L'obturateur est par défaut en position ouverte, c'est-à-dire avec la surface d'obturation en position rentrée. Il peut être monté sur une ouverture de cloison, notamment une ouverture accessible uniquement avant assemblage des éléments de carrosserie. Cette dernière peut ensuite passer dans un bain de cataphorèse avec les ouvertures équipées d'obturateurs selon l'invention en position ouverte. Lors de la cuisson de la peinture après le bain cataphorèse, l'augmentation de température va provoquer l'expansion des matériaux expansibles et automatiquement fermer définitivement les obturateurs. L'obturateur selon l'invention permet ainsi d'obturer des ouvertures peu ou pas accessibles tout en permettant le passage du liquide de cataphorèse.

Description

OBTURATEUR D'OUVERTURE DE CLOISON DE VEHICULE, L'OBTURATEUR ETANT NORMALEMENT OUVERT ET APTE A SE FERMER LORS D'UNE AUGMENTATION DE TEMPERATURE L'invention a trait à un obturateur d'ouverture de cloison de véhicule, plus particulièrement à un obturateur d'ouverture de cloison de véhicule notamment destinée à permettre le passage du liquide de cataphorèse de la carrosserie du véhicule et/ou le passage d'une pince de soudure électrique. Les cloisons de véhicule comportent habituellement des ouvertures destinées notamment à permettre l'écoulement du bain cataphorèse lors de la mise en peinture du véhicule et/ou le passage d'une pince de soudure électrique lors du ferrage de la carrosserie. Le document de brevet FR 2 858 281 Al divulgue un obturateur de telles ouvertures de cloisons d'un véhicule. Cet obturateur présente la particularité de comporter deux parois délimitant une lame d'air destinée à assurer une isolation phonique. Lors de la mise en peinture de la carrosserie, celle-ci est plongée dans un bain de cataphorèse. La carrosserie est ensuite extraite du bain. Pour que le liquide du bain de cataphorèse s'écoule correctement, la carrosserie est munie d'ouvertures. Un obturateur est ensuite mis en place sur une ouverture et la couche de peinture est ensuite cuite au passage dans un four à 160°C. L'obturateur est muni d'un joint expansible qui va se dilater durant l'étape de cuisson de la peinture. Cette dilatation assure l'étanchéité entre l'obturateur et l'ouverture, ainsi qu'entre les deux parois de l'obturateur délimitant la lame d'air. La mise en place de l'obturateur est manuelle et requiert un accès à l'opérateur. La solution technique de cet enseignement est par conséquent limitée à des ouvertures accessibles en sortie de bain de cataphorèse, c'est-à-dire en pratique accessibles lorsque la carrosserie est dans un état assemblé. La figure 1 illustre un obturateur élastomère à lèvre selon l'art antérieur. Cet obturateur 2 comprend essentiellement une lèvre annulaire 4 destinée à venir en contact avec la surface extérieure de la cloison, disposée au bord de l'ouverture, et un rebord annulaire 6 destiné à pénétrer l'ouverture et à coopérer par engagement avec la surface intérieure de la cloison, disposée au bord de l'ouverture. Tout comme pour l'obturateur de l'enseignement précédent, cet obturateur présente l'inconvénient qu'il nécessite une accessibilité pour sa pose et/ou dépose. La figure 2 illustre un obturateur thermo-fusible selon l'art antérieur. Cet obturateur 102 comprend essentiellement un corps 108 avec des moyens de fixation 106 à contact positif et un joint 104 en matériau thermo-fusible apte à se ramollir lors de la cuisson de la peinture de la carrosserie et à ensuite adhérer à celle-ci. Le matériau du joint peut également être expansible lors de la cuisson de la peinture, de manière à venir en contact avec la surface extérieure de la cloison, au bord de l'ouverture. Tout comme pour les obturateurs des enseignements précédents, cet obturateur présente l'inconvénient qu'il nécessite une accessibilité pour sa pose et/ou dépose. De plus, de par sa forme rigide et généralement plane, il nécessite par ailleurs une surface généralement plane autour de l'ouverture. Le choix d'un matériau expansible pour l'étanchéité présente en outre l'inconvénient que l'expansion est non canalisée et donc généralement non maîtrisée.

L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un des inconvénients sus mentionnés. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un obturateur apte à obturer des ouvertures dont l'accessibilité est réduite. L'invention a pour objet un obturateur d'ouverture dans une cloison notamment de véhicule, comprenant: des moyens de fixations à l'ouverture; et une surface d'obturation de l'ouverture; remarquable en ce que la surface d'obturation est montée coulissante sur les moyens de fixation et l'obturateur comprend des moyens aptes à déplacer la surface d'obturation vers l'ouverture en réaction à une élévation de température. Selon un mode avantageux de l'invention, la surface d'obturation est initialement en position ouverte, c'est-à-dire à distance de l'ouverture, de manière à laisser l'ouverture ouverte à une température ambiante inférieure ou égale à 25°C. Avantageusement, la surface d'obturation est maintenue initialement en position ouverte, par exemple grâce aux forces de friction et/ou à des moyens de clippage. Selon un autre mode avantageux de l'invention, l'obturateur est configuré pour que la surface d'obturation soit en position fermée, c'est-à-dire au niveau de l'ouverture, lorsque la température ambiante atteint 50°C, préférentiellement 70°C, plus 2 9 7932 1 3 préférentiellement encore 90°C. Cette température ambiante peut également être 100°C, 120°C ou encore 140°C. La surface d'obturation est préférentiellement circulaire. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, les moyens aptes à déplacer 5 la surface d'obturation comprennent un matériau expansible réagissant à la température, le matériau expansible étant préférentiellement apte à augmenter son volume d'au moins cinq fois au-delà d'une température critique. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, l'obturateur comprend un corps avec une cavité comprenant les moyens aptes à déplacer la surface 10 d'obturation. La cavité est préférentiellement cylindrique. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, l'obturateur comprend un piston monté coulissant dans la cavité, les moyens aptes à déplacer la surface d'obturation étant configurés pour exercer un effort sur le piston en réaction à l'élévation de température. 15 Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, la surface d'obturation est liée, préférentiellement rigidement, au piston. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le corps comprend une surface de soutien de la surface d'ouverture en position ouverte de l'obturateur. Cette surface de soutien peut être de forme généralement conique. 20 Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, les moyens de fixation comprennent des pattes de guidage de la surface d'obturation, les pattes comprenant préférentiellement des surfaces d'appui de l'obturateur sur la cloison. Les pattes s'inscrivent préférentiellement dans une enveloppe généralement cylindrique englobant la surface d'obturation. 25 Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, les moyens de fixation sont des moyens aptes à coopérer par engagement positif avec le bord de la cloison formé par l'ouverture, ces moyens étant préférentiellement disposés en vis-à-vis des surfaces d'appui. Les moyens de fixation peuvent être montés directement sur les pattes. Ils peuvent également s'étendre via des bras jusqu'à une partie cylindrique du corps formant la cavité. Les moyens de fixation sont préférentiellement à clippage. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, la surface d'obturation comporte un cordon de matériau dont l'adhérence augmente avec la température de manière à pouvoir adhérer aux bords de l'ouverture en réaction à l'élévation de température. Les mesures de l'invention permettent de placer l'obturateur sur une ouverture avant l'opération de bain cataphorèse. L'ouverture peut notamment être un trou de passage de liquide cataphorèse ou un trou de passage de pince de soudure électrique. La présence de l'obturateur initialement en position ouverte permet à l'ouverture de laisser passer le liquide cataphorèse et/ou une pince de soudure électrique. Lors de la cuisson de la peinture postérieure au bain cataphorèse, l'obturateur se ferme automatiquement. L'obturateur selon l'invention est donc particulièrement adapté aux ouvertures d'accessibilité réduite lorsque la carrosserie est assemblée. Le fait qu'il soit initialement ouvert permet à l'ouverture d'assurer son rôle et le fait qu'il se ferme automatiquement durant la cuisson de la peinture permet de positionner l'obturation à des endroits peu accessibles, notamment à l'intérieur de caissons. La mise en place de l'obturateur peut avantageusement se faire avant le ferrage ou assemblage de la carrosserie.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un premier obturateur selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un deuxième obturateur selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un obturateur selon l'invention, à l'état ouvert ; - la figure 4 est une vue en coupe de l'obturateur de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en coupe de l'obturateur de la figure 3, toutefois à l'état fermé ; - la figure 6 est une vue en perspective de l'obturateur de la figure 3, ce dernier étant mis en place et à l'état fermé sur une ouverture correspondante d'une portion de cloison de véhicule. L'obturateur 202 illustré à la figure 3 et conforme à l'invention comprend essentiellement un corps 208 et une surface d'obturation 204 montée mobile en translation dans le corps 208. Le corps 208 comprend une première partie cylindrique 210 de plus petit diamètre et une deuxième partie cylindrique 212 de plus grand diamètre et adjacente à la première partie cylindrique 210. La deuxième partie cylindrique comprend préférentiellement des pattes 212 réparties le long de la forme circulaire de ladite deuxième partie cylindrique, de manière à former des éléments d'appui de l'obturateur sur une ouverture de cloison. Ces pattes servent également à guider la surface d'obturation 204 depuis une position ouverte (c'est-à-dire celle illustrée à la figure 3) vers une position fermée (c'est-à-dire celle illustrée à la figure 5 qui sera détaillée plus loin). Ces pattes 212 sont au nombre de trois dans l'exemple de la figure 3. Leur nombre peut en réalité être supérieur ou inférieure à 3. Les pattes 212 sont reliées à la première partie cylindrique 210 par une surface 226 annulaire de forme généralement conique. Cette surface sert de surface de soutien de la surface d'obturation 204 en position de repos. Chacune de ces pattes 212 comprend également un crochet 206 de fixation de l'obturateur à la cloison. Chaque crochet 206 comprend une tête avec au moins une surface à contact position avec le bord de l'ouverture correspondante de la cloison, et un bras généralement élastique ou flexible reliant la tête au corps 208. Dans le cas précis de l'exemple de réalisation de la figure 3, chaque bras est relié à la première partie cylindrique 210. Toujours dans le cas précis de l'exemple de réalisation de la figure 3, chaque patte comprend une ouverture s'étendant longitudinalement de manière à ménager un passage recevant le bras d'un des crochets 206 de fixation de l'obturateur à la cloison. Chaque patte 212 comprend à son extrémité libre une surface d'appui généralement plane. Chaque patte 212 présente une section transversale dont le profil est généralement courbe, précisément un profil correspondant à l'enveloppe cylindrique que ces pattes forment et qui entoure la surface d'obturation 204. Le passage prévu pour les bras des crochets 206 dans chacune des pattes 212 est limité à distance de la surface d'appui de manière à ce que l'extrémité de chaque patte assure une liaison entre les parties latérales de part et d'autre du passage pour le bras de crochet 206. Chaque crochet 206 est situé à distance de la surface d'appui de la patte correspondante 212 de manière à ce que la distance entre sa face de contact avec le bord de l'ouverture et la surface d'appui en question corresponde approximativement à l'épaisseur de la cloison le long du bord de l'ouverture. Les crochets 206 présentent, chacun, une surface de tête généralement inclinée de manière à favoriser le déplacement des crochets vers l'intérieur de l'enveloppe cylindrique de la deuxième partie cylindrique formée par les pattes 212. Ces surfaces inclinées sont destinées à permettre la mise en place de l'obturateur par son insertion vers l'ouverture. Les têtes des crochets 206 sont alors disposées du côté de la cloison qui est opposé à celui avec lequel les surfaces d'appui des pattes 212 sont en contact.

La surface d'obturation 204 peut comprendre un cordon ou joint 224 notamment en matériau thermo-fusible. Lorsque cette surface 204 entre en contact avec le bord de l'ouverture à obturer, l'augmentation de température générée notamment par la cuisson de la température va ainsi rendre le cordon 224 collant ou davantage collant de manière à former une obturation étanche de l'ouverture. Lors du refroidissement de la carrosserie, le cordon ou joint retrouve sa raideur mais reste intimement collé à la surface correspondante de la cloison ainsi qu'à la surface d'obturation. La figure 4 est une vue en coupe de l'obturateur de la figure 3. On peut observer que la surface d'obturation 204 est reliée via un tronc 214 à un piston 216 logé à l'intérieure de la première partie cylindrique 210. Cette dernière présente un fond fermé de manière à former une chambre avec le piston 216. Cette chambre est remplie d'un matériau expansible 218 de manière à déplacer la surface d'obturation vers une position fermée en réaction à une élévation de température ambiante. Cette situation est illustrée à la figure 5 qui est une vue en coupe de l'obturateur des figures 3 et 4, en position fermée. Suite à une élévation de température ambiante de l'obturateur, le matériau expansible 218 s'est dilaté de manière significative au point d'avoir provoqué un déplacement du piston 216 vers l'extérieur de la première partie cylindrique jusqu'à ce que la surface d'obturation arrive en butée sur le bord de l'ouverture à obturer. A la figure 5, l'obturateur est représenté sans la cloison et son ouverture ; la surface d'obturation est approximativement à hauteur des surfaces d'appui des pattes 212. La figure 6 illustre l'obturateur 202 mis en place sur une ouverture d'une cloison 220 d'un véhicule. On peut observer que les surfaces d'appui des pattes 212 sont bien en contact avec la surface extérieure ou visible de la cloison, le long du bord définissant l'ouverture (non visible). L'obturateur est en position fermée, à savoir que la surface d'obturation 204 a été déplacée vers la cloison jusqu'à ce qu'elle soit en contact avec celle-ci.

Le matériau expansible 218 disposé dans la chambre définie par la première partie cylindrique 210 et le piston 216 est sélectionné pour augmenter son volume d'au moins deux fois, préférentiellement quatre fois, plus préférentiellement encore huit fois lorsqu'il passe d'une température ambiante inférieure ou également à 25° à une température supérieure ou égale à 60°C, préférentiellement 80°C, plus préférentiellement encore 100°C. Ce matériau peut par exemple comprendre du polystyrène expansible (PSE). Par exemple, le polystyrène expansible de NOVA Chemicals se présente sous forme de billes sphériques thermoplastiques de 0,25 mm à 2,0 mm de diamètre. Le PSE contient 3 à 8 % en poids d'un agent d'expansion volatil et inflammable, en général du pentane.

En pratique, l'obturateur est par défaut dans une position ouverte, c'est-à-dire où la surface d'obturation est en position rentrée, à distance des surface d'appui de l'obturateur sur la cloison. Il peut être mis en place par simple insertion des moyens de fixation, plus particulièrement des crochets, dans l'ouverture ménagée dans la cloison. Cette opération de montage peut être menée durant l'assemblage des différents éléments de carrosserie. De cette façon, des ouvertures réputées non accessibles ou difficilement accessibles lorsque les différents éléments de carrosserie sont assemblés notamment par soudage, pliage et/ou collage, peuvent en fait être équipées de tels obturateurs avant assemblage. Lorsque les différents éléments de carrosserie sont assemblés, la carrosserie peut alors être trempée dans le bain de cataphorèse. Les ouvertures équipées d'obturateurs selon l'invention et restées ouvertures permettent l'écoulement du liquide du bain dans les cavités correspondantes de la carrosserie. Une fois la carrosserie sortie du bain, les 2 9 7932 1 8 excédents de liquide du bain peuvent également s'écouler, notamment au travers des ouvertures restées ouvertes. La carrosserie peut ensuite passer dans une étuve en vue de la cuisson de la peinture. Cette cuisson s'opère habituellement à une température comprise entre 80°C et 200°C, préférentiellement entre 120°C et 5 180°C. Cette élévation de température va avoir pour effet de provoquer l'expansion du matériau expansible dans le ou les obturateurs. Cette expansion va déplacer le piston et, partant, la surface d'obturation jusqu'à ce qu'elle contacte la cloison. Le contact de la surface d'obturation limite son déplacement. Le cordon de matériau d'étanchéité 224 va se ramollir et/ou augmenter sensiblement son adhérence avec 10 l'augmentation de température provoquée par la cuisson de la peinture. La surface d'obturation va alors coller de manière essentiellement étanche avec la surface de la cloison au bord de l'ouverture. La pression mécanique exercée par le matériau expansible 218 favorise le contact du matériau formant le cordon 224 avec la surface de la cloison ainsi qu'avec la surface d'obturation. 15 On peut observer aux figures 4 et 5 que le diamètre du piston 216 est sensiblement inférieur à celui de la surface d'obturation 204. Le diamètre du piston peut être inférieur à 70%, préférentiellement 50%, plus préférentiellement encore 30% du diamètre de la surface d'obturation. En effet, il est souhaitable d'avoir un piston 216 de plus petite taille afin de diminuer l'encombrement total de l'obturateur. Le 20 dimensionnement du piston, en particulier son diamètre extérieur, pourra se faire en fonction du matériau expansible sélectionné ainsi que des efforts de frottement à vaincre afin de garantir la fermeture de l'ouverture de la cloison. La course de la surface d'obturation et, partant, celle du piston, pourra être dimensionnée de manière à permettre un passage satisfaisant au travers de 25 l'ouverture, notamment pour l'écoulement du liquide du bain de cataphorèse. La course pourra être comprise entre 25% et 150% du diamètre de la surface d'obturation, préférentiellement entre 50% et 120% dudit diamètre. Le corps 208 de l'obturateur est préférentiellement fabriqué en matière plastique. Il en va de même pour la surface d'obturation qui est préférentiellement d'un seul 30 tenant avec le tronc et le piston. Cette pièce peut très simplement être insérée dans le corps après la mise en place du matériau expansible dans le fond de la première partie cylindrique.

L'obturateur qui a été décrit ci-avant en relation avec les figures 3 à 6 est circulaire pour des raisons de clarté d'exposé. Il peut cependant présenter d'autres formes annulaires. Toutes les références à la circularité de l'obturateur qui ont été exprimées précédemment peuvent par conséquent être interprétées comme annulaires et non pas nécessairement circulaires. La surface d'obturation a été représentée comme concave aux figures 3 à 6. Elle peut cependant être également généralement plane, voire convexe. Elle peut également présenter des encoches à sa périphérie, destinées à recevoir les bras des crochets de fixation de l'obturateur à la cloison. De telles encoches ont également pour effet de guider précisément la surface d'obturation et d'empêcher sa rotation.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Obturateur (202) d'ouverture dans une cloison (220) notamment de véhicule, comprenant : des moyens de fixation (206, 212) à l'ouverture ; et une surface d'obturation (204) de l'ouverture ; caractérisé en ce que la surface d'obturation (204) est montée coulissante sur les moyens de fixation (206, 212) et l'obturateur comprend des moyens (214, 216, 218) aptes à déplacer la surface d'obturation (204) vers l'ouverture en réaction à une élévation de température.
2. 2. Obturateur (202) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'obturation (204) est à distance de l'ouverture de manière à laisser l'ouverture ouverte à une température ambiante inférieure ou égale à 25°C.
3. 3. Obturateur (202) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'obturateur est configuré pour que la surface d'obturation (204) soit au niveau de l'ouverture lorsque la température ambiante est supérieure ou égale à 50°C, préférentiellement 70°C, plus préférentiellement encore 90°C.
4. 4. Obturateur (202) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens (214, 216, 218) aptes à déplacer la surface d'obturation (204) comprennent un matériau expansible (218) réagissant à la température, le matériau expansible étant préférentiellement apte à augmenter son volume d'au moins cinq fois au-delà d'une température critique.
5. 5. Obturateur (202) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (208) avec une cavité (210) comprenant les moyens (214, 216, 218) aptes à déplacer la surface d'obturation (204).
6. 6. Obturateur (202) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un piston (216) monté coulissant dans la cavité (210), les moyens (218) aptes àdéplacer la surface d'obturation (204) étant configurés pour exercer un effort sur le piston (216) en réaction à l'élévation de température.
7. 7. Obturateur (202) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la surface d'obturation (204) est liée, préférentiellement rigidement, au piston (216).
8. 8. Obturateur (202) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des pattes (212) de guidage de la surface d'obturation (204), les pattes (212) comprenant préférentiellement des surfaces d'appui de l'obturateur (202) sur la cloison (220).
9. 9. Obturateur (202) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation (216) sont des moyens aptes à coopérer par engagement positif avec le bord de la cloison formé par l'ouverture, ces moyens étant préférentiellement disposés en vis-à-vis des surfaces d'appui.
10. 10. Obturateur (202)selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la surface d'obturation comporte un cordon de matériau dont l'adhérence augmente avec la température de manière à pouvoir adhérer aux bords de l'ouverture en réaction à l'élévation de température.