Brevet FR2712356A1 — publié le 19950519

La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un élément mécanique à une ossature par exemple d'une carrosserie de véhicule automobile. On sait qu'une ossature de carrosserie de véhicule automobile réalisée à partir de matériaux synthétiques, en général un matériau composite de résine armée de fibres de verre et particulièrement une structure sandwich composée de deux peaux séparées par un matériau mousse de remplissage, supporte mal les rentrées d'efforts concentrés. Pour supporter de tels efforts, il est généralement fait appel à des inserts métalliques intercalés dans les couches du matériau composite et reliés, par des moyens classiques, aux organes mécaniques du véhicule. La forme, les dimensions et la nature de ces inserts doivent être déterminées pour que les contraintes transmises par adhérence soient compatibles avec les caractéristiques mécaniques des résines utilisées et puissent assurer une bonne compatibilité chimique avec les diverses substances entrant dans la composition de ces matériaux composites. Lorsque la caisse de véhicule fait appel à une structure sandwich composée d'un matériau mousse recouvert de deux peaux réalisées avec une résine armée de fibres de renfort, la définition des inserts et des parties synthétiques impose une grande précision géométrique. Ces inserts, qui interdisent quasiment le recyclage des divers composants de la structure, ainsi que les difficultés de mise en oeuvre d'une fixation à base d'inserts, conduisent à un coût élevé et à un alourdissement notable de la caisse du véhicule, ce qui limite les possibilités d'utilisation de ceux-ci à des véhicules spéciaux, de série limitée. La présente invention a pour but en particulier de supprimer tout insert métallique devant être mis en oeuvre pendant l'opération de moulage de l'ossature d'un véhicule automobile. A cet effet, l'invention propose un dispositif de fixation d'un élément mécanique à une ossature, par exemple d'une carrosserie de véhicule automobile, ayant une structure en sandwich comprenant deux peaux en matière synthétique séparées par un matériau mousse de remplissage et qui est caractérisé en ce que l'élément mécanique comprend un prolongement muni d'un perçage dans lequel s'engage un organe de serrage, tel qu'un boulon, qui traverse le fond d'au moins une cuvette logée dans une cavité ménagée dans l'ossature et solidaire de cette dernière, de préférence par collage. Avantageusement, le prolongement de l'élément mécanique est en appui sur la face extérieure de l'une des peaux de l'ossature, cette peau comportant un perçage pour le passage de l'organe de serrage et le fond de la cuvette est collé sur la face intérieure de ladite peau, la cuvette comportant une collerette collée sur la face extérieure de l'autre peau. La cuvette est à paroi latérale cylindrique. Selon une variante de réalisation, la cuvette est à paroi latérale conique. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend deux cuvettes logées dans un trou traversant de l'ossature et comprenant respectivement deux collerettes qui sont collées sur les faces extérieures des deux peaux tandis que les parois de fond des deux cuvettes sont collées extérieurement entre elles jointivement. Le prolongement de l'élément mécanique est muni d'une entretoise en appui sur la face interne de la paroi de fond de l'une des deux cuvettes précitées. Les collerettes des deux cuvettes sont conformées selon un profil courbe de l'ossature. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les cuvettes comprennent dans leurs parois de fond deux stries périphériques opposées en vis-à-vis coaxiales au trou traversant de l'ossature et constituant chacune une ligne ou amorce de rupture propre à céder pour une contrainte dépassant une valeur de seuil déterminée. De préférence, chaque cuvette est réalisée en matériau synthétique broyable permettant le recyclage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe représentant un premier mode de réalisation du dispositif de fixation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie du dispositif de fixation de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective avec coupe partielle d'une cuvette utilisée dans le dispositif de la figure 1; - la figure 4 est une vue représentant une variante de réalisation du dispositif de la figure 1; - la figure 5 représente un autre mode de réalisation du dispositif de fixation de l'invention - la figure 6 représente une variante de réalisation du dispositif de fixation de la figure 5 ; et - la figure 7 représente une variante de réalisation du dispositif de fixation de la figure 5. L'invention va être décrite en référence à la fixation d'un élément mécanique à une ossature de carrosserie d'un véhicule automobile, mais il est bien entendu que l'invention peut s'appliquer à tout autre type d'ossature. En se reportant aux figures 1 à 3, la référence 1 désigne un prolongement d'un élément mécanique (non représenté) à fixer à une ossature 2 d'un véhicule automobile et ayant une structure en sandwich comprenant deux peaux en matière synthétique 3, 4 séparées par un matériau mousse de remplissage 5. Le dispositif de l'invention permettant de fixer le prolongement 1 à l'ossature 2 comprend: - une cavité cylindrique 6 ménagée dans l'ossature 2 sous la forme d'un trou ou perçage réalisé dans la peau 3 et le matériau mousse 5, d'une profondeur égale à la somme des épaisseurs de la peau 3 et du matériau mousse 5 et un perçage 7 réalisé à travers la peau 4 coaxialement au trou 6 en ayant un diamètre inférieur au diamètre de ce dernier; - une cuvette 8 pouvant être réalisée en un matériau de même nature que celui des peaux 3, 4 ou en un matériau différent, ayant une paroi latérale cylindrique d'un diamètre légèrement inférieur à celui du trou 6 de façon à pouvoir s'y encastrer, une paroi de fond 8a à perçage central 8c coaxial au perçage 7 et de même diamètre que celui-ci, et une collerette 8b opposée à la paroi de fond 8a reposant sur la face extérieure de la peau 3 en y étant fixée de préférence par collage, la face extérieure de la paroi de fond 8a de la cuvette 8 étant également fixée sur la face interne de la peau 4 de préférence par collage; - un organe 9 de serrage du prolongement 1 contre la face externe de la peau 4 et de la paroi de fond 8a de la cuvette 8 contre la face interne de cette même peau et constitué dans le cas présent par un boulon traversant un perçage la du prolongement et les perçages 7, 8c et dont l'écrou 10 assure ce serrage par l'intermédiaire de deux rondelles 11, 12 en appui respectivement sur la face interne de la paroi de fond 8a de la cuvette 8 et sur une face plane du prolongement 1 opposée à celle contactant la peau 4. La figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 1 selon laquelle la cavité 6, au lieu d'être cylindrique, est tronconique de sorte que la cuvette 8 a une forme tronconique conjuguée à celle de la cavité 6. Mise à part cette différence, le dispositif de fixation de la figure 4 est identique à celui de la figure 1. Selon le mode de réalisation du dispositif de la figure 5, deux cuvettes identiques 13, 14 sont logées dans la cavité 6 de l'ossature 2 constituée par un trou traversant cette dernière. La cuvette 13 a sa paroi latérale cylindrique d'un diamètre légèrement inférieur à celui du trou traversant 6 pour s'y encastrer précisément et comprend une collerette 13b fixée sur la face externe de la peau 3 de préférence par collage. De même, la cuvette 14 a sa paroi latérale cylindrique d'un diamètre légèrement inférieur à celui du trou traversant 6 pour s'y encastrer précisément et comporte une collerette 14b fixée sur la face externe de la peau 4 de préférence par collage. Les deux cuvettes 13, 14 sont logées dans le trou traversant 6 de manière que les faces externes de leurs parois de fond respectives 13a, 14a soient collées ensemble jointivement. Les parois de fond 13a, 14a comportent respectivement deux perçages centraux 13c, 14c coaxiaux au trou traversant 6. Le prolongement 1 de l'élément mécanique est fixé à l'ossature 2 par l'intermédiaire d'une entretoise 15 logée dans la cuvette 14 en étant interposée entre la paroi de fond 14a de celle-ci et la face interne de l'élément mécanique 1 et traversée par l'organe de serrage 9. Ainsi, l'organe de serrage 9 assure le serrage du prolongement 1 à l'ossature 2 par l'intermédiaire de l'entretoise 15 et des deux cuvettes 13, 14 solidaires de l'ossature 2 par l'intermédiaire des deux parois de fond jointivement collées 13a, 14a serrées contre l'entretoise 15. Bien entendu, les deux cuvettes 13, 14 peuvent être différentes, par exemple peuvent avoir des profondeurs différentes. La figure 6 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 5 où l'ossature 2, au lieu d'être généralement plane, a un profil courbe. Dans ce cas, les deux cuvettes 13, 14 logées dans le trou traversant 6 ont leurs collerettes respectives 13b, 14b d'un rayon de courbure identique au rayon de courbure respectivement des deux peaux 3, 4 de façon à pouvoir être fixées jointivement par collage sur ces deux peaux. Les deux cuvettes 13, 14 peuvent être réalisées par moulage. Autrement, la fixation du prolongement 1 à l'ossature 2 selon le dispositif de la figure 6 est identique à celle réalisée par le dispositif de la figure 5. La figure 7 représente un dispositif de fixation semblable à celui de la figure 5 avec cependant les différences suivantes. Tout d'abord, le trou traversant 6, au lieu d'être cylindrique comme en figure 5, est formé par deux perçages tronconiques 6a, 6b symétriques au plan médian longitudinal de l'ossature 2. Bien entendu, les deux cuvettes 13, 14 ont leurs parois latérales respectives de formes conjuguées respectivement aux deux perçages 6a, 6b du trou traversant 6. De plus, les deux parois de fond 13a, 14a des deux cuvettes 13, 14 comportent, de préférence au niveau de leurs jonctions avec les parois latérales de ces cuvettes, deux stries périphériques opposées en vis-à-vis 13d, 14d coaxiales au trou traversant 6 et constituant chacune une ligne ou amorce de rupture propre à céder pour une contrainte dépassant une valeur de seuil déterminée. Ces lignes de moindre résistance facilitent et localisent ainsi la rupture pour une charge donnée, cette rupture contrôlée fonctionnant comme un "fusible" de sécurité destiné à protéger un organe ou une zone déterminée. Par exemple, certains organes présents dans l'habitacle d'un véhicule automobile peuvent être des obstacles blessants et dangereux lors d'un accident et il est alors souhaitable que la résistance de leurs fixations soit suffisante en usage normal tout en permettant leur effacement sous un effort supportable en cas de collision. Comme cela ressort des modes de réalisation ci-dessus décrits du dispositif de fixation de l'invention, la cavité ou logement recevant la ou les cuvettes est réalisé par un usinage simple en reprise, après que l'ossature soit terminée, permettant d'assurer une bonne précision de positionnement sans exiger des tolérances serrées lors du moulage de la caisse du véhicule automobile, d'où une économie aussi bien sur l'outillage utilisé que sur la mise en oeuvre. De plus, le démontage du dispositif est toujours possible et l'ensemble constitué par l'ossature et les cuvettes collées sera recyclable pour autant que les cuvettes soient réalisées avec des matériaux synthétiques broyables. Bien entendu, le dispositif de l'invention reste utilisable quelque soit les matériaux employés pour les cuvettes si on ne recherche pas particulièrement le recyclage. Le dispositif faisant l'objet de la présente invention permet donc de supprimer tout insert métallique devant être mis en oeuvre pendant l'opération de moulage de l'ossature, en particulier lorsqu'on a affaire à des efforts modestes, comme cela est le cas par exemple pour les attaches d'un bac à batterie d'accumulateur, d'un réservoir d'essence, d'un compartiment de roue de secours, etc, d'un véhicule automobile. L'ossature du dispositif de fixation pourra ainsi être élaborée et terminée indépendamment des composants mécaniques et ne nécessitera aucune précision de réalisation particulière. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'un élément mécanique à une ossature (2), par exemple d'une carrosserie de véhicule automobile, ayant une structure en sandwich comprenant deux peaux en matière synthétique (3, 4) séparées par un matériau mousse de remplissage (5), caractérisé en ce que l'élément mécanique comprend un prolongement (1) muni d'un perçage (la) dans lequel s'engage un organe de serrage (9), tel qu'un boulon, qui traverse le fond (8a; 13a; 14a) d'au moins une cuvette (8; 13; 14) logée dans une cavité (6) ménagée dans l'ossature (2) et solidaire de cette dernière, de préférence par collage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le prolongement (1) de l'élément mécanique est en appui sur la face extérieure de l'une (4) des peaux (3, 4) de l'ossature (2), la peau (4) comportant un perçage (7) pour le passage de l'organe de serrage (9) et en ce que le fond (8a) de la cuvette (8) est collé sur la face intérieure de ladite peau (4) et comporte une collerette (8b) collée sur la face extérieure de l'autre peau (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuvette (8) est à paroi latérale cylindrique. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la cuvette (8) est à paroi latérale conique. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux cuvettes (13, 14) logées dans un trou traversant (6) de l'ossature (2) et comprenant respectivement deux collerettes (13b, 14b) qui sont collées sur les faces extérieures des deux peaux (3, 4) tandis que les parois de fond (13a, 14a) des deux cuvettes (13, 14) sont collées extérieurement entre elles j ointivement. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le prolongement (1) de l'élément mécanique est muni d'une entretoise (15) en appui sur la face interne de la paroi de fond (13a; 14a) de l'une des cuvettes (13; 14). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les collerettes (13b, 14b) des cuvettes (13, 14) sont conformées selon un profil courbe de l'ossature (2). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les cuvettes (13, 14) comprennent dans leurs parois de fond (13a, 14a) deux stries (13b, 14b) périphériques opposées en vis-à-vis au trou traversant (6) de l'ossature (2) et constituant chacune une ligne ou amorce de rupture propre à céder pour une contrainte dépassant une valeur de seuil déterminée. 9. Dispositif selon lune des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque cuvette (8 ; 13; 14) est réalisée en matériau synthétique broyable permettant le recyclage.