Brevet FR2467722A1 — publié le 19810430

1. Pour accroître la sécurité du conducteur et des passagers d'une automobile, un point important concerne la résistance aux chocs latéraux, en particulier dans la zone des portes. Pour améliorer la résistance à la pénétration, on a utilisé dans le passé des longerons d'acier ou d'autres élé- ments métalliques de structure, reliés aux portes afin de leur conférer la résistance aux chocs nécessaire. Par suite de l'importance prise par les économies d'essence, on a allégé les automobiles en remplaçant de nombreuses pièces métalliques par des pièces de matière plastique. Ces dernières sont généralement plus faibles que les pièces métalliques correspondantes. Malgré l'utilisation de pièces en matière plastique, les normes de sécurité, en particulier celles concernant les portes et leur résistance à la pénétration ou à l'enfoncement sous l'effet de chocs, n'ont pas été assouplies. Pour établir les normes, il est en général néces- saire de mesurer les distances d'enfoncement ou de pénétration d'une porte pour certaines valeurs de force. Par exemple, la norme peut limiter à 15 cm le degré de pénétration ou d'enfon- cement d'une porte d'automobile sous une charge moyenne de 1000 daN. De même, la distance d'enfoncement peut être limitée à 30 cm lorsqu'une force moyenne de 1555 daN est appliquée. Une force maximale de 3115 daN ou deux fois le poids de 23 l'automobile, doit être atteinte sur les 45 premiers centi- mètres. de pénétration. Il est évident que ces normes sont variables. Le résultat souhaité est d'obtenir une protection réelle maximale contre l'enfoncement tout en réalisant des portes relativement légères. Les portes moulées en matière plastique utilisées jusqu'à présent contiennent de la fibre de verre hachée dont les brins ont environ 2,5 cm de longueur. SD matières, utilisées jusqu'à présent, ne présentent-qu'un faible allongement ou une faible dureté et sont peu résis- tantes. ai L'invention concerne une porte d'automobile perfectionnée, de poids réduit et de résistance à l'enfon- cement acceptable en cas de collision latérale. Cette porte légère et perfectionnée peut être utilisée à la place de 2. longerons métalliques pour s'opposer à l'enfoncement en cas de collision latérale. Elle comporte des moyens déterminant la courbe force d'enfoncement-distance en cas de collision laté- rale. L'invention concerne plus particulièrement un bandeau léger et perfectionné de protection contre l'enfoncement, destiné à remplacer des longerons métalliques dans une porte d'automobile. Ce bandeau, qui est relativement léger, demande un volume minimal et permet de diminuer la largeur du véhicule tout en conservant les dimensions transversales intérieures. L'invention concerne en outre un panneau extérieur renforcé destiné à une porte d'automobile et dont le coût de fabri- cation est réduit. L'invention concerne donc un panneau extérieur de porte d'automobile destiné à être monté entre deux montants verticaux d'une caisse d'automobile. Le panneau extérieur est réalisé en matière plastique comprenant une résine et de la fibre de verre hachée. Une bande de fibres de verre continues est incorporée dans le panneau ou rapportée. En cas de choc, le bandeau se courbe et résiste aux forces d'enfoncement, car il pénètre à l'intérieur de l'automobile. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une porte d'automobile comportant un panneau extérieur en matière plastique selon l'invention; - la figure 2 est une coupe partielle à échelle agrandie suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, montrant une réaction du panneau extérieur de porte lorsqu'il est soumis à une force d'enfoncement; - la figure 4 est une vue sensiblement analogue à celle de la figure 3, mais à échelle réduite, montrant l'ensemble du panneau extérieur de porte lorsqu'il est soumis à une force d'enfoncement relativement élevée; - la figure 5 est une vue en perspective d'un panneau exté- rieur de porte dans lequel un bandeau résistant à l'enfon- cement est rapporté sur le panneau extérieur; et 3. - la figure 6 est une vue en perspective d'une variante du panneau extérieur selon l'invention, dans laquelle le bandeau résistant à l'enfoncement est incorporé dans le panneau. La figure 1 représente une porte 10 qui comprend un panneau intérieur 12 et un panneau extérieur 14. Le panneau intérieur 12 est profilé et présente divers évidements desti- nés à loger le mécanisme de commande de la glace et diverses poignées associées. Etant donné que ces caractéristiques n'entrent pas dans le cadre de l'invention, elles ne sont pas montrées en détail. Un cadre supérieur 16 destiné à la fenêtre de la porte est également représenté, bien que n'étant pas concerné par l'invention. L'invention concerne le panneau extérieur 14. La porte 10 est disposée de manière à être placée entre deux montants 18 et 20 de la caisse d'une automobile. Ces montants sont communément désignés montants "A" et "B". Le panneau extérieur 14 est conçu pour être fixé au panneau intérieur 12 à l'aide de moyens convenables, par exemple par collage ou par rivetage. Des organes 22 et 24 d'enclenchement sont destinés à s'ajuster dans le mécanisme de verrouillage de la porte 10. L'organe 22 est conçu pour s'ajuster dans des accessoires du panneau extérieur 14, comme décrit ci-après. Le panneau extérieur 14 est réalisé en matière plastique. dont la masse principale est constituée de fibre de verre hachée 26, noyée dans une résine convenable. Il est bien connu que la résine est destinée principalement à maintenir en place la fibre de verre et qu'elle peut être constituée d'un certain nombre de types de matières différentes, par exemple des polyesters insaturés, des vinylesters ou des époxydes. Lors du moulage du panneau extérieur 14, divers organes de liaison peuvent également être moulés en place. Ces organes peuvent comprendre des saillies 30, 32 et 34 en matière plastique destinées à recevoir l'organe 22 lorsque le panneau extérieur est fixé au panneau intérieur. Comme mentionné précédemment, les fixations peuvent être réalisées de toute manière conve- nable, par exemple au moyen d'un adhésif. De plus, des saillies 36, 37, 38 et 40, 41, 42 peuvent également venir de 4. moulage avec le panneau extérieur. Ces saillies sont desti- nées à recevoir des supports reliés à des éléments de charnières. Une caractéristique importante de l'invention concerne le panneau extérieur 14 qui comporte une bande de fibres formant un bandeau 44. Ce bandeau comprend des fibres de verre continues 45 placées sous tension et entrant dans le moulage du panneau 14 de porte. Le bandeau 44 s'étend des charnières jusqu'au verrou de la porte. Les fibres de verre continues sont unidirectionnelles et ont une très grande résistance et un allongement pratiquement nul. Des charnières 46 et 48 comportent des lames 50 et 52 de fixation assujetties au montant 20 de la caisse de l'automobile. L'autre extrémité de la charnière 46 comporte un support 54 disposé de manière à s'ajuster entre les saillies 36, 37 et 38. L'autre extrémité de la charnière 48 comporte un support 56 disposé de manière à s'ajuster entre les saillies , 41 et 42. Les supports 54 et 56 sont fixés au panneau inté- rieur par un adhésif ou de toute autre manière convenable. Une bande métallique 58 est montée entre les parties pivotantes de la charnière 46 et le support 54. De la même manière, une bande métallique 60 est montée entre la partie pivotante de la charnière 48 et le support 56. Les bandes 58 et 60 comportent des tronçons repliés sur eux-mêmes et destinés à se déplier ou à se déformer sous l'effet de la réaction des extrémités opposées des parties pliées à l'appli- cation d'une force d'enfoncement. Lorsque le panneau 14 de porte est soumis à une - force relativement élevée, orientée vers l'intérieurs il fléchit vers l'intérieur. Les bandes 58 et 60 se déplient ou s'allongent, car les fibres 45, relativement solides, ne s'étirent pas, mais se déplacent vers l'intérieur avec le panneau 14. Le dépliage ou l'allongement des éléments défor- mables 58 et 60 et le fléchissement du panneau 14 et de la bande de fibres 44 sont montrés sur les figures 2, 3 et 4. Seuls les éléments et l'action concernant la charnière 46 seront décrits, car une action analogue se produit sur la charnière 48. 5. La figure 2 représente le panneau extérieur 14 en l'absence de choc. Il apparaît que les fibres continues 45 sont à l'intérieur de la partie moulée, entre les fibres hachées 26. Dans ces conditions, la bande 58 est repliée sur elle-même afin d'établir un écartement minimal entre la charnière 46 et le support 54. Lorsqu'un choc de force élevée est appliqué, le panneau 14 commence à pénétrer à l'intérieur du véhicule. Le ruban ou bandeau 44, constitué des fibres de verre continues 45, est cependant suffisamment résistant et ne se rompt pas. Pour absorber une certaine partie de la force du choc, la bande 58 se déforme comme représenté en augmentant la distance comprise entre la charnière 46 et le support 54. La figure 4 montre la condition de la figure 3 dans le cas o le choc se produit sensiblement vers le centre du panneau intérieur 14. S'il s'agissait d'une porte classique en matière plastique, les fibres de verre hachées 26 tendraient à se fragmenter et une faible résistance serait opposée aux forces de pénétra- tion. La force ou l'objet produisant cette force pénètrerait alors à l'intérieur du véhicule et il en résulterait une détérioration plus importante du véhicule et un plus grand risque de blessure pour le conducteur ou les passagers. Comme mentionné précédemment, des longerons d'acier ont généralement été utilisés à la place du bandeau Se5 44, Le poids total de l'automobile était alors très supérieur a celui atteint avec les fibres de verre continues selon ô. Invention. En effet, l'invention comprend un bandeau relati- e--e.ent léger, mais suffisamment résistant, constitué de fibres de verre continues à la place de longerons métalliques. Les fibres de verre s'étendent des charnières jusqu'au verrou de la porte. La porte 10 est montée entre les montants 18 et 20 et elle est construite de manière à être suffisamment résistante pour ne pas se déformer lorsque les éléments 58 et 60 se déforment. Les éléments 58 et 60 peuvent être supprimés dans certains cas. Les montants 18 et 20 auxquels la porte est reliée peuvent alors se déformer sous l'effet des forces de pénétration, permettant ainsi au bandeau de fibres de verre 6. de s'incurver en absorbant le choc. La déformation d'un seul des montants 18 et 20 peut être suffisante pour atteindre les résultats visés par l'invention et obtenus avec le bandeau de fibres de verre. Les fibres de verre continues, noyées dans une matrice de polyester, peuvent avoir une-résistance de l'ordre de 525 MPa et plus. Ainsi qu'il est bien connu, les fibres continues ont un faible allongement et sont très dures ou ductiles en raison de leur grande résistance. Les fibres de verre sont en général disponibles, un type de fibres utilisé étant désigné "Style 1600", 750 g/I2, 3,15 extrémités de chaîne par centimètre. L'épaisseur typique d'un panneau de porte peut être de l'ordre de 3,05 mm. Un panneau de porte typique peut avoir une hauteur d'environ 61 cm entre le haut et le bas. La largeur typique du bandeau 44 peut être de l'ordre de 20 cm. Le nombre de fibres et le type précis de fibres continues dépend de la conception et de la résistance particulières utilisées. Il est évident que le coût constitue également un paramètre. Les fibres de verre continues utili- sées dans le panneau de porte selon l'invention sont dispo- nibles dans le commerce, un type de fibres étant commercialisé par une compagnie connue sous le nom de Fibreglas Industries, Inc., Amsterdam, New York, E.U.A. Il est reconnu que, lors de la conception d'une porte d'automobile résistant à la pénétration, de nombreux facteurs doivent être considérés. Ces facteurs comprennent les résistances des divers montants impliqués, ainsi que des diverses charnières et autres éléments. Bien que des conceptions différentes et très diverses puissent être utili- sées, l'invention concerne principalement, non pas les concep- tions des autres éléments, mais plutôt l'utilisation de fibres de verre entre les charnières et les verrous. Les fibres de verre continues constituent un bandeau qui peut être incorporé au panneau 14, comme montré sur la figure 1, ou bien qui peut être rapporté, en fait, dans certains cas, sous la forme d'un élément indépendant, fixé mécaniquement à un panneau extérieur de porte. L'aire de la section droite du bandeau unidirec- tionnel est d'environ 0,65 cm2. La largeur minimale du bandeau 7. est choisie de manière à être égale à 20 cm, de manière à correspondre aux largeurs des longerons d'acier actuellement utilisés pour la protection contre l'enfoncement. A cette largeur, l'épaisseur demandée pour le bandeau unidirectionnel *5 est d'environ 0,32 mm. Les problèmes de fabrication se posant avec ces matériaux limitent l'épaisseur à environ 1, 5 mm et la résistance des fibres de verre, dans ces dimensions, est considérée comme plus que convenable. La figure 5 représente une forme de réalisation légèrement modifiée de l'invention. Dans ce cas, un bandeau 62 constitue une pièce séparée. Le bandeau 62 peut se présenter sous la forme d'une moulure constituée de fibres de verre continues 63 moulées de manière classique dans un composé de résine convenable. Le bandeau 62 peut être fixé uniquement à des pièces d'extrémité. Les divers éléments d'articulation, comprenant les supports 54, la bande 58 et une partie de la charnière 50, peuvent être analogues à ceux montrés sur la figure 1. Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 5, le bandeau 62 est légèrement plus étroit que le bandeau 44 représenté sur la figure 1, la liaison n'étant réalisée qu'avec une seule charnière. Le bandeau 62 comporte des éléments 66 et 68 en saillie destinés à recevoir le support 54, et des éléments 70 et 72 en saillie permettant une fixation au mécanisme de verrouillage (non représenté). La figure 6 représente un montage analogue à celui de la figure 5, mais dans lequel un bandeau 74 comprend des fibres de verre continues 75 moulées dans le panneau de porte 76 réalisé en matière plastique. De même que précédemment, l'ensemble d'articulation comprenant les pièces 50, 58 et 54 est le même que celui représenté sur les figures 5 et 1. Cependant, comme mentionné, la pièce 58 peut ne pas être toujours nécessaire, les montants associés tournant et se déformant sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des organes extensibles. Le bandeau 74 comporte des saillies 78 et 80 destinées à recevoir le support 54. Une saillie 82 permet une fixation au mécanisme de verrouillage (non représenté). 8. Il apparaît donc que l'invention concerne un bandeau léger et perfectionné, destiné à une porte et ayant sensiblement la même résistance qu'un longeron d'acier ana- logue. La porte ainsi obtenue peut être plus légère que celle utilisant un longeron d'acier. Dans une forme de réalisation de l'invention, on a supprimé le longeron d'acier classique, résistant à la pénétration. Le poids de ce longeron est d'environ 5,13 kg. Le bandeau à fibres continues selon l'invention a été substitué au longeron classique, ce qui a entraîné une augmentation totale de poids de 1,68 kg. La diminution globale de poids pour une porte ainsi équipée s'élève alors à environ 3,45 kg. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la porte décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. 9." REVENDICATIONS 1. - Porte d'automobile comprenant des panneaux intérieur (12) et extérieur (14) destinés à être fixés entre deux montants verticaux (18, 20) d'une caisse d'automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un panneau extérieur (14) en matière plastique comprenant une résine et des fibres de verre hachées (26) et un bandeau (44) constitué de fibres de verre continues (45) incorporé au panneau extérieur et disposé de manière à s'étendre horizontalement et unidirec- tionnellement entre les deux montants verticaux lorsque la porte est montée. 2. - Porte d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bandeau (44) est relié à l'un (20) des montants verticaux par l'intermédiaire d'un élément défor- mable (58 ou 60). 3. - Porte d'automobile selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément déformable comprend une partie extensible qui permet à cet élément déformable de s'allonger lorsque des forces sont exercées sur ses extrémités opposées par suite de l'application d'une force de pénétration à la porte. 4. - Porte d'automobile selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément déformable est relié à une charnière (46 ou 48) qui, elle-même, est reliée à l'un des montants verticaux. 5. - Porte d'automobile selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie extensible de l'élément déformable comprend des tronçons qui se chevauchent et qui sont disposés de manière à se déplier lorsque des forces de pénétration sont appliquées à la porte. 6. - Porte d'automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que la largeur du bandeau est d'environ cm et son épaisseur d'environ 0,32 mm. 7. - Porte d'automobile selon la revendication 6, caractérisée en ce que le bandeau est relié à deux charnières (46, 48) de la porte, ces charnières étant elles-mêmes fixées à l'un (20) des montants verticaux. 10. 8. - Porte d'automobile selon la revendication 7, caractérisée en ce que le bandeau comporte des saillies de fixation aux charnières et à un panneau intérieur de la porte. 9. - Porte d'automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins l'un des deux montants verti- caux se déforme sous l'effet d'un choc de pénétration dépas- sant une force prédéterminée appliquée contre la porte, de manière que les fibres de verre continues du bandeau fléchis- sent vers l'intérieur de l'automobile. 10. - Porte d'automobile destinée à être montée entre deux montants verticaux (18, 20) d'une caisse d'auto- mobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un. panneau exté- rieur (14) en matière plastique comprenant une résine et des fibres de verre hachées (26) et un bandeau (44) comprenant des fibres de verre continues (45) fixé au panneau extérieur et s'étendant horizontalement entre les deux montants verticaux lorsque la porte est montée.