Brevet FR2816574A1 — publié le 20020517

La présente invention est relative à un flanc de carrosserie de véhicule automobile. Les ossatures des flancs de véhicule automobile sont formées par plusieurs éléments mécaniques de carrosserie qui déterminent au moins une ouverture destinée à recevoir une porte du véhicule. Les éléments comprennent un arc de pavillon, un longeron de bas de caisse et un montant central reliant cet arc de pavillon à ce longeron. Les extrémités avant de l'arc de pavillon et du longeron sont reliées entre elles par une doublure d'aile avant et par un renfort de pied avant et les extrémités arrière lo dudit arc de pavillon et dudit longeron sont reliées entre elles par une doublure d'aile arrière et par un passage de roue arrière de façon à former une structure rigide. Ces différents éléments sont le plus souvent réalisés par embou- tissage d'une tôle en acier et reliés les uns aux autres par des pièces de liaison, _5 comme par exemple des goussets ou des équerres soudés sur lesdits éléments. Or, I'emboutissage de ces éléments nécessite des outils coûteux à la fois en raison des grandes dimensions et de la complexité des pièces du fait qu'elles doivent répondre aux critères de chocs de plus en plus sévères. Par ailleurs, la tendance actuelle des constructeurs de véhicules automobiles est de réduire le poids de ces véhicules. Pour cela, une des solutions envisagées consiste à utiliser des tôles d'acier de plus en plus minces, ainsi que des tôles à hautes limites élasti- ques, ce qui pose des problèmes connexes d'emboutissage et de résistance mé- canique. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un flanc de carrosserie de véhicule automobile qui permet une diminution notable du poids de l'ensemble des éléments composant ce flanc, tout en conservant au moins inchangée la résistance structurelle de cet ensemble ou en l'accroissant comparativement aux flancs utilisés jusqu'à présent. 3 0 L'invention a donc pour objet un flanc de carrosserie de véhicule automobile, du type comprenant au moins une ouverture délimitée par un arc de pavillon, un longeron de bas de caisse et un montant central, caractérisé en ce que l'arc de pavillon, le longeron et le montant central sont formés chacun par une pièce monobloc en aluminium ou ses alliages et en ce que le montant central est fixé directement sur l'arc de pavillon et le longeron et l'arc de pavillon et le longeron sont fixés directement sur des éléments adjacents de la carrosserie. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la pièce monobloc de l'arc de pavillon est formée par un profilé obtenu par hydroformage et présentant des portions de section variable en fonc- tion de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées, - le profilé est cintré et comporte une partie centrale creuse à io section fermée et bordée de deux feuillures d'appui ou de fixation des éléments adjacents de la carrosserie, - les feuillures du profilé sont fixées sur lesdits éléments par des points de soudure réalisés au moyen d'un faisceau laser, - la pièce monobloc du longeron de bas de caisse est formée par un profilé présentant, sur sa longueur, des portions d'épaisseur variable en fonc- tion de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées, - le profilé comporte une partie centrale creuse à section fermée et délimitée d'un côté par une paroi sensiblement plane prolongée, sur chacun de ses bords latéraux, par une feuillure d'appui ou de fixation des éléments adja- cents de la carrosserie, - les feuillures du profilé sont fixées sur lesdits éléments par des rivets, - le profilé est réalisé par profilage ou hydroformage ou extru- sion, - la pièce monobloc du montant central est réalisée par fonderie et présente une section transversale en forme de U dont la branche centrale est prolongée à chaque extrémité par une semelle de fixation respectivement sur l'arc de pavillon et le longeron, - la section transversale de la pièce monobloc du montant central 3 0 varie sur sa longueur, - ladite section transversale croît de l'extrémité de ladite pièce fixée sur l'arc du pavillon jusqu'à l'extrémité fixée sur le longeron, - la pièce monobloc du montant central est fixée sur l'arc de pavil- Ion et le longeron du côté de l'habitacle du véhicule, - la semelle de la pièce monobloc du montant central est fixée sur l'arc de pavillon et le longeron par des points de soudure réalisés par un pro- cédé de soudage de type MIG. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un flanc de io véhicule automobile, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective éclatée du flanc représenté à la Fig. 1, - la Fig. 3 est une schématique en perspective d'un arc de pavil- lon du flanc conforme à l'invention, - les Figs. 4, 5 et 6 sont des vues en coupe transversale respec- tivement selon les lignes 4-4, 5-5 et 6-6 de la Fig. 3, - la Fig. 7, est une vue schématique en perspective d'un longeron de bas de caisse du flanc conforme à l'invention, - la Fig. 8 est une vue schématique en perspective de la face ex- terne d'un montant central du flanc conforme à l'invention, - la Fig. 9 est une vue schématique en perspective de la face in- terne du montant central du flanc conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un flanc 1 de carrosserie de véhicule automobile. Le flanc 1 comporte au moins une ouverture et dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 1, le flanc 1 comporte deux ouvertures 2 destinées à recevoir les portes du véhicule. Ces ouvertures 2 sont délimitées, en partie supérieure, par un arc de pavillon 10, en partie inférieure par un longeron de bas de caisse 20 et en partie médiane par un montant central 30. Les extrémités avant de l'arc de pavillon 10 et du longeron 20 sont reliées entre elles par une doublure d'aile avant 5 et par un renfort de pied avant 6 et les extrémités arrière dudit arc de pavillon 10 et dudit longeron 20 sont reliées entre elles par une doublure d'aile arrière 7 et par un passage de roue arrière 8 de façon à former une structure rigide. En se reportant maintenant aux Figs. 3 à 6, on va décrire l'arc de pavillon 10. Cet arc de pavillon 10 est formé par une pièce monobloc compor- tant un profilé 11 en aluminium ou ses alliages obtenu par hydroformage et pré- sentant des portions de section variable en fonction de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées. Le profilé 11 est cintré et comporte une partie centrale 12 à sec- tion creuse fermée et bordée de deux feuillures, respectivement 13 et 14, d'appui ou de fixation des éléments adjacents de la carrosserie, comme par exemple le pavillon. Le fait de réaliser l'arc de pavillon 10 par hydroformage permet d'obtenir un profilé 11 qui présente des portions de section variable en fonction de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées. En effet, et comme représenté sur les Figs. 4, 5 et 6, la section du profilé 11 diminue de l'arrière vers l'avant du véhicule automobile. La partie centrale 12 du profilé 11 comporte deux parois oppo- sées 12a et 12b et la paroi 12 est munie d'une lumière 15 de positionnement du montant central 30. Par ailleurs, les deux parois 12a et 12b opposées de la partie centrale 12 du profilé 11 comportent, à leur extrémité avant, chacune une lumière 16 et 17 de positionnement des éléments adjacents de la carrosserie. A l'extrémité arrière du profilé 11, la paroi 12a de la partie cen- trale 12 se prolonge par une semelle 18 sur laquelle est prévue une lumière 19 de positionnement d'un élément adjacent de la carrosserie. De plus, la paroi 12a de la partie centrale 12 du profilé 11 située côté de la l'habitacle du véhicule peut également comporter une échancrure 15a permettant le centrage de l'extrémité supérieure du montant central 30 sur l'arc du pavillon 10. Les feuillures 13 et 14 du profilé 11 sont fixées sur les éléments adjacents de la carrosserie par des points de soudure réalisés au moyen d'un faisceau laser. Les variations de forme de l'arc de pavillon 10 obtenu par hydro- formage permettent une meilleure intégration de cet arc de pavillon dans le style du véhicule automobile. En se reportant maintenant à la Fig. 7, on va décrire le longeron de bas de caisse 20. Ce longeron 20 est formé par une pièce monobloc comportant un profilé 21 en aluminium ou ses alliages présentant, sur sa longueur, des portions d'épaisseur variable en fonction de la rigidité à obtenir dans des zones détermi- nées. Par exemple, le profilé 21 comporte une zone intermédiaire A o l'épaisseur des parois est inférieure à l'épaisseur des parois du profilé 21 dans les zones B et C situées de part et d'autre de cette zone intermédiaire A. A titre d'exemple, dans la zone A les parois du profilé 21 ont une épaisseur de 1,7 mm et dans les zones B et C les parois de ce profilé 21 ont une épaisseur de 2,2mm. Le profilé 21 comporte une partie centrale 22 creuse à section fermée et délimitée d'un côté par une paroi 23 sensiblement plane. Cette paroi 23 est prolongée, sur chacun de ses bords latéraux, par une feuillure, respectivement 24 et 25, d'appui ou de fixation des éléments adjacents de la carrosserie. La feuillure 24 comporte une découpe 26 de centrage du montant central 30 et la partie centrale 22 du profilé 21 comporte, au-dessous de cette découpe 26, une lumière 27 de positionnement du montant central 30. Par ailleurs, la feuillure 25 est munie, dans sa partie avant et dans sa partie arrière, d'une découpe respectivement 28 et 29 de centrage d'un organe de levage du véhicule. La paroi 23 du profilé 21 est de préférence placée du côté de l'habitacle du véhicule et le profilé 21 est réalisé par profilage ou hydroformage ou extrusion. Par ailleurs, les feuillures 24 et 25 du profilé 21 sont fixées sur les éléments adjacents de la carrosserie comme par exemple le châssis en acier, par des rivets. Le longeron de bas de caisse 20 formé d'une seule pièce pré- sente donc un poids réduit par rapport aux longerons classiques qui sont généra- lement composés de plusieurs pièces assemblées les unes aux autres, tout en ayant une rigidité optimale lors d'un choc. En se reportant aux Figs. 8 et 9, on va décrire le montant central 30. l0 Ce montant central 30 est formé par une pièce 31 monobloc en aluminium ou ses alliages réalisée par fonderie à pression sous vide et fixée res- pectivement sur l'arc de pavillon 10 et le longeron 20. La pièce 31 monobloc a une section transversale en forme de U comportant deux branches latérales, respectivement 32 et 33, et une branche centrale 34. La branche centrale 34 est prolongée à l'une de ses extrémités 34a par une semelle 35 de fixation sur l'arc de pavillon 10 et à l'autre de ses ex- trémités 34b par une semelle 36 de fixation sur le longeron 20. Chaque branche latérale 32 et 33 est prolongée par un rebord, respectivement 32a et 33a, formant une surface d'appui de l'élément de carros- serie adjacent. Ainsi que représenté sur les Figs. 8 et 9, la section transversale de la pièce 31 varie sur sa longueur et notamment croît de l'extrémité 34a fixée sur l'arc de pavillon10 jusqu'à l'extrémité 34b fixée sur le longeron 20. Comme représenté à la Fig. 9, la semelle 35 comporte sur sa face interne une patte 35a de positionnement dans la lumière 15 de l'arc de pavil- lon 10 et la semelle 36 comporte sur sa face interne une patte 36a de position- nement dans la lumière 27 du longeron 20. Par ailleurs, la pièce 31 est munie dans le creux du U de nervu- res de rigidification 37, ainsi que représentées à la Fig. 4. La branche centrale 34 est munie de points de fixation par exem- pie d'un enjoliveur extérieur, des charnières inférieure et supérieure de la porte et d'une ceinture de sécurité. Le fait de réaliser la pièce 31 monobloc par fonderie permet de pouvoir optimiser les épaisseurs du montant central 30 afin de répondre aux dif- férents critères de poids et de résistance à un choc latéral. La pièce monobloc 31 du montant central 30 est fixée sur l'arc de pavillon 10 et le longeron 20 du côté de l'habitacle du véhicule par des points de soudure réalisés par un procédé de soudage de type MIG. Le montrant central formé d'une seule pièce présente donc un poids réduit par rapport aux montants classiques, tout en ayant une rigidité de déformation optimale lors d'un choc. REVENDICATIONS 1. Flanc de carrosserie de véhicule automobile, du type compre- nant au moins une ouverture (2) délimitée par un arc de pavillon (10), un longe- ron de bas de caisse (20) et un montant central (30), caractérisé en ce que l'arc de pavillon (10), le longeron (20) et le montant central (30) sont formés chacun par une pièce (11; 21; 31) monobloc en aluminium ou ses alliages et en ce que le montant central (30) est fixé directement sur l'arc de pavillon (10) et le longe- ron (20) et l'arc de pavillon (10) et le longeron (20) sont fixés directement sur des éléments adjacents de la carrosserie du véhicule. 2. Flanc de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce monobloc de l'arc de pavillon (10) est formée par un profilé (11) obtenu par hydroformage et présentant des portions de section variable en fonc- tion de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées. 3. Flanc de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé (11) est cintré et comporte une partie centrale (12) creuse à section fermée et bordée de deux feuillures (13,14) d'appui ou de fixation des éléments adjacents de la carrosserie. 4. Flanc de carrosserie selon la revendication 3, caractérisé en ce que les feuillures (13, 14) du profilé (11) sont fixées sur lesdits éléments par des points de soudure réalisés au moyen d'un faisceau laser. 5. Flanc de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce monobloc du longeron de bas de caisse (20) est formée par un profilé (21) présentant, sur sa longueur, des portions d'épaisseur variable en fonction de la rigidité à obtenir dans des zones déterminées. 6. Flanc de carrosserie selon la revendication 5, caractérisé en ce que le profilé (21) comporte une partie centrale (22) creuse à section fermée et délimitée d'un côté par une paroi (23) sensiblement plane prolongée, sur cha- cun de ses bords latéraux, par une feuillure (24, 25) d'appui ou de fixation des éléments adjacents de la carrosserie. 7. Flanc de carrosserie selon la revendication 6, caractérisé en ce que les feuillures (24, 25) du profilé (21) sont fixées sur lesdits éléments par des rivets. 8. Flanc de carrosserie selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 7, caractérisé en ce que le profilé (21) est réalisé par profilage ou hydro- formage ou extrusion. 9. Flanc de carrosserie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce monobloc du montant central (30) est réalisée par fonderie et présente une section transversale en forme de U dont la branche centrale (34) est prolongée à chaque extrémité par une semelle (35, 36) de fixation respecti- vement sur l'arc de pavillon (10) et le longeron (20). 10. Flanc de carrosserie selon la revendication 9, caractérisé en 0o ce que la section transversale de la pièce monobloc (31) du montant central (30) varie sur sa longueur. 11. Flanc de carrosserie selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite section transversale croit de l'extrémité (34a) de ladite pièce (31) fixée sur l'arc de pavillon (10) jusqu'à l'extrémité (34b) fixée sur le longeron (20). 12. Flanc de carrosserie selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 11, caractérisé en ce que la pièce (31) monobloc du montant central (30) est fixée sur l'arc de pavillon (10) et le longeron (20) du côté de l'habitacle du véhicule. 13. Flanc de carrosserie selon l'une quelconque des revendica- tions 9 à 12, caractérisé en ce que la semelle (35; 36) de la pièce (31) monobloc du montant central (30) est fixée sur l'arc de pavillon (10) et sur le longeron (20) par les points de soudure réalisés par un procédé de soudage de type MIG.