Brevet FR2890361A1 — publié le 20070309

L'invention concerne un insert de rigidification pour caisse de véhicule automobile, destiné à être monté dans une cavité délimitée par au moins deux tôles soudées l'une à l'autre. Afin de respecter les normes en vigueur en matière de déformation de la caisse suite à un choc correspondant par exemple à un accident, la caisse des véhicules automobiles comprend un ou plusieurs inserts de rigidification destinés à réduire ces déformations. Un tel insert est monté à la jonction de deux éléments structuraux de la caisse, ces éléments structuraux étant par exemple un longeron et un pied milieu de la caisse qui constituent des poutres creuses. Ces éléments ainsi que leur jonction sont formés par différentes tôles assemblées par soudage des bords respectifs de ces tôles, ce qui délimite la zone creuse ou cavité, notamment au niveau de la jonction en ellememe. L'insert de rigidification est par exemple une pièce en matière plastique formée d'une ou plusieurs parois renforcées par des nervures, qui définit une forme générale tridimensionnelle complémentaire de la cavité dans laquelle il est monté. Cet insert est rigidement fixé à une ou plusieurs des tôles délimitant la cavité dans laquelle il est monté pour réduire leurs déformations. Dans le cas d'un insert renforçant une jonction entre un longeron et un pied milieu perpendiculaire à ce longeron, l'inclinaison prise par le pied milieu sous l'effet du choc est diminuée par la présence de l'insert. L'efficacité d'un tel insert est conditionnée par sa fixation aux tôles qui l'entourent. A cet effet, un tel insert est généralement fixé par collage, en étant enduit de colle et positionné dans l'une des tôles avant soudage des tôles complémentaires. Compte tenu des dispersions géométriques importantes de l'assemblage de tôles soudées, la colle utilisée est une colle moussante, c'est à dire capable de combler des interstices plus ou moins importants et pouvant varier de façon significative entre une caisse et une autre. Mais cette colle moussante doit également assurer une cohésion optimale entre la tôle et l'insert, de sorte qu'il s'agit d'une colle ayant un coût très important. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un insert pouvant être fixé à moindre coût. A cet effet, l'invention a pour objet un insert de rigidification pour caisse de véhicule automobile, destiné à être monté dans une cavité délimitée par au moins deux tôles soudées l'une à l'autre, caractérisé en ce que cet insert comprend au moins un trou de fixation apte à recevoir une vis de fixation à une tôle. Selon une caractéristique de l'invention, l'insert comprend au moins deux nervures planes parallèles espacées l'une de l'autre, et situées de part et d'autre d'une extrémité tubulaire de trou de fixation, et une bride métallique incluant un filetage apte à recevoir une vis de fixation, cette bride ayant une face en appui contre l'extrémité tubulaire et deux bords chacun en appui contre une nervure. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux nervures se terminent chacune par une arête, ces deux arêtes étant parallèles l'une à l'autre, l'extrémité tubulaire s'étend perpendiculairement à ces arêtes tout en étant en retrait par rapport à ces arêtes, et au moins un bord de la bride est maintenu en appui contre une nervure par une agrafe. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert comprend au moins une première paroi destinée à longer une première tôle de la cavité et une seconde paroi destinée à longer une seconde tôle de la cavité, et chaque paroi comprend au moins une zone d'encollage. 2890361 3 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert comprend des languettes de positionnement destinées à être intercalées entre deux bords soudés l'un à l'autre de deux tôles délimitant la cavité. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert a une forme générale correspondant à la lettre T pour rigidifier une embase de pied milieu de caisse en étant intercalé au moins partiellement entre un côté de caisse et un longeron intérieur. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'insert a une forme générale d'équerre pour rigidifier une embase de pied avant de caisse en étant intercalé au moins partiellement entre un côté de caisse et un longeron intérieur. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue d'ensemble d'une jonction renforcée par un insert selon l'invention; La figure 2 est une autre vue d'ensemble d'une jonction renforcée par un insert selon l'invention; La figure 3 est une première vue en coupe montrant un insert selon l'invention; La figure 4 est seconde vue en coupe montrant un 25 trou de fixation d'un insert selon l'invention. La figure 1 est une vue d'une partie de caisse de véhicule automobile correspondant à une jonction entre un longeron 1 s'étendant horizontalement et un pied milieu 2 s'étendant verticalement par rapport à ce longeron. Cette figure 1 est un vue externe, c'est-à-dire représentant la jonction telle que vue depuis l'extérieur de la caisse. Le longeron 1 comprend une tôle appelée longeron intérieur 3, incluant une partie inférieure 4 sensiblement rectiligne qui s'étend horizontalement. Au niveau du pied milieu 2, le longeron intérieur 3 a localement une forme de T qui définit une partie 2890361 4 supérieure 5 s'étendant sensiblement à angle droit par rapport à la partie inférieure 4. Cette partie supérieure 5 correspond à l'embase du pied milieu 2, c'est-à-dire à la jonction de ce pied milieu 2 avec le longeron 1. Ce longeron intérieur 3 constitue une paroi de forme gauche concave s'étendant en arrière du plan de la figure 1. Il comprend trois bords sous forme de bandes de faible largeur situées dans un même plan correspondant à celui de la figure, et aptes à recevoir d'autre éléments de tôlerie fixés à ces bords par soudage. Ces trois bords incluent un bord longitudinal inférieur 7 correspondant au bas de la partie inférieure 4, un bord supérieur avant 8 s'étendant horizontalement le long du haut de la partie inférieure 4 du longeron intérieur 3 en se prolongeant verticalement le long de la partie supérieure 5, et un bord supérieur arrière 9 qui longe horizontalement le haut de la partie inférieure 4 en se prolongeant verticalement le long de la partie supérieure 5. La figure 2 est une vue interne de la figure 1, c'est-à-dire telle que visible depuis l'intérieur de la Comme visible dans cette figure supérieure 5 du longeron intérieur 25 verticalement par une autre tôle intérieur, repérée par 11, qui vient bords latéraux verticaux repérés par 12 et 13 s'étendant verticalement dans le prolongement des bords avant et arrière 8 et 9 du longeron intérieur 3. Le montant intérieur 11 est solidarisé à la partie supérieure 5 du longeron intérieur 3 par un renfort de pied milieu, repéré par 15, et visible sur la figure 1. Ce renfort 15 comprend également deux bords verticaux 16 et 17, qui coïncident respectivement avec les bords avant représentant la jonction de cette jonction caisse. 2, la partie est prolongée une extrémité supérieure de la qui correspond au pied milieu 2. Le montant intérieur 11 comprend également partie appelée montant à aboutement avec supérieure 5, et deux 2890361 5 et arrière 8 et 9 du longeron intérieur 3, et avec les extrémités inférieures des bords 12 et 13 du montant intérieur 11. Le montant intérieur 11 est solidarisé au longeron intérieur 3 par soudage des bords du renfort 15 aux bords correspondants de ce montant intérieur 11 et aux bords avant et arrière du longeron intérieur. Comme visible en figure 1, le renfort 15 constitue une paroi de forme convexe s'étendant en avant du plan de la figure 1, qui définit avec la partie supérieure 5 du longeron intérieur 3 qui est concave, et à laquelle il est soudé, une portion de poutre creuse. La partie de caisse de véhicule représentée sur les figures 1 et 2 est complétée par adjonction d'une tôle supplémentaire appelée côté de caisse, non représentée sur ces figures 1 et 2. Ce côté de caisse a une forme générale de la lettre T, et il comprend des bords soudés aux bords du longeron intérieur 3 et aux deux bords du montant intérieur 11. Il forme avec le montant intérieur 11 une poutre verticale creuse correspondant au pied milieu, et avec le longeron intérieur 3 une poutre horizontale creuse correspondant au longeron 1. Comme visible en figure 1, la jonction du longeron 1 et du pied milieu 2 est rigidifiée au moyen d'un insert 19 qui est placé dans la cavité délimitée par ce pied milieu et ce longeron, au niveau de leur jonction. Cet insert 19 est par exemple positionné dans le longeron intérieur 3 avant assemblage du côté de caisse par soudage de ce dernier aux bords 7, 8 et 9 du longeron intérieur 3 et aux bords 12 et 13 du montant intérieur 11. Après soudage, cet insert 19 est ainsi prisonnier de la cavité dans laquelle il est inséré. L'insert 19 est ici fabriqué en matière plastique, et a une forme générale complémentaire de la cavité dans laquelle il est monté. 1l comprend principalement une paroi renforcée par différentes nervures internes qui 2890361 6 définissent localement une structure renforcée proche d'une structure de type nid d'abeilles. Cet insert a ainsi lui-même une forme générale correspondant à la lettre T, et il comprend une paroi principale ayant une section transversale en forme de S, comme visible en figure 3. Cette paroi principale 20 est composée d'une paroi inférieure 21 qui longe principalement une face du longeron intérieur 3, cette paroi inférieure étant prolongée par une paroi supérieure 22 qui longe principalement une face du côté de caisse 24 qui apparaît en figure 3. Comme visible notamment en figure 3, l'insert 19 comprend un trou de fixation, repéré par 25 qui reçoit une vis de fixation 26 par laquelle cet insert 19 est solidarisé au longeron intérieur 3. Dans l'exemple de la figure, le trou de fixation 25 est réalisé dans la paroi inférieure 21 qui longe une face du longeron intérieur 3, et ce trou comprend une partie tubulaire s'étendant selon une direction localement normale à la paroi inférieure 21. Le longeron intérieur 3 comprend un trou complémentaire, permettant l'engagement de la vis de fixation 26 qui maintient la paroi inférieure 21 plaquée contre le longeron intérieur 3. Comme visible sur les figures, la vis 26 est vissée dans une bride métallique 28 qui est en appui sur une extrémité tubulaire 29 du trou 25. Cette bride métallique se présente sous forme d'une plaquette métallique 30 en tôle à contour rectangulaire, visible sur la figure 1, et à laquelle est fixé un écrou 31 par soudage. Cette bride 28 qui est métallique est solidarisée au corps de l'insert 19 pour offrir un filetage métallique dans lequel est vissée la vis 26, et permettant de serrer cette vis 26 pour solidariser fermement l'insert 19 au longeron intérieur. Comme visible sur la vue en coupe de la figure 3, la vis 26 est également engagée dans une rondelle rectangulaire 32 plaquée contre une face externe du longeron intérieur 3. Cette rondelle rectangulaire 32 constitue une assise pour la tête de la vis 26, permettant de serrer fortement cette vis 26 sans déformer la tôle du longeron intérieur 3. La figure 4 montre plus précisément la solidarisation de la bride 28 au corps de l'insert 19. Le trou de fixation 25 a une forme généralement tubulaire, et est situé entre deux nervures planes 33 et 34 espacées l'une de l'autre. Ces deux nervures qui sont parallèles l'une à l'autre sont terminées chacune par une arête, 35 et 36 sensiblement droites, ces deux arêtes étant également parallèles l'une à l'autre. Le trou tubulaire 25 s'étend entre les deux nervures 33 et 34 selon une direction parallèle aux plans de ces deux nervures et perpendiculaire aux arêtes 35 et 36. Ce trou 25 définit ainsi une extrémité tubulaire 29 qui est entre les nervures 33 et 34 tout en étant en retrait par rapport aux arêtes 35 et 36 de ces nervures. La plaquette 30 de la bride 28 a un contour sensiblement rectangulaire. Elle comprend une face en appui sur l'extrémité tubulaire 29, et deux bords latéraux opposés 38 et 39 qui sont espacés l'un de l'autre d'une distance correspondant à la distance séparant les deux nervures 33 et 34. Comme visible sur la figure 4, la bride est emboîtée entre les nervures 33 et 34 tout en ayant une face en appui contre l'extrémité tubulaire, de telle façon que les deux bords 38 et 39 sont en appui respectivement contre les nervures 33 et 34 pour immobiliser cette bride en rotation. Cette bride est encore bloquée en position par deux agrafes repérées par 41 et 42. Plus particulièrement, la plaquette 30 est issue d'emboutissage d'une pièce de tôle, pour définir une paroi principale plane prolongée 2890361 8 par des bords repliés à angle droit, de sorte que les bords opposés 38 et 39 longent chacun une nervure. Ces bords ont une largeur correspondant au retrait de l'extrémité tubulaire 29 par rapport aux arêtes 35 et 36 des nervures 33 et 34. Ainsi, une fois la bride positionnée, les bords opposés 38 et 39 de la bride constituent des bandes qui longent chacun une nervure jusqu'au niveau de l'arête correspondante. Chaque agrafe 41, 42 qui est ici une pièce métallique flexible fabriquée à partir de tôle découpée et pliée ou emboutie, constitue une pince apte à bloquer un bord de la bride 28 contre la nervure correspondante en les chevauchant. Comme visible sur les figures, chaque agrafe 41, 42 a en section une forme de U apte à chevaucher une nervure et un bord de bride. L'une des extrémité du U que forme chaque agrafe 41, 42 est prolongée par une languette repliée 43, 44, pouvant être saisie par un opérateur pour ouvrir l'agrafe correspondante afin de la monter pour bloquer la bride. Le trou de fixation 25 qui est représenté en coupe sur la figure 4 est situé à l'une des extrémités de l'insert 19. Mais cet insert 19 comprend également un second trou de fixation, situé à son extrémité opposée. Cet autre trou de fixation est également équipé d'une bride de fixation, les éléments de cet autre trou de fixation portant dans les figures, les mêmes références complétées par le signe prime. Les trous de fixation de l'insert, et leurs vis complémentaires permettent positionner et de solidariser fermement cet insert contre une face interne du longeron intérieur 3. La fixation de l'insert dans la cavité peut ainsi être complétée par utilisation de colle en faible quantité. A cet effet, la paroi inférieure de l'insert comprend une première zone d'encollage repérée par 47 et apte à recevoir de la colle moussante pour compléter le 2890361 9 fixation de l'insert contre la face interne du longeron intérieur 3. Cette paroi inférieure comprend encore une seconde zone d'encollage, 48 située à son extrémité inférieure, et apte à venir en appui contre une zone inférieure du côté de caisse 24 pour être solidarisée à celui-ci. De façon analogue, la paroi supérieure 22 comprend une troisième zone d'encollage 49 qui vient également en appui contre une face interne du côté de caisse 24 afin de se solidariser à celui-ci. La fixation de l'insert selon l'invention est encore complétée par un arrêtoir 50 soudé au longeron intérieur, visible figure 1. Cet arrêtoir 50 se présente sous forme d'un renfort en tôle dont les bords sont soudés aux bords du longeron intérieur, et qui présente une tranche 51 contre laquelle une extrémité de l'insert vient en appui. En cas de choc important résultant d'un accident, cet arrêtoir en tôle empêche un déplacement de l'insert 19 vers l'arrière du véhicule, de telle façon que l'insert puisse assurer sa fonction de rigidification de l'embase du pied milieu. De façon complémentaire, l'insert 19 a son extrémité arrière prolongée par des doigts, repérés par 53, se positionnant de part et d'autre de l'arrêtoir 50 afin de bloquer l'insert 19 transversalement par rapport à cet arrêtoir. Ces doigts qui entourent l'arrêtoir 50 contribuent également à limiter une éventuelle déformation de cet arrêtoir sous l'effet du choc. Comme visible en figure 1, l'insert 19 comprend deux languettes de positionnement repérées par 45 et 46, qui dépassent dans une zone correspondant au bord inférieur 7 du longeron intérieur 3. Lorsque l'insert 19 est positionné dans le longeron intérieur 3 avant soudage du côté de caisse, ces languettes sont placées en appui sur le bord 7, pour positionner cet insert transversalement dans une position médiane par rapport à la cavité. Après soudage du côté de caisse, les languettes de positionnement sont prises entre le bord 7 et le bord correspondant du côté de caisse pour maintenir l'insert en position médiane dans la cavité. L'insert représenté dans l'exemple des figures est un insert ayant une forme générale de T, et qui correspond à un renfort de pied central. Mais l'invention s'applique à d'autre formes d'insert, et notamment à un insert ayant une forme générale d'équerre ou de L, prévu pour rigidifier une embase de pied avant de véhicule au niveau de la jonction de ce pied avant avec le longeron. L'insert selon l'invention est solidarisé rigidement à une tôle grâce aux vis de fixations qui permettent de le serrer fortement contre cette tôle. L'utilisation de ces vis permet également de positionner l'insert contre la face interne de la tôle correspondante, ce qui permet de limiter la quantité de colle moussante à utiliser. La mise en oeuvre de l'arrêtoir 50 permet d'améliorer encore le blocage en position de l'insert dans la cavité, en formant un obstacle important au déplacement de l'insert durant un choc. REVENDICATIONS 1. Insert (19) de rigidification pour caisse de véhicule automobile, destiné à être monté dans une cavité délimitée par au moins deux tôles (3, 24, 15) soudées l'une à l'autre, caractérisé en ce que cet insert (19) comprend au moins un trou de fixation (25) apte à recevoir une vis de fixation (26, 26') à une tôle (3). 2. Insert selon la revendication 1, comprenant deux nervures (33, 34, 33', 34') planes parallèles espacées l'une de l'autre, et situées de part et d'autre d'une extrémité tubulaire (29) de trou de fixation (25), et une bride métallique (28, 28') incluant un filetage apte à recevoir une vis de fixation (26), cette bride (28, 28') ayant une face en appui contre l'extrémité tubulaire (29) et deux bords (38, 39) chacun en appui contre une nervure (33, 34). 3. Insert selon la revendication 2, dans lequel les deux nervures (33, 34) se terminent chacune par une arête (35, 36), ces deux arêtes (35, 36) étant parallèles l'une à l'autre, dans lequel l'extrémité tubulaire (29) s'étend perpendiculairement à ces arêtes (35, 36) tout en étant en retrait par rapport à ces arêtes (35, 36), et dans lequel au moins un bord (38, 39) de la bride est maintenu en appui contre une nervure (33, 34) par une agrafe (41, 42, 41', 42'). 4. Insert selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant au moins une première paroi (21) destinée à longer une première tôle (3) de la cavité et une seconde paroi (22) destinée à longer une seconde tôle (24) de la cavité, et dans lequel chaque paroi (21, 22) comprend au moins une zone d'encollage. 5. Insert selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant des languettes de positionnement destinées à être intercalées entre deux bords soudés l'un à l'autre de deux tôles (3, 24) délimitant la cavité. 2890361 12 6. Insert selon l'une des revendications 1 à 5, ayant une forme générale correspondant à la lettre T pour rigidifier une embase de pied milieu (2) de caisse en étant intercalé au moins partiellement entre un côté de caisse (24) et un longeron intérieur (3). 7. Insert selon l'une des revendications 1 à 5, ayant une forme générale d'équerre pour rigidifier une embase de pied avant de caisse en étant intercalé au moins partiellement entre un côté de caisse et un longeron intérieur.