Brevet FR2720710A1 — publié le 19951208

La présente invention se rapporte a une ossature de flanc de carrosserie de véhicule automobile, en particulier pour voiture automobile, et à un procédé de réalisation de cette ossature. Ainsi qu'il est connu, les ossatures des flancs des carrosseries de véhicules automobiles, en particulier des voitures automobiles, qui coopèrent avec les portes de la voiture, sont normalement réalisées par emboutissage d'une unique feuille de tôle ou, de toute façon, par soudage de pièces en tôle emboutie d'une géométrie complexe. Il est évident que l'outil ou les outils nécessaires sont très coûteux, à la fois en raison des grandes dimensions des pièces à emboutir et en raison de la précision avec laquelle ils doivent être construits, du fait qu'ils sont destinés à réaliser une partie visible de la voiture, qui doit coopérer avec les portes, en posant d'évidents problèmes d'alignement et de rencontre. D'autre part, la tendance actuelle des constructeurs d'automobiles à réduire le poids des voitures exige, soit l'emploi de tôles d'acier de plus en plus minces, et les problèmes connexes d'emboutissage et de résistance mécanique, soit l'utilisation d'autres matériaux plus légers que l'acier tels que l'aluminium ou ses alliages, mais qui exigent des techniques de formage autres que l'emboutissage. L'invention se donne pour but de réaliser une ossature de flanc de carrosserie de véhicule automobile en une matière légère telle que l'aluminium ou ses alliages, par des techniques de formage autres que l'emboutissage, qui permette une notable diminution du poids tout en conservant inchangée la résistance structurelle de l'ensemble ou en l'accroissant comparativement aux ossatures obtenues par les techniques traditionnelles. L'invention atteint les buts ci-dessus par une ossature de flanc de carrosserie de véhicule automobile, en particulier de voiture automobile à quatre ou cinq portes, comprenant deux ouvertures, un anneau périphérique de forme allongée qui entoure les deux ouvertures et un montant central qui relie le côté supérieur au côte inférieur de l'anneau périphérique et sépare les deux ouvertures l'une de l'autre, caractérisée en ce que ledit anneau périphérique et ledit montant central comprennent une pluralité de pièces réalisées en aluminium extrudé ou en alliages d'aluminium extrudés, et une série d'éléments de jonction de forme relativement complexe, réalisés par fonderie d'aluminium ou d'alliages d'aluminium. L'invention a encore pour objet un procédé de réalisation de l'ossature de flanc définie ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté schématique d'une ossature de flanc obtenue selon l'invention; la figure 2 est une vue de côté schématique éclatée des détails formant l'ossature de la figure 1; les figures 3 à 5 illustrent des phases successives de montage de l'ossature selon l'invention; la figure 6 est une vue en perspective de l'ossature complète de la figure 1, avec indication des différentes soudures exécutées pendant le montage; la figure 7 est une vue en perspective éclatée de la zone indiquée par la flèche VII sur la figure 6; la figure 8 est une vue en coupe prise selon la ligne VIII- VIII de la figure 6; les figures 9 à 11 sont des vues en perspective éclatée des zones indiquées par les flèches IX, X et XI de la figure 6; la figure 12 est une vue en coupe prise selon le plan XII-XII de la figure 6; et les figures 13 à 18 sont des vues en perspective éclatée des zones indiquées par les flèches XIII, XIV, XV, XVI, XVII et XVIII de la figure 6. Comme on le voit en se reportant aux figures 1 et 2, sur lesquelles les éléments identiques ou correspondants sont désignés par les mêmes références numériques, l'ossature 1 selon l'invention comprend un montant avant MA, un anneau de baie de porte avant 2, un montant central MC, un anneau de baie de porte arrière 4, un montant arrière MP, un longeron supérieur 6 et un longeron inférieur 8. Les anneaux de baies de portes avant 2 et arrière 4 définissent respectivement des ouvertures AP1 et AP2. Le montant avant MA comprend les éléments A, B, 10 et C. Le montant central MC comprend les éléments D, 12, E, 14 et F. Le montant arrière MP comprend les éléments G, 16, H, 18 L, 20 et N. Le longeron inférieur 8 comprend les pièces 8' et 8". Tous les éléments individuels qui forment l'ossature selon l'invention sont réalisés en aluminium ou en un alliage d'aluminium, par diverses techniques de formage. Plus précisément, les éléments ou pièces, 2, 4, 6, 8, 8', 8", 10, 12, 14, 16, 20 sont réalisés par extrusion, tandis que les éléments de jonction A, B, C, D, E, F, G, H, L, N sont réalisés par fonderie. Chaque élément entrant dans la formation de l'ossature 1 selon l'invention est muni d'encastrement complémentaire des encastrements respectifs dont sont munis les éléments adjacents auxquels il doit être réuni. L'assemblage de l'ossature s'effectue de la façon suivante. On met les extrudés destinés à réaliser les anneaux de baie de porte avant 2 et de porte arrière 4 à la forme finale voulue et on soude leurs extrémités libres de manière à constituer les anneaux fermés 2 et 4. On construit le montant avant MA en réunissant entre eux bout à bout les éléments A, B, 10 et C (figure 3) en se servant des encastrement complémentaires présents sur les éléments adjacents et visibles sur les figures 7 à 9. Comme on peut le remarquer, l'élément extrudé 10 porte la charnière fixe 22 prévue pour la porte avant (non représentée) venue de matière par extrusion. Après l'extrusion, la longueur de la charnière 22 est égale a la longueur de l'élément 10 et on la réduit à la longueur désirée par un fraisage exécuté aux deux extrémités de la charnière. Après l'assemblage des éléments A, B, 10 et C on colle et/ou soude ces éléments entre eux, pour obtenir le montant avant MA fini. On fixe le montant MA à l'anneau de baie de porte avant 2 par collage et/ou soudage, pour obtenir l'ensemble représenté sur la figure 3 et qui est partiellement visible sur les figures 7 et 9. La section de la zone comprenant la charnière avant 22 est représentée sur la figure 8 sur laquelle on a indiqué par 24 la section de l'anneau de baie de porte 2 destinée en utilisation à recevoir la garniture d'étanchéité de la porte avant (non représentée). On assemble ensuite le montant central MC complet en réunissant bout à bout les éléments D, 12, E, 14 et F (comme représenté sur les figures 11, 13 et 14). Après leur positionnement, obtenu à l'aide des encastrements complémentaires cités plus haut, on fixe ces éléments les uns aux autres par collage et/ou soudage. L'élément 14 porte la charnière 24, venue de matière, prévue pour la porte arrière (non représentée), et qui est obtenue de la façon qui a été décrite pour la charnière 22 prévue pour la porte avant. On assemble l'ensemble du montant central MC à l'anneau de baie de porte arrière 4 par collage et/ou soudage et on assemble l'ensemble ainsi obtenu à l'anneau de baie de porte avant 2 par collage et/ou soudage, pour obtenir l'ensemble représenté sur la figure 4. A cet ensemble, on fixe le longeron supérieur 6. On assemble ensuite le montant arrière MP en réunissant bout à bout les éléments G, 16, H, 18, L, 20 et N comme représenté sur les figures 15 à 18, éléments que l'on fixe les uns aux autres par collage et/ou soudage. On réunit le montant supérieur MP, à l'aide des habituels accouplements à encastrement, au longeron supérieur (figure 15) et à l'anneau de baie de porte arrière 4, pour obtenir l'ensemble représenté sur la figure 5. On complète l'ossature en assemblant aux éléments de jonction C, F et N, et à la partie inférieure des anneaux de baies de portes 2 et 4 la pièce intérieure 8' du longeron inférieur 8 (voir les figures 7, 14 et 18), en le fixant par collage et/ou soudage; on fixe la pièce extérieure 8" du longeron 8 à l'ensemble ainsi obtenu par collage et/ou soudage, pour obtenir l'ossature complète représentée sur la figure 6. Il ressort clairement des vues axonométriqyues éclatées des figures 7, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17 et 18 que les différents éléments sont réunis les uns aux autres par des raccords à encastrement complémentaires et que les différents complexes obtenus sont des éléments à section fermée, en caisson. Avant l'assemblage des différents composants, il peut être avantageux de renforcer les zones de ces derniers dont on sait a priori qu'elles seront soumises à des efforts particuliers. On suppose, par exemple, que l'on veut renforcer la zone d'attache de la ceinture de sécurité de la pièce 12 de la figure 6, visible sur la figure 12 en coupe prise selon le plan XII-XII de la figure 6. Sur la figure 12, on a indiqué en 33 la section de l'anneau de baie de porte arrière 4 destinée en utilisation à recevoir la garniture d'étanchéité de la porte arrière (non représentée) et on a indiqué en 40 une plaque de renforcement destinée à s'accoupler à la paroi 42 dirigée vers l'intérieur de la pièce 12, dans la zone d'attache de la ceinture de sécurité. Selon la technique décrite dans la demande de brevet italien n TO94U000109, déposée le 18 Mai au nom de la même demanderesse, on enfile la plaque 40 sur deux rails de guidage 44, formés pendant l'extrusion de la pièce 12, et on la fait glisser jusqu'à une butée de référence ménagée sur la paroi 42 du morceau 12, qui la positionne au droit d'un ou de plusieurs trous pratiqués dans la paroi 42. On bloque la plaque 43 en position et on la fixe à la paroi 42 au moyen de vis 46 qui se vissent dans des trous filetés correspondants ménagés dans la plaque 40. Grâce aux différents nervurages obtenus par extrusion ou par fonderie sur les différents éléments constitutifs, l'ossature obtenue selon l'invention présente une résistance mécanisme très supérieure à celle des flancs construits en tôle emboutie, tout en étant d'un poids inférieur d'environ %. Ensuite, le fait d'avoir comme point de référence pour la fixation de tous les autres composants les anneaux de baies de portes, qui sont construits avec des tolérances très serrées, permet de garantir une précision de montage final qu'il n'était pas possible d'atteindre avec les systèmes traditionnels. Le flanc construit présente pour chaque porte une seule charnière qui est placée d'une façon extrêmement précise par rapport à l'anneau de baie de porte. Ensuite, au moment du montage, l'accouplement entre la porte et la charnière sera extrêmement précis et n'exigera donc que des réglages minimes lors de la phase du montage de la porte sur l'ossature. Bien entendu, diverses modifications et variantes pourront être apportées par l'homme de l'art à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les formes des différents encastrements et la réalisation des éléments par extrusion ou par fonderie pourront être modifiées par rapport à ce qui a été décrit, selon la géométrie du flanc à réaliser, de même qu'on pourra aussi modifier le nombre des composants des différentes structures. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Ossature de flanc de carrosserie de véhicule automobile, en particulier de voiture automobile à quatre ou cinq portes, comprenant deux ouvertures (AP1, AP2) un anneau périphérique (MA, 6; MP, 8) de forme allongée qui entoure les deux ouvertures (AP1, AP2) et un montant central (MC) qui relie le côté supérieur (6) au côté inférieur (8) de l'anneau périphérique (MA, 6; MP, 8) et sépare les deux ouvertures (AP1, AP2) l'une de l'autre, caractérisée en ce que ledit anneau périphérique (MA, 6; MP, 8) et ledit montant central (MC) comprennent une pluralité de pièces (2, 4, 6, 8', 8", , 12, 14, 16, 18, 20) réalisées en aluminium extrudé ou en alliages d'aluminium extrudés, et une série d'éléments de jonction (A, B, C, D, E, F, G, H, L, N) de forme relativement complexe, réalisés par fonderie d'aluminium ou d'alliages d'aluminium. 2. Ossature selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites pièces (2, 4, 6, 8', 8", 10, 12, 14, 16, 18, 20) et lesdits éléments de jonction (A, B, C, D, E, F, G, H, L, N) adjacents présentent des encastrements complémentaires qui sont aptes à permettre de les réunir en utilisation. 3. Ossature selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un montant avant (MA), - un longeron supérieur (6), - un longeron inférieur (8), - un montant central (MC), - un montant arrière (MP), - un anneau de baie de porte avant (2), et - un anneau de baie de porte arrière (4). 4. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit montant avant (MA) est formé par la réunion bout à bout et dans l'ordre, des éléments de jonction (A, B), de la pièce (10) et de l'élément de jonction (C). 5. Ossature selon la revendication 4, caractérisée en ce que la pièce (10) porte, formé en une seula pièce par extrusion sur toute sa longueur, un premier élément de charnière destiné à former la charnière (22) de la porte avant. 6. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit montant central (MC) est formé par la réunion, bout à bout et dans l'ordre, de l'élément de jonction (D), de la pièce (12), de l'élément de jonction (E), de la pièce (14) et de l'élément de jonction (F). 7. Ossature selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pièce (14) porte, venu de matière par extrusion sur toute sa longueur, un deuxième élément de charnière destiné à former la charnière (24) prévue pour la porte arrière. 8. Ossature selon la revendication 5 ou 7, caractérisée en ce que lesdites charnières (22, 24) sont obtenues par fraisage des extrémités desdits premier et deuxième éléments de charnière après l'extrusion. 9. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le montant arrière (PM) est obtenu par l'assemblage, bout à bout et dans l'ordre, de l'élément de jonction (G), de la pièce (16), des éléments de jonction (H, L), de la pièce (20) et de l'élément de jonction (N). 10. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit longeron inférieur (8) est formé d'une pièce intérieure (8') et d'une pièce extérieure (8"). 11. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les différents éléments de jonction (A, B, C, D, E, F, G, H, L, N) et les pièces adjacentes (2, 4, 6, 8', 8", 10, 12, 14, 16, 18, 20) sont assemblés entre eux par collage et/ou soudage. 12. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente une configuration générale en forme de caisson et fermée. 13. Ossature selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les anneaux de baie de porte avant (2) et de baie de porte arrière (4) portent les logements (23, 33) venus de matière qui sont respectivement prévus pour les garnitures de la porte avant et de la porte arrière. 14. Procédé pour réaliser l'ossature (1) selon les revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à: a) former les pièces (2, 4, 6, 8', 8", 10, 12, 14, 16, 18, ) par extrusion d'aluminium ou de ses alliages, b) former par fonderie d'aluminium ou de ses alliages les éléments de jonction (A, B, C, D, E, F, G, H, L, N), c) plier à la forme désirée les pièces (2, 4) destinées à former respectivement l'anneau de baie de porte avant (2) et l'anneau de baie de porte arrière (4) et souder chacun de ces anneaux à ses extrémités libres, d) fraiser en bout les extrémités libres des éléments de charnière qui sont venus de matière avec les pièces (10, 14), pour obtenir les charnières (22, 24) respectivement destinées à la porte avant et à la porte arrière, e) construire le montant avant (MA) en assemblant en bout et dans l'ordre, en les collant et/ou en les soudant, les éléments de jonction (A, B), la pièce (10) et l'élément de jonction (C), f) fixer par collage et/ou soudage le montant avant (MA) à l'anneau de baie de porte avant (2), g) construire le montant central (MC) en assemblant en bout, dans l'ordre, et en les collant et/ou soudant ensuite, l'élément de jonction (D), la pièce (12), l'élément de jonction (E), la pièce (14) et l'élément de jonction (F), h) assembler le montant central (MC) à l'anneau de baie de porte arrière (4) par collage et/ou soudage, i) assembler par collage et/ou soudage le montant central (MC) fixé à l'anneau de baie de porte arrière (4) à l'anneau de porte avant (2) assemblé au montant avant (MA), 1) assembler par collage et/ou soudage le longeron supérieur (6) à l'ensemble obtenu au point i), m) construire le montant arrière (MP) en réunissant en bout, dans cet ordre et en collant et/ou en soudant l'élément de jonction (G), la pièce (16), les éléments de jonction (H, L), la pièce (20) et l'élément de jonction (N), n) assembler le montant arrière (MP) à l'anneau de baie de porte arrière (4) de l'ensemble obtenu au point 1), et o) assembler, dans l'ordre, à l'ensemble obtenu au point n), les pièces (8' et 8") qui constituent le longeron inférieur (8).