Brevet FR2878808A1 — publié le 20060609

CARROSSERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE EQUIPEE D'UNE COLONNE A, ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE COLONNE A La présente invention se rapporte à une carrosserie de véhicule automobile équipée d'une colonne A, ainsi qu'à un procédé de fabrication d'une telle colonne A. Il est classique, dans l'art antérieur, de fabriquer la carrosserie d'un véhicule automobile en tôle d'acier, ou également en un métal léger. Il est connu de produire des extrémités frontales selon le mode de réalisation hybride, comprenant de la tôle d'acier et le polyamide dénommé DURETHANE . De telles extrémités frontales sont jusqu'à 40 % plus légères que des modules conventionnels en acier. Le montage est plus simple étant donné que des pièces structurelles rapportées, telles que des paliers d'appui de moteur, des logements de radiateur et des projecteurs, ainsi que des points de fixation de récipients d'eau, peuvent être coulées par injection en une intervention. D'autres modules hybrides sont employés, par exemple, en tant que supports de tableaux de bord. En se fondant sur ces considérations, l'invention a pour objet de fournir une carrosserie de véhicule automobile équipée d'une colonne A, qui soit d'une fabrication propice et puisse, en particulier, être produite indépendamment du matériau de la structure latérale d'une carrosserie de véhicule automobile. Le but recherché consiste, en outre, à proposer un procédé de fabrication d'une telle colonne A. Dans la carrosserie de véhicule automobile conforme à l'invention, il est fait usage d'une colonne A 35 constituée d'une tubulure métallique de support reliée, par un procédé de coulée par injection, à au moins une membrure d'appui en matière plastique destinée à un pare-brise et/ou à une vitre latérale. La coulée par injection d'au moins une membrure d'appui d'une vitre dispense d'étapes de production supplémentaires pour façonner et rapporter des membrures d'appui distinctes. Lesdites membrures d'appui de vitres peuvent être rattachées à la tubulure métallique de support selon le procédé de coulée par injection, avec une haute précision et un excellent assemblage par concordance de formes. Dans le cadre de l'invention, la colonne A est fabriquée indépendamment des matériaux constituant la structure latérale du véhicule automobile, en un matériau métallique et notamment de l'acier, lequel matériau répond optimalement aux exigences imposées à une colonne A. Cela accroît considérablement la latitude d'agencement structurel concernant, à la fois, la géométrie et le choix des matériaux. Il est considéré comme judicieux que les membrures d'appui des vitres, fabriquées selon le procédé de coulée par injection, présentent un pied d'ancrage logé dans l'espace interne de la tubulure de support. De la sorte aucun espace d'intégration supplémentaire n'est, par conséquent nécessaire, à l'extérieur de la tubulure porteuse, pour ancrer les membrures d'appui de vitres. Il est tiré efficacement parti de l'espace interne de ladite tubulure porteuse. Le pied d'ancrage peut ainsi posséder un dimensionnement suffisamment petit pour que des conducteurs d'alimentation puissent, additionnellement, être guidés à travers cette colonne A. Plusieurs membrures d'appui de vitres peuvent être façonnées selon le procédé de coulée par injection. Lesdites membrures peuvent s'étendre -sur une zone conséquente de la longueur de la colonne A, ce qui confère une surface d'appui maximale au pare-brise et/ou à la vitre latérale. Toutefois, il est également envisageable de ne façonner que des membrures d'appui individuelles du type languettes agencées mutuellement à distance, au moyen desquelles un appui localisé est procuré audit pare-brise et/ou à ladite vitre latérale. La vitre latérale est notamment solidarisée par collage avec les membrures d'appui, la fixation à demeure par des techniques de collage exerçant simultanément un effet d'étanchéité. Bien entendu, il est possible de prévoir des éléments d'étanchéité supplémentaires interposés entre les membrures d'appui et le pare-brise et/ou la vitre latérale, ou bien entre ce dernier (cette dernière) et la tubulure de support. En particulier, il est avantageux que la pièce 15 structurelle de fixation soit une pièce composite en métal et en matière plastique. Les membrures d'appui des vitres sont retenues sur la tubulure de support par l'intermédiaire de plusieurs pieds d'ancrage, lesquels pieds sont agencés à distance les uns des autres. Du fait qu'un comblement intégral de la colonne A par de la matière plastique n'est pas impératif pour fixer à demeure les membrures d'appui, la tubulure de support présente des orifices par l'intermédiaire desquels des coulisseaux peuvent être introduits dans l'espace interne de ladite tubulure au cours du procédé de coulée par injection. Lesdits coulisseaux servent à former une cavité de moulage qui est emplie de matière plastique lors du procédé de coulée par injection. La tubulure métallique de support est coudée en trois dimensions préalablement à l'insertion dans un outil de coulée par injection, les orifices destinés à des coulisseaux pouvant alors être pratiqués avant ou après l'opération de cintrage. La colonne A offrant cette forme de réalisation est une pièce structurelle qui doit être fabriquée distinctement du reste de la carrosserie du véhicule automobile, peut par conséquent être installée sur différents types de carrosseries, et se prête très bien à la production en série du fait du type de réalisation modulaire. L'extrémité inférieure de la tubulure de support de la colonne A est fixée, en vue du montage, à une pièce structurelle de fixation de la structure latérale de la carrosserie. Cette pièce de fixation est coordonnée avec la section transversale de la tubulure de support de la colonne, et peut semblablement se présenter comme une pièce composite en métal et en matière plastique. L'extrémité inférieure de la tubulure de support peut être fixée à demeure, par des techniques de collage, à la pièce structurelle de fixation. Il est également possible de réaliser, entre la tubulure métallique et la pièce de fixation, une fixation par liaison matérielle notamment établie par soudage. Des assemblages mécaniques et/ou par concordance de formes sont pareillement possibles. Dans la carrosserie de véhicule automobile conforme à l'invention, l'extrémité supérieure de la tubulure de support est rattachée à un module de pavillon. Ledit module comporte, à cette fin, une douille réceptrice. L'extrémité supérieure de la tubulure de support peut être insérée dans cette douille réceptrice, puis fixée à demeure dans cette dernière par des techniques de collage ou de soudage. Bien entendu, dans le cadre des possibilités d'organisation structurelle, une fixation de l'extrémité supérieure de la tubulure de support au module de pavillon peut aussi être assurée mécaniquement ou par concordance de formes. Le profil de la colonne A dépend des types de véhicules automobiles considérés. Dans la plupart des cas, il est judicieux de couder l'extrémité inférieure et/ou l'extrémité supérieure de la tubulure de support. Les coudes ne se trouvent pas nécessairement dans un plan spatial. La tubulure de support est fondamentalement venue de formage tridimensionnel. Dans un perfectionnement avantageux, la région située entre la tubulure de support et un pare-brise et/ou une vitre latérale retenu(e) sur la membrure d'appui, est recouverte par une pièce structurelle d'habillage reliée à ladite tubulure. La pièce d'habillage recouvre ainsi les orifices destinés aux coulisseaux, qui sont de préférence tournés vers l'habitacle du véhicule de tourisme. Lesdits orifices peuvent être simultanément utilisés pour la consignation à demeure de la pièce d'habillage, par exemple par l'intermédiaire d'organes de liaison encliquetables adéquats pénétrant dans lesdits orifices. La tubulure de support consiste, de préférence, en un acier formé à chaud et trempé qui est dotée d'une haute résistance, comme par exemple le 22MnB5 faisant partie de la classe des aciers à ultra haute résistance, dont la résistance est de 1 200 MPa et plus. Dans le principe, la tubulure de support peut également consister en de l'aluminium ou en un alliage d'aluminium. En tant que matière plastique, l'on utilise en particulier un polyamide renforcé par des fibres de verre, notamment le PA6 ou le PA6.6GF35, c'est-à-dire dont le renfort par des fibres de verre est de 35 Des matériaux du groupe polyamide 6 (PA6) sont notamment résistants au froid, aptes à supporter des chocs, résilients, résistants à l'usure par abrasion et doués d'une grande aptitude à la transformation. Un avantage de la colonne A de la carrosserie selon l'invention réside dans le fait que les membrures d'appui des vitres peuvent être d'une réalisation très mince et étroite, de sorte que les occupants jouissent d'une visibilité maximale vers l'extérieur. L'invention propose également un procédé de fabrication d'une colonne A d'une carrosserie de véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes. a) mise à longueur d'une tubulure métallique; b) façonnage, dans ladite tubulure métallique, d'orifices destinés à des coulisseaux; c) insertion de la tubulure métallique dans un outil de coulée par injection, sachant que l'étanchéité de l'espace interne de ladite tubulure métallique est assurée, au cours du processus d'injection, par des coulisseaux pénétrant dans lesdits orifices; et d) coulée rapportée d'au moins une membrure en matière plastique, conférant un appui à une vitre. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à l'aide d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation latérale, partiellement en coupe, d'une région partielle de la carrosserie d'un véhicule automobile équipée d'une colonne A, selon un mode de réalisation hybride; la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une élévation latérale d'une forme de réalisation d'une colonne A munie de deux membrures d'appui d'une vitre, avec observation dans la direction d'orifices destinés à des coulisseaux; la figure 4 est une illustration en coupe transversale d'une forme de réalisation d'une colonne A dotée d'une unique membrure d'appui d'une vitre, avec un coulisseau engagé ; la figure 5 est une élévation latérale de la forme de réalisation de la figure 4, avec observation dans la direction de la flèche V, sans coulisseau intégré ; et la figure 6 est une vue en perspective d'un tronçon longitudinal d'une tubulure de support, préalablement à la coulée par injection. La figure 1 montre une colonne A 1 faisant partie intégrante d'une carrosserie 2 de véhicule automobile dont seules sont illustrées les régions adjacentes à ladite colonne 1. Ladite colonne 1 est reliée, par son extrémité inférieure 3, à une pièce structurelle de fixation 4. Ladite pièce 4 est une pièce composite en métal et en matière plastique. L'extrémité inférieure 3 de la colonne 1 est fixée à demeure à cette pièce 4 par des techniques de collage. Des entretoises de rigidification 5 sont associées à titre d'exemple, à la pièce 4, afin de mettre en lumière le mode de réalisation léger de ladite pièce structurelle de fixation 4. L'extrémité inférieure 3 de la colonne 1 peut pénétrer, par exemple, dans un logement 6 en forme de douille de la pièce 4. Le trait tracé en gras, dans le logement 6, matérialise une solidarisation collée 7 entre la pièce 4 et l'extrémité inférieure 3 de la colonne 1. L'extrémité inférieure 3 est de réalisation coudée, tout comme l'extrémité supérieure 8 de la colonne A 1, et est adaptée au profil considéré de la carrosserie du véhicule automobile. La colonne 1 est venue de formage tridimensionnel et est constituée, de préférence, d'une tubulure d'acier hautement résistant sur laquelle des membrures d'appui de vitre sont façonnées par un procédé de coulée par injection. L'extrémité supérieure 8 de la colonne 1 pénètre dans un module 9 de pavillon fabriqué, semblablement, selon un mode de réalisation hybride. Une douille réceptrice 10, dans laquelle l'extrémité supérieure 8 s'enchâsse avec inclusion d'un adhésif 11, est prévue pour la fixation à demeure de ladite extrémité supérieure 8 de la colonne A 1. La douille 10, en une matière plastique ou en acier, est interposée entre une tôle extérieure 12 et un cadre 13 du pavillon proprement dit. Des organes de rigidification 14 se trouvent entre le cadre de pavillon 13 et la tôle extérieure 12. Une membrure d'appui 15, contre laquelle une vitre latérale 16 est appliquée, est façonnée sur la colonne 1. L'agencement structurel de la colonne A 1 est décrit en détail, ci- après, en référence à l'illustration en coupe transversale à échelle agrandie de la figure 2. L'élément constitutif de support ou composant porteur de la colonne A 1 se présente comme une tubulure métallique de support 20 cylindrique pourvue d'une section transversale circulaire. La coupe illustrée montre qu'une première membrure d'appui 15 est prévue pour la retenue de la vitre latérale 16, de même qu'une seconde membrure d'appui 17, s'étendant perpendiculairement à la membrure précitée dans cet exemple de réalisation, est affectée à un pare-brise 18. D'une manière non représentée en détail, la vitre latérale 16 et le pare-brise 18 sont reliées aux membrures 15, 17 par des techniques de collage. Un élément respectif d'étanchéité 21, 22, revêtant la forme d'une masse d'étanchéité en matière plastique, est additionnellement interposé entre une surface extérieure 19 de la tubulure 20, et les faces frontales considérées de la vitre latérale 16 et du pare-brise 18. L'on constate que les membrures 15, 17 sont ancrées dans un espace interne 23 de la tubulure 20. Des régions coulées par injection dans ledit espace interne 23 sont désignées par "pieds d'ancrage" 24, 25 et sont réalisées d'un seul tenant, avec les membrures 15, 17, au travers des perforations 26, 27. De plus, lesdites membrures 15, 17 sont rigidifiées par une ou plusieurs cornière(s) d'entretoisement 28. Il ressort clairement que l'espace interne 23 n'est pas occupé en totalité par les pieds d'ancrage 24, 25. En revanche, lesdits pieds 24, 25 sont cantonnés à une zone à étroite délimitation localisée, qui est précisément dimensionnée de façon telle que les membrures 15, 17 procurent une retenue optimale. A cette fin, il est nécessaire que des "coulisseaux" soient introduits dans l'espace interne 23 de la tubulure 20 au cours du procédé de coulée par injection. Dans la forme de réalisation illustrée, il est notamment possible d'utiliser un coulisseau qui assure l'étanchéité de la section transversale intérieure de la tubulure 20 dans le sens axial, pendant la coulée par injection, si bien qu'une matière plastique peut être injectée entre deux parois du coulisseau dont l'étanchéité est ainsi assurée. Dans la forme de réalisation représentée, il serait par conséquent possible d'employer un coulisseau de section transversale configurée en H et dimensionnée de telle sorte qu'elle dégage la région de l'espace interne 23 qui n'est pas comblée par une matière plastique, et soit exactement adaptée à un orifice 29 destiné audit coulisseau. La figure 3 représente une forme de réalisation d'une colonne A 1 comprenant deux membrures 15, 17 d'appui de vitres et une pluralité d'orifices 29 destinés à des coulisseaux, dont la section transversale est configurée en H. Les membrures d'appui de vitres 15, 17 sont retenues sur la tubulure de support 20, par un pied d'ancrage, uniquement dans la région des orifices 29. Ainsi, la tubulure 20 est non pas fendue longitudinalement sur l'étendue longitudinale des membrures 15, 17, mais est uniquement pourvue de perforations 26, 27 localisées (cf. figure 2) Les figures 4 et 5 montrent une variante de réalisation et illustrent, pour mettre en lumière le processus de coulée par injection, un coulisseau 30 s'enchâssant dans une tubulure de support 31. La forme d'un orifice 32 destiné audit coulisseau est mise en évidence par la figure 5. Ledit orifice 32 est configuré en U dans cet exemple de réalisation. Le coulisseau 30 possède la même section transversale, c'est-à-dire une branche transversale 33 et des branches verticales 34 s'étendant perpendiculairement à ladite branche 33. Une languette 35 de la tubulure 31 est interposée entre les branches verticales 34 parmi lesquelles seule la branche postérieure est représentée sur la figure 4, ladite languette délimitant, en association avec les branches verticales 34 et la branche transversale 33 du coulisseau 30, la cavité de moulage prévue pour le pied d'ancrage 24. Ledit coulisseau 30 est extrait de l'orifice 32 à l'issue de la coulée par injection, ledit orifice 32 demeurant ouvert. Cette situation est illustrée sur la figure 5. L'on a additionnellement symbolisé, en pointillés, une perforation 36 pratiquée dans la tubulure 31 et comblée de matière plastique. Le pied d'ancrage 24, par l'intermédiaire duquel la membrure d'appui 15 est rattachée à la tubulure 31, se trouve derrière la languette 35 dans le plan de la figure 5. La figure 6 montre en détail la configuration de la tubulure de support 31 préalablement à la coulée par injection, ainsi que la géométrie d'un coulisseau 37 qui, lors de ladite coulée par injection, est introduit dans la tubulure 31 par l'intermédiaire de l'orifice 32, transversalement par rapport à la direction longitudinale de ladite tubulure 31. Une face frontale 38 du coulisseau 37 est adaptée au diamètre intérieur de la tubulure 31. Les orifices destinés aux coulisseaux sont réalisés les plus petits possible, dans le principe, afin d'affaiblir le moins possible la tubulure de support. Pour cette raison, l'espacement réciproque desdits orifices est également choisi le plus grand possible. Des creusures supplémentaires, revêtant par exemple la forme de trous borgnes ou de rainures, peuvent être prévues dans une surface extérieure 39 de la tubulure de support 31, de telle sorte que les membrures d'appui des vitres, venues d'injection, disposent d'une contre-butée, sur ladite tubulure 31, également lorsque les perforations 36 sont fortement distantes les unes des autres. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre. Liste des références numériques 1 colonne A 2 carrosserie de véhicule automobile 3 extrémité inférieure de 1 4 pièce structurelle de fixation entretoises de rigidification 6 logement 7 solidarisation collée 8 extrémité supérieure de 1 9 module de pavillon douille réceptrice 11 adhésif 12 tôle extérieure 13 cadre de pavillon 14 organe de rigidification membrure d'appui d'une vitre 16 vitre latérale 17 membrure d'appui d'une vitre 18 pare-brise 19 surface extérieure tubulure de support 21 élément d'étanchéité 22 élément d'étanchéité 23 espace interne 35 24 pied d'ancrage pied d'ancrage 26 perforation dans 20 27 perforation dans 20 28 cornière d'entretoisement 29 orifice destiné au coulisseau coulisseau 31 tubulure de support 32 orifice destiné au coulisseau 33 branche transversale 34 branche verticale languette 36 perforation 37 coulisseau 38 face frontale de 37 39 surface extérieure de 31 -REVENDICATIONS- 1. Carrosserie de véhicule automobile équipée d'une colonne A (1) caractérisée par le fait que ladite colonne A (1) est constituée d'une tubulure métallique de support (20; 31) reliée, par un procédé de coulée par injection, à au moins une membrure d'appui (15, 17) en matière plastique destinée à une vitre latérale (16) et/ou à un pare-brise (18). 2. Carrosserie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les membrures (15, 17) d'appui des vitres présentent un pied d'ancrage (24, 25) logé dans l'espace interne de la tubulure de support (20; 31). 3. Carrosserie selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la tubulure de support (20; 31) comporte des orifices (29; 32) destinés à des coulisseaux, en vue d'assurer l'étanchéité au cours du procédé de coulée par injection. 4. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'une extrémité inférieure (3) de la tubulure de support (20) est fixée à demeure, par des techniques de collage, à une pièce structurelle de fixation (4) de la structure latérale de ladite carrosserie (2). 5. Carrosserie selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la pièce structurelle de fixation (4) est une pièce composite en métal et en matière plastique. 6. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la tubulure métallique de support (20) est fixée, par liaison matérielle, à une pièce structurelle de fixation (4) de la structure latérale de ladite carrosserie (2). 7. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'extrémité supérieure (8) de la tubulure de support (20) est fixée à demeure, par des techniques de collage ou des techniques de soudage, dans une douille réceptrice (10) d'un module de pavillon (9). 8. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que l'extrémité inférieure (3) et/ou l'extrémité supérieure (8) de la tubulure de support (20) est (sont) coudée(s). 9. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que la région, située entre la tubulure de support (20; 31) et une vitre latérale (16) et/ou un pare-brise (18) retenu(e) sur la membrure d'appui (15, 17), est recouverte par une pièce structurelle d'habillage reliée à ladite tubulure de support (20; 31). 10. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait qu'un élément d'étanchéité (21, 22) est interposé entre la tubulure de support (20; 31) et une vitre latérale (16) ou un pare-brise (18) retenu(e) sur la membrure d'appui (15, 17). 11. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que la tubulure de support (20; 31) est fabriquée en un acier formé à chaud et trempé. 12. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que la tubulure de support est constituée d'un alliage d'aluminium. 13. Carrosserie selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que la matière plastique est un polyamide renforcé par des fibres de verre. 14. Procédé de fabrication d'une colonne A d'une carrosserie de véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: a) mise à longueur d'une tubulure métallique; b) façonnage, dans ladite tubulure métallique, d'orifices (29; 32) destinés à des coulisseaux; c) insertion de la tubulure métallique dans un outil de coulée par injection, l'étanchéité de l'espace interne (23) de ladite tubulure métallique étant assurée, au cours du processus d'injection, par des coulisseaux (30; 37) pénétrant dans lesdits orifices (29; 32) ; et d) coulée d'au moins une membrure d'appui (15, 17) en matière plastique, conférant un appui à une vitre. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que la tubulure métallique est coudée en trois dimensions préalablement à l'insertion dans l'outil de coulée par injection.