Procédé de fabrication d'une pièce d'équipement de véhicule automobile et pièce d'équipement associée.

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce d'équipement de véhicule automobile, la pièce étant du type comprenant :

- un support comportant :

• une armature rigide délimitant une surface intérieure du support ;

• une peau d'aspect extérieur délimitant une surface extérieure du support ; et

• une couche de mousse interposée entre l'armature et la peau d'aspect ; et

- un insert comportant :

^• un organe de guidage inséré dans un logement de réception ménagé dans le support et débouchant dans la surface extérieure, le logement présentant une section complémentaire de celle de l'organe de guidage, et

^• une tête faisant saillie hors du logement en regard de la surface extérieure.

Le procédé s'applique notamment à la réalisation de planches de bord de véhicule automobile munies d'au moins un insert positionné dans un support.

L'insert est par exemple un bouton de commande d'un interrupteur placé sur la planche de bord, accessible pour un utilisateur du véhicule.

Pour monter un tel insert dans la planche de bord, il est connu de le fabriquer avec un organe de guidage qui est inséré dans un logement de forme complémentaire ménagé dans le support de la planche.

A cet effet, le procédé du type précité comprend la réalisation du support par moussage entre une peau d'aspect extérieur souple et une armature rigide, puis le perçage du support à travers la peau, la mousse et l'armature à l'aide d'une fraise pour réaliser le logement de forme sensiblement complémentaire à la forme de l'organe de guidage. L'insert est ensuite positionné dans son logement lors du montage de la planche de bord.

Un tel procédé de fabrication ne donne pas entière satisfaction. En effet, le fraisage réalisé dans le support manque de précision, puisque la tolérance minimale obtenue est environ de 1 ,5 mm dans le plan défini par la surface extérieure de la pièce. En outre, compte tenu de la forme cylindrique de la fraise, il n'est pas

possible d'obtenir des formes singulières comme des formes allongées ou anguleuses avec une bonne précision.

Pour pallier ce problème, il est connu d'utiliser des techniques de poinçonnage qui sont néanmoins difficiles à mettre en œuvre et qui requièrent une étape supplémentaire coûteuse.

Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé de fabrication d'une pièce d'équipement automobile comprenant un insert, dans lequel le positionnement de l'insert dans la pièce est réalisé de manière très précise et peu coûteuse.

A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le procédé comprend, pour le ou chaque insert, les étapes suivantes :

- moulage du support en ménageant dans le support un logement borgne de réception de l'organe de guidage débouchant dans la surface extérieure, le logement borgne présentant une section complémentaire de celle de l'organe de guidage, le logement borgne étant délimité latéralement par la peau et obturé par un fond ;

- usinage du support depuis la surface intérieure pour ouvrir le fond du logement borgne et créer le logement de réception et une cavité débouchant dans le logement de réception et dans la surface intérieure ;

- disposition de l'insert dans le support par insertion de l'organe de guidage dans le logement de réception en appui latéral contre la peau.

Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :

- le logement présente une section allongée dans un plan perpendiculaire par rapport à un axe d'insertion de l'insert dans le logement de réception ;

- la pièce comprend au moins un premier insert et un deuxième insert, chaque insert comportant :

^* un organe de guidage inséré dans un logement respectif ménagé dans le support et débouchant dans la surface extérieure, chaque logement présentant une section complémentaire de celle de l'organe de guidage qu'il reçoit, et

^* une tête faisant saillie hors du logement en regard de la surface extérieure,

les logements présentant des sections intérieures distinctes l'une de l'autre pour que l'organe de guidage du premier insert soit apte à être inséré de manière complémentaire dans un premier desdits logements sans pouvoir être inséré de manière complémentaire dans un deuxième desdits logements, l'organe de guidage du deuxième insert étant apte à être inséré de manière complémentaire dans le deuxième desdits logement sans pouvoir être inséré de manière complémentaire dans le premier desdits logements ;

- l'étape de moulage comprend l'insertion de la peau dans une cavité de moulage d'un moule, le moule présentant une saillie dans la cavité de moulage, le moulage comprenant en outre le plaquage de la peau contre la saillie pour réaliser le logement borgne ;

- le fond du logement borgne est formé par une partie de peau lors du moulage, le logement borgne étant obturé de manière étanche par la peau à la fin de l'étape de moulage ; et

- la cavité présente une section transversale supérieure à la section transversale du logement pour définir dans le support avec le logement un épaulement périphérique s'étendant autour du logement.

L'invention a en outre pour objet une pièce d'équipement de véhicule automobile du type comprenant :

- un support comportant :

• une armature rigide délimitant une surface intérieure du support ;

• une peau d'aspect extérieur délimitant une surface extérieure du support ; et

• une couche de mousse interposée entre l'armature et la peau d'aspect ; et

- un insert comportant :

^* un organe de guidage inséré dans un logement ménagé dans le support, et débouchant dans la surface extérieure, le logement présentant une section complémentaire de celle de l'organe de guidage, et

^* une tête faisant saillie hors du logement en regard de la surface extérieure ; caractérisée en ce que le support délimite une cavité s'étendant à travers l'armature et la couche de mousse et débouchant dans le logement et dans la sur-

face intérieure, le logement étant délimité latéralement par la peau et l'insert étant placé en appui latéral contre la peau en étant inséré au moins partiellement dans la cavité, la cavité présentant une section transversale supérieure à la section transversale du logement pour définir un épaulement périphérique autour du logement.

La pièce selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :

- l'insert comprend un médaillon de fixation de l'organe de guidage disposé dans la cavité en appui contre une paroi délimitant le logement, la paroi délimitant le logement étant pincée entre la tête et le médaillon de fixation ; et

- le logement présente une section allongée dans un plan perpendiculaire par rapport à un axe d'insertion de l'insert dans le logement,

- la pièce comprend au moins un premier insert et un deuxième insert, chaque insert comportant :

^* un organe de guidage inséré dans un logement respectif ménagé dans le support et débouchant dans la surface extérieure, chaque logement présentant une section complémentaire de celle de l'organe de guidage qu'il reçoit, et

^* une tête faisant saillie hors du logement en regard de la surface extérieure, les logements présentant des sections intérieures distinctes l'une de l'autre pour que l'organe de guidage du premier insert soit apte à être inséré de manière complémentaire dans un premier desdits logements sans pouvoir être inséré de manière complémentaire dans un deuxième desdits logements, l'organe de guidage du deuxième insert étant apte à être inséré de manière complémentaire dans le deuxième desdits logement sans pouvoir être inséré de manière complémentaire dans le premier desdits logements.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés :

- la Figure 1 est une vue prise en coupe suivant un plan vertical d'une première pièce d'équipement automobile réalisée par le procédé selon l'invention ;

- la Figure 2 est une vue prise en coupe suivant le plan horizontal N-Il de la Figure 1 ;

- la Figure 3 est une vue analogue à la Figure 1 , lors d'une première étape de mise en œuvre du procédé selon l'invention ;

- la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 3, lors d'une deuxième étape du procédé selon l'invention ;

- la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 3, lors d'une troisième étape de mise en œuvre du procédé selon l'invention ;

- la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 1 d'une variante de la première pièce selon l'invention ;

- la Figure 7 est une vue de dessus illustrant différentes sections transversales de logements de réception de pièces d'équipement réalisées par le procédé selon l'invention ;

- la Figure 8 est une vue d'un détail de dessus d'une deuxième pièce d'équipement selon l'invention comprenant deux inserts situés au voisinage l'un de l'autre.

Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. Ainsi, les termes « supérieur », « inférieur », « intérieur », « extérieur », « avant », « arrière », « gauche », « droite » s'entendent par rapport aux orientations habituelles du véhicule, et notamment par rapport à la position du conducteur.

Une première pièce d'équipement intérieur 10 de véhicule automobile est représentée sur la Figure 1. Cette première pièce 10 est par exemple une planche de bord de véhicule automobile destinée à être placée à l'avant du véhicule pour porter des accessoires.

Comme illustré par la Figure 1 , la pièce 10 comprend un support 12, et un insert 14 monté dans le support 12. Le support 12 comprend de manière classique une armature rigide de support 16, une couche intermédiaire de mousse 18, et une peau extérieure 20 d'aspect rapportée sur la couche de mousse 18. Le support 12 délimite un passage traversant 22 de logement de l'insert 14.

L'armature 16 est destinée à être fixée sur les éléments de caisse (non représentés) du véhicule. Elle est par exemple réalisée en matière thermoplastique polyoléfinique, homopolymère ou copolymère, comprenant éventuellement des

charges minérales ou un renforcement par des fibres de verre. Elle peut être réalisée en ABS-PC (acrylonitrile-butadiène-styrène et polycarbonate) éventuellement renforcée par des fibres de verre.

Ces matériaux ont une rigidité permettant de remplir une fonction de support.

L'armature 16 délimite une surface inférieure 24 formant une surface intérieure du support 12, et une surface supérieure 26 sur laquelle est rapportée la couche de mousse 18.

La peau 20 est destinée à être placée en regard d'un utilisateur du véhicule automobile. Elle est par exemple formée en thermoplastique élastomère telle que du thermoplastique polyuréthane (TPU), ou du thermoplastique oléfine (TPO). On peut également utiliser du polychlorure de vinyle souple (PVC), du caoutchouc ou du silicone.

La peau 20 présente une surface inférieure 28 fixée sur la couche de mousse 18 et une surface supérieure 30 délimitant une surface extérieure d'aspect du support 12. Elle comprend, autour du passage 22, une région périphérique creuse 32 et un manchon annulaire 34 de guidage de l'insert faisant saillie vers l'armature 16 suivant un axe X-X' sensiblement parallèle à l'axe d'insertion de l'insert 14 dans le support 12, comme on le verra plus bas.

Dans cet exemple, la région périphérique 32 forme un gradin annulaire délimitant partiellement la surface d'aspect 30 au voisinage du manchon 34.

La couche de mousse 18 est par exemple formée à base de polyuréthane expansé.

Elle comprend une région périphérique 36 s'étendant autour du passage 22 sous le gradin 32 et dans cet exemple, un rebord annulaire 38 qui fait saillie radia- lement dans le passage 22 vers l'axe X-X' à partir de la région périphérique 36.

Le rebord 38 est fixé radialement autour de l'axe X-X' autour du manchon 34, et sur sa surface supérieure, sous le gradin 32.

Le passage 22 est formé à travers l'armature 16, la couche de mousse 18 et la peau 20.

Le passage 22 comprend un logement 40 de réception de l'insert 14, délimité par le manchon 34 et débouchant dans la surface extérieure 30, et une cavité

inférieure 42 débouchant vers le haut dans le logement 40 et vers le bas dans la surface inférieure 24.

Le logement 40 s'étend à l'intérieur du manchon annulaire 34 le long de l'axe X-X'. Comme on le verra plus bas, il présente une section transversale sensiblement constante définie lors du moulage de la pièce 10. Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, le logement 40 présente une section circulaire. Il est délimité latéralement par la peau 20, sur toute sa longueur le long de l'axe X-X'. Il débouche dans la région périphérique 32.

La cavité 42 est également d'axe X-X'. Comme on le verra plus bas, cette cavité 42 est réalisée par usinage. Elle présente une dimension transversale plus grande que celle du logement 40, pour définir avec le logement 40 un épaulement annulaire 44 sur lequel s'appuie l'insert 14. L'épaulement annulaire 44 est délimité dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X' par le rebord 38 et suivant une surface radiale d'axe X-X' par le manchon 34.

L'insert 14 comprend, de haut en bas sur la Figure 1 , une tête 50 placée en appui sur la surface extérieure 30 à l'extérieur du logement 40, un corps cylindrique de guidage 52 inséré dans le logement 40 et dans la cavité 42, et un médaillon 54 de fixation de l'insert 14 sur le support 12, monté dans la cavité 42 autour du corps de guidage 52.

Dans l'exemple représenté sur la Figure 1 , la tête 50 s'étend perpendiculairement à l'axe X-X' en appui contre la marche inférieure du gradin 32 autour du logement 40. Dans cet exemple, la tête 50 est un bouton de commande qui présente des instructions d'utilisation sur sa surface extérieure.

En variante, la tête est un corps d'actionnement d'un interrupteur destiné à être placé en contact avec le doigt d'un utilisateur.

Le corps de guidage 52 s'étend le long de l'axe X-X'. Il comprend une paroi cylindrique 56, de longueur, prise suivant l'axe X-X', supérieure à la longueur du logement 40, et des pattes de blocage 58 de l'insert qui font saillie radialement à l'extrémité inférieur de la paroi 56.

Le corps de guidage 52 de l'insert présente une surface périphérique extérieure 60 de section complémentaire de la section intérieure du logement 40, telle que définie par le manchon de guidage 34 lors du moulage de la pièce 10.

Par « section complémentaire de la section intérieure », on entend une section prise dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X', qui est en contact avec la section intérieure du manchon 34 suivant au moins deux secteurs angulaires opposés, afin d'empêcher tout déplacement de l'insert transversalement par rapport à l'axe X-X' dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X'.

Dans l'exemple représenté sur la Figure 2, la surface périphérique extérieure de l'insert 60 est en contact avec le manchon 34 suivant toute sa périphérie.

Les pattes de blocage 58 présentent une surface supérieure 62 s'étendant en regard de l'épaulement annulaire 44.

Le médaillon 54 est formé par un anneau inséré en appui entre l'épaulement annulaire 44 et la surface supérieure 62 des pattes 58.

Ainsi, le rebord 38 et le manchon 34 sont pinces entre la tête 50 et le médaillon 54, ce qui fixe l'insert 14 axialement le long de l'axe X-X' par rapport au rebord 38 et au manchon 34.

Dans cet exemple, le rebord 38 et le manchon 34 étant relativement souples, ils peuvent être déformés le long de l'axe X-X' pour permettre un déplacement conjoint avec l'insert 14 le long de l'axe X-X' entre une position supérieure de repos et une position inférieure d'activation d'un actionneur, lorsqu'un utilisateur du véhicule appuie sur la tête 50.

La pièce 10 selon l'invention est réalisée à l'aide d'un outil comprenant un moule 70 de réalisation du support 12 par moussage, et une fraise 72 d'usinage de la cavité 42.

Le moule 70, représenté sur la Figure 3, comprend un demi-moule supérieur 74, un demi-moule inférieur 76 délimitant avec le demi-moule supérieur 74 une cavité de moussage 78, et des moyens 80 d'injection ou de dépose d'un matériau moussant dans la cavité 78.

Le demi-moule supérieur 74 définit une surface inférieure 82 de réception de la peau 20 présentant une saillie 84 de formation du logement 40, qui fait saillie dans la cavité 78 en regard du demi-moule inférieur 76. La surface inférieure 82 présente, autour de la saillie 84, une forme de gradin complémentaire de celle de la surface extérieure 30 dans la région périphérique 32.

La saillie 84 présente une longueur supérieure à la longueur du logement 40, prise suivant un axe X-X', et une section transversale de forme complémentaire à la surface périphérique extérieure 60 du corps de guidage 52.

Le demi-moule inférieur 76 présente une surface supérieure 86 de réception de l'armature 16, de forme complémentaire à celle de l'armature 16.

Les demi-moules 74, 76 sont déplaçables l'un par rapport à l'autre entre une position d'ouverture du moule 70, dans laquelle ils sont placés l'un à l'écart de l'autre, et une position de fermeture du moule 70, dans laquelle ils sont placés l'un au contact de l'autre.

Le procédé de fabrication de la pièce 10 selon l'invention va maintenant être décrit en regard des Figures 3 à 5.

Ce procédé comprend une étape de moulage du support 12 illustrée par les Figures 3 et 4, une étape d'usinage du support 12 illustrée par la Figure 5 et une étape (non représentée) de montage de l'insert dans le support 12.

Initialement, comme représenté sur la Figure 3, l'armature 16 et la peau 20 sont introduites dans la cavité de moussage 78. L'armature 16 est appliquée contre la surface supérieure 86, alors que la peau 20 est placée au contact de la surface d'appui 82, et au contact de la saillie 84. La peau 20 est alors continue, de sorte que la cavité délimitée par la surface inférieure 28 de la peau et par la surface supérieure 26 de l'armature 16 est étanche vers la peau 20. Le moule 70 est ensuite fermé.

Puis, un matériau moussant est injecté dans la cavité 78 entre la peau 20 et l'armature 16 par les moyens d'injection 80. Le matériau injecté subit une expansion et durcit pour former la couche de mousse 18. Lors de cette expansion, le matériau moussant plaque la peau 20 autour de la saillie 84, pour réaliser dans la peau autour de la saillie 84 une partie creuse 88 qui présente une paroi annulaire 90 plaquée autour de la saillie 84, et un fond 92 obturant la paroi annulaire 90 en regard de l'armature 16, à l'opposé de la surface supérieure 30.

En variante, la mousse est déposée à l'état liquide sur la peau 20 avant de fermer le moule. L'expansion de la mousse est retardée pour ne démarrer qu'après le temps nécessaire à la fermeture du moule.

La partie creuse 88 délimite un logement borgne 93 débouchant exclusivement dans la surface supérieure 30.

La peau 20 étant continue lors du moussage, aucune fuite de mousse ne se produit à l'extérieur de l'espace délimité par les surfaces 28 et 26, et notamment dans le logement borgne 93 de sorte que la surface d'aspect 30 reste très propre après l'étape de moussage.

Puis, comme représenté sur la figure 5, la fraise 70 est amenée en regard de la surface intérieure 24, au droit de la partie creuse 88. La fraise 72 est alors introduite dans le support 12 à travers l'armature 16 et la couche de mousse 18 pour réaliser la cavité 42 par usinage. Le fond 92 de la partie creuse 88 est alors retiré par la fraise 70 ainsi qu'une partie inférieure de la paroi annulaire 90, pour ouvrir le logement borgne 93 vers l'armature 16 et former le manchon 34 et le logement de réception 40, en déplaçant la fraise dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X'.

La section transversale du logement 40 étant définie lors du moulage du logement borgne 93 par la section de la saillie 84, sa précision est très élevée. L'étape d'usinage de la cavité 42, réalisée à l'aide de la fraise 72, peut donc être effectuée rapidement, et avec une précision moindre, ce qui diminue notablement le coût de la pièce, sans nuire à la qualité de fixation de l'insert 14.

En outre, la cavité 42 présente une dimension transversale supérieure à celle du logement 40, de sorte que l'épaulement annulaire 44 est réalisé en une étape lors de l'usinage.

A l'étape d'insertion, le corps de guidage 42 est introduit dans le logement 40 jusqu'à ce que la tête 50 entre en appui contre la surface 30 au niveau de la marche inférieure du gradin 32. Dans cette configuration, une partie inférieure du corps du guidage 52 fait saillie dans la cavité 42 hors du logement 40. Dans le logement 40, la surface périphérique 60 du corps de guidage 52 est disposée en appui radial contre la peau 20 autour du manchon 34. Le médaillon 54 est alors inséré dans la cavité 42 pour bloquer en position l'insert 14 par rapport au rebord annulaire 38 et au manchon 34, lesquels sont alors pinces entre le médaillon 54 et la tête 50.

Dans la variante représentée sur la Figure 6, la cavité 42 est usinée pour enlever toute la mousse 18 autour du logement 40 en amenant la fraise 70 jusqu'au contact de la peau 20 située dans le gradin 32. Ainsi, la couche de mousse 18 est dépourvue de rebord périphérique 38.

La partie de la peau 20 autour du logement 40 fait alors saillie au-delà de la partie périphérique 36 de la couche de mousse 12. Cette partie de peau est pincée entre la tête 50 et le médaillon 54.

Le logement 40 étant réalisé lors du moulage du support 12, il est possible de lui donner des dimensions et une forme définies par la forme de la saillie 84. A cet effet, la section transversale du logement peut être par exemple elliptique (Figure 7(a)), rectangulaire (Figure 7(b)), anguleuse en forme de croix (Figure 7(c)) ou polygonale (Figure 7(d)). Lorsque la section du logement 40 présente une forme allongée suivant un axe d'allongement perpendiculaire à l'axe d'insertion X- X', il est possible d'indexer angulairement l'insert 14 par rapport au support 12 autour de son axe d'insertion X-X' lors de son insertion dans le support 12, ce qui facilite son montage.

En outre, lorsque deux logements sont ménagés adjacents avec des sections différentes, il est possible de monter des inserts spécifiques dans chaque logement sans risque de se tromper d'insert.

Ainsi, la deuxième pièce 110 selon l'invention, représentée partiellement sur la Figure 8, comporte deux inserts 14A, 14B adjacents présentant des têtes 5OA, 5OB respectives d'aspects extérieur différents, par exemple des têtes 5OA, 5OB munies de pictogrammes différents. Les inserts 14A, 14B comprennent des corps de guidages 52A, 52B de sections différentes, par exemple une section carrée pour le corps 52A et une section triangulaire pour le corps 52B, ces sections étant prises dans un plan perpendiculaire à l'axe X-X' d'insertion de l'insert dans son logement.

Des logements 4OA, 4OB de sections respectives carrée et triangulaire, correspondants aux sections différentes respectives des corps 52A, 52B sont ménagées par moulage lors de la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus.

Ainsi, lors du montage de la pièce 110, un opérateur de montage ne peut pas insérer le premier insert 14A dans le deuxième logement 4OB. Il est donc conduit à l'insérer dans le premier logement 4OA de forme complémentaire au corps de guidage 52A. De même, l'opérateur de montage ne peut pas insérer le corps de guidage 52B du deuxième insert 14B dans le premier logement 4OA. Il insère donc nécessairement le corps de guidage 52B dans le deuxième logement 4OB, ce qui assure une fonction de détrompage.

Les sections différentes respectives des logements 4OA, 4OB et des corps de guidage 52A, 52B correspondants sont obtenues en utilisant des contours et/ou des dimensions distinctes.