Brevet FR2305335A1 — publié le 19761022

Dans la construction automobile, les ailes sont gn- ralement réalisées sous forme de panneaux emboutis, reliés à la caisse, soit de manière permanente par des moyens tels que des rivets ou par soudure, soit par des moyens d'assemblage mécanique de façon qu'elles puissent être démontées, tels que vis ou boulons. Ces ailes sont en général réalisées en tôle d'acier ou d'aluminium, mais peuvent également être moulées à partir de divers polymères organiques. Pour des raisons de sécurité et notamment, pour réaliser des structures à déformation progressive, il est connu de réaliser ces structures avec, en particulier à l'avant du véhicule, un double dispositif de longerons, combinant des longerons bas au niveau du plancher et des longerons hauts au niveau de la partie supérieure des ailes, ces longerons hauts reliant l'avant des longerons bas avec le haut des pieds avant de caisse. Cette disposition a été présentée en particulier par la demanderesse sur un véhicule expérimental de recherche de base où il a été montré que cette disposition permettait de reporter les efforts de poussée, en cas de collision frontale, en bas et en haut de la structure, et d'utiliser les côtés de caisse en compression. Dans cette disposition, les ailes sont également rapportées sur la caisse sous forme de panneaux emboutis et ne constituent qu'un élément de peau extérieure de la voiture. Les ailes en tôle présentant 1'inconvénient de se bosseler facilement sous l'action de faibles chocs, certaines réalisations ot été effectuées avec des ailes en polymères organiques (therm.oplastiques divers tels que ABS, polyoléfines, polyuréthanes-tbermodurcissables tels que polyesters renforcés, polyuréthanes, etc...). Dans ces cas également, les ailes ne constituent qu'un élément de peau extérieure, sans effet majeur sur le comportement au choc de la structure. La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Marcel GOUPY a pour objet une réalisation d'aile à structure composite permettant de résoudre avantageusement les problèmes précédemment évoqués de sécurité et de résistance aux faibles chocs Fssentiellement, à cet effet, l'aile à structure composite pour véhicule automobile selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est constituée d'-une partie supérieure en tôle métallique formant une structure d'absorption progressive de lté- nergie d'un choc éventuel important, et d'une partie inférieure formée à l'aide de polymères organiques pour résister au marquage lors des chocs à faible énergie. En particulier, la partie en tôle métallique constitue à la fois partie supérieure de l'aile et structure d'absorption progressive associable à celle de la caisse du véhicule, tandis que la partie en polymères organiques constitue l'élément de peau extérieure avantageux par sa résistance au marquage pour de petits chocs résultant, par exemple, de manoeuvres incorrectes de parking. La tôle métallique utilisée peut être de la tôle d'acier ou d'aluminium, les polymères organiques étant choisis parmi ceux cités à titre d'exemple non limitatifs. En particulier, et pour des raisons de prix de revient, les polymères organiques retenus peuvent être choisis de préférence parmi les ABS (copolymères acrylonitrile, butadiène, styrène) ou les polyoléfines (copolymères éthylène-propylène ou homopolymères de polypropylène ou de poiyéthylène) ou les élastomères tels que ceux à base E.P.D.M. (terpolymères éthylène-propylènediène) ou à base polyuréthane tels que ceux commercialisés par la Société BAYER sous les dénominations Bayflex ou Baydur. Les polyesters renforcés par des fibres de verre peuvent également être envisagés, en particulier ceux obtenus par le moyen des préimprégnés, connus généralement sous la désignation SMC (Sheet Molding Compound). Une forme de réalisation d'une aile composite selon I in vention et plusieurs modes d'assemblage de celle-ci sont ci-aprls décrits à titre d'exemple et en référence au dessin annexé, dan- lequel - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une aile composite et de son assemblage avec la structure adjacente du véhicule ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant II - II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant III - III de la figure 1 - les figures 4 à 13 sont des vues analogues à la figure 3, illustratives de divers modes d'assemblage de l'aile - la figure 14 est une vue en coupe transversale d'une autre structure d'aile selon l'invention ;; - la figure 15 est une vue avec arrachement d'une structure avant de véhicule destinée à recevoir une aile selon l'invention, représentée à la figure 16 - la figure 16 est une vue en perspective des deux par ties constitutives de l'aile destinée à équiper le véhicule de la figure 15. L'aile composite représentée à la figure 1 comprend une partie supérieure en tôle 1 de section générale en U formant longeron et qui, dans cet exemple, constitue en outre un élément de poutre à caisson avec un longeron 2 également ménagé à la partie supérieure de la structure longitudinale d'auvent adjacente 3, avec lequel elle peut être assemblée de toute manière convenable. Cet élément d'auvent 3 en tôle est plié à sa partie inférieure et assemblé avec un élément de longeron 4 en tôle formant avec lui une poutre à caisson longitudinale inférieure. L'aile proprement dite comprend en outre une partie inférieure 5 en polymère organique, pouvant être teintée dans la masse, et qui peut être assemblée de diverses manières avec la partie supérieure d'aile 1, quoique de préférencede manière facilement démontable, ainsi qu'on le verra plus loin, afin de permettre son remplacement aisé en cas d'endommagement. Cette partie inférieure d'aile 5 forme en outre ici joue d'aile à sa partie postérieure 6, et elle peut comporter localement comme cela ressort notamment des figures 2 et 3, des cloisons transversales de rigidification, telles que les cloisons supérieures 7 et 8 représentées, destinées à éviter les battements de cette partie inférieure d'aile 5 en polymère de module faible comparé à celui de la tôle. La joue d'aile 6 rejoint une bordure inférieure rentrante 9, à laquelle peuvent être associées d'autres cloisons transversales de rigidification, telles que celles représentées en 10 à la figure 3. Cette bordure inférieure rentrante 9 peut aussi être prévue comme élément de' fixation du bas d'aile avec la caisse du véhicule à son endroit, en présentant par exemple des orifices de passage pour des vis ou boulons d'assemblage 11. L'assemblage démontable recherché entre la partie supérieure d'aile 1 et la partie inférieure 5 conditionne leur confor mation respective, divers modes de réalisation étant donnés ciaprès à cet effet, en dehors de celui par boulons prévu entre leurs faces inférieure et supérieure respectives comme représenté aux figures 2 et 3. Les figures 4 à 7 représentent des modes d'assemblage par emboîtement de forme des parties 1 et 5 entre elles et fixation de la partie inférieure 5 par sa bordure rentrante 9 à l'aide de vis, rivets ou boulons, sur une partie de caisse non représentée. La figure 4 illustre un emboîtement entre une bordure inférieure en saillie 12, obtenue en constituant la partie supérieure d'aile en deux parties la, lb, et un canal 13 ménagé sur la face supérieure de la partie inférieure 5 d1aile et dont un bord est formé par la paroi apparente de cette dernière. La figure 5 illustre un emboîtement similaire à celui de la figure 4 mais dans lequel le canal d'emboîtement 14 de la partie d'aile 5 est décalé vers l'intérieur de celle-ci. La figure 6 illustre un emboîtement par tétons 15 solidaires de la partie d'aile 5 s'engageant dans des trous inférieurs correspondants de la partie supérieure d'aile 1. La figure 7 illustre un emboitement obtenu par emmanchement longitudinal d'un rebord interne 16 de la partie d'aile 5 dans une gouttière de retenue 17 ménagée sur la partie supérieure d'aile 1, conformée en deux parties lc, ld. Les figures 8 à 11 illustrent divers assemblages mécaniques. L,a figure 8 représente un assemblage par rivet ou boulon ou romaine d'un rebord rentrant 18 de la partie inférieure d'aile 5 avec une bordure inférieure 19 de la partie supérieure d t aile 1 conformée en deux parties le, If. La figure 9 illustre un assemblage par rivet, boulon, romaine ou agrafe entre une bordure inférieure 20 de la partie supérieure d'aile 1 en deux parties lg, 1h et le bord supérieur de la paroi que forme la partie inférieure d'aile 5 et qui vient directement stappwer sur la bordure 20 ménagée en conséquence, un enjoliveur extérieur pouvant être prévu pour masquer l'assemblage. La figure 10 illustre un assemblage par vis 21 entre une bordure inférieure 22 de la partie supérieure d'aile 1 en deux parties li, lj, et des bossages 23 ménagés sur le bord interne supérieur de la partie inférieure d'aile 5. La figure 11 illustre un assemblage par boulons ou romaines 24 soudés sur la partie supérieure d'aile 1, sous celle-ci, et sur lesquels s'engagent par des trous correspondants un rebord rentrant 25 de la partie inférieure d'aile 5, immobilisé par serrage d'écrous correspondants. Les figures 12 et 13 illustrent des assemblages possibles dans le cas où la partie inférieure d'aile 5 est en polymère organique souple. La figure 12 représente un assemblage par clipsage de la partie inférieure d'aile 5 sur une bordure inférieure 26 de la partie supérieure d'aile 1 en deux parties lk, lm. La partie inférieure d'aile 5 comporte à cet effet, d'une part, des tétons latéraux internes 27 venus de moulage et destinés à s'engager dans des trous corresponeants de la bordure 26, et, d'autre part, une bande ou des pattes de clipsage 28 moulées en même temps que la partie d'aile 5 et reliées à un rebord rentrant 29 de celle-ci, de sorte que la bande ou les pattes 28 peuvent être clipsées sur les têtes des tétons 27 par simpie pliage et engagement élastique. La figure 13 représente un assemblage mécanique entre deux rebords internes correspondants 31, 32 respectivement ménagés sur la partie supérieure d'aile 1 et la partie inférieure d'aile 5, cet assemblage s'dEectumnt par vis, boulon, romaine ou agrafe, avec accès possioìe de l'extérieur de l'aile par déformation de flexion de la paroi supérieure d'aile 5 qui assure la jonction apparente avec la partie d'aile 1. Bien entendu, la présente invention s'étend également au cas où la partie supérieure d'aile en tôle constitue une structure longitudinale dtabsorpxion d'énergie sans constituer en elle-même ou avec un autre partie de la structure du véhicule une sorte de poutre à aisn, bien que ceci soit préféré. La figure 14 illustre une telle possibilité où l'on voit que la partie supérieure d'aile ln forme un longeron ouvert assemblé à sa partie supérieure avec le longeron supérieur 2 de la tôle d'auvent 3, et présentant à sa partie inférieure une bordure 34 avec laquelle la partie inférieure d'aile 5 est assemblée par emboitement, de manière analogue à celle déjà décrite de la figure 4. Les figures 15 et 16 illustrent un exemple d'intégration d'une aile selon l'invention, telle que celle de la figure 16, dans une structure de véhicule donnée à la figure 15. On y voit en 35 un longeron supérieur de la structure longitudinale d'auvent 36 sur lequel est destinée à être fixée la partie supérieure d'aile 1p à l'aide de boulons s'engageant dans des trous correspondants 37, 38 du longeron et 39, 40 de ladite partie d'aile. Cette dernière se trouve alors placée entre un montant avant 41 solidaire à sa base d'un longeron inférieur usuel non visible à la figure 15 (ltéquivalent du longeron 4 de la figure 1) et le pied avant de caisse correspondant 42. La partie d'aile lp est en outre pourvue ici d'une équerre arrière d'assemblage 43 avec le pied de caisse 42 et sa partie longitudinale adjacente, au moyen de vis stengagent dans les trous 44 de la caisse. La partie inférieure d'aile 5 en polymère organique s'assemble ici par boulons avec la partie d'aile supérieure lp, au travers des trous correspondants 45, 46 et elle présente ici en outre une joue arrière longitudinale interne 47 de fixation sur le pied de caisse, par vis s'enga geant dans des trous correspondants 48, 49 et accessibles après ouverture de la porte adjacente du véhicule. Les contours des parties supérieure et inférieure dlaile sont par ailleurs formés de façon à se raccorder avec la structure avant et de calandre de la carrosserie du véhicule. REYENDICATIONS 1. Aile de véhicule automobile, caractérisée en ce qutelle est constituée d'une partie supérieure en tôle métallique formant une structure d'absorption progressive de énergie d'un choc éventuel important, et d'une partie inférieure formée à l'aide de polymères organiques pour résister au marquage lors des chocs à faible énergie.. 2. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie supérieure forme un longeron. 3. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie inférieure d'aile présente des cloisons transversales internes de rigidation. h. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un assemblage par emboîtement entre lesdites parties inférieure et supérieure d'aile. 5. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractéri sé en ce qu'elle comporte un assemblage mécanique par organes de serrage entre lesdites parties inférieure et supérieure d'aile. 6. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie inférieure d'aile présente un rebord rentrant destiné à recevoir des organes de fixation inférieure sur le véhicule. 7. Aile de véhicule selon la revendication 1 caractérisée en ce que ladite partie inférieure d'aile est en polymère organique souple et comporte des organes internes d'assemblage par clipsage avec ladite partie supérieure d'aile. 8. Aile de véhicule selon la revendication 7, caractérisée en ce que la partie supérieure d'aile présente une bordure inférieure d'assemblage tandis que la partie inférieure d'aile présente des tétons internes s'engageant dans des trous de ladite bordure et au moins une patte de clipsage pliable et engageable sur lesdits tétons. 9. Aile de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie inférieure d'aile est en polymère organique souple et comporte à sa bordure supérieure une partie interne pour son assemblage avec ladite partie supérieure d'aile, ladite partie interne étant accessible par déformation de flexion de la partie de l'aile forman;t sa bordure supérieure visible. 10. Structure de véhicule comprenant une aile selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite partie supérieure forme une poutre à caisson par assemblage avec un longeron ménagé à la partie supérieure de la tôle d'auvent longitudinale adjacente. 11. Structure de véhicule selon la revendication 10, caractérisée en ce que ladite partie supérieure d'aile est interposée entre un-montant avant et le pied de caisse correspondant, entre les bases desquels s'étend un longeron inférieur. 12. Structure de véhicule selon la revendication 11, caractérisée en ce que ledit longeron inférieur est formé en partie au moins par la partie inférieure de ladite tôle longitudinale d'auvent.