Brevet FR2865991A1 — publié le 20050812

La présente invention concerne une traverse pour véhicule automobile, du type comprenant un tube principal dont au moins un tronçon est renforcé, le tronçon renforcé comprenant des moyens de montage d'un équipement à l'extérieur du tube principal. L'invention s'applique en particulier à une traverse de planche de bord. Une telle traverse s'étend le long de la direction transversale et horizontale du véhicule automobile, généralement dénommée axe Y. La traverse est reliée par ses extrémités aux montants dits A de la caisse du véhicule automobile. Elle est destinée à supporter d'une part la planche de 10' bord, et d'autre part la colonne de direction, via les moyens de montage. Pour satisfaire aux exigences des constructeurs de véhicules automobiles, il est nécessaire que la traverse de planche de bord présente, au droit des moyens de montage, une rigidité et donc une fréquence propre de vibrations élevées. On a donc envisagé d'augmenter l'épaisseur du tube principal de la traverse. Toutefois, cela conduit à une augmentation très importante de la masse de la traverse. On a également envisagé de réaliser des traverses de planche de bord dont la rigidité est accrue seulement sur un tronçon. On connaît ainsi une traverse du type précité qui comprend deux tubes disposés bout à bout, l'un d'épaisseur plus faible et l'autre d'épaisseur plus importante. Les deux tubes sont soudés l'un à l'autre. Le tronçon d'épaisseur plus importante constitue le tronçon renforcé. Le tronçon renforcé a un diamètre extérieur plus important que le reste de 25 la traverse. Ainsi, les dimensions de l'environnement du tronçon renforcé doivent être modifiées pour pouvoir s'adapter à ce diamètre extérieur plus important. Ceci induit donc des contraintes et des augmentations importantes des coûts de production pour remplacer, sur un modèle de véhicule, une traverse par une traverse à tronçon renforcé. 2865991 2 Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant une traverse du type précité qui présente une rigidité et une fréquence propre de vibration satisfaisantes, qui soit de masse réduite et qui ait un impact réduit sur l'environnement de la traverse dans le véhicule automobile. A cet effet, l'invention a pour objet une traverse du type précité, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe de renfort inséré dans le tronçon renforcé au droit des moyens de montage. Selon des modes particuliers de réalisation, la traverse peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - l'organe de renfort est fixé au tube principal; - l'organe renfort a été emmanché à force dans le tube principal; - l'organe de renfort est fixé au tube principal par au moins une soudure; - la fixation de l'organe de renfort au tube principal est assurée par des régions de la traverse déformées plastiquement; - les régions sont des régions cintrées; - l'organe de renfort est un tube; - l'organe de renfort présente une section de profil différent de celui de la section du tube principal, et seules des parties de la surface extérieure de l'organe de renfort viennent en contact avec la surface intérieure du tube principal; - l'organe de renfort a une section polygonale dont les arêtes sont en contact avec la surface intérieure du tube principal et les facettes situées entre les arêtes sont espacées de la surface intérieure du tube principal; - l'organe de renfort présente une section de profil analogue à celui de la section du tube principal et épouse le contour de la surface intérieure du tube principal; - la traverse comprend en outre une jambe de force destinée à être fixée au tube principal et au plancher du véhicule automobile. L'invention a également pour objet un ensemble comprenant une traverse de planche de bord pour véhicule automobile et une colonne de direction montée 2865991 3 sur la traverse, caractérisé en ce que la traverse est une traverse telle que définie ci-dessus. L'invention a en outre pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une traverse telle que définie ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de face d'une traverse de planche de bord selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale partielle et agrandie, illustrant la structure d'un tronçon renforcé de la traverse de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe transversale du tronçon renforcé de la traverse de la figure 1, - les figures 4, 5 et 6 sont analogues à la figure 3 et illustrent des tronçons renforcés selon des variantes de la traverse de la figure 1, - la figure 7 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une traverse de planche de bord selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1 illustrant une traverse de planche de bord selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. Ainsi, les termes droite et gauche s'entendent par rapport au sens de marche du véhicule automobile et à la position d'un conducteur. Les figures 1 à 3 illustrent une traverse 1 de planche de bord pour véhicule automobile, cette traverse 1 comprenant un tube principal 3 et une jambe de force 5 pour lier le tube 3 au plancher du véhicule automobile. Le tube 3 s'étend le long d'une ligne L destinée à être transversale et horizontale, c'est-à-dire confondue avec l'axe Y du véhicule automobile dans lequel la traverse 1 est montée. Le tube 3 a par exemple une section sensiblement circulaire sur toute sa longueur. Dans l'exemple de la figure 1, le tube 3 est droit. 2865991 4 Une fois la traverse 1 installée dans le véhicule automobile, et comme illustré par la figure 1, les extrémités latérales 7 du tube 3 sont fixées aux montants latéraux 9 de la caisse du véhicule automobile, qui sont généralement dénommés montants A et dont seules des parties ont été représentées sur la figure 1. A cette fin, les extrémités latérales 7 du tube 3 peuvent être munies de dispositifs de fixation. Ces dispositifs étant classiques, ils ne seront pas décrits en détail. Le tronçon 11 d'extrémité gauche de la traverse 1 est muni d'un support 13 de colonne de direction. Ce support 13 est par exemple constitué par une platine qui a été soudée sur le tube 3 ou fixée à ce dernier par tout autre moyen. Le support 13 permet de monter, par exemple par des vis, une colonne de direction sur la traverse 1 à l'extérieur du tube principal 3. De plus, le tronçon gauche 11 a été renforcé par l'insertion d'un tube auxiliaire 15 dont les tranches ont été représentées en pointillés sur la figure 1. En variante, et selon les pays, le tronçon renforcé 11 peut être situé à droite de la traverse 1. Comme illustré plus précisément par la figure 2, le tube auxiliaire 15 est disposé dans l'espace 17 délimité à l'intérieur du tube principal 3, au niveau du tronçon 11. Le tube auxiliaire 15 s'étend depuis l'extrémité latérale gauche 7 jusqu'à la jambe de force 5 et s'étend notamment au droit du support 13 de colonne de direction. Le tube auxiliaire 15 est fortement espacé de l'extrémité 7 droite et, dans l'exemple représenté, légèrement espacé de l'extrémité 7 gauche. Comme illustré plus précisément par la figure 3, le tube auxiliaire 15 présente, comme le tube principal 3, une section circulaire mais présentant des dimensions légèrement inférieures, de sorte que la surface extérieure 20 du tube auxiliaire 15 épouse la surface intérieure 21 du tube principal 3. Avant insertion, le diamètre extérieur initial du tube auxiliaire 15 était légèrement supérieur au diamètre intérieur du tube principal 3, de sorte que l'insertion s'est effectuée par emmanchement à force. La différence de diamètres ou presserrage était par exemple de l'ordre de 0, 3 mm. 2865991 5 Afin d'accroître encore la fixation ainsi assurée entre les deux tubes 3 et 15, ces derniers peuvent être sertis l'un sur l'autre, c'est-à-dire que l'on provoque une déformation plastique de la traverse 1 dans son tronçon 11. Ceci peut être effectuée par exemple par une légère réduction locale du diamètre extérieur du tube principal 3. La fixation peut également être améliorée grâce à une ou plusieurs soudures. Pour cela, on peut ménager une ouverture dans le tube principal 3 qui permettra le passage du matériau d'apport pour réaliser la soudure. En revenant à la figure 1, l'extrémité supérieure de la jambe de force 5 est fixée de manière classique, par exemple par soudage, au tube principal 3 et son extrémité inférieure est destinée à être reliée au tunnel du plancher du véhicule automobile. Une fois ainsi installée dans le véhicule automobile, la traverse 1 supporte la planche de bord (non-représentée) du véhicule automobile, la colonne de direction 18 qui est schématisée sur la figure 1, ainsi que d'autres équipements qui ne sont pas représentés sur la figure. La rigidité et la fréquence propre de vibration de la traverse 1 sont élevées grâce au renforcement du tronçon 11. Le tronçon 11 ayant été renforcé par l'insertion d'un organe de renfort 15 à 20 l'intérieur du tube principal 3, l'encombrement de la traverse 1 n'a pas été modifié par rapport au cas d'un tube principal 3 non-renforcé. Il n'est donc pas nécessaire de modifier les côtes des différentes pièces qui sont fixées ou qui s'appuient sur le tube 3. Ainsi, il est possible d'accroître la rigidité et donc la fréquence propre du ' tronçon 11 en conservant le même environnement pour la traverse 1, ce qui permet de ne pas augmenter les coûts de production du véhicule automobile. On notera également que l'accroissement de la masse de la traverse 1 est réduit. En variante, au lieu de présenter une section de profil analogue à celui du tube principal 3, le tube auxiliaire 15 présente une section de profil différent. Dans ce cas, le tube auxiliaire 15 vient en contact seulement sur une partie limitée de la surface intérieure 21 du tube principal 3. 2865991 6 Dans une première de ces variantes illustrée sur la figure 4, le tube principal 3 présente une section circulaire et le tube auxiliaire 15 présente une section polygonale, par exemple une section carrée. La surface extérieure 20 du tube auxiliaire 15 possède quatre arêtes 23 qui s'étendent le long de la ligne L. Le tube auxiliaire 15 est en contact avec la surface intérieure 21 du tube principal 3 seulement par ses arêtes 23. Les facettes 230 de la surface extérieure 20, situées entre les arêtes 23, sont espacées de la surface intérieure 21 du tube principal 3. Dans une deuxième variante illustrée sur la figure 5, le tube auxiliaire 15 présente une ouverture 24 s'étendant le long de la ligne L et a donc une forme de cornière. Le tube auxiliaire 15 a ainsi une section transversale en U. Le tube auxiliaire 15 comprend une base 25 et deux ailes latérales 27 s'étendant sensiblement perpendiculairement à la base 25. Le tube auxiliaire 15 vient en contact avec la surface intérieure 21 du tube principal 3 par les bords libres 29 des ailes latérales 27 et par les arêtes 23 extérieures des jonctions 31 entre chaque aile latérale 27 et la base 25. Dans une troisième variante illustrée par la figure 6, le tube principal 3 présente une section carrée, et le tube auxiliaire 15 présente également une section carrée, mais de plus faibles dimensions. La distance entre deux facettes 33 opposées de la surface intérieure 21 du tube principal 3 est sensiblement égale à la distance entre deux arêtes 23 de la surface extérieure 20 du tube auxiliaire 15. Le tube auxiliaire 15 est orienté de façon que ses arêtes 23 soient en contact avec les facettes 33 du tube principal 3. Le tube auxiliaire 15 est donc en contact avec la surface intérieure 21 du tube principal 3 par quatre lignes de contact. Comme pour le mode de réalisation de la figure 3, dans les variantes illustrées sur les figures 4 à 6, le tube auxiliaire 15 peut présenter, avant insertion, des dimensions légèrement supérieures à celles de la surface intérieure 21 du tube principal 3, de sorte que l'insertion du tube auxiliaire 15 dans le tube principal 3 est effectuée par emmanchement à force. De même, la fixation peut être accrue par un sertissage ou par la présence de soudures. 2865991 7 Le tube auxiliaire 15 de section différente permet de renforcer le tube principal 3 en privilégiant une direction transversale de renfort, relativement à la direction de la traverse, en fonction du profil du tube auxiliaire 15, et en limitant encore l'accroissement du poids de la traverse 1. Par ailleurs, dans les exemples illustrés sur les figures 4 à 6, le tube auxiliaire 15 présente des facettes éloignées de celles du tube principal 3. Ces facettes forment aux extrémités du tube auxiliaire 15 des zones d'appui facilitant l'insertion, et en particulier l'emmanchement à force du tube auxiliaire 15 dans le tube principal 3. Cela facilite la construction d'une traverse 1 comprenant plusieurs tronçons renforcés, comme illustré sur la figure 7. En effet, dans le mode de réalisation illustré sur cette figure 7, la traverse 1 comprend plusieurs tronçons renforcés distincts et espacés, à savoir: des tronçons renforcés 35 au droit des extrémités latérales 7, un tronçon renforcé 11 au droit du support 13 de colonne de direction et un tronçon renforcé 37 au droit de la jambe de force 5. Chaque tronçon 11, 35 et 37 est renforcé à l'aide d'un tube auxiliaire 15 respectif. Les différents tubes auxiliaires 15 présentent des sections identiques ou différentes en fonction de la rigidité à conférer au tronçon correspondant 11, 35, 37. Les tronçons 11, 35 et 37 sont espacés les uns des autres. En particulier, le tronçon renforcé 37 se situe à grande distance des extrémités latérales 7 de la traverse 1, ce qui nécessite d'insérer le tube auxiliaire 15 correspondant sur une grande distance. Ceci est facilité dans le cas d'un tube auxiliaire 15 présentant en section un profil différent de celui du tube principal 3. - Néanmoins, ceci est aussi réalisable avec un tube auxiliaire 15 de profil analogue à celui du tube principal 3, mais requiert plus de précautions. La présence de plusieurs tronçons 11, 35, 37 distincts et séparés permet de renforcer spécifiquement des zones particulières de la traverse 1, de préférence les zones comprenant des moyens pour le montage d'un équipement à l'extérieur du tube principal 3. Ceci permet de limiter l'accroissement de poids de la traverse 1. 2865991 8 Pour fixer un tube auxiliaire 15 au tube principal 3, on peut utiliser l'une ou plusieurs des solutions décrites précédemment. D'autres solutions peuvent également être utilisées. A titre d'exemple, cette fixation peut être assurée par des zones cintrées de la traverse 1. Cela est illustré par la figure 8 où la traverse 1 n'a pas une configuration droite mais présente une configuration cintrée avec des zones 39 cintrées présentes dans le tronçon 11 renforcé. La ligne L est alors courbe. Dans ce cas, le cintrage de la traverse 1 est intervenu après insertion du tube 15 dans le tube principal 3. Dans le cas où le tube auxiliaire 15 de renfort présente un profil différent du tube principal 3, le cintrage de la traverse 1 risque d'entraîner une déformation différente du tube principal 3 et du tube auxiliaire 15. Afin d'éviter ceci, on met en oeuvre un procédé de cintrage permettant de maintenir les profils des tubes 3, 15 dans les zones cintrées. Selon ce procédé, le tube auxiliaire 15 est d'abord inséré en position dans le tube principal 3. Ensuite, le tube principal 3 est rempli d'eau puis refroidi de façon à ce que l'eau gèle, par exemple par passage dans un bain d'azote liquide. Ensuite, la traverse 1 est cintrée, puis la traverse 1 est réchauffée. La présence de l'eau solidifiée en glace dans les tubes 3, 15 lors du cintrage permet de maintenir les profils du tube auxiliaire 15 et du tube principal 3. De manière plus générale, le tube auxiliaire 15 peut être remplacé par un organe de renfort de forme différente. En outre, la traverse 1 n'est pas nécessairement munie d'une jambe de force 5. De manière plus générale, le tronçon renforcé 11 peut être utilisé pour monter un autre équipement qu'une colonne de direction, et la traverse 1 peut être une traverse utilisée dans un véhicule automobile à un autre emplacement que celui de la planche de bord. 2865991 9 La traverse peut être réalisée en divers matériaux. La traverse peut par exemple être constituée en matériaux choisis parmi la liste non exhaustive et non limitative suivant 1: acier, aluminium, alliage d'aluminium et magnésium. REVENDICATIONS 1. Traverse (1) pour véhicule automobile, du type comprenant un tube principal (3) dont au moins un tronçon (11) est renforcé, le tronçon renforcé (11) comprenant des moyens (13) de montage d'un équipement à l'extérieur du tube principal (3), caractérisée en ce qu'elle comprend un organe de renfort (15) inséré dans le tronçon renforcé (11) au droit des moyens (13) de montage. 2. Traverse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de renfort (15) est fixé au tube principal (1). 3. Traverse selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'organe renfort (15) a été emmanché à force dans le tube principal (3). 4. Traverse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'organe de renfort (15) est fixé au tube principal par au moins une soudure. 5. Traverse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la 20 fixation de l'organe de renfort (15) au tube principal (3) est assurée par des régions (19) de la traverse (1) déformées plastiquement. 6. Traverse selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que les régions (19) sont des régions cintrées. 7. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe de renfort (15) est un tube. 8. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en 30 ce que l'organe de renfort (15) présente une section de profil différent de celui de la section du tube principal (3), et en ce que seules des parties (33) de la 2865991 11 surface extérieure (20) de l'organe de renfort (15) viennent en contact avec la surface intérieure (21) du tube principal (3). 9. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'organe de renfort (15) a une section polygonale dont les arêtes (23) sont en contact avec la surface intérieure (21) du tube principal et les facettes situées entre les arêtes (23) sont espacées de la surface intérieure (21) du tube principal (3). 10. Traverse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'organe de renfort (15) présente une section de profil analogue à celui de la section du tube principal (3) et épouse le contour de la surface intérieure (21) du tube principal (3). 11. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une jambe de force (5) destinée à être fixée au tube principal (3) et au plancher du véhicule automobile. 12. Ensemble comprenant une traverse (1) de planche de bord pour véhicule automobile et une colonne de direction (18) montée sur la traverse, caractérisé en ce que la traverse est une traverse (1) selon l'une des revendications précédentes. 13. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une traverse 25 - selon l'une des revendications 1 à 11.