Procédé de façonnage d'une pièce annulaire ou polygonale en mousse cellulaire.

La présente invention concerne un procédé de façonnage de pièces annulaires ou polygonales qui sont réalisées au moyen d'un matériau souple du genre - mousse cellulaire, synthétique ou non. Ces pièces en mousse ont de multiples applications. Elles sont couramment utilisées pour former un joint, pour réaliser une étanchéité et/ou une absorption acoustique, ou encore pour faire du remplissage et/ou du calage entre deux composants.

Ce genre de pièce est préparé par découpe, à l' emporte-pièce, à partir d'une plaque de mousse ou d'une bande tirée d'un rouleau de mousse. Ces pièces peuvent aussi, selon leur destination, être totalement ou partiellement munies d'un adhésif, et elles sont livrées telles quelles à l'utilisateur, dans le domaine de l'automobile, par exemple.

Le coût de ces pièces est bien sûr relativement modeste, mais elles présentent de multiples inconvénients, notamment lorsqu'il s'agit de pièces dont la forme est annulaire, polygonale, carrée ou rectangulaire, par exemple.

En effet, la fabrication de ces pièces génère une grande quantité de déchets et leur encombrement est relativement important. Ce sont des pièces qui ne sont pas commodes à stocker et leur transport se fait avec un rapport poids/volume qui n'est guère intéressant.

Pour réduire l'encombrement de ces pièces, il est connu de leur donner une première forme provisoire compacte et, ensuite, pour leur utilisation, une forme définitive adaptée à leur fonction.

Les documents US 3583711 et 5647255 montrent ce type de pièce qui, dans un premier temps, est découpée sous une forme compacte de façon à occuper le minimum de surface sur la plaque de mousse et qui, ensuite, est mise en volume sous la forme d'un anneau polygonal ou circulaire.

Cette pièce est en fait découpée judicieusement pour former des tronçons rectilignes, ou courbes selon le cas, lesquels tronçons sont reliés par une portion de matière et cette portion de matière fait office de charnière entre deux tronçons adjacents qui peuvent se plier d'un angle plus ou moins important selon le cas.

Ces différentes charnières permettent donc, le moment venu, de mettre en volume la pièce, c'est-à-dire de lui donner une forme dévolue, liée à l'application.

Mais cette mise en volume ne donne pas une pièce définitive qui est stable.

Les charnières, lorsqu'elles se déforment, introduisent des tensions permanentes entre les tronçons adjacents. La mise en place d'une pièce de ce type exige de la part de l'opérateur une certaine dextérité et une grande attention pour maintenir la pièce dans la forme dévolue.

Pour contrer cette tension interne au niveau des charnières et la tendance de la pièce à revenir à sa forme initiale après sa mise en volume, des moyens complémentaires sont prévus afin d'assembler les bouts des tronçons adjacents, au niveau de chaque charnière. Cet assemblage peut être mécanique avec des moyens du type tenon-mortaise.

Dans le domaine des filtres à air en forme de manchon cylindrique, il est également connu de façonner une pièce de faible encombrement qui est ensuite mise en volume sur un support cylindrique en métal ou autre.

Ce type de produit est notamment décrit dans le document US 3766629 et, selon une variante, dans le document FR 1387618. Cette variante présente une pièce qui est particulièrement compacte après son façonnage par découpe.

Ce document FR 1387618 montre une pièce qui est découpée avec un contour rectangulaire et qui est munie d'une fente longitudinale médiane aux extrémités de laquelle il reste une portion de matière qui fait office de charnière. En effet, avant emploi, la pièce fendue est ouverte et elle est retournée puis enfilée sur un support tubulaire perforé.

Les surfaces d'extrémité des parois qui constituent le filtre sont pressées l'une contre l'autre au niveau de ces charnières pour assurer un maximum d'étanchéité à ce niveau dudit filtre. Comme précédemment, ces pièces ne possèdent pas une forme stable lors de leur emploi; de plus, pour les pièces décrites dans les documents précités US 3766629 et FR 1387618, il faut un support pour les maintenir en volume.

La présente invention propose un procédé qui solutionne, comme précédemment, le problème d'encombrement de ces pièces annulaires ou polygonales. Mais ce procédé apporte une solution au problème de stabilité de la pièce finie; il permet à l'opérateur de disposer d'une pièce à poser qui correspond aux pièces classiques, c'est-à-dire une pièce dont la forme est stable, permanente, qui ne demande pas à être façonnée simultanément à l'opération de pose.

La présente invention permet de disposer d'une pièce qui est à la fois peu encombrante dans sa configuration compacte et stable dans sa configuration prête à poser, mais cette configuration stable et permanente pour la pose découle, d'une part, d'un aménagement original et, d'autre part, d'une intervention particulière de l'opérateur pour transformer ladite pièce compacte en une pièce prête à poser.

L'invention permet ainsi de réaliser des gains à tous les niveaux :

- au niveau de la fabrication, elle permet de réduire la quantité de déchets inhérents à la forme de la pièce ;

- au niveau du transport, elle permet de densifier la charge ; - au niveau de l'utilisateur final, elle permet de mettre à disposition de l'opérateur des produits qui sont pratiques d'emploi, ce qui a aussi pour effet d'améliorer l'ergonomie du poste de travail où s'effectue l'opération de pose de ces pièces.

Le procédé de façonnage permet de réaliser des pièces en forme de cadre annulaire ou polygonal, ou avec un contour plus complexe qui comporte des parties rectilignes, arrondies, et même des sections variables comme dans le cas des joints décrits dans le document US 5647255 précité.

Le procédé selon l'invention consiste, dans un premier temps:

- à découper une ébauche de la pièce, ladite ébauche ayant un contour qui s'inscrit dans une empreinte de faible encombrement, rectangulaire,

- à trancher partiellement ladite ébauche dans sa partie médiane longitudinale pour former une fente et deux branches qui sont liées à leurs extrémités par une portion de matière faisant office de charnière,

- à pratiquer, sur le contour externe de chaque branche, des encoches profondes qui ont une forme en Vé, lesquelles encoches sont ouvertes sur l'extérieur avec un angle approprié, et, dans un deuxième temps:

- à développer l'ébauche en écartant les deux branches et en ouvrant ladite fente, - puis, à retourner lesdites branches par un mouvement contrarotatif pour inverser les contours de ladite ébauche: le contour externe, avec lesdites encoches profondes, passe à l'intérieur et le contour interne, découlant de la fente médiane, passe à l'extérieur, devenant le contour externe, lesquelles encoches, conjuguées avec

les aménagements desdites extrémités des branches, par leur nombre, leur position et leur forme, impriment automatiquement et de façon stable et définitive, le contour de ladite pièce.

Toujours selon l'invention, le procédé consiste à façonner sur chaque branche de l'ébauche, des encoches dont la profondeur est comprise entre le 1/3 et les 5/6 ^ème de l'épaisseur desdites branches.

Selon une autre disposition de l'invention, le procédé consiste aussi, pour une pièce qui doit présenter une forme finale quasi circulaire, à pratiquer des incisions complémentaires peu profondes dans les branches, à partir de la fente longitudinale médiane, lesquelles incisions complémentaires sont disposées, d'une part, perpendiculairement à ladite fente médiane et, d'autre part, entre les encoches, à mi- distance de ces dernières, lesdites incisions complémentaires se situant sur le contour externe de ladite pièce après le retournement desdites banches.

Toujours selon l'invention, la profondeur des incisions complémentaires est comprise entre le ¹ A et le 1/3 de l'épaisseur des branches de l'ébauche.

L'invention concerne également les produits obtenus par le procédé et en particulier l'ébauche en mousse cellulaire découpée dans une plaque ou une bande d'un rouleau, ladite plaque ou bande pouvant comporter une face couverte d'un matériau du genre adhésif. Elle concerne également, et surtout, la pièce élaborée à partir de l'ébauche et dont la forme découle de la mise en œuvre du procédé de l'invention et en particulier du procédé de transformation de ladite ébauche en pièce définitive.

L'invention concerne encore, à titre de produit industriel nouveau, une pièce annulaire faisant office de joint entre un haut-parleur et un panneau comme, par exemple, un panneau de garniture sur une portière de véhicule automobile, ladite pièce pouvant comporter, sur l'une de ses faces, un adhésif qui lui permet d'être collée sur ledit panneau avant la pose dudit haut-parleur.

Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels :

- la figure 1 montre une pièce annulaire classique en mousse du type joint pour haut-parleur ;

- la figure 2 montre, à une échelle plus petite, les pièces de la figure 1 et en particulier leur empreinte sur une plaque après découpe à l' emporte-pièce ;

- la figure 3 montre une plaque avec des empreintes qui correspondent à l'encombrement des ébauches de pièces qui sont réalisées selon la première phase du procédé selon l'invention ;

- la figure 4 montre un exemple d'ébauche de pièce selon l'invention, dont la découpe permet de donner, en final, une pièce qui s'apparente à la pièce représentée figure 1 ;

- la figure 5 montre un exemple de la disposition possible des empreintes des ébauches de la figure 4 sur une plaque de mousse ;

- la figure 6 illustre la première opération du processus de transformation de l'ébauche en une pièce finie ;

- la figure 7 montre la pièce finie obtenue à partir de l'ébauche représentée figure 4 ; - la figure 8 montre une portion d'ébauche qui comporte de multiples encoches externes et, en plusieurs endroits, des incisions internes, pour réaliser, après retournement, une pièce qui est quasiment cylindrique ;

- la figure 9 montre la forme d'une portion de la pièce finie obtenue à partir de l'ébauche représentée figure 8 ; - les figures 10 à 13 montrent des variantes de réalisation d'ébauches et les pièces obtenues qui sont en forme de cadres : carré, figure 10, et rectangulaire, figure 12 ;

- les figures 14 à 17 montrent plusieurs modes de réalisation des extrémités de l'ébauche ; - les figures 18 à 23 montrent plusieurs formes de découpes des extrémités de la fente qui s'étend dans la partie longitudinale médiane de l'ébauche.

La pièce représentée figure 1 correspond à une pièce (1) en forme de joint annulaire tel que l'on peut en trouver, par exemple, sur un panneau de garniture de portière d'un véhicule automobile pour effectuer la jonction entre ledit panneau et un haut-parleur.

Ce genre de pièce est réalisé en mousse cellulaire du genre polyuréthane, polyéthylène, EPDM...etc.

La pièce est obtenue, traditionnellement, à partir d'une plaque (2) ou d'une bande tirée d'un rouleau en mousse cellulaire, par découpage à l' emporte-pièce, sur une presse appropriée.

L'empreinte de plusieurs pièces (1) annulaires et leur répartition sur la plaque (2) apparaît figure 2.

Ce procédé de fabrication traditionnel génère une grande quantité de déchets de mousse. De plus, pour ce type de pièce qui peut comporter un adhésif sur l'une de ses faces, comme c'est le cas pour des joints de haut-parleurs, le recyclage de ces déchets n'est pas sans poser de sérieux problèmes à cause, justement de la présence de cet adhésif et du papier de protection.

La figure 3 montre immédiatement l'intérêt du procédé selon l'invention pour l'élaboration de pièces découpées dans une plaque (2) identique à celle de la figure 2, c'est-à-dire une plaque (2) qui peut comporter elle aussi un côté garni d'adhésif avec un papier protecteur. Le procédé selon l'invention permet de limiter la quantité de déchets ; les pièces (1) ne sont plus découpées directement avec leur forme définitive mais sous une forme compacte; la pièce est tout d'abord une ébauche (3) qui s'inscrit dans une empreinte de découpe de forme rectangulaire, ce qui permet de supprimer les chutes inhérentes au procédé classique de fabrication illustré figure 2. Le détail de cette forme d'ébauche (3) qui s'inscrit dans un cadre étroit est représenté figure 4. Cette ébauche (3) se présente sous la forme d'un corps allongé en mousse cellulaire et ce corps est fendu longitudinalement dans sa partie médiane, délimitant deux branches (4) et (5).

La fente (6) longitudinale et médiane s'étend sur une partie de la longueur de l'ébauche (3), laissant un peu de matière à chaque extrémité de façon à former des charnières (7) dont le rôle apparaîtra plus loin.

La longueur L de l'ébauche (3) correspond approximativement à la moitié de la longueur de la circonférence de la pièce (1) que l'on veut obtenir, c'est-à-dire à πD/2 où D, est le diamètre extérieur de ladite pièce (1), comme indiqué figure 1. Les deux branches (4) et (5) comportent, régulièrement réparties, des encoches (8) qui présentent une forme en Vé ouvert sur l'extérieur. Ces encoches (8) sont profondes et s'étendent jusqu'au niveau de la fente (6), laissant là aussi un peu de

matière qui constitue, au niveau de chacune d'elles, une charnière (9) dont le rôle apparaît ci-après.

La profondeur des encoches (8) est, par exemple, comprise entre les 2/3 et les 5/6 de l'épaisseur des branches (4) et (5). Chaque branche (4), (5), est constituée de segments, au nombre de quatre sur la figure 4, et la longueur £ de la facette (10) de chaque segment est un sous- multiple de la longueur de la circonférence interne de la pièce (1), c'est-à-dire un sous-multiple de πd où d est le diamètre intérieur de ladite pièce (1), comme indiqué figure 1. La figure 5 montre, à une échelle différente, plus petite, les empreintes et la disposition des ébauches (3) sur une plaque (2) en mousse cellulaire.

La disposition et l'imbrication des ébauches (3) sur la plaque permettent de limiter les déchets ; ces déchets correspondent au seul contour de ladite plaque et aux encoches (8), c'est-à-dire une quantité dérisoire de déchets par rapport à ce que l'on peut trouver avec la découpe traditionnelle de pièces (1) comme représentée figure 2.

Pour faciliter leur manipulation, leur transport et leur livraison, les ébauches (3) peuvent être soudées entre elles avec des ponts de matière, qu'il s'agisse de la mousse et du papier qui protège l'adhésif, selon le cas. Les ébauches (3) se présentent en grappes et peuvent être facilement séparées par l'opérateur chargé de leur montage sur site avant l'opération de transformation et de mise en forme.

L'opération de transformation qui consiste à faire passer le bâtonnet de mousse représenté figure 4, constituant l'ébauche (3), à une forme annulaire ou polygonale qui correspond à la pièce (1) définitive représentée figure 7, apparaît figure 6. L'opération consiste tout d'abord à écarter les deux branches (4) et (5) pour ouvrir l'ébauche (3) au niveau de sa fente (6), puis à retourner sur elles-mêmes ces deux branches (4) et (5) dans un mouvement contrarotatif de façon à faire passer les encoches (8) de l'extérieur de l'ébauche (3) à l'intérieur de la pièce (1), ainsi que les facettes (10) qui sont à touche-touche pour délimiter le contour interne de ladite pièce (1).

Lors de cette opération de transformation, on passe d'une pièce stable: l'ébauche (3) dont le contour est rectangulaire, à une autre pièce stable: la pièce (1) définitive dont la forme géométrique est définie selon la destination.

Dans l'exemple de réalisation illustré figures 4 à 7, le nombre de facettes (10) est de huit, ce qui donne un aspect polygonal à la pièce (1).

On peut également réaliser une pièce de forme elliptique en jouant sur les angles des encoches (8) et sur les découpes réalisées aux extrémités de l'ébauche (3). Pour obtenir une pièce (1) quasi cylindrique, comme représentée figure 9, on peut multiplier le nombre d'encoches (8) et le nombre de facettes (10).

L'ébauche (3) qui est représentée partiellement figure 8, comporte un nombre plus important de facettes (10), 16 par exemple.

Elle peut aussi comporter, pour approcher encore plus de la forme cylindrique, des découpes qui apparaissent, figure 9, sous la forme de simples incisions (11) complémentaires réalisées sur le contour externe de la pièce (1).

Sur l'ébauche (3), ces incisions (11) complémentaires sont disposées de part et d'autre de la fente (6), à partir de cette dernière ; elles sont perpendiculaires à ladite fente (6) et s'étendent dans les branches (4) et (5) sur une faible profondeur, comprise, par exemple, entre ¹ A et 1/3 de l'épaisseur desdites branches.

Ces modestes incisions (11) complémentaires sont à prendre en compte pour la détermination de la longueur du pourtour de la pièce (1).

La figure 10 représente une pièce (1) finie en forme de cadre carré et ce cadre est obtenu à partir de l'ébauche (3) qui est représentée figure 11. Cette ébauche (3) comporte une fente (6) comme précédemment figures 4 et 8 et deux encoches (8) qui forment un Vé dont l'angle d'ouverture est de 90°. Les extrémités de l'ébauche (3) sont en forme de dièdre et l'angle ouvert de ce dièdre est de 180° + 90°, soit 270°.

Lorsque l'ébauche (3) est mise en volume par retournement de ses branches (4) et (5) pour devenir la pièce (1) en forme de cadre, les encoches (8) se positionnent à l'intérieur et se referment, de même que les dièdres des deux extrémités, autour des charnières (9) et (7) respectivement.

La figure 12 représente une pièce (1) finie en forme de cadre rectangulaire et ce cadre est obtenu à partir de l'ébauche qui est représentée figure 13. Là encore, les encoches (8) sont en forme de Vé dont l'angle est de 90° et les extrémités de l'ébauche (3) sont identiques à celles de l'ébauche de la figure 11.

Lors de la mise en volume, les encoches (8) et les dièdres se referment sur les charnières (9) et (7), comme précédemment.

La forme des extrémités de l'ébauche (3) peut varier légèrement, comme représentée sur les figures 14 à 17.

Les figures 14 et 15 montrent une extrémité en forme de dièdre dont l'angle (13) ouvert est de l'ordre de 270°, comme indiqué précédemment. La pointe du dièdre renferme l'extrémité de la fente (6) et elle constitue la charnière (7) qui fait la jonction entre les deux branches (4) et (5).

Ce dièdre peut être en pointe comme représenté figure 15 ou être tronqué comme représenté figure 16.

Sa forme peut aussi être plus complexe, comme représentée figure 17, avec une extrémité qui est tronquée, en forme d'arc de cercle dont le centre se situe sur le point d'intersection fictif du dièdre ou même au-delà.

Ces formes représentées figures 16 et 17 conditionnent la forme de la charnière (7) ; elles permettent de mettre les facettes (10) en contact les unes avec les autres et d'améliorer Pétanchéité de la surface interne de la pièce (1) finie. La forme des charnières (7) peut aussi être influencée par la forme de l'extrémité de la fente (6).

La figure 18 montre une extrémité de la fente (6) qui se termine par une entaille (14) en forme de petit cylindre.

La figure 19 montre une petite entaille (14) qui est droite et perpendiculaire à la fente (6).

La figure 20 montre une entaille (14) en forme de petit demi-cylindre ouvert sur la fente (6) alors que la figure 21 montre ce petit demi-cylindre ouvert au contraire à l'opposé de ladite fente(6).

Les figures 22 et 23 montrent une extrémité en forme de Vé, lequel Vé est ouvert, respectivement, à l'opposé de la fente (6) ou vers ladite fente.

Toutes ces entailles (14) vont conditionner la forme de la périphérie de la pièce (1) finie, au niveau des deux charnières (J), selon les nécessités.

Ce façonnage s'applique à tout type de pièces dont la forme définitive est annulaire, polygonale ou encore une combinaison des deux, c'est-à-dire une pièce carrée ou autre avec des angles aménagés en arc de cercle avec un grand rayon.

De même, il convient pour des pièces complexes dont les sections peuvent varier en certains endroits du contour.