Brevet FR2659617A1 — publié le 19910920

La présente invention concerne les structures des caisses ou coques d'habitacle de véhicule automobile et a, plus particulièrement, pour objet un élément latéral notamment antérieur pour une telle caisse ou coque plus spécialement destiné à former un pied avant situé entre montant de baie avant et longeron. Comme il est connu, les structures de caisse ou coque de véhicule automobile sont extrêmement complexes. Elles sont1 habituellement, faites d'un très grand nombre de constituants, généralement en tôle découpée et/ou emboutie, qui sont assemblés par soudage suivant une organisation très précise de manière à présenter les garanties mécaniques fixées par le cahier des charges. On imagine facilement qu'un tel mode de fabrication nécessite une grande quantité d'outillages divers et complémentaires. Ce type de solution, couramment employé dans l'industrie automobile contemporaine, ne satisfait pas totalement à l'attente des usagers, notamment en ce qui concerne la longévité et la tenue à la corrosion. Il est de notoriété que les constructeurs d'automobile dépensent des sommes considérables en investissements et en coûts de production pour retarder les effets dévastateurs de la corrosion sans pour autant totalement pouvoir exclure le danger potentiel que représentent des véhicules fortement détériorés par la corrosion. Par ailleurs, la multiplicité des assemblages nécessite des prouesses techniques coûteuses pour construire des ensembles dont les dimensions sont relativement voisines de manière à pouvoir s'intégrer dans des processus de fabrication en série. En outre, le nombre considéràble des points de soudure, outre qu'ils constituent des agressions aux matériaux et favorisent l'amorce de la corrosion, constituent des sources inépuisables de bruits parasites lors de la circulation du véhicule sur route.En outre, le remplissage des corps creux par des produits variés, y compris des mousses, nécessite de nombreuses interventions car souvent les cavités ne sont pas continues. Ce qui précède ne constitue qu'un très bref relevé des nombreux inconvénients qui résulte de la pratique actuelle. La demande de brevet européen 0 334 450 propose une solution pour remédier à certains des inconvénients énumérés. Ce document enseigne de confectionner une carrosserie spéciale pour "habiller" le châssis d'un camion. Pour ce faire, on fabrique des longerons à partir de poutres en U faites en matériaux synthétiques et on imbrique les unes dans les autres ces poutres pour obtenir un caisson fermé qui est ensuite revêtu de feuilles de matériaux stratifiés faits de substances synthétiques identiques ou différentes. Les enseignements de ce document ne permettent pas de substituer des matériaux composites aux tôles métalliques pour la fabrication de certaines parties de la structure des véhicules automobiles et, en particulier, la fabrication des côtés de caisse ou coque de ceux-ci. L'invention vise à fabriquer un élément latéral notamment antérieur pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule automobile qui- présente une structure originale et qui est par exemple destiné à former un pied avant situé entre montant de baie avant et longeron et qui est aussi apte à intégrer des fonctions secondaires telles que charnières, auvent, fi xation de cloison ou tablier et de même susceptible d'améliorer considérablement les caractéristiques acoustiques, d'absorption de choc frontal et latéral ainsi que la résistance à la corrosion par l'adjonction de compléments telle l'injection de mousse. L'invention a pour objet un élément latéral notamment antérieur de structure pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule automobile, en particulier pour former un pied avant situé entre montant de baie avant et longeron et destiné à recevoir, entre autres, des parties complémentaires tels notamment une entité antérieure et ses équipements, une cloison séparant cette entité et cet habitable, une traverse inférieure de baie à pare-brise, un auvent et à assurer les liaison avec ces parties complémentaires.Cet élément latéral de structure pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend deux panneaux distincts destinés à être réunis et qui une fois fixés l'un à l'autre, d'une part, ménagent à l'extérieur une surface relativement plane avec des zones approximativement coplanaires pour supporter par exemple ces entité et cloison, et d'autre part, dégagent à l'intérieur des emplacements pour retenir par exemple ces entité, cloison, traverse et auvent, et où l'un de ces panneaux se présente à la manière d'un voile avec un rebord à aile contre-coudée bordant localement ce voile et avec un renfoncement dans ce voile au long de ce rebord, et où l'autre de ces panneaux se présente à la manière d'une coque longiligne cintrée à configuration approximative en Z avec une âme centrale prolongée et bordée par un méplat apte à s'adapter à cette aile et par un flanc apte à s'adapter à ce renfoncement de manière que lorsque ces panneaux sont réunis, ils forment une poutre creuse délimitée par ces rebord, renfoncement, âme et méplat où cette âme définit cette surface avec ces zones et où ce flanc et ce voile définissent ces emplacements. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la lecture de la description et des revendications qui suivent ainsi que de l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple où : - la Figure 1 est une vue perspective éclatée d'un élément latéral antérieur de stucture pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule traditionnel illustrant sa complexité; - la Figure 2 est une section transversale de cet élément traditionnel avec ses constituants supposés assemblés; - la Figure 3 est un schéma illustrant la solution à laquelle conduirait l'utilisation d'un élément traditionnel avec une constitution modulaire de véhicule utilisant notamment une entité antérieure; - la Figure 4 est une vue des panneaux de l'élément latéral selon l'invention; - la Figure 5 est une section transversale des panneaux supposés assemblés; et - la Figure 6 est une vue analogue à celle de la Figure 3 illustrant la solution obtenue avec un élément selon l'invention. La construction des coques ou caisses de véhicules automobiles contemporains étant bien connue dans la technique, on ne décrira dans ce qui suit que ce qui concerne directement ou indirectement l'inven- tion. Pour le surplus, le spécialiste de la technique considérée puisera dans les solutions courantes classiques à sa disposition pour faire face aux problèmes particuliers auxquels il est confronté. Dans ce qui suit, un même numéro de référence identifie toujours un élément homologue quel que soit le mode de réalisation. La tendance contemporaine des techniques de montage et d'assemblage des véhicules automobiles, en particulier de ceux dits de "tourisme", tend à faire que ces derniers sont construits sous forme modulaire. Dans une telle situation, la partie antérieure du véhicule forme une entité qui est constituée d'une ossature auto-portante qui est préalablement équipée, en dehors de toute ligne de montage finale, d'un groupe mototracteur avec tous ses sous-ensembles annexes tel que, par exemple, le circuit de refroidissement, ainsi que de son train de roues muni de sa suspension et d'une partie de sa direction. Un exemple d'une telle construction est exposé dans la demande de brevet français 87-06 734 au nom de la Demanderesse. Dans un tel cas, de préférence, la traverse inférieure de baie à pare-brise fait partie de cette ossature de 1 'entité antérieure. Dans un tel mode de réalisation, l'élément latéral antérieur de structure P pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule doit recevoir; entre autres, des parties complémentaires telle que notamment cette entité antérieure E avec tous ses équipements et, en particulier, une cloison ou tablier C qui sépare cette entité E de cet habitacle H et la traverse inférieure T de baie à pare-brise dont il a été question précédemment, ainsi qu'un auvent A. Cet élément latéral antérieur doit aussi, comme cela est clair et manifeste assurer les liaisons avec ces parties complémentaires. Si l'on devait utiliser un élément latéral antérieur selon la technique traditionnelle dessinée sur la Figure 1, en vue d'une technique de montage et d'assemblage modulaire du type rappelée dans la demande précitée, le "noeud" N d'assemblage où devraient se réunir la traverse inférieure de baie, l'entité avant et l'élément latéral antérieur se présenterait alors comme illustré sur la coupe schématique de la Figure 3. On note immédiatement que le "noeud" des passages d'efforts se trouverait alors rejeté du fait de la présence d'un renfort d'angle R. L'examen de cette Figure 3 schématique montre immédiatement qu'une telle configuration serait particulièrement délicate à obtenir et, qu'en outre, elle serait loin de satisfaire à l'ensemble des critères de sécurité requis. La solution apportée par l'invention permet de s'affranchir de tous ces obstacles. Comme on le voit, un élément latéral notamment antérieur de structure pour coque ou caisse d'habitacle de véhicule automobile selon l'invention comprend deux panneaux distincts 10 et 20 destinés à être réunis et qui, une fois fixés l'un à l'autre, d'une part, ménagent à l'extérieur une surface 30 relativement plane avec des zones 31 approximativement coplanaires, et, d'autre part, dégagent à l'intérieur des emplacements 40. Un tel élément latéral selon l'invention, comme déjà indiqué, convient bien pour former par exemple un pied avant P situé entre montant de baie avant et longeron, qui est destiné à recevoir, entre autres, des parties complémentaires notamment une entité antérieure E et ses équipements, par exemple, une cloison C séparant cette entité E de cet habitacle H et une traverse inférieure de baie T et un auvent A.Cet élément latéral doit aussi assurer la liaison avec ces parties complémentaires qu'il reçoit. Les zones 31 sont, en particulier, destinées à supporter par exemple ces entité et cloison et les emplacements 40 sont destinés à retenir par exemple ces entité, cloison, traverse et auvent. Comme on peut l'observer, l'un de ces panneaux, le panneau 10 se présente à la manière d'un voile 11 avec un rebord 111 à aile 112 contre-coudée bordant localement ce voile et avec un renfoncement 113 dans ce voile au long de ce rebord 111. L'autre de ces panneaux, le panneau 20 se présente à la manière d'une coque 21 longiligne cintrée à configuration approximativement en Z. Cette coque 21 présente une âme 211 centrale prolongée et bordée par un méplat 212 apte à s'adapter à l'aile 112 et aussi par un flanc 213 apte à s'adapter à ce renfoncement 113. Comme on peut l'observer en examinant notamment la Figure 6, lorsque les panneaux 10 et 20 sont réunis, ils forment une poutre 1020 creuse délimitée par le rebord 111, le renfoncement 113 ainsi que par l'âme 211 et le méplat 212. On peut aussi y observer que l'âme 211 définit cette surface 30 avec ses zones 31, et que ce flanc 213 et ce voile 11 définissent les emplacements 40 dont il a été question. Pour parfaire la robustesse et la solidité, à l'intérieur de la poutre creuse 1020 on peut placer des entretoises 50 par exemple des manchons cylindriques épaulés transpercés d'un alésage comme dessiné sur la Figure 6, pour le passage de vis et écrou non représentés, de fixation unissant les panneaux 10 et 20. On voit donc qu'au lieu d'utiliser une multitude de petites pièces mécano-soudées, on ne fait plus appel qu'à deux pièces principales, les panneaux, auxquelles peuvent être associées des pièces secondaires de très grande série, par exemple, des pièces de quincaillerie telles que les ferrures F pour portière, qui peuvent être associées à chacun des panneaux au moment de leur fabrication ou emprisonnées entre ceux-ci au moment de leur assemblage. On comprend que grâce à l'invention, on obtient un "noeud" d'assemblage à grande résistance entre pied avant et montant de baie pour l'exemple de réalisation décrit grâce à une surface pratiquement plane à l'extérieur de cet élément tout en dégageant des surfaces intérieures pour permettre la liaison avec la cloison, l'auvent et l'ossature de l'entité antérieure ainsi qu'avec une traverse inférieure de baie, intégrée ou non à cette entité. Les panneaux de l'élément selon l'invention peuvent être obtenus par des techniques d'emboutissage de tôles traditionnelles si ces derniers sont métalliques. Mais ces panneaux de l'élément selon l'invention sont, de préférence, faits à partir de matériaux synthétiques appropriés auxquels sont ajoutées des charges et/ou des fibres pour leur conférer les propriétés mécaniques recherchées. De préférence, on utilise des matériaux connus dans la technique sous la désignation de Thermoplastique Renforcé Estampatable (TRE) qui permettent des mises en forme non pas par moulage ou simple thermoformage, mais par estampage. D'autres matériaux synthétiques désignés couramment par Sheet Moulding Compounds (SMC) ou Bulk Moulding Compounds (BMC) conviennent aussi. Chacun des deux panneaux ainsi obtenus faits de mêmes matériaux ou de matériaux différents, on les réunit ensuite l'un à l'autre par toute technique appropriée classique tel que par collage ou soudage par ultra-sons par exemple. Ceci permet de fabriquer une poutre creuse continue dont le volume intérieur peut être facilement comblé, en partie ou en totalité, de substances appropriées telles que mousses servant à l'isolation thermique et/ou acoustique. On comprend immédiatement tout l'intérêt de l'invention dont les avantages résultent notamment de la simplicité et des coûts de fabrication réduits. Le mode de réalisation particulier décrit et représenté concerne l'application particulière de l'invention à la confection de l'élément latéral désigné habituellement dans l'industrie automobile par "pied-avant". Il est clair que l'essence de l'invention réside dans la mise en oeuvre de seulement deux panneaux principaux, l'un extérieur et l'autre in antérieur, qui une fois réunis et assemblés formant ensemble les divers corps creux latéraux nécessaires à une structure de coque ou caisse pour véhicule automobile, divers corps creux qui sont habituellement désignés sous l'appelation de longeron, pied-milieu, pied-avant, pied-arrière, montant de baie, montant de custode,...etc. REVENDICATIONS 1 - Elément latéral notamment antérieur pour structure de coque ou caisse d'habitacle de véhicule automobile par exemple pour former un pied avant situe entre montant de baie et longeron et destiné à recevoir, entre autres, des parties complémentaires telles notamment une entité antérieure (E) et ses équipements, une cloison (C) séparant cette entité (E) et cet habitacle (H), une traverse inférieure (T) de baie, un auvent (A) et à assurer les liaisons avec ces parties complémentaires, caractérisé en ce qu'il comprend deux panneaux (10, 20) distincts destinés à être réunis et qui une fois fixés l'un à l'autre ménagent à l'extérieur une surface (30) relativement plane avec des zones (31) approximativement coplanaires pour supporter par exemple ces entité (E) et cloison (C), dégagent à l'intérieur des emplacements (40) pour retenir par exemple ces entité (E), cloison (C), traverse (T) et auvent (A) où l'un (10) de ces panneaux se présente à la manière d'un voile (11) avec un rebord (111) à aile (112) contre-coudée bordant localement ce voile (11) et avec un renfoncement (113) dans ce voile (11) au long de ce rebord (111), l'autre (20) de ces panneaux se présente de la manière d'une coque (21) longiligne cintrée à configuration approximative en Z avec une âme (211) centrale prolongée et bordée par un méplat (212) apte à s'adapter à cette aile (112) et par un flanc (213) apte à s'adapter à ce renfoncement (113), de manière que lorsque ces panneaux (10, 20) sont réunis ils forment une poutre (1020) creuse délimitée par ces rebord (111), renfoncement (113), âme (211) et méplat (212) où cette âme (211) définit cette surface avec ces zones (31) et où ce flanc (213) et ce voile (11) définissent ces empla cements (40). 2 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins de ces panneaux (10, 20) est fait en matériaux synthétiques désignés par l'appellation Thermoplastiques Renforcés Estampables TRE). 3 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins de ces panneaux (10, 20) est fait en matériaux synthétiques désignés par l'appellation Sheet Moulding Compound (SMC). 4 - Elément selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins de ces panneaux (10, 20) est fait en matériaux synthétiques désignés sous l'appellation Bulk Moulding Compound (BMC)-. 5 - Elément selon l'une quelconque des revendications 2, à 4 caractérisé en ce que ces panneaux (10, 20) sont assemblés par collage. 6 - Elément selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ces panneaux (10, 20) sont assemblés par soudage. 7 - Elément suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il enferme une mousse introduite par injection après assemblage aux fins d'isolation acoustique ou thermique ou mécanique.