Brevet FR2907091A1 — publié le 20080418

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE COQUE STRUCTURELLE D'UNE VOITURE ECONOMIQUE L'invention concerne le concept de fabrication d'une voiture économique plus particulièrement fonctionnant avec un moteur à chambre active à volume variable produisant un travail et utilisant notamment de l'air comprimé comme gaz de travail ainsi et un dispositif de compression intégré (ou non) et pouvant fonctionner en mono énergie carburant ou air comprimé ou en biénergie carburant et air comprimé simultanément ou successivement. Le rédacteur a déposé de nombreux brevets concernant des motorisations ainsi que leurs installations, utilisant de l'air comprimé pour un fonctionnement totalement propre en site urbain et suburbain d'un véhicule automobile : WO 96/27737 WO 97/00655 WO 97/39232 WO 97/48884 WO 98/12062 WO 98/15440 WO 98/32963 WO 99/37885 WO 01/69080 WO 03/036088 Une des principales difficultés d'adaptation de ce type de moteur à un véhicule réside dans le logement des réserves d'air particulièrement volumineuses à intégrer dans un châssis d'une voiture conventionnelle. Le rédacteur a également déposé la demande internationale WO 02/34610 concernant un châssis de véhicule automobile à structure centrale porteuse en 20 aluminium. Le rédacteur a également déposé WO 03/080308 concernant un moule perfectionné pour la production de pièces en matériaux composites, des lignes de moulage et une installation de moulage comportant de telles lignes, pour la fabrication de pièces, notamment de carrosserie automobile, en matériaux composites comportant 25 deux peaux stratifiées entre lesquelles est positionné un noyau en mousse de polyuréthane. Ce type de fabrication, utilisé notamment dans la fabrication des planches à voile, permet de réaliser des produits très légers et très rigides en une seule pièce. Dans la construction automobile, on connaît l'utilisation de composite fibre de 30 verre et résine dans le domaine de la fabrication des véhicules. Toutefois, la plupart des utilisations connues avec ces matériaux, concernent des éléments à simple peau qui sont positionnés et fixés sur des structures en métal formant la carrosserie à l'exception de certains éléments rapportés de carrosserie, tels que capotmoteur ou porte de coffre qui ont été réalisés en double peau renfermant une âme de matériau léger tel que de la 35 mousse de polyuréthane. L'utilisation des composites dans le domaine de l'automobile est freinée par les cadences de production qui sont lentes pour permettre à la résine de polymériser après son injection dans le moule. 2907091 2 Ces cadences de l'ordre de 30 à 35 minutes s'accommodent mal à la production de masse des automobiles à raison d'une voiture chaque minute, voire moins. La solution qui consiste à multiplier le nombre de moules pour augmenter les cadences trouve vite sa limite par la place et la complication demandée. 5 Pour résoudre ce problème l'auteur a créé et décrit dans de nombreux documents d'entreprise, un concept d'industrialisation dans lequel la voiture est fabriquée sur son lieu de vente dans de petites unités de production semi-artisanale à proximité du marché local de commercialisation. La cadence de production lente multipliée par le nombre de points de fabrication qui sont également des points de vente 10 est alors compatible avec une production de masse. Le procédé de fabrication d'une voiture économique selon l'invention utilise, préférentiellement dans le cadre du concept d'industrialisation précité, des composites moulés comportant deux peaux stratifiées entre lesquelles est positionné un noyau en mousse de polyuréthane caractérisé par les moyens mis en oeuvre pris aussi bien dans 15 leur ensemble que séparément et plus particulièrement : en ce que la coque structurelle de la voiture est constituée de deux éléments principaux dont le plan de joint est horizontal et passe sensiblement par le bas du pare-brise délimitant ainsi une demi-coque inférieure comprenant le plancher, le tablier avant et amère la moitié inférieure du pied milieu et une demi-coque supérieure comprenant la baie de pare-brise, la moitié supérieure du pied milieu, les montants centraux et arrières et le toit du véhicule. en ce que ces deux éléments sont conçus pour être chacun moulable et démoulable selon la technique double peau et noyau central dans un moule d'injection et démoulable en ce que ces deux éléments sont ensuite assemblés selon le plan de joint par collage ou autres moyens pour constituer la coque structurelle du véhicule. En ce que les formes et le design extérieur de la voiture sont obtenus directement par moulage de chacune des coques inférieure et supérieure La voiture économique est ainsi composé de deux demi-coques se refermant comme une boite particulièrement rigide, ne nécessitant pratiquement aucune pièce de carrosserie rapportée Avantageusement une voiture économique découvrable est réalisée par la seule utilisation de la demi-coque inférieure, la demi-coque supérieure étant seulement réduite à la baie et au montant de pare-brise. Ce modèle découvrable peut également recevoir un hard top amovible. 2907091 Avantageusement, au moins les sièges avant de la voiture, (assise et dossier) sont réalisés venus de moulage solidaires avec la demi-coque inférieure, et le logement et les moyens de fixation d'au moins un réservoir d'air ou de gaz comprimé se trouve positionné transversalement sous les sièges. 5 Dans le cas ou les sièges avant sont moulés avec la partie inférieure de la carrosserie, le pédalier d'accélérteur,de frein et éventuellement d'embrayage, du véhicule est équipé de moyen de réglages en avant ou en arrière pour s'adapter aux diverses tailles des conducteurs. Il en va de même pour le volant et la colonne de direction qui est équipé de moyens de réglages permettant son adaptabilité à la taille du 10 conducteur. L'échappement des moteurs à air comprimé se trouve à des températures particulièrement froides, souvent inférieures à zéro degré centigrade, et, en raison de la densité de l'air les silencieux d'échappement réclament des volumes de détente important pour être efficaces, avantageusement un volume comportant des chicanes 15 qui forment une ou plusieurs nervures de renfort est ménagé dans la partie inférieure de la demi-coque inférieure, venant également de démoulage, constitue un silencieux d'échappement intégré. Une simple plaque rapportée comportant un tuyau de sortie à l'atmosphère des gaz d'échappement, permet de fermer cette capacité qui en outre peut recevoir des garnitures anti bruit tels que mousse alvéolée ou autre dispositif 20 acoustique permettant l'amortissement du volume sonore. La coque structurelle ainsi formée est positionnée et fixée sur un ensemble macanique simple portant les éléments mécaniques, de suspension, de train roulant, de moteur et de transmission de la voiture. Selon une variante de l'invention, des inserts sont positionnés directement dans 25 la coque pour permettre la fixation des éléments mécaniques. L'utilisation de la technique double peau avec noyau en polyuréthane permet de réaliser une voiture extrêmement rigide et légère et absorbant bien les chocs. Le matériau des fibres ou des tissus utilisés: verre, KEVLAR , carbone, fibre végétale, chanvre, sisal, ou autre ainsi que les résines utilisées - polyesther, époxy, 30 voire végétale actuellement à l'étude dans certains laboratoires - pour la réalisation de la coque structurelle selon le procédé de l'invention sans pour autant en changer son principe. Le plan de séparation ou plan de joint des deux demi-coques inférieure et supérieure peut être plan ou brisé selon les formes recherchées, le mode de fixation des 35 deux coques structurelles entre elles collage, rivetage, vissage, peuvent varier sans pour autant changer le principe de l'invention décrite. 2907091 D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, à titre non limitatif, de plusieurs modes de réalisation, faite en regard des dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente vu en coupe longitudinale les deux éléments principaux 5 d'une coque selon l'invention. La figure 2 représente vu en coupe longitudinale la coque complète de la voiture après assemblage des deux éléments de la figure 1. La figure 3 représente vu en coupe longitudinale la coque inférieure d'une voiture comportant des sièges avant, un réservoir d'air comprimé haute pression et une lo capacité d'échappement. La figure 1 représente en coupe longitudinale les deux demi coques structurelles1 et 5. La demi coque supérieure 1 est réalisée en moulage double peaux, la peau extérieure 1A et la peau intérieure 1B, avec entre les deux un noyau en mousse de polyuréthane 1C, cette demi coque comprend la baie de pare-brise 2, le logement 15 de la lunette arrière 3, le montant arrière 3A, un demi pied milieu 4 vue en élévation. La demi-coque inférieure 5 est également réalisée en moulage double peau avec sa peau extérieure 5A et sa peau intérieure 5B et la mousse de polyuréthane 5C entre les deux peaux. Cette demi-coque inférieure 5 comporte le plancher 6 le capot avant et un demi pied milieu 7. 20 La figure 2 montre le deux demi coques assemblées (par exemple par collage) selon le plan de joint horizontal P. On peut y voir le logement des portières avant et arrière 8 et 8A ainsi obtenues La figure 3 représente une demi-coque inférieure selon l'invention vue en coupe longitudinale d'une voiture économique découvrable équipée d'un moteur à air 25 comprimé, moulée en double peau extérieure et intérieure et comportant, venant de moulage, les sièges avant 9 et, sous l'assise dédits sièges, le logement 10 du réservoir 11 de stockage haute pression de l'air comprimé. Une capacité 12 renforcée de nervures 13 en chicanes offre un volume important faisant office de silencieux d'échappement ainsi intégré à la coque. La capacité d'échappement 12 est fermée par 30 une simple plaque ici visée et comportant la sortie à l'atmosphère de l'échappement 15. Une baie de pare-brise 16 représente le seul élément supérieur de la coque structurelle. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisations décrits et représentés : les matériaux, les moyens de fixation des deux demi-coque, les dispositifs décrits 35 peuvent varier dans la limite des équivalents, pour produire les mêmes résultats, le nombre de portes, le design de la voiture, peuvent varier, sans pour cela changer l'invention qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'une coque structurelle d'une voiture économique, préférentiellement dans la cadre d'un concept d'industrialisation dans lequel la voiture est fabriquée sur son lieu de vente dans de petites unités de production semi-artisanale à proximité du marché local de commercialisation, utilisant des pièces en composites moulés comportant deux peaux stratifiées entre lesquelles est positionné un noyau en mousse de polyuréthane, et plus particulièrement une voiture fonctionnant avec un moteur à chambre active à volume variable produisant un travail utilisant notamment to un gaz de travail ainsi et un dispositif de compression caractérisé : en ce que la coque structurelle de la voiture est constituée de deux éléments principaux (1,5) dont le plan de joint est horizontal et passe sensiblement à hauteur du bas du pare-brise (2) délimitant ainsi une demi-coque inférieure comprenant le plancher, 15 les tabliers avant et arrière, la moitié inférieuredu pied milieu (7) et une demi-coque supérieure comprenant la baie de pare-brise (2), la moitié supérieure du pied milieu (4), les montants centraux (4) et arrière (3A) et le toit du véhicule (1 A,1 B,1 C), - en ce que ces deux demi-coques sont conçues pour être chacune 20 moulable et démoulable selon la technique double peau et âme en polyuréthane dans un moule adapté, - en ce que ces deux demi-coques sont ensuite assemblées selon le plan de joint pour constituer la coque structurelle du véhicule, - en ce que les formes et le design extérieur de la voiture sont 25 obtenus directement par moulage de chacune des coques inférieure et supérieure. 2.- Procédé de fabrication d'une coque structurelle de voiture économique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une voiture de type découvrable est constituée par la seule utilisation de la partie inférieure de la coque, la demi-coque supérieure étant 30 seulement réduite à la baie de parebrise (2) et aux montants de pare-brise. 3.- Procédé de fabrication d'une voiture économique selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'au moins les sièges (9) avant sont réalisés venus de moulage avec la demi-coque inférieure. 4.- Procédé de fabrication d'une coque structurelle de voiture économique selon la 35 revendication 3 caractérisé en ce que, les sièges avant étant fixes, le pédalier d'accélérateur, de frein et éventuellement d'embrayage comporte un dispositif de réglage en avant ou en arrière pour permettre de s'adapter à la taille du conducteur. 2907091 5. - Procédé de fabrication d'une coque structurelle de coque structurelle de voiture économique selon la revendication 3 caractérisé en ce que, les sièges avant étant fixes, le volant et la colonne de direction comportent des moyens de réglages permettant de s'adapter à la taille du conducteur. 5 6. - Procédé de fabrication d'une coque structurelle de voiture économique selon les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que sous l'assise des sièges avant (9) est ménagé le logement et les moyens de fixation d'au moins un réservoir haute pression d'air ou de gaz comprimé (11). 7. - Procédé de fabrication d'une coque structurelle de voiture économique selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que dans la partie inférieure de la demi-coque inférieure est ménagée une capacité (12) , venant de démoulage, comportant une ou plusieurs nervure(s) (13) de renfort, qui constitue un silencieux d'échappement intégré. 8.- Procédé de fabrication d'une coque structurelle de voiture économique selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'une plaque rapportée (14) comportant un tuyau de sortie (15) à l'atmosphère des gaz d'échappement, permet de fermer le silencieux d'échappement intégré qui reçoit des garnitures anti bruit 25 30 35