Brevet FR2888546A1 — publié le 20070119

PARE-CHOCS ET CALANDRE POUR VEHICULES MI-LOURDS La présente invention a pour objet un pare-chocs et une calandre, en matériau composite, pour véhicules mi-5 lourds. L'innovation, trouve une application exclusive dans le secteur de l'automobile, et en particulier dans la réalisation de composants antérieurs en matériau léger, avec une finalité esthético-fonctionnelle. DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION Par le terme pare-chocs, dans le secteur de l'automobile, on entend génériquement, une structure actuellement en matière plastique, pour la protection réciproque du propre véhicule et du sujet/objet qui heurte ou contre lequel heurte, des chocs peu importants. Le pare-chocs est attaché, en principe, aux infrastructures dont les pièces s'intègrent et interagissent avec le châssis du véhicule, et en général se présente façonné sous les formes plus diverses, avec une projection sous forme de bande enveloppante le long d'un axe essentiellement horizontal et transversal par rapport à la partie, par exemple antérieure, du véhicule. De façon conventionnelle, le pare-chocs peut présenter des rainures, ayant pour seul objectif l'esthétique, ou bien fonctionnel de manière à permettre le passage des flux d'air, avec des ouvertures latérales souvent employées pour inclure les groupes optiques traditionnels. Il en est de même pour la calandre connue aussi comme grille de radiateur qui est en matière plastique. Actuellement, il existe une tendance non négligeable du fait de prévoir des grilles de radiateur de dimensions plutôt importantes par rapport au passé. De plus, on sait que la grille de radiateur est un des éléments attrayants qui ont une incidence sur l'évaluation esthétique globale d'un véhicule, laquelle est tellement appréciée qu'on la trouve statistiquement placée parmi les premières parties - 2 - du véhicule examinées par l'oeil attentif du public. Faisant certainement partie de la technique, le fait que les structures de grilles façonnées de forme variée, la plupart du temps avec le côté visible à effet chromé, s'engagent solidairement aux infrastructures en correspondance avec la partie frontale du véhicule. Habituellement ces structures de grilles, dont la fonction principale est de permettre le passage depuis la première partie frontale du véhicule, d'un flux d'air généré par effet du moteur d'avance pour être ensuite conduit au moins vers le radiateur situé en arrière, sont fabriquées en grande partie en matière plastique. En outre, elles se composent d'une partie centrale avec un panneau normalement grillagé ou réticulé, utilisant des configurations géométriques plus ou moins appréciables, par exemple des lamelles symétriques, des polygones, des losanges et encore d'autres variantes, en correspondance desquelles vient se placer le logo de la société identifiant le véhicule. Finalement, ledit panneau grillagé est fréquemment uni à un profil périmétrique par rapport au panneau de la grille de radiateur, lui-même d'aspect chromé et qui porte le nom de cadre, constitué d'un bord continu de définition, bien que façonné d'une autre manière, afin de s'adapter au mieux à la conformation esthétique et d'ensemble de la structure de grille. En général, il est tout aussi correct d'affirmer que la structure de grille de radiateur est unie à l'infrastructure de support au moyen de vis de fixation qui coopèrent avec des éléments d'absorption des sollicitations mécaniques On prévoit donc ledit cadre de finition, lequel s'accouple le long de la surface périmétrique dudit panneau de grille. On sait également qu'il existe un courant toujours plus important des fabricants d'automobiles concernant l'emploi de matériaux légers, circonstance dictée la plupart du temps par la nécessité de sauvegarder notre - 3 écosystème. Plus particulièrement, aussi bien l'aluminium comme les matières plastiques offrent une possibilité concrète de répondre aux demandes de véhicules plus légers qui incluent une consommation de combustible inférieure et par conséquent une émission réduite des gaz de combustion dans l'atmosphère. Selon quelques observateurs, la concurrence et le perfectionnement technique continu des véhicules ont conduit à une remarquable augmentation du nombre d'accessoires et équipements pour le confort et la sécurité avec une dramatique augmentation de poids. Les prévisions futures laissent également entrevoir que cette tendance continuera, il devient donc nécessaire d'apporter une augmentation des puissances des moteurs et du système de freinage, puisque l'utilisateur d'aujourd'hui n'est pas disposé à renoncer aux prestations, il désire, au contraire, leur augmentation. Ce qui se traduit par une augmentation de la consommation de carburant et donc par une plus grande quantité d'émissions de polluants. Afin d'interrompre ce phénomène, plus connu comme "spirale de poids", les fabricants d'automobiles ont entrepris la recherche de matériaux alternatifs. Par exemple dans ITTV2004A000006 (Bicego et al.), on décrit un élément structural en matériau composite pour des parties de châssis de véhicule automatique, en particulier une traverse de support de passerelle, engageable avec les deux extrémités correspondantes aux montants-A du châssis du véhicule qui s'élèvent du plateau de la caisse, laquelle traverse, qui s'intègre ou supporte des moyens de fixation de conduits canalisés, d'équipements d'air conditionné, d'instruments électriques, de boîtiers électriques, de câbles et panneaux, est du type fabriqué en matériau composite constitué d'un matériau thermoplastique chargé avec une fibre longue et intégrale ou supporte des moyens de fixation de la colonne de direction. 15 20 Dans la pratique ayant trait à l'application de matériaux légers pour l'automobile, on connaît donc l'emploi de matériel plastique renforcé avec des fibres de verre. Par exemple déjà en 1963 Autobianchi, (informations trouvées dans un texte expérimental de Bayer de 1967) tenta une mini série de carrosseries en plastique, pour une spyder appelée "Stellina". Il s'agissait d'une structure construite avec des matériaux plastiques renforcés avec des fibres de verre et assemblée avec vingt composants. Selon d'autres enseignements, cependant non confirmés, il semblerait qu'il existe un élément frontal composite, obtenu au moyen d'une surinjection à un noyau façonné et métallique, de matériau thermoplastique renforcé avec de la fibre. ETAT DE LA TECHNIQUE Jusqu'à aujourd'hui on sait que dans le secteur des véhicules mi-lourds, aussi bien les pare-chocs que les calandres, les deux étant des composants essentiellement monolithiques, sont formés avec des résines thermodurcissables en masse ou BMC (Bulk Moulding Compound) ou feuille ou SMC (Sheet Moulding Compound). On peut dire en général, sur les véhicules mi-lourds, qu'actuellement il n'est pas nécessaire d'obtenir les mêmes performances, par exemple en ce qui concerne la capacité de déformation, prévues au contraire par les normes en vigueur pour des véhicules légers, comme les automobiles. CN2599052Y (Ding) prévoit un revêtement protecteur pour le contact du véhicule commercial, en fibre de verre. 30 On ne connaît pas la description. JP7069243 (Shimizu) décrit un pare-chocs fabriqué en polypropylène renforcé avec des fibres de verre longues et une grille de radiateur unie à ce dernier. US20022155251 (Renault) décrit un pare-chocs fabriqué en matériau thermoplastique renforcé lequel intègre des dispositifs d'attelage. Les fibres sont constituées d'un - 5 - tissu en fibres de verre et la résine est un polypropylène. JP8002351 (Nakayama) suggère un revêtement de pare-chocs pour une automobile, qui est pourvu d'une partie pour l'absorption de l'impact. Le revêtement de pare-chocs est uni à une infrastructure de charge fournie par le propre pare-chocs, fabriqué en résine avec de la fibre de verre. CA2031317 (Seiler et al.) propose un système de pare-chocs recyclable, comprenant un pare-chocs de support en polypropylène renforcé avec des fibres de verre, un noyau en mousse de polypropylène et une coque de gomme EP polypropylène modifiée avec laquelle il peut être revêtu. JP63046947 (Saekino) illustre un pare-chocs se composant de deux parties l'une dans l'autre, les deux étant réalisées en résine thermoplastique renforcée avec des fibres de verre longues, où le noyau intermédiaire possède une structure de type alvéolaire, et est apparemment plus rigide que la surface frontale du pare- chocs. INCONVENIENTS On a constaté qu'en principe, le pare-chocs et les calandres pour les véhicules commerciaux sont réalisés en matériaux thermodurcissables BMC ou SMC, de poids spécifique élevé. De ce fait, cette circonstance rend les produits manufacturés peu compatibles avec l'environnement puisqu'ils ne sont pas recyclables. Ultérieurement, des composants de ce type comprennent des temps de transformation significatifs, ils sont lourds et non flexibles, vu qu'ils ne présentent pas la possibilité d'offrir des configurations esthétiques diverses. D'où la nécessité pour les entreprises, en particulier du secteur, de trouver des solutions alternatives, plus efficaces, par rapport aux solutions - 6 - actuelles. L'objectif de la présente invention consiste aussi à obvier aux inconvénients décrits. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Cet objectif et d'autres, sont atteints avec la présente invention selon les caractéristiques des revendications annexes résolvant les problèmes exposés au moyen d'un pare-chocs et d'une calandre pour véhicules milourds, chacun étant composé de deux éléments accouplés entre eux par superposition et retenus réciproquement, respectivement un premier élément structural de support et un second élément esthétique uni audit premier, où ledit premier élément structural de support est un corps formé en polypropylène chargé en fibres longues, alors que le second élément esthétique uni audit premier est formé en polypropylène. OBJECTIFS De cette manière, grâce au remarquable apport créatif dont l'effet a permis d'atteindre un progrès technique 20 considérable, on a obtenu quelques objectifs et avantages. Un premier objectif a été d'obtenir un pare-chocs et une calandre composites qui, par l'effet du matériel particulier employé, ont chacun un poids global plus faible par rapport aux solutions préexistantes communément 25 adoptées dans les véhicules mi-lourds. Un second objectif, consiste à réaliser un pare-chocs et une calandre recyclables de manière essentiellement équivalente aux composants mécaniques, et en conséquence, pourvus d'un impact environnemental moins important. Un troisième objectif a été d'obtenir un pare-chocs et une calandre nécessitant moins de temps de transformation et qui impliquent des coûts de production inférieurs. Un quatrième et dernier objectif, finalement, 35 consiste à apporter une esthétique globale bonne au produit manufacturé, conjointement à la versatilité de 15 - 7 l'ensemble dû au fait qu'il existe la possibilité de varier à volonté, par exemple le type de finissage de l'élément esthétique se trouvant sur l'élément structural, sans recourir à la substitution de ce dernier. CONFRONTATION AVEC LES SOLUTIONS PREEXISTANTES. En premier lieu, on observe que dans le secteur des véhicules mi-lourds, le polypropylène chargé avec une fibre longue, n'a jamais été employé. D'autre part, des inconvénients surgiraient d'un tel emploi, puisque la réalisation des composants, comme le pare-chocs et la calandre, pour des véhicules de ce type, étant donné les dimensions et le fait qu'elles devraient être prévues en correspondance avec la partie interne des nervures ou profils de raideur structurelle, impliquerait des résultats esthétiques non satisfaisants. Autrement dit, sur la surface opposée à celle où les nervures ou profils seraient formés, on vérifierait des retassures, ce qui notoirement laisse considérer que le produit manufacturé est de très mauvaise qualité. D'autre part, le matériau en soi a sûrement été employé dans le secteur des composants pour automobiles, comme pour la réalisation des pare-chocs, voir par exemple JP7069243 (Shimizu), US20022155251 (Renault), et d'autres documents, mais apparemment celui-ci n'a jamais été employé pour réaliser les calandres. En principe, l'objet de la présente invention, diffère de façon significative des solutions précédentes par le fait qu'à l'élément structural, par exemple le corps de pare-chocs fabriqué avec un matériau thermoplastique renforcé avec des fibres de verre, vient s'accoupler un élément de revêtement esthétique, une sorte de peau, qui est formé avec du polypropylène conventionnel et qui se caractérise en général par un niveau de finition excellent. 1l existe ainsi des solutions, telles que par exemple JP8002351 (Nakayama) ou CA2031317 (Seiler et al.), et aussi JP63046947 (Saekino), où le composant de pare-chocs est composé de deux éléments, superposés ou bien l'un dans l'autre. De telles solutions néanmoins ne prévoient pas le fait que l'élément externe soit exclusivement considéré avec une fonction esthétique et en principe même le matériau avec lequel il est employé se trouve être différent du polypropylène, apparemment plus proche à celui de l'élément structural. À cela s'ajoute le fait que, puisqu'il ne s'agit pas d'un élément avec une finalité esthétique, et donc d'un revêtement de l'élément structurel, celui-ci n'est jamais contrefaçonné par rapport à la surface de l'élément structurel. En conclusion, on a pu obtenir un composant présentant au moins une plus grande commodité et efficacité d'emploi, grâce au bon contenu technologique. Ces avantages et d'autres apparaîtront dans la description détaillée successive d'une solution préférée de réalisation à l'aide des dessins schématiques annexés, dont les détails d'exécution ne doivent pas être considérés limitatifs mais seulement exemplifiés. CONTENU DU DESSIN La Figure 1 est une vue en axonométrie des deux éléments principaux composant le pare-chocs, en particulier un premier élément structural de support d'un second élément esthétique juxtaposable audit premier. La Figure 2 est une vue en section transversale du pare-chocs d'après la figure 1, prise selon l'axe A-A. La Figure 3 est une vue du détail B de la Figure 2, relatif au système de retenue mécanique prévu pour l'union entre ledit premier élément structural et l'élément de revêtement ayant une finalité esthétique. La Figure 4 est une vue du détail C de la Figure 2. La Figure 5 est une vue en axonométrie des deux éléments principaux qui composent la calandre, en particulier un premier élément structural de support d'un second élément esthétique juxtaposable audit premier. - 9 - La Figure 6 est une vue en section transversale de la calandre de la Figure 5. Finalement, la Figure 7 est une vue détaillée du détail D de la Figure 5. REALISATION DE L'INVENTION Également en référence aux Figures 1 et 5, on observe qu'au moins un composant pour véhicule mi-lourd, comme un parechocs 1 ou une calandre 2, est constitué d'un premier élément structural 10, 20 de support d'un second élément esthétique 100, 200, lequel se trouve accouplé par superposition et fixé par des moyens de retenue réciproque audit premier élément structural 10, 20. Plus particulièrement, voir la Figure 1, dans le cas du pare-chocs 1 l'élément structural de support 10, est fabriqué avec un matériau composite constitué d'une matrice polymérique renforcée avec des fibres de verre, distribuées de manière casuelle, avec une quantité comprise entre 20% et 50% parties en poids. Plus particulièrement, ladite matrice est de catégorie thermoplastique, par exemple PP polypropylène ou PA polyamide chargé en fibres, par exemple de verre, coupées à une longueur et définies longues. La définition de fibres longues fait référence, dans ce cas, à des fibres ayant une longueur comprise dans un intervalle d'environ lmm à 30mm, et qui peuvent être de verre, voire de métal ou de nature végétale. Dans une solution préférentielle, on préfère employer du polypropylène chargé en fibres de verre d'une mesure approximative de 12 mm qui, en principe, représentent environ 30% des parties totales en poids constituant les fibres. La forme de l'élément structural de support est telle qu'on prévoit au moins une façade externe 11 façonnée, qui peut comprendre, par exemple, des lamelles d'aération 12, des ouvertures pour des groupes optiques 13 et autres. Audit élément structural de support 10 vient s'unir par superposition un second élément de finition esthétique 100 sous forme de - 10 - peau de revêtement. Cet élément de finition esthétique 100 est fabriqué en matériau thermoplastique conventionnel, par exemple le polypropylène, et prévoit la façade d'accouplement 101 à l'élément structural de support 10 contrefaçonnée, par rapport à la façade externe 11 façonnée, de manière à copier son profil (voir Figure 2) . Dans un cas, (voir Figure 4), la façade d'accouplement 101 prévoit le long du profil la réalisation d'au moins une dent 102 laquelle définit le siège de réception de l'élément structural de support 10. Puisque l'élément esthétique 100 se trouve accouplé avec l'élément structural de support 10, et qu'ils sont attachés par des moyens de retenue réciproque, ceux-ci peuvent être obtenus par vissage, rivetage, attelages à ressort ou élastique 4 (voir Figure 3). En ce qui concerne la construction de la calandre 2 (voir Figure 5) on constate qu'elle comprend également un premier élément structural 20 de support de l'élément esthétique 200. Le matériau avec lequel est fabriqué le premier élément structural 20 est analogue à celui qui a été utilisé pour obtenir le premier élément structural 10 de support de l'élément esthétique 100 du pare-chocs 1. Plus particulièrement il s'agit d'une matrice polymérique renforcée avec des fibres de verre à fibre longues, distribuées de manière casuelle, dans une quantité comprise entre 20% et 50% des parties en poids. Le premier élément structural 20 se compose d'une façade externe façonnée 21 laquelle comprend centralement une surface grillagée 22 abaissé, et en périphérie à celui-ci un bord 23 qui dans ce cas est essentiellement plat. Ledit élément structural 20 prévoit en correspondance avec le côté supérieur le long de la partie transversale du bord 23, des trous 25 et éventuellement des éléments 24 qui constituent des moyens d'agrafage ou de fixation de la calandre 2 à l'infrastructure du véhicule pour son retrait ou levage. Au-dessus dudit élément structural 20 vient se - 11 - superposer un second élément, de type esthétique 200 fabriqué uniquement en matériau thermoplastique, par exemple en polypropylène, avec une fonction de peau de revêtement. Ledit second élément esthétique 200 est essentiellement constitué d'un seul cadre, de manière à laisser au centre une ouverture 201 presque un cadre, équivalent à la surface du grillagé 23, fabriqué en correspondance avec le premier élément structural 20. La façade interne 202 de l'élément esthétique 200 est contrefaçonnée par rapport à la surface façonnée de la façade externe 21 dudit élément structural 20 et en particulier du bord 23, de manière à épouser son profil. Dans ce cas, l'élément esthétique 200 le long du bord périmétrique prévoit au moins une dent 203 (voir Figure 6) laquelle définit le siège de réception du profil de l'élément structural 20. Finalement, des poignées peuvent être prévues pour la fixation de l'élément esthétique 200 à l'élément structural et de support 20 (voir Figure 7), lesquelles au moyen des vis 3 passant à travers dudit premier élément structural 20 et du second élément esthétique 200, vont se fixer en correspondance avec les trous correspondants 25. - 12 - REVENDICATIONS 1. Pare-chocs et calandre pour véhicules mi-lourds, caractérisés par le fait que chacun est composé de deux éléments accouplés entre eux par superposition et retenus réciproquement, respectivement, un premier élément structural de support (10, 20) d'un second élément esthétique (100, 200) uni audit premier, où ledit premier élément structural de support (10, 20) est un corps fabriqué en matériau thermoplastique chargé en fibres longues, alors que le second élément esthétique uni audit premier est fabriqué en matériau thermoplastique. 2. Pare-chocs et calandre pour véhicules mi-lourds, selon la revendication 1, caractérisés par le fait que le premier élément structural de support (10, 20) est formé par une matrice polymérique renforcée avec des fibres de verre, distribuées de manière casuelle, en une quantité comprise entre 20% et 50% de parties en poids, où ladite matrice est de catégorie thermoplastique, comme le PP polypropylène ou PA polyamide chargé en fibres, par exemple de verre, coupées à une longueur et définies longues. 3. Pare-chocs et calandre pour véhicules mi-lourds, selon les revendications 1 et 2, caractérisés par le fait que les fibres longues ont une longueur comprise dans un intervalle d'environ lmm à 30mm, et peuvent être en verre, mais aussi métalliques ou de nature végétale. 4. Pare-chocs pour véhicules mi-lourds, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément structural de support (10) prévoit au moins une façade externe (11) façonnée, qui peut comprendre, par exemple, des lamelles d'aération (12), des ouvertures pour groupes optiques (13) et autres, lequel élément structural de support (10) se trouve uni par superposition à un second élément de finition esthétique (100) qui prévoit la façade d'accouplement (101) à l'élément structural de support (10) contrefaçonnée, par rapport à la façade externe (11) - 13 -façonnée, de façon à copier son profil. 5. Calandre pour véhicules mi-lourds, selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le premier élément structural (20) se compose d'une façade externe façonnée (21) laquelle comprend au centre une surface grillagée (22) abaissée, et en périphérie à celui-ci un bord (23) qui dans ce cas est essentiellement plat et où au dessus dudit élément structural (20) se trouve superposé un second élément, de type esthétique (200) essentiellement constitué par un cadre uniquement, de façon à laisser au centre une ouverture (201) presque un carré, équivalent à la surface du grillagé (23), formé en correspondance avec le premier élément structural (20), où la façade interne (202) de l'élément esthétique (200) est contrefaçonnée par rapport à la surface façonnée de la façade externe (21) dudit élément structural (20) et en particulier du bord (23), de manière à épouser son profil. 6. Pare-chocs et calandre pour véhicules mi-lourds, selon la revendication 5, caractérisés par le fait que le second élément esthétique (100, 200) le long du bord périmétrique prévoit au moins une dent (102, 203) laquelle définit le siège de réception du profil de l'élément structural (10, 20). 7. Pare-chocs et calandre pour véhicules mi-lourds, selon la revendication 5, caractérisés par le fait que le second élément esthétique (100, 200) est uni à l'élément structural de support (10, 20) et assemblé par des moyens de retenue réciproques, tels que vissage, rivetage, attelages à ressort ou élastique (4).