Brevet FR2464872A1 — publié le 19810320

1. La présente invention concerne un panneau perfec- tionné pour véhicule automobile, par exemple, un panneau de porte ou un panneau de toit, ainsi qu'un procédé de fabrica- tion de ce panneau. Dans une porte classique de véhciule automobile, un organe de renforcement en résine thermodurcissable est géné- ralement lié au côté intérieur d'un panneau métallique exté- rieur de la porte de façon à en améliorer la résistance méca- nique et la rigidité. Les figures 1(A), 1(B) et 1(C) repré- sentent un panneau de l'art antérieur de ce type. Un panneau extérieur la d'une porte D comprend un panneau métallique 21 sur la surface duquel est collé un organe 22 de renforcement en résine thermodurcissable. Un organe de renforcement 24 en tissu de fibre de verre est fixé à l'organe 22, comme on le voit le mieux en figure 1C. L'organe 22 est mis en forme par application de chaleur alors qu'il est fixé au panneau métal- lique 21. Dans une autre porte de l'art antérieur, un organe de renforcement en résine thermodurcissable est d'abord mis à la forme du panneau, puis fixé à celui-ci par une colle. Dans ces panneaux de l'art antérieur pour automobi- les,même si le matériau de départ, a une bonne résistance mé- canique et une rigidité convenable pour constituer l'organe de renforcement 22, celui-ci doit avoir une épaisseur suffi- 2. sante pour que sa résistance mécanique soit convenable. Ainsi, la quantité de matériau de départ à utiliser et les coûts de production augmentent, et le poids de la porte utilisant un tel matériau de renforcement croît également. De plus, lors- que l'organe de renforcement en résine thermodurcissable est mis en forme avant d'être appliqué contre le panneau de porte, il est difficile sur le plan pratique de lui conférer une for- me précise correspondant à celle du panneau de porte. Selon la présente invention, un panneau pour automo- biles comprend un organe de renforcement principal en forme de feuille et une saillie en forme d'onde ou de cordon qui est formé sur l'organe et constitue une nervure pour le pan- neau. Le panneau est en métal, par exemple, en acier. L'orga- ne de renforcement principal est réalisé, par exemple, en résine thermodurcissable. Il est préférable de prévoir un film anti-rouille sur la partie du panneau à renforcer. De plus, un organe de renforcement auxiliaire en forme de feuil- le est de préférence lié à l'organe de renforcement principal par plusieurs couches. Un tel organe de renforcement auxiliai- re peut être en fibre de verre, en fibre de carbone, en tissu de polyester, en tissu de polypropylène, en papier kraft ou analogues. La présente invention prévoit également un procé- dé de fabrication d'un tel panneau pour automobiles. Un objet de la présente invention est de prévoir un panneau pour véhicule automobile ayant une rigidité et une résistance mécanique améliorées. Un autre objet de la présente invention est de pré- voir un panneau pour véhicule automobile dans lequel une tôle plus fine peut être utilisée. Un autre objet de la présente invention est de pré- voir un procédé de fabrication d'un tel panneau pour véhicule automobile. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure lA est une vue avant représentant une por- te pour un véhicule automobile comportant un panneau de l'art 3. antérieur; La figure 1B est une coupe verticale de la porte de la figure lA, certaines parties étant omises pour ren- dre la figure plus claire; La figure 1C est une vue en coupe agrandie repré- sentant une partie de la porte de la figure 1B; La figure 2A est une vue en perspective représen- tant en partie un panneau extérieur de porte d'automobile selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2B est une vue en coupe prise le long de la ligne II-II de la figure 2A; La figure 3 est une vue en coupe permettant d'ex- pliquer le procédé de fabrication d'un panneau de véhicule automobile selon la présente invention; La figure 4A est une vue représentant partiellement la partie arrière d'un panneau de toit pour véhicule automobi- le selon un second mode de réalisation de la présente inven- tion; et La figure 4B est une vue en coupe prise le long de la ligne IV-IV de la figure 4A. Les figures 2A et 2B représentent un premier mode de réalisation de la présente invention. Un panneau extérieur la de porte d'automobile comprend un élément de panneau 1. Un organe en forme de feuille, ou film 6, en caoutchouc étanche à l'eau, est fixé à une partie de l'élément 1 à renforcer de façon à ce qu'une partie dé cet élément soit protégée contre la rouille. Un organe de renforcement principal en forme de feuille 2 est fixé au film 6. Un organe de renforcement auxi- liaire 4 est lié à l'organe de renforcement principal et peut être réalisé en tissu de fibre de verre. L'organe de renforce- ment principal 2 peut être en résine thermodurcissable, par exemple, en résine époxy. La partie centrale de l'organe 2 est conçue de façon à être en saillie dans sa direction lon- gitudinale et à avoir la forme d'une onde 3, ressemblant de préférence en coupe à un chapeau. Un noyau 5 est placé dans la saillie 3.de l'organe de renforcement principal 2 et est réalisé en mousse de résine, 4. par exemple en mousse de polyéthylène. Il est préférable que le noyau 5 soit scellé à l'intérieur de l'organe de renforce- ment principal 2. Le noyau 5 comprend un matériau 5a, qui n'est pas une mousse, qui est comprimé à l'origine, et qui, lorsqu'il est chauffé suffisamment, comme cela est représen- té en figure 2B, forme une mousse en se dilatant. Le matériau de renforcement 2a est initialement pliable, tout en étant résistant à une déformation permanente par traction, pendant le processus de chauffage, de sorte que le matériau 5a de l'âme peut se détendre facilement et former la saillie 3 en forme d'onde. Comme représenté en figure 2A, l'organe de ren- forcement 2 et l'organe de renforcement auxiliaire 4 sont de préférence liés au panneau 1, ou au film 6 de façon à entourer et à enfermer totalement le matériau 5a, de sorte que la struc- ture de renforcement est à deux dimensions, par opposition à la structure à une seule dimension obtenue lorsque les extré- mités de la saillie 3 sont laissées ouvertes. Ensuite, ils sont durcis de sorte que la saillie 3 de l'organe de renforce- ment principal 2 agit comme nervure pour l'élément 1 de pan- neau. L'homme de l'art remarquera facilement que, pendant la dilatation du matériau 5 de l'âme, il y a formation d'une force de traction dans la saillie 3 arrondie, ou en forme d'onde, laquelle agit par l'intermédiaire de parties des orga- nes 2 et 4 de renforcement principal et auxiliaire qui sont liés au panneau 1 et confèrent une c ontrainte de flexion au panneau. Cette contrainte de flexion augmente la rigidité structurelle du panneau 1 sans qu'il y ait adjonction d'un poids excessif à celui-ci. Une méthode de fabrication d'un tel panneau pour automobile sera décrite ci-après: Tout d'abord, le film 6 en caoutchouc étanche à l'eau est fixé à une partie du matériau 1 du panneau à renfor- cer. Comme représenté en figure 3, un matériau de départ en forme de bande 5b qui peut se transformer en mousse par chauf- fage est lié au film 6. De plus, l'organe de renforcement au- xiliaire 4 en tissu de fibre de verre est fixé au film 6 de 5. façon à recouvrir le matériau 5b. Le matériau 2a de départ, en forme de feuille,destiné à constituer l'organe de renfor- cement 2 en résine thermodurcissable est lié à l'organe de renforcement auxiliaire 4 par plusieurs couches. Le matériau de départ 2a reste pliable et collant à la température am- biante. Un exemple de matériau 2a est une résine époxy en forme de feuille qui n'est pas encore durcie. De façon que le matériau de départ en forme de bande 5b soit scellé par le matériau 2a de renforcement,la périphérie ou bord du matériau 2a est liée sous pression avec l'organe de renforcement 4 à l'élément 1 de panneau, de façon qu'ils soient parfaitement liés l'un à l'autre Ensuite, l'élément 1 de panneau est chauffé à unetempérature compri- se entre 1200C et 180'C,par exemple, dans un four de sécha- ge de revêtement. Pendant la phase de chauffage, le matériau 2a se ramollit, puis le matériau 5b commence à se transfor- mer en mousse. La mousse finale 5a, comme cela est représenté en figure 2B, a un volume approximativement égal à 10 fois le volume du matériau de départ 5b. Il en résulte que le matériau de renforcement 2a est comprimé vers l'extérieur ou détendu par la masse du matériau de départ 5b, de sorte qu'une ou plu- sieurs saillies en forme d'onde se trouvent formées dans le sens longitudinal du matériau de renforcement de départ. Lors- qu'il est chauffé à sa température de durcissement, le maté- riau de départ 2a se durcit tel quel. En conséquence, on ob- tient une meilleure résistance mécanique et une rigidité plus grande pour l'élément 1 de panneau par la combinaison des or- ganes de renforcement principal et auxiliaire 2, 4. La saillie 3 de l'organe de renforcement principal 2 agit en nervure vis-à-vis de l'élément 1 de panneau de façon à en améliorer la rigidité et la résistance mécanique. Les figures 4A et 4B représentent un second mode de réalisation de la présente invention. Un panneau de toit d'automobile lb a une surface supérieure à celle du panneau extérieur de porte la. Par conséquent, un autre type, ou autre motif, de saillie en forme d'onde 13 est formé sur le panneau lb de façon à en améliorer la résistance mécanique et la rigi- 6. dité. Par exemple, une saillie 13 en forme de réseau a la préférence. Un tel panneau de toit lb comportant la saillie 13 est sensiblement formé de la même manière que dans le pre- mier mode de réalisation. De plus, le panneau de toit lb avec sa saillie 13 en forme de réseau peut être produit par d'autres méthodes. Par exemple, le noyau 15 de la résine en mousse 15a, est liée au film en caoutchouc imperméable à l'eau 16 qui est fixé sur une partie d'un élément 11 de panneau à renforcer. En outre, un matériau de renforcement 12a qui n'est pas encore durci est fixé au film 16 et au noyau 15 de façon à recouvrir ce der- nier. Ensuite, l'élément 11 est chauffé à une température prédéterminée. Pendant le chauffage, le matériau de renforce- ment 12a se durcit de façon à devenir l'organe de renforce- ment principal 12 comportant la saillie en forme d'onde 13. Par conséquent, la saillie 13 ne peut pas se déformer pendant la période de durcissement du matériau 12a. Comme dans le mode de réalisation préféré, l'organe de renforcement 12 et l'organe de renforcement auxiliaire 14 sont de préférence liés au panneau 11 ou au film 16 de façon à entourer et enfer- mer totalement le matériau 15 du noyau, ou bien les extrémités de lasaillie 13 peuvent être ouvertes de façon à ne pas la sceller. D'autres modes de réalisation de la présente inven- tion peuvent être envisagés. Par exemple,alors que dans les modes particuliers décrits précédemment, les matériaux de dé- part 2a, 12a des organes de renforcement 2, 12, sont en rési- ne époxy, la présente invention ne se limite pas à ce type de résine. Les matériaux de départ 2a, 12a peuvent être cons- titués de toute résine choisie parmi: les résines mélamines, les résines phénoliques ou les résines à base d'urée, si cel- le-ci est élastique 'et adhésive à la température ambiante et peut être durcie pendantune étape de cuisson-du revêtement de la caisse du véhicule à une température prédéterminée com- prise entre 120 et 180'C. L'organe de renforcement auxiliaire 4, 14 peut être constitué non seulement d'un tissu en fibre de verre, mais encore de fibre de verre, de fibre de carbone, de 7. tissu en polyester, de tissu en polypropylène, de papier kraft ou analogues. Alors que dans les modes de réalisation décrits, l'organe de renforcement auxiliaire 4, 14 est fixé à la surface extérieure de l'organe de renforcement principal 2, 12, il peut être fixé à la surface intérieure ou sur les deux côtés. Le noyau 5, 15 peut être réalisé non seulement en mousse de résine 5a, 15a, mais également en tout autre maté- riau ayant la stabilité thermique désirée à une température de cuisson de revêtement comprise entre 120 et 1800C et ayant un faible poids. - Le matériau de départ 5b peut être constitué non seu- lement d'une feuille en polyéthylène moussant, mais également de tout autre matériau pouvant se présenter sous forme de mousse avant le durcissage à la chaleur du matériau de ren- forcement de départ 2a pendant la période de cuisson de revê- tement et ayant un coefficient de dilatation volumique souhai- té, par exemple une résine époxy se transformant en mousse. De plus, le matériau de départ 5b peut être une mousse se transformant en résine ramollie, par exemple, une feuille de polyéthylène en mousse aussi bien qu'une résine en mousse durcie. La résine en mousse 15a du second mode de réalisa- tion de la présente invention peut être une résine en mousse comportant des bulles. De plus, la saillie 3, 13 peut avoir tout autre forme qu'une forme rectiligne ou de réseau. Le film 6, 16 peut être constitué de tout matériau imperméable à l'eau et résistant à la rouille vis-à-vis du pan- neau 1 ou 11 et une stabilité thermique à une température de cuisson de revêtement comprise entre 120 et 1800C, et peut être lié à la fois au panneau 1 et 11 et à l'organe de ren- forcement principal 2, 12. Par exemple, le film 6, 16 peut être une peinture appliquée sur le panneau à des fins de pro- tection anti-rouille. De plus, un procédé de fabrication d'un panneau se- lon la présente invention n'est pas limité aux exemples dé- crits. Par exemple, une peinture peut être préalablement appli- quée sur le panneau 1, il et séchée naturellement. Ensuite, le matériau de départ de renforcement et le matériau de dé- part se transformant en mousse sont combinés. Le matériau de départ se transformant en mousse est chauffé lors du stade de cuisson de revêtement pour être transformé en moussep ar exemple à l'intérieur d'un four de séchage de revêtement. Il en résulte qu'il déforme le matériau de renforcement qui est déjà ramolli par la chaleur, de sorte qu'une saillie en forme d'onde peut être formée. Lorsque le matériau de renfor- cement est chauffé encore plus, il se durcit et en même temps le revêtement de peinture entre le panneau et la résine en mousse et entre le panneau et le matériau de renforcement est totalement séché. Si un panneau en acier oxydable ou en aluminium est utilisé, ne nécessitant aucun traitement anti-rouille, il peut être directement lié au panneau sans revêtement. Comme on peut le voir d'après la description pré- cédente, selon la présente invention, une saillie en forme d'onde d'un organe de renforcement principal peut agir en ner- vure d'un panneau d'automobile de façon à augmenter remarqua- blement sa rigidité et sa résistance mécanique, ce qui per- met d'avoir un organe de renforcement de faible épaisseur, de sorte que la quantité de matériau de départ-nécessaire a ce renforcement a un faible volume et que les coûts de produc- tion sont diminués. Un matériau de renforcement qui est élastique et adhésif à la température ambiante est lié au panneau. Par conséquent, le contact entre l'organe de renforcement et le panneau peut être facilement obtenu. Comme le matériau de départ se présente sous forme de mousse dans le but de former une saillie en forme d'onde avant chauffage du matériau de renforcement pour qu'il soit durci, un type de saillie souhaité ou un motif de saillie en forme d'onde peut être formé facilement. De plus, si l'opéra- tion de chauffage est exécutée pendant la cuisson d'un revête- ment, la fabrication peut alors être simplifiée. La présente invention s'applique à un panneau de 9. porte ou à un panneau de toit de véhicule automobile ainsi qu'a une aile avant, une aile arrière, etc... dans le but de les renforcer. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 10. REVENDICATIONS 1 - Panneau pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend: un panneau métallique; - un organe de renforcement principal lié au panneau; cet organe étant constitué d'une résine thermodurcissable; - un organe de renforcement auxiliaire fixé à l'orga- ne de renforcement principal; - une saillie en forme d'onde formée sur l'organe de renforcement principal d'une manière telle qu'elle agit en nervure du panneau. 2 - Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de renforcement principal et auxiliai- re sont combinés sous forme de multicouches. 3 - Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un film lié au panneau pour le rendre anti-rouille, l'organe de renforcement principal étant lié au film. 4 - Panneau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un noyau placé dans la saillie en forme d'onde, de façon que l'organe de renforcement principal ne puisse se déformer lorsqu'il est chauffé pendant une pé- riode de cuisson du revêtement du panneau. - Panneau selon la revendication 4, caractérisé en ce que le noyau est constitué d'une résine légère en mous- se. 6 - Panneau pour véhicule automobile, en métal, ca- ractérisé en ce qu'il comprend: - un organe de renforcement principal en forme de feuilleen résine thermodurcissable, lequel est lié à une partie du panneau à renforcer; et - une saillie en forme d'onde constituant une même pièce avec l'organe de renforcement principal de façon à agir en nervure du panneau. 7 - Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un noyau en résine en mousse, le noyau fixé au panneau, l'organe de renforcement principal 11. ayant une partie latérale liée au panneau d'une manière telle qu'il recouvre la totalité du noyau. 8 - Panneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie à renforcer o le noyau et l'organe de renforcement principal sont placés résiste à la rouille. 9 - Panneau selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un organe de ren- forcement auxiliaire en forme de feuille qui est prévu sur l'organe de renforcement principal sous forme de multicou- ches. - Procédé de fabrication de panneau pour véhicu- le automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: l'application d'un film à des fins de protection contre la rouille à une partie du panneau qui doit être renforcée; - l'application au film d'un matériau de départ en forme de bande, constitué d'une résine qui peut être trans- formée en mousse à une température élevée prédéterminée; - l'application d'un matériau de départ en forme de feuille au matériau de départ en forme de bande, le matériau en forme de feuille étant constitué d'une résine élastique et adhésive à la température ambiante et pouvant être durcie à une température prédéterminée supérieure à la température de formation de mousse du matériau de départ en forme de ban- de, d'une manière telle que le matériau de départ en forme de feuille recouvre le matériau en forme de bande; - le chauffage du panneau, du matériau de départ en forme de feuille, du matériau de départ en forme de bande et du film; - la transformation en mousse du matériau de départ en forme de bande, de façon à former un noyau en résine en mousse ainsi qu'une saillie en forme d'onde en matériau de départ en forme de feuille sur le noyau; et - le durcissement du matériau de départ en forme de feuille par nouveau chauffage de façon à former un organe de renforcement principal comportant la saillie en forme 12. d'onde, de sorte que celle-ci puisse agir en nervure du pan- neau. 11 - Procédé selon la revendication l0,caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de formation d'un orga- ne de renforcement auxiliaire en forme de feuille,oenstitué de fibre de verre, sur l'organe de renforcement principal. 12 - Procédé de fabrication d'un panneau pour vé- hicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - l'application d'un film à des fins de protec- tion anti-rouille sur une partie du panneau qui-doit être renforcée; l'application sur le film d'un noyau en résine en mousse et d'un matériau de départ en forme de feuille qui est élastique et adhésif à la température ambiante et peut être durci à une température élevée prédéterminée, d'une manière telle que le matériau de départ en forme de feuille recouvre le noyau et qu'une saillie en forme d'onde se trouve formée sur celui-ci; - le chauffage du matériau de départ en forme de feuille;et - le chauffage du matériau de départ en forme de feuille et de la saillie en forme d'onde, de sorte que cette saillie puisse agir en nervure de panneau. 13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape de formation d'un organe de renforcement auxiliaire en fibre de verre sur l'organe de renforcement principal sous forme de multicouches.