FR3116473A1 - Elément de garnissage comprenant un élément de chauffage et un capteur de proximité - Google Patents
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Abstract
Elément de garnissage comprenant un élément de chauffage et un capteur de proximité
L’élément de garnissage comprend une couche de support (2) comprenant une face interne (8) et une face externe (10), et un élément de chauffage (6) agencé pour chauffer au moins une zone chauffée d’une surface externe (14) de l’élément de garnissage.
L’élément de garnissage comprend en outre un capteur de proximité (7) agencé pour détecter la présence d’une partie du corps d’un utilisateur au voisinage de et/ou en contact avec la surface externe (14), l’alimentation de l’élément de chauffage (6) étant coupée lorsqu’une telle présence est détectée, le capteur de proximité (7) comprenant un circuit capacitif comprenant au moins un motif (38) formé dans une couche en matériau carbone (40).
Figure pour l'abrégé : 1
Description
La présente invention concerne un élément de garnissage du type comprenant au moins une couche de support comprenant une face interne et une face externe, et au moins un élément de chauffage agencé pour chauffer au moins une zone chauffée d’une surface externe de l’élément de garnissage lorsque l’élément de chauffage est activé.
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un tel élément de garnissage et un procédé d’utilisation de l’élément de garnissage.
L’invention s’applique par exemple à un élément de garnissage formant un panneau de porte, un revêtement de console centrale ou de planche de bord de véhicule ou autre.
Il est connu de prévoir un élément de chauffage dans un tel élément de garnissage afin de chauffer une zone de la surface externe de l’élément de garnissage pour améliorer le confort de l’habitacle de véhicule.
Cependant, la zone chauffée peut blesser un passager du véhicule lorsque le passager touche la zone chauffée ou est trop proche de cette zone, en particulier lorsque la zone chauffée n’est pas particulièrement visible depuis l’extérieur de l’élément de garnissage.
L’un des buts de l’invention est de pallier cet inconvénient en proposant un élément de garnissage comprenant un élément de chauffage qui peut être utilisé de manière sûre.
A cet effet, l’invention concerne un élément de garnissage du type précité, comprenant en outre un capteur de proximité agencé pour détecter la présence d’une partie du corps d’un utilisateur au voisinage de et/ou en contact avec la surface externe de l’élément de garnissage, l’alimentation de l’élément de chauffage étant coupée lorsqu’une telle présence est détectée par le capteur de proximité, le capteur de proximité comprenant un circuit capacitif comprenant au moins un motif formé dans une couche en matériau carbone, ledit motif comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone et au moins une zone non conductrice formée par une ouverture traversante dans la couche en matériau carbone, la couche conductrice étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice.
Le capteur de proximité permet de désactiver l’élément de chauffage lorsqu’un passager touche la zone chauffée ou est trop près de celle-ci. En formant le capteur de proximité dans une couche de matériau carbone, le capteur de proximité peut être implémenté de façon simple. En outre, la couche de matériau carbone peut renforcer la couche de support et améliorer les caractéristiques mécaniques de l’élément de garnissage, en particulier sa rigidité et son caractère autoportant.
Selon d’autres caractéristiques de l’élément de garnissage selon l’invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable :
- la couche en matériau carbone s’étend entre l’élément de chauffage et la surface externe ;
- une couche barrière s’étend entre l’élément de chauffage et la couche en matériau carbone ;
- l’élément de garnissage comprend une couche de décor s’étendant en regard de la face externe de la couche de support et formant la surface externe de l’élément de garnissage, la couche en matériau carbone s’étendant sur une face interne de la couche de décor ;
- l’élément de chauffage est formé par un motif s’étendant dans une couche fonctionnelle en matériau carbone, ledit motif comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone et au moins une couche non conductrice formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle, ladite zone conductrice étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice ;
- la couche fonctionnelle s’étend sur au moins une partie de la face interne ou de la face externe de la couche de support ; et
- la couche de support est réalisée en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de réalisation d’un élément de garnissage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
- prévoir une couche en matériau carbone,
- découper la couche en matériau carbone sur toute son épaisseur pour former un motif comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone et au moins une zone non conductrice formée par une ouverture traversante dans la couche en matériau carbone afin de former le capteur de proximité,
- appliquer la couche en matériau carbone sur une couche de support comprenant au moins un élément de chauffage,
- connecter électriquement la zone conductrice du motif formant le capteur de proximité et l’élément de chauffage à au moins une source de courant.
Selon une autre caractéristique du procédé selon l’invention, la couche en matériau carbone est découpée par attaque laser, attaque chimique, fraisage ou perçage mécanique dans le matériau carbone.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé d’utilisation d’un élément de garnissage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
- activer l’élément de chauffage en alimentant ledit élément de chauffage avec une source de courant, et
- lorsque le capteur de proximité détecte la présence d’une partie d’un corps d’un utilisateur au voisinage de et/ou en contact avec la surface externe de l’élément de garnissage, couper l’alimentation de l’élément de chauffage.
D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
En référence à la , on décrit un élément de garnissage de véhicule comprenant au moins une couche de support 2, une couche de décor 4 et un élément de chauffage 6 et un capteur de proximité 7. Un tel élément de garnissage est par exemple destiné à former un panneau de porte, un revêtement de planche de bord ou de console centrale ou autre.
La couche de support 2 est agencée pour conférer sa forme et ses caractéristiques mécaniques à l’élément de garnissage, notamment sa rigidité. La couche de support 2 est ainsi par exemple réalisée en un matériau sensiblement rigide pour un panneau de porte, tel qu’un matériau plastique ou composite. Selon un mode de réalisation, la couche de support 2 est réalisé en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène, également connu sous la dénomination de NFPP pour « Natural Fibre PolyPropylene ». Les fibres naturelles sont par exemple choisies parmi le lin, le chanvre, le kénaf et/ou le bois. La couche de support 2 est par exemple formée par thermocompression dans un outil de pressage présentant la forme souhaitée de la couche de support 2, qui correspond à la forme de l’élément de garnissage. Ainsi, la couche de support 2 présente par exemple une forme tridimensionnelle avec des zones en reliefs. A titre d’exemple, la couche de support 2 peut par exemple comprendre une zone en saillie par rapport au reste de la couche de support 2 pour former un accoudoir.
En variante, la couche de support 2 est réalisée par injection de matière plastique, telle que du polypropylène (PP), du polycarbonate acrylonitrile butadiène styrène (PC ABS), ou autre, dans une cavité de moulage présentant la forme souhaitée. Selon une autre variante, la couche de support 2 est obtenue par fabrication additive à la forme souhaitée.
La couche de support 2 comprend une face interne 8, destinée à s’étendre du côté de la partie du véhicule sur laquelle l’élément de garnissage doit être installé, telle que la porte du véhicule dans le cas d’un panneau de porte, et une face externe 10, opposée à la face interne 8, et destinée à être tournée vers l’habitacle du véhicule.
La couche de décor 4 s’étend du côté de la face externe 10 de la couche de support 2 sur au moins une partie de celle-ci. La couche de décor 4 est agencée pour conférer son aspect et son toucher à l’élément de garnissage. La couche de décor 4 est ainsi par exemple réalisée en un matériau souple ou rigide, présentant un aspect et/ou un toucher particulier que l’on souhaite conférer à l’élément de garnissage. Ainsi, la couche de décor 4 est par exemple réalisée en matériau textile, en matériau plastique, en matériau ligneux, en cuir ou similicuir ou autre. La couche de décor 4 est conformée à la face externe 10 de la couche de support 2, c’est-à-dire qu’elle épouse sensiblement la forme de la face externe 10 dans la zone de la couche de support 2 qu’elle recouvre. Selon un mode de réalisation, la couche de décor 4 recouvre toute la couche de support 2.
La couche de décor 4 comprend une face interne 12 s’étendant en regard de la face externe 10 de la couche de support 2 et une face externe 14 s’étendant vers l’extérieur de l’élément de garnissage et formant la surface externe de l’élément de garnissage, c’est-à-dire formant la partie visible de l’élément de garnissage depuis l’habitacle du véhicule. La face externe 14 peut comprendre des motifs décoratifs ou des indications à destination d’un utilisateur pour lui indiquer la présence d’une zone fonctionnelle par exemple, comme cela sera décrit ultérieurement. En variante ou en complément, la couche de décor 4 peut être translucide, au moins dans certaines zones, pour laisser passer de la lumière de la face interne 12 à la face externe 14, ce qui permet de rétroéclairer ces zones afin d’informer un utilisateur de la présence d’une zone chauffée ou d’une autre zone fonctionnelle par exemple.
La couche de décor 4 est par exemple fixée par une couche de liaison, par exemple de la colle, un adhésif, un film polypropylène thermo-activable, à l’ensemble formé par la couche de support 2, l’élément de chauffage 6 et le capteur de proximité 7, comme cela sera décrit ultérieurement. Il est entendu que la couche de décor 4 peut être fixée d’une autre façon adaptée à la couche de support 2 ou à une autre couche. Une telle fixation peut par exemple être obtenu par couture, par surmoulage, par soudage ou par moussage d’une couche de liaison, notamment en fonction des matériaux utilisés pour réaliser la couche de support 2 et/ou la couche de décor 4.
En alternative, l’élément de garnissage est dépourvu de couche de décor 4 et la surface externe 14 de l’élément de garnissage est formée par la face externe de la couche de support 2 et/ou par la couche comprenant l’élément de chauffage 6 et/ou par la couche comprenant le capteur de proximité 7.
L’élément de chauffage 6 est un élément agencé pour chauffer au moins une zone chauffée de la surface externe 14 de l’élément de garnissage lorsque l’élément de chauffage 6 est activé. A cet effet, l’élément de chauffage est par exemple formé par un circuit résistif agencé pour émettre de la chaleur lorsque le circuit résistif est alimenté par une source de courant. L’élément de chauffage 6 est par exemple fixé à la couche de support 2 et est agencé pour émettre de la chaleur vers la surface externe 14. Bien que l’élément de chauffage puisse être fixé sur la face interne 8 de la couche de support 2, l’élément de chauffage 6 est de préférence fixé sur la face externe 10 de la couche de support 2 afin d’être plus proche de la surface externe et de sorte que la chaleur n’ait pas à être émise au travers de la couche de support 2 pour atteindre la surface externe 14 de l’élément de garnissage. Cependant, dans le cas où la surface externe 14 est formée par la face externe 10 de la couche de 2, l’élément de chauffage 6 est par exemple fixé sur la face interne 8 de la couche de support 2.
Selon un mode de réalisation particulier et comme représenté sur les Figs. 1, 2 et 7, l’élément de chauffage 6 est par exemple formé dans une couche fonctionnelle 15 en matériau carbone et s’étendant sur la couche de support 2, par exemple sur au moins une partie de la face externe 10 comme représenté sur la . Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 est également une couche de renfort de la couche de support 2 et, dans ce cas, la couche fonctionnelle 15 s’étend plus particulièrement au moins dans la ou les zones où la couche de support 2 doit être renforcée. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 s’étend entre la face externe 10 et la surface externe 14, par exemple entre la face externe 10 et la couche de décor 4. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 s’étend sur toute la surface de la face de la couche de support 2 sur laquelle la couche fonctionnelle 15 est appliquée. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 s’étend sur toute la surface de la face interne 8 ou de la face externe 10 de la couche de support. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 est appliquée directement sur la couche de support 2, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de couche intermédiaire entre la couche de support 2 et la couche fonctionnelle 15. La couche fonctionnelle 15 est conformée à la partie de la face de la couche de support 2 qu’elle recouvre, c’est-à-dire que la couche fonctionnelle 15 épouse la forme de cette partie de la face de la couche de support 2.
La couche fonctionnelle 15 est une couche réalisée en un matériau carbone et comprenant au moins un motif 18 formant un élément de chauffage pour chauffer au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage, comme cela sera décrit ultérieurement. Le matériau se présente par exemple sous forme de fibres de carbone sans ensimage et/ou de fibres de carbone recyclées. Le fait ne pas avoir d’ensimage permet d’améliorer les propriétés électriques du motif 18. Le motif 18 présente ainsi une meilleure conductivité et une meilleure continuité de contact électrique après la mise en forme tridimensionnelle de l’élément de garnissage, comme cela sera décrit ultérieurement. La couche fonctionnelle 15 présente par exemple une épaisseur sensiblement comprise entre 20 µm et 200 µm. En complément, le matériau carbone peut également comprendre du polypropylène, par exemple en quantité inférieure ou égale à 40% en poids de la composition de la couche fonctionnelle.
Lorsque la couche fonctionnelle 15 agit en tant que couche de renfort de la couche de support 2, la couche fonctionnelle 15 améliore les propriétés mécaniques de l’élément de garnissage, particulièrement en termes de rigidité et d’auto-portance, plus particulièrement lors que la couche de support 2 est réalisée en un matériau composite. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 15 est formée par un film collé ou laminé sur la couche de support 2 et/ou la couche de décor 4. Dans ce cas, la couche fonctionnelle ne forme pas nécessairement une couche de renfort de la couche de support 2.
Le motif 18 formé dans la couche fonctionnelle 15 comprend au moins une zone conductrice 20 formée par le matériau carbone de la couche fonctionnelle 6 et au moins une zone non conductrice 22 formée par une ouverture traversante dans l’épaisseur de la couche fonctionnelle 15. Les formes de la zone conductrice 20 et de la zone non conductrice 22, dont un exemple est représenté sur la , sont agencés pour que le motif 18 forme un élément de chauffage lorsque la zone conductrice 20 est alimentée en électricité. En d’autres termes, le motif 18 est tel qu’’il définit un circuit électrique résistif formant l’élément de chauffage 6 lorsque le circuit est alimenté. Selon la surface à chauffer et de sa forme, un motif peut comprendre plusieurs zones conductrices 20 et zones non conductrices 22 distinctes. De façon générale, le motif 18 comprend une zone non conductrice 22 entourant la ou les zones conductrices 20 afin d’isoler le circuit électrique formant l’élément de chauffage du reste de la couche fonctionnelle 15.
Un tel circuit résistif permet de chauffer une partie de la surface externe 14 de l’élément de garnissage en regard du motif 18 lorsque la zone conductrice 20 du motif 18 est alimenté électriquement. La forme du circuit résistif correspond par exemple à la forme de la zone chauffée sur la surface externe 14 de l’élément de garnissage. Ainsi, comme représenté sur la , le contour du motif 18 est par exemple circulaire et comprend plusieurs zones conductrices 20 présentant une forme en spirale séparées par des zones non conductrices 22 ayant également une forme en spirale. A l’extrémité des zones conductrices 20, deux bornes de connexion 24 sont prévues pour la connexion à une source de courant (non représentée), comme cela sera décrit ultérieurement. Cette forme de motif n’est donnée qu’à titre d’exemple et il est entendu que d’autres formes peuvent être prévues selon la forme de la zone à chauffer sur la surface externe 14 de l’élément de garnissage. Selon un mode de réalisation, la zone conductrice du motif 18 est formée par une zone élargie de la couche fonctionnelle et la ou les ouvertures traversantes formant la ou les zones non conductrices sont formées par le contour de cette zone élargie.
Selon un mode de réalisation, des couches fonctionnelles 15 sont prévues sur la face interne 8 et sur la face externe 10 de la couche de support 2. Dans ce cas, le motif 18 peut être formé dans l’une ou dans les deux couches fonctionnelles 15.
Selon un mode de réalisation, une partie du circuit résistif formant l’élément de chauffage, et plus particulièrement la partie du circuit qui est chauffée lorsque l’élément de chauffage est alimenté, est formée dans la couche fonctionnelle 15 appliquée sur la face externe 10, et une autre partie du circuit résistif, plus particulièrement la partie du circuit qui comprend les bornes de connexion 24, est formée dans la couche fonctionnelle 15 qui s’étend sur la face interne 8 de la couche de support 2. Les deux parties du circuit résistif sont connectées ensemble par un ou plusieurs éléments de connexion, tels que des tiges de connexion, s’étendant au travers de la couche de support 2. Un tel élément de connexion est par exemple formé par un matériau conducteur remplissant un orifice s’étendant dans la couche de support 2 entre les parties du circuit résistif connectées ensemble. Ce mode de réalisation est avantageux pour faciliter la connexion du circuit résistif à une source de courant, comme cela sera décrit ultérieurement. Selon un mode de réalisation, la partie du circuit qui comprend les bornes de connexion 24 n’est pas formé dans une couche fonctionnelle mais est appliqué seule sur la face interne 8 de l’élément de support 2.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la , l’élément de chauffage 6 comprend deux électrodes 26 appliquées sur la couche fonctionnelle 15. Les électrodes 26 sont espacées l’une de l’autre et sont appliquées sur des zones différentes de la couche fonctionnelle 15. La partie de la couche fonctionnelle 15 qui s’étend entre les zones sur lesquelles les électrodes 26 sont appliquées forme une partie chauffante 28, qui est chauffée par effet Joule lorsqu’un courant électrique passe dans cette partie chauffante 28 d’une électrode 26 à l’autre électrode 26. Par conséquent, selon ce mode de réalisation, seul le contour externe de la partie chauffante 28 formant le motif 18 doit être découpé pour former une zone non conductrice et le procédé de réalisation de l’élément de garnissage peut être simplifié. Selon le mode de réalisation de la , la couche fonctionnelle 15 s’étend sur la face externe de la couche de support. En variante, la couche fonctionnelle 15 s’étend sur la face interne de la couche de support 2. Selon une variante, les électrodes 26 sont insérées dans couche fonctionnelle 15.
Il est entendu que d’autres éléments fonctionnels peuvent être formés dans la ou les couches fonctionnelles 15 de l’élément de garnissage en plus du ou des éléments de chauffage. De tels éléments fonctionnels comprennent par exemple un ou plusieurs circuits capacitifs pour former un pavé tactile, une surface tactile dite « touch slider » (curseur tactile) ou un bouton tactile sur la surface externe 14 de l’élément de revêtement 1, un ou plusieurs circuits résistifs flexibles pouvant être déformés pour détecter une pression sur la surface externe 14 de l’élément de garnissage pour former un capteur de pression. De tels éléments fonctionnels sont également formés par des motifs formés dans la ou les couches fonctionnelles, ces motifs étant distincts du ou des motifs 18 formant le ou les éléments de chauffage.
Le ou chaque motif 18 est alimenté en électricité par au moins une source de courant (non représentée) connectée électriquement à la ou aux zones conductrices 20 du motif 18, par exemple connectée à chaque borne 24 des motifs 18. La source de courant est connectée à la zone conductrice 20 par exemple par un câble électrique 34 connecté directement ou par l’intermédiaire d’un connecteur électrique 36 à la zone conductrice 20 du motif 18. Le connecteur 36 s’étend par exemple dans un logement de la couche de support 2 ou dans une ouverture traversante de la face interne 8 à la face externe 10 de la couche de support 2. Le câble électrique 34 est alors connecté au connecteur électrique 36 du côté de la face interne 8 de la couche de support 2 et le connecteur électrique 36 est connecté à la zone conductrice 20 du côté de la face externe 10 de la couche de support 2. Selon un mode de réalisation décrit précédemment, le câble électrique 34 peut être connecté aux bornes de connexion 24 s’étendant sur la face interne 8 de la couche de support 2, le courant électrique alimentant la partie chauffante du circuit résistif par le ou les éléments de connexion s’étendant au travers de la couche de support 2. Le câble électrique 34 est par exemple connecté au système électrique du véhicule qui forme alors la source de courant. Quand plusieurs circuits sont prévus dans la ou les couches fonctionnelles 15, chaque circuit est alimenté par une même source de courant ou par plusieurs sources de courant par des câbles électriques 34.
Selon un mode de réalisation particulier, l’élément de garnissage peut en outre comprendre un revêtement transparent ou translucide s’étendant sur la couche de décor 4 ou sur la couche de support et/ou la couche fonctionnelle 15 et/ou la couche comprenant le capteur de proximité 7, au travers duquel la couche de décor 4 ou la couche de support et/ou la couche fonctionnelle 15 et/ou la couche comprenant le capteur de proximité 7 est visible. Un tel revêtement est par exemple un verni ou un film translucide, par exemple à base de polypropylène permettant de protéger la couche qui s’étend en dessous et éviter notamment la dégradation du ou des motifs 18. Il est particulièrement intéressant de rendre la couche de support visible dans le cas où la couche de support présente un aspect satisfaisant, par exemple dans le cas d’une couche réalisée en NFPP.
L’élément de garnissage décrit ci-dessus permet d’intégrer un ou plusieurs éléments de chauffage, et possiblement d’autres éléments fonctionnels, dans la ou les couches fonctionnelles 15 de la couche de support 2, réduisant ainsi la complexité de l’élément de garnissage et permettant un positionnement facilité de ces éléments par rapport à la couche de support 2 et/ou à la couche de décor 4.
Le capteur de proximité 7 est agencé pour détecter la présence d’une partie d’un corps d’un utilisateur au voisinage et/ou en contact avec une zone chauffée de la surface externe 14 de l’élément de garnissage. Le capteur de proximité 7 est ainsi agencé pour détecter si un utilisateur, par exemple avec sa main ou ses doigts, approche la surface externe 14 de l’élément de garnissage, plus particulièrement d’une zone chauffée par un élément de chauffage. Le capteur de proximité 7 est en outre agencé pour éteindre l’élément de chauffage lorsqu’une partie du corps d’un utilisateur approche de la zone chauffée afin de protéger l’utilisateur de tout dommage dû à la chaleur de la zone chauffée. Plus particulièrement, le capteur de proximité 7 est par exemple agencé pour détecter la présence d’une partie d’un corps d’un utilisateur dans un champ de détection prédéterminé autour de la zone chauffée, ce champ prédéterminé correspondant à la distance à laquelle la chaleur pourrait blesser l’utilisateur si cet utilisateur devait toucher la surface externe 14 de l’élément de garnissage dans cette zone. En d’autres termes, lorsque l’élément de garnissage est utilisé, dans le cas où l’élément de chauffage 6 est alimenté, l’élément de chauffage 6 est éteint lorsque le capteur de proximité 7 détecte la présence d’une partie d’un corps d’un utilisateur trop proche de la zone de la surface externe 14 chauffée par l’élément de chauffage.
Le capteur de proximité 7 est formé par un motif 38 formé dans une couche en matériau carbone 40. Plus particulièrement, le motif 38 est découpé dans la couche en matériau carbone 40 pour former un circuit capacitif émettant un champ de détection autour de la zone chauffée sur le côté de la surface externe 14 de l’élément de garnissage lorsque le circuit capacitif est alimenté. Le matériau carbone de la couche en matériau carbone 40 comprend par exemple des fibres de carbone sans ensimage et/ou de fibres de carbone recyclées. Le fait ne pas avoir d’ensimage permet d’améliorer les propriétés électriques du motif 38. Le motif 38 présente ainsi une meilleure conductivité et une meilleure continuité de contact électrique après la mise en forme tridimensionnelle de l’élément de garnissage, comme cela sera décrit ultérieurement. La couche en matériau carbone 40 présente par exemple une épaisseur comprise entre 20 µm et 300 µm. En complément, le matériau carbone peut également comprendre du polypropylène, par exemple en quantité inférieure ou égale à 40% en poids de la composition de la couche en matériau carbone.
Le motif 38 comprend au moins une zone conductrice 42 et au moins une zone non conductrice 44, formée par un ouverture traversante dans la couche en matériau carbone 40. Selon la forme de la zone chauffée et des dimensions de la zone de détection, un motif 38 peut comprendre plusieurs zones conductrices 42 et/ou plusieurs zones non conductrices 44 et la forme du motif 38 peut être adaptée à la forme de la zone chauffée. De façon générale, le motif 38 comprend une zone non conductrice 44 entourant la ou les zones conductrices 42 afin d’isoler le circuit électrique formant le capteur de proximité 7 du reste de la couche en matériau carbone 40.
Plusieurs capteurs de proximité 7 peuvent être prévus, par exemple autant de capteurs de proximité qu’il y a d’éléments de chauffage 6.
Pour alimenter le circuit capacitif formé par le motif 38, le circuit capacitif est connecté électriquement à une source de courant, par exemple la même source de courant que celle qui alimente l’élément de chauffage 6. A cet effet, la ou les zones conductrices 42 du circuit capacitif sont par exemple connectées au(x) connecteur(s) électrique(s) 36 dans la couche de support 2 par un ou plusieurs câbles électriques 34, comme représenté sur la . Pour émettre le champ de détection du côté de la surface externe 14 de l’élément de garnissage, la couche en matériau carbone 40 s’étend par exemple au voisinage de la couche de décor 4, par exemple contre une face interne de celle-ci ou contre la couche de liaison par laquelle la couche de décor 4 est fixée à l’ensemble formé par la couche de support 2, l’élément de chauffage 6 et le capteur de proximité 7. Il est entendu que le capteur de proximité 7 peut être place à un autre endroit de l’élément de garnissage, mais le placer proche de la surface externe permet d’obtenir une grande zone de détection du côté de la surface externe 14 avec un simple circuit capacitif alors que le capteur de proximité 7 peut rester invisible de l’extérieur de l’élément de garnissage. Selon une variante, le capteur de proximité 7 peut être plus éloigné de la surface externe 14 que l’élément de chauffage 6. Selon un mode de réalisation, l’un de l’élément de chauffage 6 et du capteur de proximité 7 s’étend sur la face externe 10 de la couche de support 2 et l’autre s’étend sur la face interne 8 de la couche de support 2.
Lorsque la couche en matériau carbone 40 s’étend entre l’élément de chauffage 6 et la surface externe 14, une couche barrière 46 s’étend entre la couche fonctionnelle 15 et la couche en matériau carbone 40. La couche barrière 46 est agencée pour isoler électriquement les deux couches conductrices, c’est-à-dire la couche fonctionnelle 15 et la couche en matériau carbone 40 comprenant le capteur de proximité 7. La couche barrière 46 est par exemple résistante aux températures élevées afin d’empêcher sa dégradation lorsque l’élément de chauffage 6 chauffe la surface externe 14 de l’élément de garnissage. La couche barrière 46 est par exemple une couche de polyuréthane thermoplastique (TPU) ou de copolyester (CoPES). La couche barrière 46 peut être agencée entre deux couches de colle 48 pour permettre l’adhésion de la couche barrière 46 sur la couche fonctionnelle 15 et/ou sur la couche de support 2 et pour permettre l’adhésion de la couche en matériau carbone 40 à la couche barrière 46. Selon un mode de réalisation, la couche barrière 46 est formée par un film à trois couches qui doit être laminé avec la couche fonctionnelle 15 et la couche en matériau carbone 40. Dans ce cas, la couche barrière 46 comprend une couche de matériau chimiquement compatible avec la couche en matériau carbone 40 qui fond pendant le laminage, la couche barrière 46 résistante à la chaleur qui ne fond pas, et une couche de matériau chimiquement compatible avec la couche fonctionnelle 15 qui fond également pendant le laminage.
Un procédé de réalisation d’un élément de garnissage selon le mode de réalisation de la va à présent être décrit en référence aux Figs. 3 à 6.
Comme représenté sur la , une couche en matériau carbone 40 est découpée pour créer le capteur de proximité 7. A cet effet, au moins une ouverture traversante est découpée de part en part dans la couche en matériau carbone 40 pour réaliser la ou les zones non conductrices 44. Par « de part en part », on entend que la couche en matériau carbone 40 est découpée sur toute son épaisseur. La forme de la ou des ouvertures traversantes dans la couche en matériau carbone 40 définit la forme du motif 38 et de la ou des zones conductrices 42 de celui-ci. Selon le mode de réalisation de la , la couche en matériau carbone 40 est creusée au moyen d’un rayonnement laser 50, ce qui permet de définir la forme du motif 38 de façon très précise. En variante, la couche en matériau carbone 40 est découpée par attaque chimique, par fraisage ou par perçage mécanique dans le matériau carbone. Comme décrit précédemment, plusieurs motifs peuvent être découpés dans la couche en matériau carbone 40.
Lorsqu’une couche barrière 46 est prevue, la couche en matériau carbone 40 est ensuite laminée avec la couche barrière 46, une couche de colle 48 (ou une couche qui peut fonder pendant le laminage comme décrit précédemment) s’étendant entre la couche barrière 46 et la couche en matériau carbone 40 de sorte que la couche en matériau carbone 40 adhère à la couche barrière 46 par l’intermédiaire de la couche de colle 48, comme représenté sur la .
Pendant, avant ou après les étapes ci-dessus, un élément de chauffage 6 est fixé à la couche de support 2. Selon le mode de réalisation dans lequel l’élément de chauffage 6 est formé par un motif 18 dans une couche fonctionnelle 15, la couche fonctionnelle 15 est appliquée sur tout ou partie de la couche interne ou externe 8, 10 de la couche de support 2, comme décrit précédemment. Selon un mode de réalisation, une couche fonctionnelle 15 est appliquée sur la face interne 8 et une autre couche fonctionnelle est appliquée sur la face externe 10 de la couche de support 2. Sur la , la couche fonctionnelle s’étend sur la face externe 10 de la couche de support 2. L’application de la couche fonctionnelle 15 est par exemple obtenue par l’assemblage d’un mat de fibres de carbone et de fibres de polypropylène issu d’un procédé d’aiguilletage et appliqué sur la couche de support 2. Le motif 18 est ensuite réalisé dans la couche fonctionnelle 15 afin de former l’élément de chauffage 6. Pour ce faire, au moins une ouverture traversante est formée de part en part dans la couche fonctionnelle 15 afin de réaliser la zone non conductrice 22. La forme de la ou des ouvertures traversantes dans la couche fonctionnelle 15 définissent la forme du motif 18 et de la ou des zones conductrices 20 de celui-ci. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle est creusée au moyen d’un rayonnement laser, ce qui permet de définir la forme du motif 18 de façon très précise. En variante, la couche fonctionnelle est découpée par attaque chimique, par fraisage ou par perçage mécanique dans le matériau carbone. Comme décrit précédemment, plusieurs motifs 18 peuvent être prévus dans la couche fonctionnelle 15.
La couche de matériau carbone 40 est ensuite fixée à l’ensemble formé par la couche de support 2 et par la couche fonctionnelle 15 par exemple par une couche de colle 48 s’étendant sur l’envers de la couche barrière 46, comme représenté sur la (ou par l’intermédiaire d’une couche qui peut fondre pendant le laminage comme décrit précédemment).
Il est entendu que le ou les motifs dans la couche en matériau carbone 40 et/ou dans la couche fonctionnelle 15 peuvent être découpés avec l’assemblage de ces couches avec la couche de support 2.
Le cas échéant, la couche de décor 4 est ensuite fixée, par exemple par collage, sur la couche en matériau carbone 40 ou sur la couche fonctionnelle 15 et sur la couche de support 2 selon la couche s’étendant sous la couche de décor 4. De même, lorsqu’une couche de revêtement est prévue, le revêtement peut être appliqué sur la couche appropriée.
Le capteur de proximité 7 et l’élément de chauffage 6 sont ensuite connectés à une ou plusieurs sources de courant, par exemple lors du montage de l’élément de garnissage sur le véhicule. Lorsqu’un connecteur électrique 36 est prévu, celui-ci est par exemple introduit dans une ouverture traversante préalablement réalisée dans la couche de support 2. De même, lorsque des éléments de connexion sont prévus, ils sont tout d’abord introduits dans des orifices traversants réalisés préalablement dans la couche de support 2.
Une étape de mise en forme tridimensionnelle de la couche de support 2 peut être prévue pour conférer à l’élément de garnissage la forme souhaitée. Cette étape peut être réalisée avant ou après l’assemblage de la couche de décor 4 et/ou l’application du revêtement.
Le procédé est donc particulièrement simple et peu coûteux à mettre en œuvre. En outre, le positionnement du ou des motifs peut être assuré de façon précise.
Claims (10)
- Elément de garnissage de véhicule comprenant au moins une couche de support (2) comprenant une face interne (8) et une face externe (10), et au moins un élément de chauffage (6) agencé pour chauffer au moins une zone chauffée d’une surface externe (14) de l’élément de garnissage lorsque l’élément de chauffage (6) est activé, l’élément de garnissage étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre un capteur de proximité (7) agencé pour détecter la présence d’une partie du corps d’un utilisateur au voisinage de et/ou en contact avec la surface externe (14) de l’élément de garnissage, l’alimentation de l’élément de chauffage (6) étant coupée lorsqu’une telle présence est détectée par le capteur de proximité (7), le capteur de proximité (7) comprenant un circuit capacitif comprenant au moins un motif (38) formé dans une couche en matériau carbone (40), ledit motif (38) comprenant au moins une zone conductrice (42) en matériau carbone et au moins une zone non conductrice (44) formée par une ouverture traversante dans la couche en matériau carbone (40), la zone conductrice (42) étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice (42).
- Elément de garnissage selon la revendication 1, dans lequel la couche en matériau carbone (40) s’étend entre l’élément de chauffage (6) et la surface externe (14).
- Elément de garnissage selon la revendication 2, dans lequel une couche barrière (46) s’étend entre l’élément de chauffage (6) et la couche en matériau carbone (40).
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une couche de décor (4) s’étendant en regard de la face externe (10) de la couche de support (2) et formant la surface externe (14) de l’élément de garnissage, la couche en matériau carbone (40) s’étendant sur une face interne de la couche de décor (4).
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément de chauffage (6) est formé par un motif (18) s’étendant dans une couche fonctionnelle (15) en matériau carbone, ledit motif (18) comprenant au moins une zone conductrice (20) en matériau carbone et au moins une zone non conductrice (22) formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle (15), ladite zone conductrice (20) étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice (20).
- Elément de garnissage selon la revendication 5, dans lequel la couche fonctionnelle (15) s’étend sur au moins une partie de la face interne (8) ou de la face externe (10) de la couche de support (2).
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la couche de support (2) est réalisée en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène.
- . Procédé de réalisation d’un élément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes :
- prévoir une couche en matériau carbone (40),
- découper la couche en matériau carbone (40) sur toute son épaisseur pour former un motif (38) comprenant au moins une zone conductrice (42) en matériau carbone et au moins une zone non conductrice (44) formée par une ouverture traversante dans la couche en matériau carbone (40) afin de former le capteur de proximité (7),
- appliquer la couche en matériau carbone (40) sur une couche de support (2) comprenant au moins un élément de chauffage (6),
- connecter électriquement la zone conductrice (42) du motif (38) formant le capteur de proximité (7) et l’élément de chauffage (6) à au moins une source de courant. - Procédé selon la revendication 8, dans lequel la couche en matériau carbone (40) est découpée par attaque laser, attaque chimique, fraisage ou perçage mécanique dans le matériau carbone.
- Procédé d’utilisation d’un élément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes suivantes :
- activer l’élément de chauffage (6) en alimentant ledit élément de chauffage (6) avec une source de courant, et
- lorsque le capteur de proximité (7) détecte la présence d’une partie d’un corps d’un utilisateur au voisinage de et/ou en contact avec la surface externe (14) de l’élément de garnissage, couper l’alimentation de l’élément de chauffage (6).
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