FR3139057A1 - Siège de véhicule comprenant une matelassure formée d’un enchevêtrement irrégulier des fibres continues thermoplastiques - Google Patents

Siège de véhicule comprenant une matelassure formée d’un enchevêtrement irrégulier des fibres continues thermoplastiques Download PDF

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Abstract

La présente divulgation est relative à siège (1) comprenant :- une structure (2) métallique,- une matelassure (3) dans lequel la matelassure (3) comprend une pièce d’enchevêtrement 3D de fibres (5) continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles, - un ventilateur, ledit ventilateur étant configuré pour souffler et/ou aspirer de l’air, ladite matelassure étant conformée pour laisser passer l’air depuis l’extérieur du siège vers le ventilateur ou vice versa, via la pièce d’enchevêtrement 3D. Figure de l’abrégé : Figure 2

Description

Siège de véhicule comprenant une matelassure formée d’un enchevêtrement irrégulier des fibres continues thermoplastiques
La présente divulgation est relative à un siège de véhicule comprenant une structure, typiquement métallique, une matelassure et une interface intercalée entre la structure et la matelassure.
Selon la présente divulgation la matelassure comprend un enchevêtrement irrégulier de fibres continues, thermoplastiques, en trois dimensions, les fibres étant soudées entre elles par des boucles de fibres.
La présente divulgation relève du domaine des sièges de véhicules automobiles qui comprennent une structure métallique, avec typiquement un châssis d’assise et un châssis de dossier. La structure est classiquement obtenue par techniques d’emboutissage. Les sièges comportent encore des matelassures, y compris une couche de matelassure d’assise et une couche de matelassure de dossier qui confèrent le moelleux de l’assise et du dossier, et participent au confort au siège.
Les matelassures d’assise et de dossier sont généralement en mousse de polymère d'uréthane, et mises en forme dans des moules. Les matelassures en mousse de polyuréthane donnent satisfaction, mais peuvent en condition humide conserver l’humidité.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
Il est proposé un siège comprenant une structure métallique, et une matelassure, dans lequel la matelassure comprend une pièce d’enchevêtrement 3D de fibres continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles, un ventilateur, ledit ventilateur étant configuré pour souffler et/ou aspirer de l’air, ladite matelassure étant conformée pour laisser passer l’air depuis l’extérieur du siège vers le ventilateur ou vice versa, via la pièce d’enchevêtrement 3D.
Ainsi, le siège selon la présente invention propose une aération efficace, ce qui réduit température et humidité du siège, conduisant à une nette amélioration du confort du passager, sans qu’il soit nécessaire d’avoir recours à la climatisation dont on connait les effets néfastes sur l’environnement.
Selon un autre aspect, le siège comprend une coiffe munie d’au moins un secteur perméable à l’air.
Selon un autre aspect, la coiffe comprend au moins un premier secteur et un deuxième secteur, l’un desdits premier et deuxième secteurs étant plus perméable à l’air que l’autre desdits premier et deuxième secteurs.
Selon un autre aspect, les fibres sont des fibres creuses et/ou fibres pleines (5b), de diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, préférentiellement entre 0,3 mm et 1,5 mm, et/ou les fibres comprennent un polymère thermoplastique, la composition des fibres comprenant au moins 95% en poids de PET, et/ou dans lequel la pièce d’enchevêtrement 3D de la matelassure présente une masse volumique apparente comprise entre 30 kg/m3et 70 kg/m3.
Selon un autre aspect, le siège comprend au moins une première zone présentant une première masse volumique apparente et une deuxième zone présentant une deuxième masse volumique apparente, la première masse volumique étant strictement inférieure à la deuxième masse volumique.
Selon un autre aspect, la première masse volumique apparente est inférieure ou égale à 40 kg/m3et la deuxième masse volumique apparente est supérieure ou égale à 60 kg/m3.
Selon un autre aspect, la première masse volumique apparente est comprise entre 30 kg/m3et 40 kg/m3et la deuxième masse volumique apparente est comprise entre 60 kg/m3et 70 kg/m3.
Selon un autre aspect, la première masse volumique apparente est nulle.
Selon un autre aspect, la première zone délimite un canal s’étendant entre une surface externe de la pièce d’enchevêtrement et le ventilateur.
Selon un autre aspect, la couche de matelassure comprend, en poids :
- 95% à 99% de PET,
- 1% à 5% d’un second polymère distinct du PET tel que PTT ou PBT.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un siège, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- /A/ Extrusion d’un polymère thermoplastique dans une filière d’extrusion comprenant des buses d’extrusion reparties suivant une direction en longueur et suivant un direction en largeur de la filière d’extrusion, générant un rideau de fibres continues fondues, chutant par gravité,
- /B/ Réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité contre un moyen de mise en forme, avec une génération d’un enchevêtrement 3D de fibres selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continue,
- /C/ Solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un fluide de refroidissement,
- /D/ positionnement d’un ventilateur.
Selon un autre aspect, le moyen en mise en forme comprend deux organes de guidage contrarotatifs.
Selon un autre aspect, le moyen de mise en forme comprend un moule présentant une forme donnée, par exemple de dossier ou d’assise.
Selon un autre aspect, les buses d’extrusion sont identiques et/ou uniformément réparties selon la direction en longueur et suivant la direction en largeur.
Selon un autre aspect, les buses d’extrusion sont différentes les unes des autres et/ou sont uniformément réparties selon la direction en longueur et/ou suivant la direction en largeur.
Selon un autre aspect, le moyen de mise en forme comprend un outillage de moulage comportant une cavité de moulage.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Fig. 1
est une vue de siège de véhicule automobile, selon la présente divulgation, illustrant la structure métallique du siège supportant une interface plastique de dossier destinée à recevoir une couche de matelassure de dossier et une interface d’assise, plastique, destinée à recevoir une couche de matelassure d’assise, les matelassures de dossier et d’assise étant non illustrées.
Fig. 2
est une vue de coupe du siège de la , sur lequel on ajoute une matelassure de dossier, et une matelassure d’assise, selon la présente divulgation comprenant une pièce d’enchevêtrement irrégulier, en trois dimensions 3D de fibres continues thermoplastiques comprenant des boucles entre fibres thermosoudées les unes aux autres.
Fig. 3
est une vue de détail de la pièce d’enchevêtrement de la .
Fig. 4
est une vue schématique de coupe de la pièce d’enchevêtrement de la selon un premier mode de réalisation de l’invention.
Fig. 5
est une vue schématique de coupe de la pièce d’enchevêtrement de la selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
Fig. 6
est une vue schématique du procédé de fabrication permettant la fabrication de l’enchevêtrement 3D comprenant une extrusion d’un polymère thermoplastique dans une filière d’extrusion générant un rideau de fibres continues fondues, chutant par gravité, la réception du rideau de fibres continues fondues entre deux organes de guidage contrarotatifs, avec une génération d’un enchevêtrement 3D de fibres et la solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un liquide de refroidissement, puis l’obtention de matelassure par des découpes transversales au sens de défilement.
Fig. 7
illustre différentes filières d’extrusion qui peuvent être mises en œuvre selon le procédé de la présente divulgation, à savoir une filière d’extrusion comprenant des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres pleines pour l’obtention d’une matelassure à partir des fibres pleines selon une première possibilité, une filière d’extrusion comprenant des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres creuses pour l’obtention d’une matelassure à partir des fibres pleines selon une seconde possibilité, et une filière d’extrusion, mixte, comprenant des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres creuses et des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres pleines selon une troisième possibilité, permettant l’obtention d’une matelassure comprenant suivant l’épaisseur, une sous-couche inférieure, structurelle, formée d’un enchevêtrement de fibres creuses, une sous-couche supérieure moelleuse, formée d’un enchevêtrement de fibres pleines, et une sous-couche, intermédiaire entre la sous-couche inférieure et la sous couche supérieure, de liaison.
Fig. 8
montre, d’une part, en haut une filière d’extrusion présentent une densité surfacique du nombre de buses d’extrusion configurée pour l’obtention d’un matelassure de masse volumique apparente homogène, suivant la direction en longueur de la filière d’extrusion, et en bas une filière d’extrusion comprenant plusieurs zones, distinctes comprenant respectivement des densités surfaciques de nombre de buses, distinctes, comprenant des zones à faible densité surfacique de nombre de buses, et des zones à forte densité surfacique de nombre de buses de telle façon à obtenir, deux zones présentant une faible masse volumique apparente et trois zones présentant une forte masse volumique apparente, suivant la direction de l’enchevêtrement 3D de fibres s’étendant suivant la direction longitudinale de la filière extrusion, les zones à faible densité et les zones à forte densité étant réparties en alternance sur la longueur de la filière.
Fig. 9
montre est une vue d’un équipement configuré pour la mise en œuvre du procédé selon la présente divulgation, comprenant :
- une filière d’extrusion comprenant des buses réparties suivant une direction en longueur et suivant un direction en largeur (transversale) de la filière d’extrusion, générant un rideau de fibres continues fondues, chutant par gravité,
- un outillage de moulage comprenant une cavité de moulage, ouverte vers la filière d’extrusion, à l’aplomb de la filière, configuré pour la réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité dans la cavité de moulage de l’outillage de moulage de sorte à générer un enchevêtrement 3D de fibres selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continues,
- des guides autorisant la descente de l’outillage de moulage dans un réservoir contenant un liquide de refroidissement assurant la solidification de l’enchevêtrement ,
- une unité logique de traitement comprenant un module de commande un micro-processeur et une mémoire configurés pour le pilotage des buses d’extrusion, et la commande de la descente de l’outillage de moulage dans le liquide de refroidissement, de manière motorisée.
Fig. 10A
illustre une première phase du procédé pour laquelle l’unité logique pilote les buses de sorte à garnir uniquement des reliefs en creux de la cavité de moulage, de part et d’autre d’une portion centrale de la cavité de moulage, les buses de la filière d’extrusion situées au droit du relief en saille sur la portion centrale de la cavité de moulage étant maintenues fermées par l’unité logique.
Fig. 10B
montre une deuxième phase, consécutive à la première phase, pour laquelle l’unité logique ouvre l’ensemble des buses d’extrusion de sorte que le rideau de fibres fondues garnisse la totalité de la surface de la cavité de moulage suivant la direction longitudinale et suivant la direction transversale de la cavité de moulage.
Fig. 10C
montre une troisième phase, consécutive à la deuxième phase, pour laquelle l’unité logique ouvre uniquement des buses de sorte que le rideau de fibres fondues garnisse la portion centrale de l’outillage de moulage située entre les deux reliefs en creux, en vue de former sur la face dorsale de la matelassure, une portion centrale en saillie par rapport à deux portions latérales de la face dorsale.
Fig. 10D
montre à gauche un instant de troisième phase consécutif à la , et à droite, après démoulage, une matelassure formée d’un enchevêtrement 3D de fibres selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continues, la matelassure présentant une face frontale conformée par la cavité de moulage de l’outillage de moulage, et une face dorsale non conformée par l’outillage de moulage.
est une vue d’un siège selon un autre mode de réalisation comprenant une suspension associée à la structure d’assise et une suspension associée à la structure de dossier.
Fig. 12
est une vue d’un ensemble comprenant une matelassure et un support associé à la matelassure.
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
Aussi, la présente divulgation est relative à un siège 1 comprenant :
- une structure 2 métallique,
- une matelassure 3.
Sur les figures 1 et 2, le siège 1 comprend une interface 4 située entre la structure 2 et la matelassure 3. Alternativement, le siège 1 est dépourvu de l’interface 4, et la matelassure 3 est directement attachée à la structure métallique 2.
A la , un repère XYZ est illustré, la direction X orientée suivant la direction de coulissement de glissière G entre la structure 2 de siège et un plancher du véhicule, la direction Y, orientée suivant une direction transversale du siège, et la direction Z selon la verticale.
La structure 2 comprend un châssis d’assise 20 et un châssis de dossier 21, articulé autour d’un axe de rotation transversal, typiquement au moyen d’articulations, préférentiellement de type continu.
Le châssis d’assise 20 comprend :
- deux flasques latéraux, s’étendant depuis un bord arrière de l’assise et jusqu’à un bord avant, suivant la direction X, ou légèrement incliné par rapport à la direction longitudinale X (par exemple de plus ou moins 30 degrés) autour d’un axe transversal et,
- une pièce frontale, reliant deux extrémités avant des flasques, et s’étendant suivant la direction transversale. La pièce frontale et les flasques sont avantageusement des tôles conformées, par exemple, par les techniques d’emboutissage.
Le châssis de dossier comprend des montants latéraux, s’étendant en hauteur, ainsi qu’une traverse supérieure reliant deux extrémités supérieures des montants. Les montants et la traverse supérieure sont avantageusement des tôles conformées, par exemple par les techniques d’emboutissage.
La matelassure 3 comprend une couche matelassure d’assise 3a qui confère le confort de l’assise et qui est reçue sur une interface 4a d’assise intercalée entre le châssis d’assise 20. La matelassure 3 comprend également une couche matelassure de dossier 3b qui confère le confort du dossier et qui est reçue sur une interface 4b de dossier, intercalée entre le châssis de dossier 21 et la couche de matelassure de dossier 3b.
Comme particulièrement visible sur la , la matelassure 3, en particulier la couche de matelassure d’assise 3a et/ou la couche de matelassure de dossier 3b comprend une pièce d’enchevêtrement 30 en trois dimensions (en « 3D ») de fibres 5 continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles entre les fibres 5.
Les fibres peuvent être des fibres creuses 5a et/ou fibres pleines 5b. Les fibres peuvent être de diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, préférentiellement entre 0,3 mm et 1,5 mm. On entend par « continues » dans « fibres continues » le fait que les fibres sont de longueur très supérieure au diamètre des fibres, et du fait des procédés décrits ci-après, typiquement au moins d’un rapport 100, voire 500, voire 1000.
Les fibres 5 comprennent un polymère thermoplastique, la composition des fibres comprenant de préférence au moins 95% en poids de PET. Par exemple la composition des fibres, voire de la matelassure comprend :
- 95% à 99% en poids d’un premier polymère de la famille des polyesters tel que le PET (Polytéréphtalate d'éthylène),
- 1% à 5% en poids d’un second polymère de la famille des polyesters tel que le PTT (Polytéréphtalate de triméthylène) ou PBT (Polybutylène téréphtalate). La somme du PET et du PTT (ou PBT) peut faire 100% en poids des fibres, voire de la matelassure.
De préférence, les vides entre les fibres 5 de l’enchevêtrement 3D de fibres 5 de la matelassure 3 sont laissés libres. On obtient une matelassure structurelle et respirante, en raison des nombreux inter-espaces entre les fibres qui favorisent la circulation d’air.
Sur la , la couche de matelassure d’assise 3a s’étend en longueur suivant une direction longitudinale Xa de l’assise d’un bord arrière jusqu’à un bord avant de l’assise, et en largeur suivant une direction transversale a de l’assise d’un premier bord latéral jusqu’à un second bord latéral, ainsi qu’en épaisseur suivant une direction orthogonale Za, qui est orthogonale à la direction longitudinale et à la direction transversale de l’assise. L’épaisseur de la couche de matelassure d’assise peut être comprise entre 60mm à 100mm.
Sur la , la couche de matelassure de dossier 3b s’étend en longueur suivant une direction longitudinale Xb du dossier d’un bord inférieur vers un bord supérieur du dossier, et en largeur suivant une direction transversale Yb du dossier d’un premier bord latéral jusqu’à un second bord latéral, ainsi qu’en épaisseur suivant une direction orthogonale Zb qui est orthogonale à la direction longitudinale et à la direction transversale du dossier. L’épaisseur de la couche de matelassure de dossier peut être comprise 15 mm à 50 mm.
L’interface 4, en particulier l’interface d’assise 4a ou l’interface de dossier 4b peut comprendre un matériau entièrement ou partiellement en plastique. Par exemple, ladite interface 4 est en ABS (acrylonitrile butadiène styrène ) et /ou PC (Polycarbonate ) et/ou P/E (Copolymère Polypropylène/Poléthylène).
De manière générale, l’interface 4, en particulier l’interface d’assise 4a ou l’interface de dossier 4b peut comprendre une coque. La coque peut être une pièce moulée ou une pièce thermoformée.
En particulier ladite interface de dossier 4b peut comprendre :
- au moins une coque déformable 40 de dossier, recevant la matelassure qui est une matelassure de dossier 3b, ladite coque déformable 40 étant configurée pour prendre différentes formes notamment depuis une position initiale de lordose lombaire et en particulier jusqu’à une position finale de cyphose lombaire, en réponse à une charge variable appliquée par le dos de l’occupant du siège,
- un système couplant ladite coque déformable 40 de dossier à la structure comprenant des liens 41s supérieurs de contrôle de déplacement, et des liens 41i inférieurs de contrôle de déplacement.
Les liens 41s supérieurs de contrôle de déplacement et/ou les liens 41i inférieures de contrôle de déplacement sont typiquement des liens articulés qui peuvent comprendre des bielles.
L’invention est maintenant décrite plus particulièrement en référence aux figures 4 et 5.
Sur ces figures, on a illustré la matelassure d’assise 3a. L’invention n’est bien entendu pas limitée à cette matelassure et la description qui suit s’applique également à la matelassure de dossier 3b.
Comme il ressort des figures 4 et 5, la matelassure 3a comprend un ventilateur 100.
Sur ces figures, la pièce d’enchevêtrement 30 s’étend dans la direction Za entre une surface supérieure A et une surface inférieure B, le ventilation 100 étant monté dans la surface inférieure B. De préférence, le ventilation 100 est aspirant, ce qui assure une évacuation optimale de l’humidité de l’usager du siège 1 hors de la pièce d’enchevêtrement 30.
Comme également visible sur les figures 4 et 5, la surface inférieure B est rendue imperméable à l’air par un film 102 posé sur une face externe de la surface B.
Selon le mode de réalisation illustré à la , la matelassure 3a comprend une coiffe 101 disposée sur au moins une partie d’une face externe de la surface supérieure A.
La coiffe 101 comprend au moins une région perméable à l’air. Sur la , on a représenté trois régions perméables à l’air, RP, entre quatre régions imperméables à l’air RI. Bien entendu, l’invention ne se limite pas à cette configuration. Le nombre de régions perméables et imperméables, leur disposition relative et leur surface dépendent de la destination de la matelassure, des dimensions du siège, notamment.
Lorsque le ventilateur 100 fonctionne, l’air est aspiré dans les régions perméables RP puis est guidé dans les vides entre les boucles de la pièce d’enchevêtrement 30 jusqu’au ventilateur 100 et hors de la matelassure 3a.
Ainsi, la structure d’enchevêtrement en boucles 3D des fibres 5 assure un guidage efficace de l’air dans ses vides qui constituent des canaux d’écoulement de l’air dans la pièce 30.
On note que la coiffe 100 peut être pourvue de régions présentant différentes perméabilités à l’air. Par exemple, la coiffe 100 peut comprendre au moins une première région et une deuxième région, l’une desdites première et deuxième régions étant plus perméable à l’air que l’autre desdites première et deuxième régions.
On note également que la matelassure 3a peut alternativement être dépourvue de coiffe 101, auquel cas l’air pénètre dans la matelassure 3a directement dans les vides de la pièce d’enchevêtrement 30, où il est guidé jusqu’au ventilateur 100.
On note que la masse volumique apparente des fibres 5 est comprise entre 30 kg/m3et 70 kg/m3, par exemple entre 35 kg/m3et 55 kg/m3. De préférence, la pièce d’enchevêtrement est uniforme, de sorte que la masse volumique des figures est constante ou varie peu (variation inférieure à 5%) dans la matelassure 3a.
Selon le mode de réalisation illustré à la , la pièce d’enchevêtrement 30 comprend au moins une première zone Z<présentant une première masse volumique apparente et une deuxième zone Z>présentant une deuxième masse volumique apparente, la première masse volumique étant strictement inférieure à la deuxième masse volumique.
De préférence, la première masse volumique apparente est comprise entre 0 et 40 kg/m3, de préférence entre 30 kg/m3et 40 kg/m3et la deuxième masse volumique apparente est comprise entre 60 kg/m3et 70 kg/m3.
Du fait de la différence de masse volumique entre les zones Z<et Z>, chaque zone Z<constitue un guidage préférentiel de l’air dans la matelassure 3a.
On note qu’au moins un, et préférentiellement chaque, zone Z<est traversante entre la surface supérieure A et le ventilateur 100.
Lorsque le ventilateur 100 fonctionne, l’air est aspiré préférentiellement dans les zones Z<où l’air est guidé dans les vides entre les boucles de la pièce d’enchevêtrement 30 jusqu’au ventilateur 100 et hors de la matelassure 3a.
Ainsi, dans le mode de réalisation de la , du fait de la différence de masses volumiques entre les zones Z<et Z>, la structure d’enchevêtrement en boucles 3D des fibres 5 assure un guidage efficace de l’air dans ses vides qui constituent des canaux d’écoulement de l’air dans la pièce 30.
On note que la matelassure 3a est dépourvue de coiffe selon ce mode de réalisation.
On note également qu’il est possible que certaines zones Z<soient totalement dépourvues de fibres 5.
Qu’il s’agisse du mode de réalisation de la , ou celui de la , la matelassure 3 présente une aération efficace du passager du véhicule, réduisant la température et l’humidité du siège 1.
On décrit maintenant deux procédés de fabrication permettant d’obtenir la pièce d’enchevêtrement 30.
Un premier procédé de fabrication, tel qu’illustré schématiquement à la :
- /A/ Extrusion d’un polymère thermoplastique dans une filière d’extrusion 6 comprenant des buses d’extrusion 60 reparties suivant une direction en longueur X6 et suivant un direction en largeur Y6 de la filière d’extrusion, générant un rideau de fibres continues fondues 50, chutant par gravité ;
- /B/ Réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité contre un moyen de mise en forme, avec une génération d’un enchevêtrement 3D de fibres 5 selon une répartition aléatoire avec fusion des boucles entre les fibres continues, en particulier selon une couche d’épaisseur déterminée par le moyen de mise en forme. Ainsi, les fibres sont disposées irrégulièrement, comme déjà décrit. Selon ce procédé, le moyen de mise en forme comprend deux organes de guidage 7, 8 contrarotatifs. L’entraxe ETR entre les deux organes contrarotatifs 7, 8 délimite l’épaisseur de la pièce d’enchevêtrement ;
- /C/ Solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un fluide, par exemple liquide, de refroidissement 9, tel que de l’eau.
Les buses d’extrusion 60 sont de préférence réparties régulièrement suivant la direction en longueur X6 de la filière d’extrusion, ainsi qu’en largeur suivant la direction en largeur Y6.
L’épaisseur de la couche de matelassure formée par l’enchevêtrement peut être réglée, par un réglage de l’entraxe entre les deux organes de guidage 7,8.
En /B/, les deux organes de guidage 7, 8 sont entrainés en rotation à une vitesse, typiquement inférieure la vitesse de chute des fibres, assurant une accumulation des fibres à l’origine de la formation de boucles qui se thermosoudent entre fibres, générant l’enchevêtrement irrégulier en trois dimensions. La solidification en /C/ est obtenue juste après l’étape /B/, les deux organes de guidage pouvant être immergés à mi-hauteur, à cet effet.
La température de l’extrusion mise en œuvre en /A/ dans la filière d’extrusion est typiquement comprise entre 180°C et 240°C. La filière d’extrusion est alimentée en granulés de polymère
La couche d’enchevêtrement 3D de fibres, en défilement continu, est ensuite guidée en dehors du réservoir de liquide de refroidissement pour être séchée, typiquement par des secousses/vibrations. La couche en défilement est ensuite découpée, par des coupes transversales, permettant l’obtention de différentes matelassures 3, et comme visibles à la . Ces matelassures 3 s’étendent en longueur, par exemple en longueur suivant la direction longitudinale Xa de la couche de matelassure d’assise (ou en longueur suivant la direction longitudinale Xb de la couche de matelassure de dossier), typiquement suivant la direction transversale au défilement de la couche.
Selon un mode de réalisation, la masse volumique apparente peut être homogène suivant la longueur et la largeur de la couche, et comme illustré à la , en haut. La densité du nombre de buses d’extrusion est ainsi homogène suivant la direction en longueur de la filière d’extrusion.
Selon autre mode de réalisation visible en bas de la , la filière d’extrusion 6 peut comprendre, suivant la direction en longueur X6 de la filière d’extrusion plusieurs zones Z61, Z62, Z63, Z64, Z65 distinctes comprenant des densités surfaciques de nombre de buses, distinctes, comprenant au moins une première zone Z62, Z64 à faible densité surfacique de nombre de buses, et au moins une deuxième zone Z61, Z63, Z65 à forte densité surfacique de nombre de buses.
Un tel procédé permet d’obtenir au moins une première zone Z2, Z4 présentant une faible masse volumique apparente et au moins une deuxième zone Z1, Z3, Z5 présentant une forte masse volumique apparente, suivant la direction de l’enchevêtrement 3D de fibres s’étendant suivant la direction longitudinale X6 de la filière extrusion.
Par exemple et selon le mode de réalisation de la , deux obturateurs sont insérés et obturent certaines des buses d’extrusion, en divisant la filière d’extrusion 6 en cinq zones consécutives Z61 à Z65, suivant la direction longitudinale X6 de la filière, les cinq zones alternant zones à haute densité du nombre de buses d’extrusion (respectivement les zones repérées Z61, Z63, Z65) et des zones à faible densité du nombre de buses (respectivement les zones repérées Z62 et Z64).
Ainsi, et avantageusement :
- la couche de matelassure de l’assise 3a obtenue peut ainsi comprendre différentes zones Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 présentant différentes masses volumiques apparentes, suivant la direction longitudinale Xa de la couche de la matelassure de l’assise 3a et/ou,
- la couche de matelassure de dossier 3b obtenue peut ainsi comprendre différentes zones Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 présentant différentes masses volumiques apparentes, réparties suivant la direction longitudinale Xb de la couche de la matelassure de dossier 3b.
Selon un mode de réalisation, la filière d’extrusion peut comprendre des buses d’extrusion configurées pour l’extrusion de fibres pleines, uniquement, et comme illustrée en haut à droite à la , permettant l’obtention de matelassure à fibres pleines.
Selon un autre mode de réalisation, la filière d’extrusion peut comprendre des buses d’extrusion configurées pour l’extrusion de fibres creuses, uniquement, et comme illustrée en bas à droite à la , permettant l’obtention de matelassure à fibres creuses.
Selon un autre mode de réalisation illustré, la filière d’extrusion 6 peut comprendre non seulement des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres pleines mais encore des buses d’extrusion pour l’extrusion de fibres creuses.
Ainsi, et tel qu’illustré à la sur la vue du milieu, la filière d’extrusion 6 peut comprendre suivant la dimension en largeur Y6 de la filière d’extrusion, une première section 60a pourvue de premières buses d’extrusion pour la génération de fibres creuses 5a qui s’étendent en longueur sur la longueur de la filière 6, et une deuxième section 60b pourvue de deuxièmes buses d’extrusion pour la génération de fibres pleines 5b qui s’étendent en longueur sur la longueur de la filière 6.
Telle qu’illustrée sur la vue droite à la , la couche de matelassure d’assise 3a et/ou la couche de matelassure de dossier 3b peut comprendre suivant l’épaisseur :
- une sous-couche inférieure, structurelle, formée d’un enchevêtrement de fibres creuses 5a d’épaisseur Epinf,
- une sous-couche supérieure, moelleuse, formée d’un enchevêtrement de fibres pleines Epsup,
- une sous couche, intermédiaire entre la sous-couche inférieure et la sous couche supérieure, de liaison comprenant un enchevêtrement de fibres pleines et de fibres creuses soudées les unes aux autres, d’épaisseur Epint.
La masse volumique apparente de la sous-couche inférieure et la masse volumique apparente de la souche-couche supérieure peuvent être identiques ou voisines de + ou – 5% suivant l’épaisseur de la couche, au moins localement suivant la direction longitudinale et la dimension transversale de la couche.
De manière générale et à la , l’épaisseur Epsup de la sous-couche supérieure formées par les fibres pleines 5b, est inférieure à l’épaisseur Epinf de la sous-couche structurelle, formée par les fibres creuses 5a.
On note que ce premier mode de réalisation s’applique en particulier à la pièce d’enchevêtrement 30 de la .
Selon un deuxième mode de réalisation du procédé de fabrication, le moyen de mise en forme comprend un outillage de moulage OM comportant une cavité de moulage CAV.
On détaille maintenant ce deuxième mode de réalisation en référence aux figures 9 et 10.
Un équipement configuré pour la mise en œuvre du procédé selon la présente divulgation, illustré sur la , comprend :
- une filière d’extrusion 6 comprenant des buses 60 réparties suivant une direction en longueur X et suivant un direction en largeur Y (transversale) de la filière d’extrusion, configurée pour générer un rideau de fibres continues fondues, chutant par gravité,
- l’outillage de moulage OM comprenant la cavité de moulage CAV, ouverte vers la filière d’extrusion 6, à l’aplomb de la filière d’extrusion, l’outillage étant configuré pour la réception du rideau R de fibres continues fondues chutant par gravité dans la cavité de moulage CAV de l’ outillage de moulage OM de sorte à générer un enchevêtrement 3D de fibres selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continues,
- éventuellement des guides G autorisant la descente de l’outillage de moulage dans un réservoir contenant un liquide de refroidissement,
- une unité logique de traitement U comprenant un micro-processeur et une mémoire contenant des instructions de commande. Les instructions peuvent être configurées pour le pilotage des buses d’extrusion, voire la commande de la descente de l’outillage de moulage de manière motorisée, le long de guide G.
La direction en longueur X et la direction en largeur Y s’étendent typiquement selon un plan horizontal ; l’outillage de moulage étant positionné verticalement à l’aplomb de la filière d’extrusion.
La cavité de moulage s’étend entres des flancs Fl1, Fl2, Fl3, FL4, en particulier deux flancs d’extrémité Fl1 et Fl3 à deux extrémités longitudinales de l’outillage de moulage, espacés suivant la direction en longueur X et deux flancs latéraux sur les côtés du moules espacés suivant la direction en largeur Y.
Les buses 60 d’extrusion sont réparties suivant la direction en longueur X et suivant la direction en largeur Y de la filière d’extrusion. Les buses 60 sont configurées suivant une matrice pour générer au moins temporairement un rideau de fibres continues fondues couvrant la totalité de la surface de cavité de moulage, s’étendant d’un flanc à l’autre du moule, à savoir un rideau s’étendant d’un flanc d’extrémité Fl1 à l’autre flanc d’extrémité Fl2 suivant la direction en longueur X et s’étendant d’un flanc latéral FL2 à l’autre flanc latéral FL4 suivant la direction en largeur Y.
Avantageusement, les buses peuvent être avantageusement pilotables (individuellement, ou au moins par sous-groupes), configurées de sorte à pouvoir changer la forme du rideau de fibres, en particulier suivant la direction longitudinale X et/ou suivant la direction transversale Y. Un tel pilotage des buses individuellement ou à tout le moins en sous-groupes peut permettre l’élaboration d’enchevêtrement 3D de forme complexe, et selon un mode de réalisation reposant sur un mode de fabrication additive inspirée de la stéréolithographie.
Ladite unité logique de traitement U comprend alors de préférence un module de commande comportant un microprocesseur et une mémoire comprenant des instructions pour, en /A/, piloter les buses de sorte à générer un rideau de fibres, de forme variable au cours du l’extrusion. Un tel pilotage permet de générer des matelassures, en particulier de forme complexe, présentant en particulier une épaisseur suivant la direction verticale Z, qui peut être variable suivant la direction longitudinale X, et/ou variable suivant la direction transversale Y dans l’outillage de moulage.
Un tel fonctionnement s’inspire des techniques de fabrication additive, en particulier de la stéréolithographie. La matelassure à fabriquer peut-être conçue et déterminée typiquement par un logiciel de CAO dans un format donné, puis peut être exporté dans un format tel que le format STL.
Le fichier STL est transmis au module de commande de l’unité logique U. Le module de commande découpe la matelassure en tranches d’épaisseur typiquement fixe suivant la direction verticale Z. Lors de la fabrication le module de commande pilote les buses de la filière d’extrusion pour produire successivement les différentes tranches de la matelassure.
Les figures 10A à 10D illustrent, à titre d’exemple, différentes vues du garnissage de l’outillage de moulage au cours de l’extrusion en vue de l’obtention d’une matelassure, de forme complexe, qui comporte une face frontale FF (moulée par la cavité de moulage) comprenant de manière notable des boudins latéraux Bl en saillie par rapport à une partie centrale PC de la face frontale FL.
Une telle géométrie de la face frontale permet d’obtenir par moulage une géométrie de matelassure garantissant un bon maintien latéral de l’occupant.
De manière notable encore, la matelassure peut comporter une face dorsale FD (non moulée par la cavité de moulage) comprenant une portion centrale PCE en saille par rapport à des portions latérale PL.
Une telle géométrie de la face dorsale FD peut être configurée pour se caler en appui sur une structure de siège, et notamment avantageusement sans avoir à utiliser une coque plastique intermédiaire entre la matelassure et la structure pour permettre son intégration.
Aussi, la présente divulgation est relative à un procédé de fabrication d’une matelassure MAT de siège, telle qu’une matelassure d’assise ou de dossier, et dans lequel on obtient la matelassure comprenant la pièce d’enchevêtrement 3D, 30, de fibres thermoplastiques, continues disposées irrégulierment formant des boucles soudées entre elles par :
- /A/ Extrusion d’un polymère thermoplastique dans la filière d’extrusion 6 comprenant des buses d’extrusion 60 réparties suivant une direction en longueur X et suivant un direction en largeur Y de la filière d’extrusion, générant un rideau R de fibres continues fondues, chutant par gravité,
- /B/ Réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité dans la cavité de moulage CAV de l’outillage de moulage OM de sorte à générer un enchevêtrement 3D de fibres selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continues, ledit enchevêtrement 3D de fibres étant conformé à ladite cavité de moulage,
- /C/ Solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres conformé à la cavité de moulage par immersion dans un liquide de refroidissement LF.
La température de l’extrusion mise en œuvre en /A/ dans la filière d’extrusion peut être comprise entre 180°C et 240°C. La filière d’extrusion est typiquement alimentée en granulés thermoplastiques.
Les figures 10A et 10B divulguent à titre d’exemple, une section de moule suivant un plan YX, présentant un fond avec un relief en saillie RS sur une portion centrale de la section, et deux reliefs en creux RC, de part et d’autre de cette portion centrale suivant la direction Y. De tels reliefs en creux peuvent être conformés pour le moulage des boudins latéraux Bl. Ces boudins latéraux sont en saillie par rapport à une partie centrale PC de la matelassure depuis la face frontale FF.
Lorsque le fond présente des reliefs en creux et en saille, de préférence en /A/ ladite unité logique pilote les buses de sorte en /B/ à garnir le ou les relief(s) en creux RC de l’outillage de moulage, préalablement au(x) relief(s) en saillie RS de l’outillage de moulage.
Ainsi à la , l’extrusion commence, lors d’une première phase, par la génération d’un rideau de fibres fondues en deux parties distinctes qui viennent garnir uniquement les deux reliefs en creux RC pour le moulage des boudins latéraux, et non une partie centrale de l’outillage entre ces deux reliefs.
La est une vue consécutive de l’extrusion qui montre une deuxième phase consécutive à la première phase pour laquelle l’unité logique U ouvre l’ensemble des buses de sorte que le rideau garnisse la totalité de la section, cavité de moulage, à savoir non seulement le relief en saille RS sur la partie centrale, mais les deux reliefs en creux.
Ainsi, et de manière avantageuse, le fond du moule peut comprendre :
- une portion centrale, suivant un relief saillie RS, configurée pour conformer une partie centrale PC d’une face frontale FF de la matelassure tournée vers l’occupant du siège destinée à recevoir le fessier de l’utilisateur pour la matelassure d’assise ou le dos de l’occupant pour une matelassure de dossier, et
- des portions latérales, de part et d’autre, de la portion centrale, suivant deux reliefs en creux RC, configurés de sorte à former deux boudins latéraux BL de la matelassure, en saillie de la partie centrale PC, sur la face frontale FF, les boudins latéraux configurés pour assurer un maintien latéral de l’occupant.
Selon un mode de réalisation, en /A/, au moins sur une phase finale de l’extrusion, l’unité logique U pilote les buse 20 de sorte à générer en /A/ un rideau de fibres localisé sur une portion centrale de l’outillage de moulage, de sorte à former sur une face dorsale FD de la matelassure, opposée à la face frontale, une portion centrale PCE saillante par rapport à des portions latérales PL de la face dorsale FD, situées au dos des deux boudins latéraux BL.
Ainsi, aux figures 10C et 10D, on remarque que l’unité logique U pilote les buses, sur une troisième phase consécutive à la deuxième phase, de sorte à générer un rideau de fibres fondues qui vient garnir le relief en saillie RS sur la portion centrale de du fond, et non les deux reliefs en creux RC.
Une telle géométrie de la face dorsale FD, comprenant une portion centrale PCE en saille (suivant la direction Z) par rapport à des portions latérales PL peut permettre une intégration de la matelassure MT sur la structure 3, et comme illustré à titre indicatif à la , directement, à savoir sans utiliser de coque plastique intermédiaire pour permettre l’intégration.
De manière générale, en /C/ on peut obtenir la solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un liquide de refroidissement avec contrôle du déplacement de l’outillage de moulage par rapport à une surface libre SL du liquide de refroidissement.
La surface libre SL peut être déplacée de manière motorisée afin d’obtenir la solidification de l’enchevêtrement 3D par immersion dans le liquide de refroidissement LF, progressivement lors de la fabrication additive, postérieurement à la réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité dans la cavité de moulage, et de préférence suivant une durée inférieure à 4s entre la réception du rideau de fibres générant l’enchevêtrement 3D, et l’immersion de l’enchevêtrement 3D.
A titre d’exemple, le déplacement motorisé de l’outillage de moulage OM par rapport à la surface libre SD du liquide de refroidissement peut être obtenu en plongeant l’outillage de moulage OM de manière motorisée dans une réservoir contenant le liquide de refroidissement.
De manière générale l’unité logique de traitement U, en particulier son module de commande peut commander et synchroniser le pilotage des buses 20 et le déplacement motorisé de la surface libre SL du liquide de refroidissement.
De manière générale, les buses 60 peuvent comprendre des buses 60 configurées pour générer des fibres creuses et/ou des fibres pleine.
L’unité logique de traitement peut encore éventuellement piloter les buses pour changer au cours du temps la nature des fibres du rideau, à savoir par exemple des fibres pleines, par exemple sur une première phase de l’extrusion, puis fibres creuses sur une deuxième phase de l’extrusion.
On peut utiliser de préférence des fibres pleines, superficiellement sur la face frontale FF destinée à être en contact avec l’occupant du siège afin de former une première couche « moelleuse, » et de préférence les fibres creuses, « structurelles » sur le reste de l’épaisseur de la matelassure en dessous de cette première couche pour former une sous-couche structurelle.
On note que ce deuxième procédé de fabrication s’applique aussi bien à la première alternative de la qu’à celle de la . Dans ce dernier cas, il suffit que le programme électronique de gestion prévoit la génération des zones Z<et Z>, dès l’ouverture des buses, et ce, dans toute l’épaisseur de la matelassure. Pour cela, on réduit le nombre de buses ouvertes par unité de surface, afin de réduire localement la densité des fibres qui seront les conduits d’aération, constituant de ce fait les zones de faible masse volumique Z<.
Selon un autre mode de réalisation, illustré particulièrement sur la , la matelassure 8, en particulier d’assise et/ou de dossier, peut être associée à une structure de siège, qui comprend une suspension SUP typiquement métallique, en particulier :
- une suspension SUP typiquement métallique reliant une entretoise avant et une entretoise arrière d’une structure d’assise, les entretoises reliant un flasque droit et un flasque gauche de la structure d’assise,
- une suspension SUP typiquement métallique reliant un montant droite et un montant gauche d’une structure de dossier.
Encore, selon un autre mode de réalisation, illustré à la , la matelassure peut être associée à un support ST, typiquement préassemblé à la matelassure, et qui autorise notamment un assemblage à une structure de siège de préférence dépourvue d’interface ou de suspension.

Claims (10)

  1. Siège (1) comprenant :
    - une structure (2) métallique,
    - une matelassure (3) dans lequel la matelassure (3) comprend une pièce d’enchevêtrement 3D de fibres (5) continues, thermoplastiques, disposées irrégulièrement, formant des boucles soudées entre elles,
    - un ventilateur, ledit ventilateur étant configuré pour souffler et/ou aspirer de l’air,
    ladite matelassure étant conformée pour laisser passer l’air depuis l’extérieur du siège vers le ventilateur ou vice versa, via la pièce d’enchevêtrement 3D.
  2. Siège selon la revendication 1, comprenant une coiffe munie d’au moins un secteur perméable à l’air.
  3. Siège selon la revendication précédente, la coiffe comprenant au moins un premier secteur (Z<) et un deuxième secteur (Z>,), l’un desdits premier et deuxième secteurs étant plus perméable à l’air que l’autre desdits premier et deuxième secteurs.
  4. Siège selon l’une des revendications précédentes, dans lequel
    - les fibres sont des fibres creuses (5a) et/ou fibres pleines (5b), de diamètre compris entre 0,2 mm et 2 mm, préférentiellement entre 0,3 mm et 1,5 mm, et/ou
    - les fibres (5) comprennent un polymère thermoplastique, la composition des fibres comprenant au moins 95% en poids de PET, et/ou
    dans lequel la pièce d’enchevêtrement 3D de la matelassure (5) présente une masse volumique apparente comprise entre 30 kg/m3et 70 kg/m3.
  5. Siège selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une première zone présentant une première masse volumique apparente et une deuxième zone présentant une deuxième masse volumique apparente, la première masse volumique étant strictement inférieure à la deuxième masse volumique.
  6. Siège selon la revendication précédente, dans lequel dans lequel la première masse volumique apparente est inférieure ou égale à 40 kg/m3et la deuxième masse volumique apparente est supérieure ou égale à 60 kg/m3.
  7. Siège selon la revendication précédente, dans lequel dans lequel la première masse volumique apparente est comprise entre 30 kg/m3et 40 kg/m3et la deuxième masse volumique apparente comprise entre 60 kg/m3et 70 kg/m3.
  8. Siège selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel la première masse volumique apparente est nulle.
  9. Siège selon l’une des revendications 5 à 8, dans lequel la première zone délimite un canal s’étendant entre une surface externe de la pièce d’enchevêtrement et le ventilateur.
  10. Procédé de fabrication d’un siège, le procédé comprenant les étapes suivantes :
    - /A/ Extrusion d’un polymère thermoplastique dans une filière d’extrusion (6) comprenant des buses d’extrusion (60) reparties suivant une direction en longueur (X6) et suivant un direction en largeur (Y6) de la filière d’extrusion, générant un rideau de fibres continues fondues (50), chutant par gravité,
    - /B/ Réception du rideau de fibres continues fondues chutant par gravité contre un moyen de mise en forme, avec une génération d’un enchevêtrement 3D de fibres (5) selon une répartition irrégulier avec fusion de boucles entre les fibres continue,
    - /C/ Solidification de l’enchevêtrement 3D de fibres par immersion dans un fluide de refroidissement (9),
    - /D/ positionnement d’un ventilateur.
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