FILTRE À MOUSSE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION DE PIÈCES D' HABILLAGE INTÉRIEUR DE
VÉHICULE
La présente invention concerne un filtre de retenue de mousse, un insert le comportant et un procédé de fabrication de pièces d'habillage intérieur de véhicule.
Il est fréquent de réaliser des pièces d'habillage intérieur de véhicule sous forme d'éléments composites comprenant une peau souple extérieure supportée par une couche de mousse relativement mince elle-même portée par un support plat et rigide. Un tel support plat, qui n'est pas forcément plan, est souvent appelé dans la technique "insert" . On utilise donc dans la suite le terme "insert" pour désigner un tel support plat et rigide.
Le procédé utilisé pour la fabrication d'une telle pièce comprend la réalisation de la peau souple et de l'insert, la disposition de la peau et de l' insert dans un moule, l'injection d'un matériau fluide destiné à former une mousse qui progresse entre la peau et l'insert pour former la couche de mousse relativement mince, et l'évacuation de l'air compris entre la peau et l' insert et chassé par la mousse qui progresse.
Lorsque la couche de mousse relativement mince est formée par injection à un seul emplacement d'une paroi laté¬ rale du moule par exemple, l'air présent entre la peau souple et l' insert est chassé vers le côté du moule opposé à l'emplacement d'injection. Des dispositifs divers peuvent être prévus au bord opposé à l'emplacement d'injection pour l'évacuation de cet air. Cependant, lorsqu'il existe plu¬ sieurs emplacements d'injection, des poches d'air peuvent se former aux endroits où des fronts de mousse se rapprochent, c'est-à-dire à distance des bords.
La présence de telles poches d'air peut être très gênante. Elle provoque en effet une variation de la réaction donnée lorsqu'une force est appliquée à la peau souple. Il peut même arriver que la présence de ces poches provoque une déformation locale de la peau souple soit vers l'extérieur lorsque la pièce est neuve, soit même vers l'intérieur
lorsque, après un certain temps, la poche d'air sous pres¬ sion a perdu le gaz qu'elle contenait.
Etant donné que ces pièces d'habillage intérieur de véhicule sont visibles, de tels défauts esthétiques doivent être évités dans la mesure du possible.
On a donc déjà essayé d'évacuer l'air pour qu'il ne puisse pas former de telles poches .
Ainsi, le document JP-A-58181 621 décrit un moule dont tout un côté est formé d'une plaque perforée ayant une multitude de petits orifices. La totalité d'un côté de la pièce est donc au contact de cette plaque perforée, si bien que, lorsque cette plaque est retirée, elle laisse une sur¬ face rugueuse. Ce document ne suggère pas l'évacuation localisée de l'air chassé par l'avance d'une mousse. Le document DE-A-2615938 décrit la fabrication d'élé¬ ments par injection d'une mousse au contact d'un support. Ce support a des orifices, et chaque orifice contient un filtre sous forme d'un matériau poreux destiné à laisser passer l'air mais non la mousse. Ce procédé a l'inconvénient de nécessiter un positionnement précis des trous à l'emplace¬ ment d'avance terminale de la mousse. En outre, la mise en place de petits filtres de matériau poreux dans des orifices pose des problèmes délicats de fabrication.
Le document US-4 542 887 décrit un exemple de dispo- sitif d'évacuation d'air à un bord de la pièce moulée.
Le document WO 03/081152 décrit un filtre destiné à évacuer le gaz d'un espace de moussage formé entre deux coques rigides. Un filtre est fixé à l'une des coques et occupe toute la distance comprise entre les deux coques à son emplacement central. Un tel filtre ne conviendrait pas à des pièces d'habillage intérieur de véhicule sous forme d'éléments composites comprenant une peau souple extérieure supportée par une couche de mousse relativement mince elle- même portée par un support plat et rigide, car le filtre formerait une partie dure. - ~ Le" document ΕP-448 ÔU3 décrit le moulage d'une pièce de mousse relativement épaisse. Un filtre est formé par un élément de mousse fixé à une partie de moule au niveau de
dispositifs évents. Si l'élément de mousse était mince, il serait rapidement bouché par le fluide de moussage et perdrait sa fonction. Il doit donc être relativement épais, et il ne convient pas alors à des pièces d'habillage inté- rieur comprenant une peau souple extérieure supportée par une couche de mousse elle-même portée par un support plat et rigide, parce que la couche de mousse doit être relativement mince. Si l'élément de mousse est épais, il provoque une variation de la réaction donnée lorsqu'une force est appliquée à la peau souple.
L'invention a pour objet la suppression de la formation de poches d'air par évacuation de l'air chassé par l'avance de la mousse lors de la fabrication de telles pièces d'habillage intérieur de véhicule. Cette évacuation est réalisée de manière simple par fixation d'un filtre peu coûteux, et laisse une grande latitude sur la position d'action des organes.
Plus précisément, l'invention concerne un filtre des¬ tiné à coopérer avec un insert de pièce d'habillage inté- rieur de véhicule, du type qui comporte, d'un côté vers l'autre, une peau souple, une couche de mousse et un insert, 1'insert ayant un orifice qui le traverse ; selon l'inven¬ tion, le filtre comporte une plaque non poreuse, sensible¬ ment parallèle à l' insert à l'emplacement de filtration, une entretoise destinée à délimiter au moins un passage allongé d'une part entre la plaque et l'insert et d'autre part entre un emplacement d'entrée et un emplacement de raccordement, le passage ayant une entrée et une sortie, l'entrée du passage du filtre étant suffisamment petite et la longueur du passage du filtre étant suffisamment grande pour empêcher le passage d'une mousse en cours de formation tout en permettant le passage de gaz, et un dispositif de maintien, destiné à coopérer avec un dispositif complémentaire de maintien de l'insert en position telle que l'emplacement de raccordement est voisin de l'orifice de l' insert. De"préférence, l'emplacement d'entrée est à la périphé¬ rie de la plaque. Par exemple, la plaque est circulaire, et l'emplacement de raccordement est voisin de son centre.
De préférence, le filtre comporte un dispositif de fixation par enclenchement élastique à la sortie du passage placée à proximité au moins du centre de la plaque.
Dans un mode de réalisation avantageux, le filtre comporte plusieurs passages dont les entrées sont réparties à la périphérie de la plaque.
L'invention concerne aussi un insert pour pièce d'habillage intérieur de véhicule du type qui comporte, d'un côté vers l'autre, une peau souple, une couche de mousse et un insert, 1 'insert ayant un orifice qui le traverse ; selon l'invention, l'insert comporte au moins un dispositif de maintien, destiné à coopérer avec un dispositif complémen¬ taire de maintien d'un filtre défini dans les paragraphes précédents. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'une pièce d'habillage intérieur de véhicule, du type qui comporte, d'un côté vers l'autre, une peau souple, une couche de mousse et un insert, le procédé étant du type qui comprend la réalisation de la peau et de l' insert, la disposition de la peau et de l' insert dans un moule, l'injection d'un matériau fluide destiné à former une mousse qui progresse entre la peau et l'insert pour former la couche de mousse, et l'évacuation de l'air compris entre la peau et l' insert et chassé par la mousse qui progresse ; selon l'invention, le procédé comprend, avant la réalisation de l'insert, la détermination d'au moins un emplacement d'avance terminale de la mousse, et la détermination d'au moins un emplacement d'orifice de l' insert à une distance d'action de l'emplacement d'avance terminale, et, pendant la réalisation de l'insert, la formation d'un orifice à l'emplacement d'orifice, et la fixation à l' insert d'un filtre défini dans les paragraphes précédents.
Dans un mode d'exécution, l'injection est réalisée à un seul emplacement des parois latérales du moule, et l'emplacement de fixation du filtre est proche d'une paroi dur moule dis~taήtè de l'emplacement d'injection.
Dans un autre mode d'exécution, l'injection est réali¬ sée à plusieurs emplacements, et un emplacement de fixation
d'un filtre se trouve à distance de toutes les parois laté¬ rales du moule.
De préférence, la fixation du filtre est effectuée par accrochage du filtre à un orifice, par enclenchement élas- tique du filtre dans un orifice, ou par collage sur l' insert au-dessus de l'orifice.
Dans un mode d'exécution avantageux dans lequel le filtre a plusieurs entrées réparties sur un cercle centré sur sa sortie, la fixation du filtre à 1 'insert est effec- tuée sans orientation particulière en rotation autour de la sortie, une entrée au moins se trouvant toujours à l'empla¬ cement d'avance terminale après montage.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe schématique illustrant le problème résolu selon 1 'invention ; la figure 2 est une coupe partielle d'une pièce d'habillage représentant un filtre selon l'invention ; et la figure 3 est une vue de dessous d'un filtre selon 1'invention.
On considère d'abord, en référence à la figure 1, le problème posé par les poches d'air, lors de la fabrication d'une pièce d'habillage intérieur de véhicule du type qui comporte une peau souple 10 et un insert 12 entre lesquels est injectée une mousse 14. Il faut noter que l'épaisseur de la couche de mousse 14 est très inférieure aux dimensions de la pièce dans les autres directions . Lorsque l'injection de mousse est réalisée à plusieurs emplacements, l'air contenu initialement entre la peau et 1'insert est progressivement chassé par des fronts de mousse 16 entre lesquels il se forme une poche 18 dans laquelle de l'air est progressivement comprimé. L'air peut finalement former une poche 18 dans laquelle aucune mousse n'est pré¬ sente après le refroidissement de la pièce. On conçoit que, à cet emplacement, lorsque la pièce est neuve, la peau souple a tendance à se bomber vers l'extérieur de la pièce
sous l'action de la pression de l'air. Il faut noter que l'épaisseur de la couche de mousse est très inférieure aux dimensions de la pièce dans les autres directions.
Après un certain temps, l'air comprimé a pu s'échapper du fait de la perméabilité des matières. Si la pièce est soumise à une baisse de température, l'air se contracte et la peau a tendance à se déformer vers l'intérieur. En conséquence, la peau souple, qui est visible de l'intérieur du véhicule, peut présenter des défauts d'aspect sous forme de bosses ou de creux.
Bien qu'il soit relativement simple d'évacuer l'air à un bord de moule lorsque le matériau formant la mousse est injecté à un seul emplacement du moule, ce procédé ne convient pas aux pièces de grande dimension, ni lorsque la cadence de fabrication doit être élevée. On utilise alors en général une injection à plusieurs emplacements du moule. Dans ces conditions, il peut se former des fronts de mousse à divers emplacements de la pièce, et des poches d'air peuvent donc se former à divers emplacements. De plus, ces emplacements des poches peuvent légèrement varier d'une pièce à une autre lorsque les conditions de fabrication
(température, pression, fluidité) varient. En outre, il arrive que des bulles d'air apparaissent au niveau de variation d'épaisseur de la cavité où se forme la mousse. II est donc nécessaire d'évacuer l'air à partir d'emplacements de l'intérieur du moule.
On peut à cet effet utiliser des filtres tels que décrits dans le document DE-A-26 15 938 précité. Cependant, la position de l'orifice d'évacuation doit être déterminée avec précision afin qu'elle corresponde toujours à l'empla¬ cement de la poche d'air, même si les conditions d'injection varient. On est donc amené à utiliser un grand nombre d'ori¬ fices pour tenir compte de ces possibles variations de position des poches d'air. Selon l'invention, cette contrainte est supprimée grâce
-au procédé" selon lequel un"filtre associé à un seul orifice a un grand rayon d'action qui lui permet de garder son efficacité lorsque les positions des poches d'air varient.
Selon l'invention, on commence par déterminer les emplacements des poches d'air qui se forment en l'absence de tout filtre. Une fois ces emplacements déterminés, on met en place un filtre qui débouche à chacun de ces emplacements. La détermination des emplacements des poches d'air peut être effectuée soit par le calcul, c'est-à-dire à partir des données géométriques, physiques, chimiques, etc. du moule et des matières utilisées, soit expérimentalement, par exécu¬ tion d'une injection de mousse entre une peau souple et un insert sans évacuation d'air.
Dans ce procédé expérimental, la pièce obtenue indique, après extraction de la peau souple, les emplacements 16
(figure 1) appelés "emplacements d'avance terminale" de la mousse. Lorsque ces emplacements ont été déterminés, on détermine la position que doit avoir un orifice à proximité de chaque emplacement d'avance terminale. Il faut noter qu'un tel emplacement d'avance terminale est en général une fin d'écoulement entre un front de mousse et une paroi, ou la rencontre de deux fronts de mousse. On peut alors réaliser les inserts avec des orifices aux emplacements déterminés, et disposer un filtre en coopération avec cet orifice afin qu'il comporte une entrée à un emplacement d'avance terminale. Par exemple, l' insert peut être fabriqué par moulage de matière plastique, et l'orifice peut être formé soit pendant le moulage, soit postérieurement, par exemple par perçage. Dans une variante, le filtre est surmoulé avec l'insert, c'est-à-dire que le filtre est positionné dans le moule de fabrication de 1'insert. Le filtre est ainsi solidarisé avec l'insert. Bien entendu, il est avantageux que le filtre possède plusieurs entrées de manière que celles-ci se trouvent sur une ligne qui recoupe tout l'espace dans lequel peut se déplacer la poche d'air lorsque les conditions d'injection varient dans les plages de tolérances du procédé de fabri- cation. -- - - Plus précisément, les figures 2 et 3 représentent un tel filtre. Sur la figure 2, la référence 20 désigne un insert, analogue à 1 'insert 12, mais ayant un orifice 22.
L'autre côté de la pièce est délimité par une peau souple 24. Dans l'orifice 22 est accroché un filtre 26. Celui-ci comporte une plaque non poreuse 28, sensiblement parallèle à l' insert 20 à l'emplacement de filtration, une entretoise 29 destinée à délimiter au moins un passage allongé 32 entre la plaque 28 et l'insert 12, d'un emplacement d'entrée, disposé au bord de la plaque dans cet exemple, à un emplacement de raccordement, disposé au centre de la plaque dans cet exemple, le passage 32 ayant ainsi une entrée et une sortie, et un dispositif de maintien, représenté sous forme d'un embout 30.
Comme indiqué dans l'exemple de la figure 3, l'embout comporte deux doigts se terminant par une saillie 31. Le dispositif de maintien formé de l'embout 30 est destiné à coopérer avec un dispositif complémentaire de maintien de 1'insert 20, en position telle que l'emplacement de raccor¬ dement est voisin de l'orifice 22 de l'insert 20. Le dispo¬ sitif complémentaire de maintien de l'insert 20 est formé du bord de l'orifice 22 qui retient les saillies 31 de l'embout 30 dans l'exemple représenté.
Ainsi, dans ce mode de réalisation avantageux, la plaque 28 délimite, autour de l'orifice central de sortie, plusieurs passages 32 disposés radialement entre l'orifice central et la périphérie. De cette manière, de nombreuses entrées sont formées en cercle tout autour de l'orifice 22. L'entrée de chaque passage 32 du filtre est suffi¬ samment petite et la longueur de chaque passage est suffi¬ samment grande pour empêcher le passage d'une mousse en cours de formation tout en permettant le passage de gaz. La figure 2 représente une position normale de fonc¬ tionnement dans laquelle les deux fronts 16 de mousse peuvent se rejoindre car l'air qu'ils peuvent avoir chassé entre eux sort par un passage 32 vers la sortie du filtre. Bien entendu, la hauteur des passages 32 est suffisamment faible et leur longueur suffisamment grande pour que la moussé ne puisse pas atteindre Ia sortie, mais les passages permettent cependant l'écoulement des gaz. Par exemple, dans le cas où la plaque 28 a un diamètre de l'ordre de 20 mm
(par exemple compris entre 10 et 30 mm) , les passages peuvent avoir une largeur de l'ordre de 2 mm et une hauteur de l'ordre de 0,5 mm. La pénétration de mousse dans une partie des passages peut avoir un effet avantageux de solidarisation de la mousse, de l'insert et du filtre.
Si les conditions d'injection varient, soit parce que la synchronisation de l'injection à plusieurs emplacements présente une variation, soit parce que les variations d'épaisseur de la pièce provoquent des variations de pro- gression des fronts de mousse en fonction par exemple de la température, de la pression ou de la fluidité de la mousse, la position d'avance terminale de la mousse peut varier. Dans ces conditions, il est avantageux que la partie cen¬ trale du filtre se trouve pratiquement à l'emplacement d'avance terminale dans les conditions nominales de fabrica¬ tion. Dans ces conditions, deux passages diamétralement opposés se trouvent à l'emplacement d'avance terminale et peuvent évacuer l'air chassé par la mousse. Si l'emplacement d'avance terminale, correspondant à la rencontre de deux fronts de mousse, se déplace d'un côté ou de l'autre sur une distance inférieure au rayon de la plaque 28, il existe toujours deux entrées de passages 32 pratiquement au niveau du front de mousse pour évacuer l'air. En conséquence, quelles que soient les variations des conditions d'injection de la mousse, l'air peut toujours être évacué.
On a représenté un filtre ayant une plaque 28 solidaire de doigts 30 permettant l'accrochage dans un orifice 22. Bien entendu, d'autres fixations sont possibles. Par exemple, les doigts peuvent être supprimés et la plaque 28 peut être simplement collée sur l'insert 20, sa partie centrale se trouvant au-dessus de l'orifice 22.
En outre, bien qu'on ait représenté des passages recti- lignes 32, il peut être avantageux de leur donner une forme courbe, par exemple spiralée, pouvant encore mieux s'opposer à l'avance de la mousse. De plus, leur section peut varier sur leur longueur~et peut par exemple diminuer de la péri¬ phérie vers le centre, ou inversement. Leur longueur peut aussi être variable.
Le nombre de filtres placés sur un insert peut être déterminé en fonction de la complexité de la pièce et du nombre de points d'injection. En général, un 011 deux filtres suffisent pour une pièce de plusieurs dizaines de centi- mètres de longueur.
Ainsi, l'invention présente les avantages de permettre la suppression des poches d'air de manière simple, efficace et peu coûteuse.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux filtres, inserts et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.