FR2999126A1

FR2999126A1 - Armature de siege et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2999126A1
Application number: FR1261774A
Authority: FR
Inventors: Michel Vujeva
Original assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Current assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: FR2999126B1

Abstract

L'invention concerne une armature (48) de siège, comprenant au moins un premier élément de renfort métallique (30A, 30B) et au moins un deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B) en un matériau composite comprenant une boucle (44A, 4 6A, 44B, 4 6B) fermée entourant le premier élément de renfort.

Description

ARMATURE DE SIÈGE ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION Domaine La présente description concerne une armature de siège, notamment une armature de dossier ou d'assise d'un siège de véhicule automobile, et un procédé de fabrication d'une telle 5 armature. Exposé de l'art antérieur Un siège de véhicule automobile comprend, de façon générale, un dossier articulé sur une assise. Le dossier et l'assise comprennent chacun une armature et une matelassure 10 fixée à l'armature. Il est connu de réaliser l'armature par assemblage de pièces métalliques. Il est également connu de réaliser l'armature, au moins en partie, en un matériau plastique. La publication WO 2010/101874 décrit une armature de dossier de siège d'un véhicule automobile réalisée par un 15 procédé de surmoulage d'un matériau plastique sur des éléments de renfort en un matériau différent, par exemple un matériau métallique ou un matériau composite. Résumé Ainsi, un mode de réalisation prévoit une armature de 20 siège, comprenant au moins un premier élément de renfort métallique et au moins un deuxième élément de renfort en un matériau composite comprenant une boucle fermée entourant le premier élément de renfort. Selon un mode de réalisation, la boucle est au contact du premier élément de renfort.

Selon un mode de réalisation, la boucle comprend au moins des première et deuxième parties adhérant l'une à l'autre. Selon un mode de réalisation, ladite boucle adhère au moins partiellement au premier élément de renfort. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de 10 renfort comprend une première bande dudit matériau composite. Selon un mode de réalisation, la première bande comprend une première portion se prolongeant par une deuxième portion repliée autour du premier élément de renfort, l'extrémité de la deuxième portion étant rabattue sur la première 15 portion et adhérant à la première portion. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément de renfort comprend, en outre, une deuxième bande dudit matériau composite, le premier élément de renfort étant pris en sandwich entre la première bande et la deuxième bande. 20 Selon un mode de réalisation, les deux extrémités de la deuxième bande adhèrent à la première bande. Selon un mode de réalisation, le premier élément de renfort comprend au moins un élément de blocage de la boucle en translation par rapport au premier élément de renfort. 25 Selon un mode de réalisation, le matériau composite comprend des fibres, dont au moins certaines s'étendent sur toute la longueur du deuxième élément de renfort, noyées dans un matériau plastique. Selon un mode de réalisation, l'armature comprend, en 30 outre, un support en matière plastique surmoulée sur les premier et deuxième éléments de renfort. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication d'une armature telle que définie précédemment, comprenant la déformation du deuxième élément de renfort pour 35 former la boucle entourant le premier élément de renfort.

Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en 5 relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue éclatée, partielle et schématique, d'un exemple d'armature de dossier d'un siège de véhicule automobile ; la figure 2 est une vue éclatée, partielle et 10 schématique, d'un exemple de matériau composite ; les figures 3 à 5 illustrent, de façon schématique, les structures obtenues à des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une armature de siège ; et les figures 6 à 8 sont des vues en perspective, 15 partielles et schématiques, de modes de réalisation d'une armature de siège. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. 20 Description détaillée Dans la suite de la description, les expressions "sensiblement", "approximativement", "environ" et "de l'ordre de" signifient "à 10 % près". En outre, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention sont représentés. 25 La figure 1 représente un exemple d'une armature 10 d'un dossier de siège de véhicule automobile. L'armature 10 comprend un support 12 en un premier matériau, notamment un premier matériau plastique, et des éléments de renfort 14A, 14B, 16A et 16B, également appelés inserts, qui sont au moins en 30 partie noyés dans le support 12. Le support peut avoir la forme d'une coque, comme cela est représenté en figure 1, ou d'un cadre. Les éléments de renfort 14A, 14B sont, par exemple, disposés le long des bords latéraux du support 12. Les éléments de renfort 14A et 14B sont, par exemple, symétriques l'un de 35 l'autre. Les éléments de renfort 16A et 16B sont, par exemple, des éléments métalliques, symétriques l'un de l'autre, et situés au niveau de l'articulation du dossier sur l'assise. Le support 12 comprend, en outre, des logements 18A, 18B adaptés à recevoir les broches d'un appui-tête 20.

Les éléments de renfort 14A, 14B sont réalisés en un deuxième matériau différent du premier matériau. A titre d'exemple, les éléments de renfort 14A et 14B sont réalisés en un matériau composite, comprenant un deuxième matériau plastique renforcé par des fibres. Il s'agit, par exemple, d'un matériau composite comprenant des fibres longues noyées dans une matrice du deuxième matériau plastique. Le matériau composite correspond, par exemple, au matériau commercialisé sous l'appellation CFRT par la société Baycomp. La figure 2 représente un exemple de matériau composite pouvant être utilisé pour réaliser les éléments de renfort 14A et 14B. Dans cet exemple, le matériau composite comprend un empilement 22 de plusieurs feuilles 24. A titre d'exemple, sept feuilles 24 sont représentées en figure 2. Chaque feuille 24 comprend une nappe de fibres longues 26 alignées les unes à côté des autres sensiblement selon la même direction et reliées les unes aux autres par le deuxième matériau plastique 28. Dans l'empilement des feuilles 24, les fibres continues 26 peuvent être orientées selon la même direction ou selon des directions différentes. A titre d'exemple, en figure 2, chaque élément de renfort 14A et 14B est formé d'un empilement 22 de sept feuilles pour lesquelles les fibres continues sont orientées selon la même direction à l'exception de la feuille située au milieu de l'empilement 22 dont les fibres sont orientées autres feuilles 24. De façon classique, les éléments de renfort à 90° par rapport aux fibres des 14A et 14B sont réalisés avant leur intégration dans l'armature 10. A titre d'exemple, les éléments de renfort 14A, 14B en matériau composite sont réalisés par un procédé de déformation sous 35 presse. En particulier, dans le cas où les éléments de renfort 14A, 14B sont en un matériau plastique renforcé par des fibres longues du type représenté en figure 2, les feuilles 24 sont appliquées les unes contre les autres, dans un moule ayant la forme finale souhaitée, et sont chauffées de façon que les feuilles 24 soient déformées selon la forme souhaitée et adhérent les unes aux autres. L'étape de déformation peut être suivie d'une étape de découpe pour délimiter le contour des éléments de renfort 14A et 14B. L'armature peut être réalisée par une opération de surmoulage du premier matériau plastique sur les éléments de renfort 14A, 14B, 16A, 16B. Les éléments de renfort 14A, 14B, 16A, 16B sont alors reliés rigidement les uns par rapport aux autres seulement par l'intermédiaire du premier matériau plastique.

Il peut être souhaitable que chaque élément de renfort 14A, 14B en matériau composite soit directement fixé à l'élément de renfort 16A, 16B métallique adjacent pour améliorer la transmission des efforts entre les éléments de renfort, lors de l'utilisation du siège.

Toutefois, l'adhésion qui peut être obtenue en chauf- fant et en pressant les éléments de renfort 14A, 14B en matériau composite sur les éléments de renfort métalliques 16A, 16B n'est généralement pas suffisante pour obtenir une liaison mécanique avec une tenue à l'arrachement suffisante.

Une possibilité pour fixer un élément de renfort en matériau composite 14A, 14B à un élément de renfort métallique 16A, 16B adjacent consiste alors à coller l'élément de renfort 14A, 14B en matériau composite sur l'élément de renfort métallique 16A, 16B par l'intermédiaire d'une colle. L'opération de surmoulage du premier matériau plastique sur les éléments de renfort 14A, 14B, 16A, 16B est réalisée après l'opération de collage. Un tel exemple de procédé de fabrication d'une armature d'assise ou de dossier de siège présente l'inconvénient 35 de comporter une étape supplémentaire de collage des éléments de renfort en matériau composite sur les éléments de renfort métalliques. La durée d'un cycle de fabrication d'une armature peut donc être augmentée. En outre, une colle spéciale à coût élevé doit être utilisée dans la mesure où les propriétés du collage ne doivent pas être dégradées par l'opération de surmoulage pendant laquelle la température des éléments de renfort peut être amenée à plus de 200°C. Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des procédés de fixation des 10 éléments de renfort en matériau composite aux éléments de renfort métalliques décrits précédemment. Un autre objet d'un mode de réalisation est de fixer un élément de renfort en matériau composite à un élément de renfort métallique sans apport de colle. 15 Un autre objet d'un mode de réalisation est de ne pas modifier la durée d'un cycle de fabrication d'une armature. Un autre objet d'un mode de réalisation est d'obtenir une liaison mécanique rigide entre un élément de renfort en matériau composite et un élément de renfort métallique. 20 Un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une armature de dossier ou d'assise de siège, notamment de siège de véhicule automobile, comprend la formation dans l'élément de renfort en matériau composite d'une boucle qui entoure l'élément de renfort métallique. La fixation de 25 l'élément de renfort en matériau composite à l'élément de renfort métallique est alors réalisée par cette boucle. Les figues 3 à 5 illustrent, de façon partielle et schématique, les structures obtenues à des étapes d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication d'une armature de 30 dossier de siège. La figure 3 représente un mode de réalisation d'éléments de renfort métalliques 30A, 30B qui, par exemple, remplissent notamment les fonctions des éléments de renfort 16A, 16B représentés en figure 1. Les éléments de renfort 30A, 30B 35 peuvent être symétriques l'un de l'autre. Chaque élément de renfort 30A, 30B comprend deux pattes 32A, 34A, 32B, 34B. Chaque patte 32A, 34A, 32B, 34B correspond, par exemple, à un élément plan ou a un élément comprenant un bord recourbé. A titre d'exemple, les deux pattes 32A, 34A, 32B, 34B de chaque élément de renfort 30A, 30B sont situées sensiblement dans des plans parallèles et non confondus. Chaque patte peut comprendre un ergot 36A, 38A, 36B, 38B. La figure 4 représente la structure obtenue après avoir fixé, à chaque élément de renfort métallique 30A, 30B, deux éléments de renfort en matériau composite 40A, 40B, 42A, 42B. La paire d'éléments de renfort 40A et 42A peut remplir les mêmes fonctions que l'élément de renfort 14A représenté en figure 1 et la paire d'éléments de renfort 40B et 42B peut remplir les mêmes fonctions que l'élément de renfort 14B représenté en figure 1. A titre d'exemple, les éléments de renfort 40A et 40B sont symétriques l'un de l'autre et les éléments de renfort 42A et 42B sont symétriques l'un de l'autre. L'élément de renfort 40A, 40B comprend, à l'extrémité inférieure, une boucle 44A, 44B, qui entoure la patte 32A, 32B et l'élément de renfort 42A, 42B comprend, à l'extrémité inférieure, une boucle 46A, 46B, qui entoure la patte 34A, 34B. Le procédé de formation des boucles 44A, 46A, 44B, 46B est décrit plus en détail par la suite. Chaque ergot 3EA, 38A, 36B, 38B empêche le glissement latéral de la boucle 44A, 46A, 44B, 46B par rapport à l'élément de renfort métallique 30A, 30B correspondant. La figure 5 représente la structure d'armature 48 obtenue après la formation d'un support 49 par surmoulage d'un premier matériau plastique sur les éléments de renfort 30A, 30B, 40A, 40B, 42A, 42B. On a laissé visible en figure 5 les éléments de renfort 40A, 40B en matériau composite et les éléments de renfort métalliques 30A, 30B bien qu'ils soient au moins partiellement noyés dans le premier matériau plastique du support 49.

Le premier matériau plastique est, par exemple un matériau thermoplastique ou thermodurcissable, notamment un polymère. A titre d'exemple, le premier matériau plastique est un polyamide, un polypropylène ou un acrylonitrile butadiène styrène (ABS). De préférence, le premier matériau plastique est adapté à être mis en forme par moulage sous injection. Le matériau composite comprend, par exemple, un deuxième matériau plastique renforcé par des fibres. Le deuxième matériau plastique peut être le même matériau que le premier matériau plastique ou un matériau différent du premier matériau plastique. Le deuxième matériau plastique peut être un matériau thermoplastique ou thermodurcissable, notamment un polymère. De préférence, le deuxième matériau plastique est un matériau thermoplastique. A titre d'exemple, le deuxième matériau plastique est un polyamide, un polypropylène ou un acrylonitrile butadiène styrène. Le matériau composite est, par exemple, renforcé par des fibres longues, également appelées fibres continues. Les fibres continues peuvent être des fibres de verre, de carbone, d'aramide, de cuivre, d'aluminium ou d'acier.

Le diamètre des fibres dépend de la nature de ces fibres. A titre d'exemple, pour des fibres de verre, le diamètre des fibres est compris entre 10 et 30 pin. A titre d'exemple, le matériau composite est un matériau thermoplastique renforcé par des fibres longues.

Le matériau composite peut avoir la structure représentée en figure 2 et comprendre un empilement de quatre à dix feuilles. A titre d'exemple, l'épaisseur d'une feuille du matériau composite est comprise entre 0,15 mm et 0,5 mm, par exemple d'environ 0,25 mm.

Selon un mode de réalisation, le point de fusion du premier et/ou deuxième matériau plastique est compris entre 215°C et 265°C, par exemple d'environ 240°C. Selon un mode de réalisation, le point de fusion du premier matériau plastique est compris entre 215°C et 280°C, par exemple d'environ 225°C.

Pour chaque élément de renfort en matériau composite, la boucle est réalisée en ramollissant par chauffage une bande ou plus d'une bande en matériau composite de l'élément de renfort en matériau composite de façon à entourer l'élément de renfort métallique. A titre d'exemple, le corps principal de l'élément de renfort en matériau composite est réalisé par une seule bande dont une partie est utilisée pour former la boucle, avec au moins une bande supplémentaire ou sans utiliser de bande supplémentaire. La fermeture de la boucle est obtenue par le recouvrement de deux portions de bande chauffées pour obtenir un collage du matériau composite sur lui-même. Selon un mode de réalisation, la bande ou les bandes sont chauffées à une température comprise entre 280°C et 300°C, par exemple à environ 290°C. Une pression peut être, en outre, appliquée aux portions en matériau composite en recouvrement pour améliorer le collage. Selon un mode de réalisation, la pression exercée sur les portions en matériau composite en recouvrement est supérieure ou égale à 1 daN/cm2. Par ailleurs, des parties de la boucle en matériau composite peuvent, en outre, être chauffées et mises en appui avec pression contre l'élément de renfort métallique pour obtenir une adhérence du matériau composite sur l'élément de renfort métallique. L'adhésion obtenue peut être suffisante pour empêcher un glissement latéral de la boucle par rapport à l'élément de renfort métallique au vu des sollicitations appliquées en fonctionnement aux éléments de renfort. Dans ce cas, l'ergot qui est prévu pour empêcher le glissement latéral de la boucle sur la patte peut ne pas être présent. La mise en forme du reste de l'élément de renfort en 30 matériau composite peut être réalisée en même temps que la formation de la boucle, à une étape antérieure à la formation de la boucle ou à une étape ultérieure à la formation de la boucle. La figure 6 représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation de la boucle 44A de fixation 35 reliant l'élément de renfort en matériau composite 40A à la patte 32A de l'élément de renfort métallique 30A, le reste de l'élément de renfort métallique 30A n'étant pas représenté. Dans le présent mode de réalisation, l'élément de renfort métallique 30A comprend, à titre d'exemple, une portion 5 plane 50 se prolongeant le long d'un bord par une portion recourbée 52. L'élément de renfort 40A correspond, par exemple, à une bande en matériau composite. L'élément de renfort 40A comprend une portion centrale 54. La boucle 44A prolonge la 10 portion centrale 54 et comprend une portion initiale 55 s'étendant le long d'une face de la patte 32A suivie d'une portion intermédiaire 56 repliée sur la face opposée de la patte 32A en recouvrant notamment la portion recourbée 52. La portion intermédiaire 56 se prolonge par une portion terminale 58 15 recouvrant la portion initiale 55 sur une distance X et fixée à la portion initiale 55. La distance X est, par exemple, supérieure à 2 cm. Selon ce mode de réalisation, on chauffe l'élément de renfort 40A pour le ramollir. La boucle 44A est alors formée par 20 le repliement de l'extrémité de l'élément de renfort 40A en matériau composite autour de l'élément de renfort métallique 30A de façon que l'élément de renfort 40A entoure complètement la patte 30A. La fixation de la portion terminale 58 à la portion initiale 55 est obtenue par application de la portion terminale 25 58 sur la portion initiale 55, éventuellement sous pression. Les portions initiale et terminale 55, 58 étant chauffées, elles adhèrent l'une à l'autre. La figure 7 représente un autre mode de réalisation dans lequel l'élément de renfort 40A comprend une bande 30 principale et une bande supplémentaire 60 en matériau composite. La boucle 44A est formée par une partie de la bande principale et par la bande supplémentaire 60. L'élément de renfort métallique 16B est pris en sandwich entre la bande supplémentaire 60 et la portion 55 de l'élément de renfort 40A en 35 matériau composite. Des zones de recouvrement 62 et 64 entre la bande 60 et la portion 55 de l'élément de renfort 40A en matériau composite sont prévues aux deux extrémités de la bande 60. Chaque zone de recouvrement 62, 64 peut s'étendre sur une distance X, par exemple supérieure à 2 cm.

La figure 8 représente un autre mode de réalisation dans lequel l'élément de renfort métallique 30A a une forme plane et dans lequel la boucle 44A est formée comme pour le mode de réalisation représenté en figure 7. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits.

Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, bien que dans le mode de réalisation représenté en figure 5, l'armature du dossier comprenne quatre éléments de renfort en matériau composite, il est clair que l'armature peut comprendre un nombre plus réduit d'éléments de renfort en matériau composite, par exemple deux, ou un nombre plus important d'éléments de renfort en matériau composite, par exemple six. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art peut combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive. A titre d'exemple, la boucle 44A telle que représentée en figure 6 peut être mise en oeuvre avec l'élément de renfort représenté en figure 8.

Claims

REVENDICATIONS1. Armature (48) de siège, comprenant au moins un premier élément de renfort métallique (30A, 30B) et au moins un deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B) en un matériau composite comprenant une boucle (44A, 46A, 44B, 46B) fermée entourant le premier élément de renfort.
2. Armature selon la revendication 1, dans laquelle la boucle (44A, 46A, 44B, 46B) est au contact du premier élément de renfort (30A, 30B).
3. Armature selon la revendication 1 ou 2, dans 10 laquelle la boucle (44A) comprend au moins des première et deuxième parties (55, 58 ; 62, 64) adhérant l'une à l'autre.
4. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite boucle (44A) adhère au moins partiellement au premier élément de renfort (30A, 30B). 15
5. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B) comprend une première bande dudit matériau composite.
6. Armature selon la revendication 5, dans laquelle la première bande comprend une première portion (55) se prolongeant 20 par une deuxième portion (56) repliée autour du premier élément de renfort (30A, 30B), l'extrémité (58) de la deuxième portion étant rabattue sur la première portion et adhérant à la première portion.
7. Armature selon la revendication 6, dans laquelle le 25 deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B) comprend, en outre, une deuxième bande (60) dudit matériau composite, le premier élément de renfort (30A, 30B) étant pris en sandwich entre la première bande et la deuxième bande.
8. Armature selon la revendication 7, dans laquelle 30 les deux extrémités (62, 64) de la deuxième bande (60) adhèrent à la première bande.
9. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle le premier élément de renfort (30A, 30B) comprend au moins un élément de blocage (36A, 36B, 38A, 38B) dela boucle (44A, 46A, 44B, 46B) en translation par rapport au premier élément de renfort.
10. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle le matériau composite comprend des fibres (24), dont au moins certaines s'étendent sur toute la longueur du deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B), noyées dans un matériau plastique.
11. Armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant, en outre, un support (49) en matière 10 plastique surmoulée sur les premier et deuxième éléments de renfort (30A, 30B, 40A, 40B, 42A, 42B).
12. Procédé de fabrication d'une armature selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant la déformation du deuxième élément de renfort (40A, 40B, 42A, 42B) pour former 15 la boucle (44A, 44B, 46A, 46B) entourant le premier élément de renfort.