FR3118753A1 - MOTOR VEHICLE PEDAL PROVIDED WITH A RIGIDIFICATION INSERT IN COMPOSITE MATERIAL - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur une pédale (10) notamment pour un véhicule automobile présentant une interface (12) d'intégration d'une liaison pivot et un patin (11) contre lequel est destiné à venir en appui le pied d'un conducteur, ladite pédale (10) comportant: - un corps (13) réalisé dans un matériau plastique, et - un insert de rigidification (15), - l’insert de rigidification (15) étant réalisé dans un matériau composite, ledit insert de rigidification (15) comportant une matrice réalisée dans un matériau polymère thermoplastique et des fibres s'étendant à l'intérieur de la matrice, ledit corps (13) de la pédale (10) étant surmoulé sur l'insert de rigidification (15). Figure 1bThe present invention relates to a pedal (10) in particular for a motor vehicle having an interface (12) for integrating a pivot connection and a shoe (11) against which the foot of a driver is intended to bear, said pedal (10) comprising: - a body (13) made of a plastic material, and - a stiffening insert (15), - the stiffening insert (15) being made of a composite material, said stiffening insert ( 15) comprising a matrix made of a thermoplastic polymer material and fibers extending inside the matrix, said body (13) of the pedal (10) being molded over the stiffening insert (15). Figure 1b
Description
La présente invention porte sur une pédale de véhicule automobile munie d'un insert de rigidification en matériau composite. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les pédales de frein, les pédales d'accélération, ou les pédales de débrayage de véhicule automobile.The present invention relates to a motor vehicle pedal provided with a stiffening insert made of composite material. The invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application with brake pedals, accelerator pedals, or motor vehicle clutch pedals.
De façon connue en soi, les pédales de véhicule automobile peuvent être réalisées dans un matériau thermoplastique mono-matière, de type polyamide ou polypropylène chargé de fibres de verre. Toutefois, les pédales sans insert peuvent être fragiles et manquer de tenue mécanique, ce qui engendre des risques de casse.In a manner known per se, motor vehicle pedals can be made of a single-material thermoplastic material, of the polyamide or polypropylene type filled with glass fibers. However, pedals without an insert can be fragile and lack mechanical strength, which leads to the risk of breakage.
Les pédales de sécurité très sollicitées mécaniquement, comme les pédales de frein, sont soit réalisées entièrement en acier, soit réalisées à partir d'une âme en acier surmoulée par du plastique. Toutefois, l'âme métallique représente une masse importante dans le poids total de la pièce.Safety pedals with high mechanical stress, such as brake pedals, are either made entirely of steel or made from a steel core overmolded with plastic. However, the metal core represents a significant mass in the total weight of the part.
On connaît également des pédales réalisées à base de feuilles composites (dites "organo-sheet" en anglais). Ces feuilles composites sont constituées par une toile de fibres tissée bidirectionnelle de grandes dimensions nécessitant un chauffage long avant sa mise en forme par une technique d'estampage à chaud. Ces pédales présentent l'avantage d'être légères mais sont néanmoins complexes et coûteuses à réaliser. Ce type de pédale est donc généralement destiné aux véhicules de luxe.Also known are pedals made from composite sheets (called "organo-sheet" in English). These composite sheets consist of a large bidirectional woven fiber web requiring long heating before being shaped by a hot stamping technique. These pedals have the advantage of being light but are nevertheless complex and expensive to produce. This type of pedal is therefore generally intended for luxury vehicles.
L’invention vise à remédier efficacement aux inconvénients précités en proposant une pédale, notamment pour un véhicule automobile, présentant une interface d'intégration d'une liaison pivot et un patin contre lequel est destiné à venir en appui le pied d'un conducteur, ladite pédale comportant:The invention aims to effectively remedy the aforementioned drawbacks by proposing a pedal, in particular for a motor vehicle, having an interface for integrating a pivot connection and a shoe against which the driver's foot is intended to bear, said pedal comprising:
- un corps réalisé dans un matériau plastique, et- a body made of a plastic material, and
- un insert de rigidification,- a stiffening insert,
- l’insert de rigidification étant réalisé dans un matériau composite, ledit insert de rigidification comportant une matrice réalisée dans un matériau polymère thermoplastique et des fibres s'étendant à l'intérieur de la matrice, ledit corps de la pédale étant surmoulé sur l'insert de rigidification.- the stiffening insert being made of a composite material, said stiffening insert comprising a matrix made of a thermoplastic polymer material and fibers extending inside the matrix, said body of the pedal being molded onto the stiffening insert.
L'invention permet ainsi, grâce à la présence de l'insert de rigidification, d’accroître considérablement la tenue mécanique de la pédale par rapport à une pédale réalisée entièrement dans un matériau plastique. L'invention permet également de remplacer les inserts métalliques d'une pédale de sécurité par des inserts réalisés dans un matériau composite plus légers et recyclables. L'invention permet de réaliser un renfort moins onéreux et plus localisé qu'une pédale obtenue à partir d'un matériau composite de type "organo-sheet". Grâce à l'invention, il est possible d'utiliser des matériaux plus respectueux de l'environnement pour le surmoulage, tels que des matériaux plastiques ayant des charges végétales, ou des matériaux plastiques entièrement recyclés.The invention thus makes it possible, thanks to the presence of the stiffening insert, to considerably increase the mechanical strength of the pedal compared to a pedal made entirely of a plastic material. The invention also makes it possible to replace the metal inserts of a safety pedal with inserts made of a lighter and recyclable composite material. The invention makes it possible to produce a less expensive and more localized reinforcement than a pedal obtained from a composite material of the "organo-sheet" type. Thanks to the invention, it is possible to use materials that are more respectful of the environment for the overmoulding, such as plastic materials having vegetable fillers, or entirely recycled plastic materials.
Selon une réalisation de l'invention, l'insert de rigidification est constitué par plusieurs couches d'un ruban superposées les unes sur les autres.According to one embodiment of the invention, the stiffening insert consists of several layers of tape superimposed on each other.
Selon une réalisation de l'invention, l'insert de rigidification prend la forme d'une boucle de renforcement s'étendant de façon continue suivant une circonférence complète du corps de la pédale.According to one embodiment of the invention, the stiffening insert takes the form of a reinforcement loop extending continuously along a complete circumference of the body of the pedal.
Selon une réalisation de l'invention, l'insert de rigidification s'étend suivant une face supérieure du corps de la pédale, une face inférieure du corps de la pédale, une portion d'extrémité inférieure du corps reliant la face supérieure et la face inférieure du corps, et une portion d'extrémité supérieure du corps reliant la face supérieure et la face inférieure du corps.According to one embodiment of the invention, the stiffening insert extends along an upper face of the body of the pedal, a lower face of the body of the pedal, a lower end portion of the body connecting the upper face and the lower face lower part of the body, and an upper end portion of the body connecting the upper face and the lower face of the body.
Selon une réalisation de l'invention, l'insert de rigidification et le corps de la pédale sont réalisés à base d'un même matériau thermoplastique, notamment un matériau en polypropylène.According to one embodiment of the invention, the stiffening insert and the body of the pedal are made from the same thermoplastic material, in particular a polypropylene material.
Selon une réalisation de l'invention, les fibres de l'insert de rigidification sont unidirectionnelles.According to one embodiment of the invention, the fibers of the stiffening insert are unidirectional.
Selon une réalisation de l'invention, les fibres de l'insert de rigidification s'étendent suivant une direction d'allongement longitudinale du corps de la pédale.According to one embodiment of the invention, the fibers of the stiffening insert extend along a direction of longitudinal elongation of the body of the pedal.
Selon une réalisation de l'invention, une largeur de l'insert est constante suivant toute une longueur du corps de la pédale.According to one embodiment of the invention, a width of the insert is constant along an entire length of the body of the pedal.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une pédale de véhicule automobile comportant:The invention also relates to a method of manufacturing a motor vehicle pedal comprising:
- une étape de fabrication d'un insert de rigidification réalisé dans un matériau composite comportant une matrice réalisée dans un matériau polymère thermoplastique et des fibres s'étendant à l'intérieur de la matrice,- a step of manufacturing a stiffening insert made of a composite material comprising a matrix made of a thermoplastic polymer material and fibers extending inside the matrix,
- une étape de mise en place de l'insert de rigidification à l'intérieur d'un moule d'injection, et- a step of placing the stiffening insert inside an injection mold, and
- une étape d'injection de plastique pour la formation d'un corps de la pédale, de sorte qu'au moins une face du corps vient en contact avec l'insert de rigidification afin d'assurer une cohésion de matière entre le corps de la pédale et l'insert de rigidification.- a plastic injection step for forming a body of the pedal, so that at least one side of the body comes into contact with the stiffening insert in order to ensure cohesion of material between the body of the pedal the pedal and the stiffening insert.
Selon une mise en œuvre, l'insert de rigidification est réalisé par enroulement de couches d'un ruban chauffé autour d'un gabarit, de sorte que les couches sont superposées les unes sur les autres.According to one implementation, the stiffening insert is made by winding layers of a heated tape around a template, so that the layers are superimposed on each other.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.The invention will be better understood on reading the following description and on examining the accompanying figures. These figures are given only by way of illustration but in no way limit the invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre.Identical, similar or analogous elements retain the same reference from one figure to another.
Les figures 1a et 1b montrent une pédale 10 de véhicule automobile pouvant consister en une pédale d'accélération, une pédale d'embrayage, ou une pédale de freinage.Figures 1a and 1b show a motor vehicle pedal 10 which may consist of an accelerator pedal, a clutch pedal, or a brake pedal.
La pédale 10 présente à une de ses extrémités un patin 11 contre lequel vient en appui le pied d'un conducteur. Du côté de l'extrémité opposée, la pédale 10 comporte une interface 12 d'intégration d'une liaison pivot. L'interface 12 d'intégration d'une liaison pivot pourra par exemple consister en une ouverture traversante autorisant le passage d'une tige formant un axe de rotation X. Cela permet d'autoriser une rotation de la pédale 10 par rapport à la caisse du véhicule lorsque le conducteur appuie sur la pédale 10 via le patin 11. La pédale 10 pourra également comporter des excroissances 14 dans sa partie intermédiaire pour l'intégration d'un système de rappel à ressort ou à câble.The pedal 10 has at one of its ends a shoe 11 against which the driver's foot bears. On the side of the opposite end, the pedal 10 comprises an interface 12 for integrating a pivot connection. The interface 12 for integrating a pivot connection may for example consist of a through opening allowing the passage of a rod forming an axis of rotation X. This allows rotation of the pedal 10 relative to the body. of the vehicle when the driver presses the pedal 10 via the shoe 11. The pedal 10 may also include projections 14 in its intermediate part for the integration of a spring or cable return system.
La pédale 10 comporte un corps 13 de forme allongée et au moins un insert de rigidification 15 réalisé dans un matériau composite. Cet insert de rigidification 15 comporte une matrice 16 réalisée dans un matériau polymère et des fibres 18 s'étendant à l'intérieur de la matrice 16, tel que cela est visible en
Le corps 13 de la pédale 10 est surmoulé sur l'insert de rigidification 15. Le corps 13 pourra par exemple présenter une section transversale en forme de I muni d'une nervure centrale 13.1 représentée par transparence sur la
Les fibres 18 pourront être choisies notamment parmi des fibres de verre ou de carbone. L'insert de rigidification 15 est constitué par plusieurs couches d'un ruban 19 montré sur la
L'insert de rigidification 15 pourra prendre la forme d'une boucle de renforcement, tel que cela est illustré sur la
L'insert de rigidification 15 s'étend ainsi suivant une face supérieure 20 du corps 13 de la pédale 10 et une face inférieure 21 du corps 13 de la pédale 10. La face supérieure 20 est située du même côté que le patin 11, tandis que la face inférieure 21 est située du côté opposé au patin 11. L’insert de rigidification 15 s’étend également suivant une portion d'extrémité inférieure 22 du corps 13 reliant la face supérieure 20 et la face inférieure 21 du corps 13. L’insert de rigidification 15 s’étend également suivant une portion d'extrémité supérieure 23 du corps 13 reliant la face supérieure 20 et la face inférieure 21 du corps 13. L'insert de rigidification 15 présente ainsi un contour fermé. En variante, l'insert de rigidification 15 pourra présenter une forme en U ou une forme linéaire.The stiffening insert 15 thus extends along an upper face 20 of the body 13 of the pedal 10 and a lower face 21 of the body 13 of the pedal 10. The upper face 20 is located on the same side as the pad 11, while that the lower face 21 is located on the side opposite the pad 11. The stiffening insert 15 also extends along a lower end portion 22 of the body 13 connecting the upper face 20 and the lower face 21 of the body 13. The stiffening insert 15 also extends along an upper end portion 23 of the body 13 connecting the upper face 20 and the lower face 21 of the body 13. The stiffening insert 15 thus has a closed contour. Alternatively, the stiffening insert 15 may have a U-shape or a linear shape.
Les fibres 18 continues de l’insert de rigidification 15 travaillent efficacement en traction sur la face supérieure 20 de la pédale 10 lors d’un enfoncement de la pédale 10. Les fibres 18 de l’insert de rigidification 15 travaillent également efficacement en traction sur la face inférieure 21 de la pédale 10 lors de la remontée de la pédale 10.The continuous fibers 18 of the stiffening insert 15 work effectively in traction on the upper face 20 of the pedal 10 when the pedal 10 is depressed. The fibers 18 of the stiffening insert 15 also work effectively in traction on the underside 21 of the pedal 10 during the ascent of the pedal 10.
Avantageusement, l'insert de rigidification 15 et le corps 13 sont réalisés à base d'un même matériau thermoplastique, notamment en polypropylène. En variante, ces éléments pourront être réalisés en polyamide (PA6 ou PA6.6), en Polychlorure de vinyle (PVC), ou en Polytéréphtalate de butylène (PBT), ou tout autre matériau adapté à l'application.Advantageously, the stiffening insert 15 and the body 13 are made from the same thermoplastic material, in particular polypropylene. Alternatively, these elements may be made of polyamide (PA6 or PA6.6), polyvinyl chloride (PVC), or polybutylene terephthalate (PBT), or any other material suitable for the application.
On décrit ci-après le procédé de fabrication de la pédale 10 selon l'invention munie d'un insert de rigidification 15 en matériau composite.The process for manufacturing the pedal 10 according to the invention provided with a stiffening insert 15 made of composite material is described below.
Ce procédé comporte une étape de fabrication d'un insert de rigidification 15 réalisé dans un matériau thermoplastique renforcé par des fibres 18. A cet effet, comme on peut le voir sur la
Suivant un exemple de réalisation, chaque couche du ruban 19 comporte une matrice 16 réalisée dans un matériau polymère thermoplastique dans laquelle s'étendent des fibres 18 continues, tel que montré sur la
Une largeur du ruban 19 est disponible en multiple de 1/4 de pouces (6.35mm). Avantageusement, on choisit une largeur du ruban 19 et donc de l'insert 15 formé par une seule largeur de ruban 19 comprise entre 2x1/4=0.5 pouces (12.7mm) et 8x1/4=2 pouces (50.8mm).Tape width 19 is available in multiples of 1/4 inch (6.35mm). Advantageously, a width of the strip 19 and therefore of the insert 15 formed by a single width of strip 19 of between 2×1/4=0.5 inches (12.7mm) and 8×1/4=2 inches (50.8mm) is chosen.
Afin de faciliter la réalisation de la pédale 10, une largeur de l'insert 15 est constante suivant toute une longueur du corps 13 de la pédale 10.In order to facilitate the production of the pedal 10, a width of the insert 15 is constant along an entire length of the body 13 of the pedal 10.
Une épaisseur d'une couche de ruban 19 est de l'ordre de 0.2mm. On empile avantageusement les couches, de sorte qu'une épaisseur totale de l'insert 15 pourra être comprise entre quelques dixièmes de millimètres et plusieurs millimètres. Une épaisseur de l'insert 15 est notamment comprise entre 1mm et 5mm, et de préférence entre 1mm et 2mm. L'épaisseur de l'insert 15 (et donc le nombre de couches de ruban 19 empilées les unes sur les autres) pourra bien entendu être adaptée en fonction des contraintes mécaniques destinées à être supportées par l’insert 15.A thickness of a layer of tape 19 is of the order of 0.2mm. The layers are advantageously stacked, so that a total thickness of the insert 15 may be between a few tenths of a millimeter and several millimeters. A thickness of the insert 15 is in particular between 1mm and 5mm, and preferably between 1mm and 2mm. The thickness of the insert 15 (and therefore the number of layers of tape 19 stacked on top of each other) can of course be adapted according to the mechanical stresses intended to be supported by the insert 15.
L'insert de rigidification 15 est ensuite préchauffé et placé dans un moule 28 d'injection plastique, tel que cela est représenté sur la
Le moule 28 est ouvert à la fin du procédé et la pièce 10 est démoulée après son refroidissement, tel que cela est représenté sur la
La
Claims (10)
- un corps (13) réalisé dans un matériau plastique, et
- un insert de rigidification (15),
caractérisée en ce que l’insert de rigidification (15) est réalisé dans un matériau composite, ledit insert de rigidification (15) comportant une matrice (16) réalisée dans un matériau polymère thermoplastique et des fibres (18) s'étendant à l'intérieur de la matrice (16), ledit corps (13) de la pédale (10) étant surmoulé sur l'insert de rigidification (15).Pedal (10), in particular for a motor vehicle, having an interface (12) for integrating a pivot connection and a shoe (11) against which the driver's foot is intended to bear, said pedal (10 ) comprising:
- a body (13) made of a plastic material, and
- a stiffening insert (15),
characterized in that the stiffening insert (15) is made of a composite material, said stiffening insert (15) comprising a matrix (16) made of a thermoplastic polymer material and fibers (18) extending to the inside the die (16), said body (13) of the pedal (10) being molded onto the stiffening insert (15).
- une étape de fabrication d'un insert de rigidification (15) réalisé dans un matériau composite comportant une matrice (16) réalisée dans un matériau polymère thermoplastique et des fibres (18) s'étendant à l'intérieur de la matrice (16),
- une étape de mise en place de l'insert de rigidification (15) à l'intérieur d'un moule d'injection (28), et
- une étape d'injection de plastique pour la formation d'un corps (13) de la pédale (10), de sorte qu'au moins une face du corps (13) vient en contact avec l'insert de rigidification (15) afin d'assurer une cohésion de matière entre le corps (13) de la pédale (10) et l'insert de rigidification (15).Method of manufacturing a motor vehicle pedal (10), characterized in that it comprises:
- a step of manufacturing a stiffening insert (15) made of a composite material comprising a matrix (16) made of a thermoplastic polymer material and fibers (18) extending inside the matrix (16) ,
- a step of placing the stiffening insert (15) inside an injection mold (28), and
- a plastic injection step for forming a body (13) of the pedal (10), so that at least one face of the body (13) comes into contact with the stiffening insert (15) in order to ensure material cohesion between the body (13) of the pedal (10) and the stiffening insert (15).
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2021
- 2021-01-08 FR FR2100163A patent/FR3118753A1/en active Pending
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