Couvercle de coussin gonflable à rupture facile

L'invention concerne une paroi en matière thermoplastique moulée par injection, notamment un couvercle de coussin gonflable pour véhicule, propre à se rompre selon une ligne de faiblesse préétablie sous l'effet d'une force agissant sur une face de la paroi .

Un coussin gonflable de sécurité pour véhicule est habituellement contenu, avant utilisation, dans un espace limité par un couvercle en matière plastique moulé par injection. Lorsque le coussin est gonflé par un gaz sous l'effet d'une collision, il exerce une pression sur la face interne du couvercle, provoquant la rupture de celui-ci qui permet le déploiement du coussin dans l'habitacle du véhicule. Pour obtenir une rupture franche du couvercle, une ligne de faiblesse est classiquement aménagée sous la forme d'une réduction d'épaisseur localisée.

Une telle réduction d'épaisseur localisée implique une restriction du passage de matière lors de la réalisation du couvercle par injection, conduisant à des défauts d'aspect et à des contraintes dans la matière.

Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients.

L'invention vise notamment une paroi du genre défini en introduction, et prévoit que la ligne de faiblesse est formée par la jonction, par injection, de deux nappes de matière définissant des parties respectives de l'étendue superficielle de la paroi.

Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:

- L'une au moins desdites nappes est constituée d'un mélange comprenant au moins un plastomère et au moins un élastomère.

- Ledit mélange comprend du polypropylène en tant que plastomère.

- Ledit mélange comprend en tant que plastomère un copolymère séquence styrène-éthylène-butène-styrène.

- Lesdites nappes présentent dans leur zone de jonction des formes coopérantes produisant un verrouillage mécanique mutuel .

- Ledit verrouillage mécanique mutuel est produit au voisinage d'une seule face de la paroi.

Une première desdites nappes présente une nervure s ' étendant sensiblement parallèlement aux faces de la paroi et à distance de celles-ci, emprisonnée entre deux régions de la seconde nappe qui sont reliées entre elles à travers au moins un trou traversant ménagé dans la nervure.

- La nervure présente un élargissement situé au-delà dudit trou par rapport à la partie restante de la première nappe.

- Ledit verrouillage mécanique mutuel est produit au voisinage de la face interne du couvercle de coussin gonflable.

- L'épaisseur de la paroi le long de la ligne de faiblesse est sensiblement égale à l'épaisseur de chacune des nappes au voisinage de leur zone de jonction.

- Les matières des deux nappes présentent un aspect différent, notamment une couleur différente.

L'invention a également pour objet un procédé pour réaliser une paroi telle que définie ci-dessus, comportant les étapes suivantes: a) formation d'une première cavité de moulage par coopération d'une première partie de moule et d'une seconde partie de moule, et remplissage de la première cavité par

injection de matière pour former une première nappe dans une première étape de moulage; b) après refroidissement de la matière injectée, séparation des première et seconde parties de moule, la première nappe restant attachée à la première partie de moule; c) formation d'une seconde cavité de moulage par coopération de la première partie de moule et d'une troisième partie de moule, ladite seconde cavité ayant sensiblement les dimensions de la paroi à réaliser et étant occupée sur une partie de son étendue superficielle et dans toute son épaisseur par la première nappe, et remplissage du volume restant de la seconde cavité par injection de matière pour former une seconde nappe dans une seconde étape de moulage.

Le procédé selon l'invention peut comporter au moins certaines des particularités suivantes:

- La première partie de moule comporte au moins un élément mobile qui fait saillie dans la première cavité de moulage lors de la première étape de moulage et qui est rétracté pour dégager la seconde cavité de moulage lors de la seconde étape de moulage.

- Ledit élément mobile est une broche coulissante dont l'extrémité définit une face de ladite nervure et vient en contact lors de la première étape de moulage avec un tenon de la seconde partie de moule qui ménage ledit trou traversant, un flanc de ladite broche délimitant le cas échéant ledit élargissement.

- Les matières sont injectées à une température comprise entre 180 et 240 ⁰ C environ.

Les caractéristiques et avantages de l'invention sont exposés plus en détail dans la description ci-après, avec référence aux dessins annexés .

La figure 1 est une vue de la face extérieure d'un couvercle de coussin gonflable pour véhicule selon l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne H-II de la figure 1.

La figure 3 est une vue analogue à la figure 2 relative à un autre coussin gonflable selon l'invention.

Les figures 4 et 5 sont des vues partielles en coupe montrant deux étapes successives de la fabrication par injection du couvercle de la figure 3.

La figure 6 est une vue analogue à la figure 2 relative à un couvercle de l'état de la technique.

La figure 1 représente un couvercle de coussin gonflable 1 vu de l'extérieur, c'est-à-dire depuis l'habitacle du véhicule lorsqu'il est installé, cette vue correspondant aussi bien à un couvercle selon l'invention, comme représenté en coupe sur la figure 2 ou sur la figure 3, qu'à un couvercle de l'état de la technique comme représenté en coupe sur la figure 6.

Le couvercle 1 présente de façon connue une ligne de fai- blesse 2, qui est représentée à titre illustratif par un trait mais peut n'être pas visible dans la réalité. Dans le cas présent, la ligne 2 s'étend de manière continue d'un bord gauche 3 à un bord droit 4 du couvercle, et est formée de deux segments de droites 5, 6 adjacents respectivement aux bords 3 et 4, raccordés entre eux par un arc 7 contournant un cartouche central 8 qui peut porter des marques d'identification de l'appareil.

La figure 6 illustre la manière classique de réaliser la ligne de faiblesse 2, sous la forme d'une zone d'épaisseur réduite 10, avec les inconvénients exposés plus haut.

Selon l'invention, la ligne de faiblesse est réalisée par la jonction de deux nappes de matière 11 et 12 injectées

séparément. Les matières des nappes 11 et 12 viennent ainsi se coller mutuellement en une interface I.

La rupture du couvercle lors du gonflage du coussin s ' effectue alors par la séparation des deux nappes le long de l'interface I, et non plus par déchirement au sein d'une nappe unique .

Sur la figure 2, l'épaisseur minimale du couvercle le long de la ligne de faiblesse 2 correspond à l'épaisseur e ₂ sur laquelle s'étend l'interface I, qui est peu inférieure à l'épaisseur totale e ₀ du couvercle, contrairement au couvercle de la figure 6 pour lequel l'épaisseur minimale e _± est petite par rapport à l'épaisseur totale e ₀ . Néanmoins, la rupture peut être obtenue pour une même force exercée par le coussin, ou même par une force inférieure, grâce à l'adhérence mutuelle limitée des deux nappes. La force de rupture peut être réglée en agissant sur le degré de compatibilité des matières des deux nappes, qui peuvent être identiques ou différentes, et sur l'épaisseur minimale dans la zone de jonction, qui peut aller jusqu'à l'épaisseur maximale e ₀ du couvercle.

Avantageusement, comme connu en soi, l'une au moins desdites nappes et de préférence les deux, sont constituées d'un mélange comprenant au moins un plastomère et au moins un élastomère, ces termes désignant des polymères organiques, solides à température ordinaire, dont la déformation sous contrainte est principalement plastique et élastique respec- tiveinent.

Comme exemples de plastomères, on peut citer notamment le polypropylène (PP) , ou bien un copolymère séquence styrène- éthylène-butène-styrène (SEBS) .

Comme exemples d'élastomères, on peut citer notamment les élastomères thermoplastiques (TPE) , les élastomères thermoplastiques sur base styrénique (TPE 'S) , les élastomères thermoplastiques oléfiniques (TPO) , les élastomères thermo-

plastiques vulcanisés (TPV) et les élastomères polyuréthanne (TPU) .

Les mélanges utilisés sont avantageusement des "compounds" présentant des propriétés élastomères et plastomères comme par exemple un compound élastomère sur polypropylène - styrène-éthylène-butène-styrène (PP SEBS) , ou encore un compound polypropylène - éthylène-propylène-diène monomère

(PP/EPDM) .

Les deux nappes peuvent être constituées d'un même mélange, par exemple compound PP SEBS / compound PP SEBS ou de deux mélanges différents, par exemple compound PP SEBS / compound PP EPDM.

Le couvercle de la figure 3 diffère de celui de la figure 2 en ce que son épaisseur est uniforme, par conséquent sans aucune diminution dans la zone de jonction de nappes, et en ce que les nappes 11 et 12 présentent dans leur zone de jonction des formes particulières produisant un verrouillage mécanique mutuel. Plus spécifiquement, la nappe 11 présente au voisinage de la face intérieure 13 du couvercle une nervure 14 possédant deux faces planes 15, 16 parallèles au plan de la face 13. Des trous 17 répartis le long de la ligne de faiblesse traversent la nervure de la face 15 à la face 16. Au-delà des trous 17 par rapport à la partie principale de la nappe 11, la nervure présente une zone marginale élargie 18 qui s'étend au-delà de la face 15 jusqu'à la face 13, et au-delà de la face 16, sur une épaisseur totale inférieure à la moitié de l'épaisseur du couvercle. La nervure 14, à l'exception de la zone 18, est emprisonnée entre deux zones de la nappe 12 reliées entre elles à travers les trous 17, réalisant ainsi un verrouillage mutuel des nappes qui augmente la force à exercer de l'extérieur pour rompre le couvercle, réduisant le risque d'une rupture accidentelle.

On décrit maintenant le procédé de fabrication du couvercle de la figure 3 , à l ' aide des figures 4 et 5.

Sur la figure 4, une première partie de moule 21 et une seconde partie de moule 22 délimitent entre elles une première cavité de moulage qui est remplie, lors d'une première étape de moulage, par une matière injectée 31 formant la première nappe 11. La partie 21 présente une face plane 24 destinée à définir la face intérieure 13 du couvercle, à partir de laquelle fait saillie une broche mobile 25 qui peut coulisser par rapport à la partie 21 perpendiculairement au plan de la face 24, cette direction de coulisse- ment correspondant également à la direction d'ouverture/fermeture du moule d'injection. L'extrémité 26 de la broche 25 définit la face 15 de la nervure 14, dont la face opposée 16 est définie par un bossage 27 de la partie de moule 22, au-delà duquel font saillie des tétons 28 qui viennent en appui sur l'extrémité 26 et qui définissent les trous 17 traversant la nervure. La zone élargie 18 de la nervure est partiellement délimitée par des flancs de la broche 25 et du bossage 27.

Après refroidissement de la matière 31, la partie de moule 22 est retirée, la première nappe 11 restant attachée à la partie de moule 21, et une troisième partie de moule 23 vient coopérer avec la partie 21 pour former une nouvelle cavité de moule plus grande que la cavité précédente, qui est occupée sur une partie de son étendue superficielle et dans toute son épaisseur par la première nappe 11, le volume restant de cette cavité étant alors rempli par injection d'une matière 32 définissant la seconde nappe 12. Pendant cette seconde étape de moulage, la broche 25 est rétractée de telle sorte que son extrémité 26 se situe dans le plan de la face 24 de la partie 21, permettant à la matière 32 de traverser les trous 17 de la nervure 16 pour remplir le volume compris entre la face 15 de la nervure et l'extrémité 26 de la broche .

Outre les avantages mentionnés précédemment, l'invention permet, par le choix des matières constitutives des deux nappes, de conférer à celles-ci un aspect différent, notamment une couleur différente, par exemple dans un but ornemen-

tal, sans avoir recours à un traitement ultérieur. Des nappes présentant ainsi une couleur différente peuvent être recouvertes d'un vernis incolore.