Brevet FR2904868A1 — publié le 20080215

-DESCRIPTION- La présente invention se rapporte à un groupe structurel alvéolaire comprenant une coque notamment métallique, s'étendant le long d'une direction d'étendue principale, et une pièce de parement consignée à demeure sur ladite coque. Un groupe structurel alvéolaire de ce genre est connu d'après le brevet DE-C2-38 39 855. Un tel groupe structurel connu n'est respectivement doué d'une rigidité à la flexion, ou d'une rigidité à la torsion suffisante que lorsque la coque satisfait à des exigences déterminées en matière de section transversale. En particulier, le domaine de l'automobile est le siège d'une accumulation d'impératifs de conception exigeant des coques pourvues de sections transversales qui ne présentent qu'une très faible rigidité propre et, par conséquent, une faible aptitude à supporter des contraintes mécaniques. Un agencement de groupe structurel alvéolaire du type connu ne répond pas, par la suite, à des exigences typiques en matière de sollicitation. En conséquence, la présente invention a pour objet un groupe structurel alvéolaire du type cité en introduction, perfectionné de manière à obtenir un groupe structurel alvéolaire possédant une haute aptitude à supporter des contraintes mécaniques, également lorsque la coque possède des sections transversales défavorables. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait qu'un espace creux, suivant la direction d'étendue principale et réservé entre la coque et la pièce de parement, renferme une structure de renforcement comprenant une structure de support en matière plastique suivant, au moins par zones, la direction d'étendue principale et portant intérieurement, au moins par zones, contre la coque ; et au moins une structure de rigidification qui suit, au moins par zones, ladite direction d'étendue principale et est reliée, par l'intermédiaire d'une couche d'agent d'adhérence, à ladite structure de support en matière plastique. Conformément à l'invention, il a été attesté qu'une structure de rigidification, reliée à une structure de support en matière plastique par l'intermédiaire d'un agent d'adhérence, peut être produite avec faible complexité et peut être assemblée pour donner une structure de renforcement qui, également en présence de sections transversales défavorables de la coque, garantit la présence d'un groupe structurel alvéolaire doué d'une grande aptitude à supporter des contraintes mécaniques. Ladite structure de rigidification procure alors en particulier, audit groupe, une haute rigidité à la flexion et à la torsion. D'autres variantes de matériaux possibles, pour constituer la coque, se présentent comme un métal tel que de l'acier, de l'aluminium ou du magnésium par exemple. 2904868 2 Une autre variante possible, pour constituer la coque, est un tissu d'un matériau composite thermoplastique renforcé, également qualifié de "tôle structurée". Ladite coque peut également être produite à partir d'un préimprégné, c'est-à-dire à partir d'un semi-fini thermodurcissable à matrice fibreuse, notamment à partir d'un semi-fini 5 thermodurcissable à renfort fibreux sans fin. Ladite coque peut également être produite à partir d'autres semi-finis à matrices fibreuses, du type BMC (bulk molding compound, composite moulé dans la masse) ou SMC (sheet molding compound, mat imprégné de résine). Conformément à l'invention, la structure de rigidification peut être 10 commodément réalisée sous la forme d'un ruban de tôle rigidificatrice, ce qui confère une structure de renforcement économique et pouvant, dans le même temps, subir des contraintes. D'autres variantes de matériaux possibles, pour constituer la structure de rigidification, se présentent comme un métal tel que de l'acier, de l'aluminium ou du magnésium par exemple. Une autre variante possible, pour constituer ladite structure de 15 rigidification, est un tissu d'un matériau composite thermoplastique renforcé, également désigné par "tôle structurée". Ladite structure de rigidification peut aussi être produite à partir d'un préimprégné, c'est-à-dire d'un semi-fini thermodurcissable à matrice fibreuse, notamment à partir d'un semi-fini thermodurcissable à renfort fibreux sans fin. Ladite structure de rigidification peut également être produite à partir d'autres semi-finis à 20 matrices fibreuses, du type BMC (bulk molding compound, composite moulé dans la masse) ou SMC (sheet molding compound, mat imprégné de résine). Ces considérations s'appliquent, en particulier, à une structure de rigidification dans laquelle le ruban est constitué, de préférence, d'une tôle rigidificatrice en acier plat. Conformément à l'invention, au moins une zone de montage peut être 25 judicieusement prévue sur la structure de rigidification. Une telle structure autorise le montage de la coque et de la pièce de parement, ainsi que d'autres éléments constitutifs périphériques, le cas échéant, sans que des zones de montage plus complexes doivent, par exemple, être prévues sur des éléments en matière plastique. Conformément à l'invention, la structure de support en matière plastique peut, 30 de préférence, être constituée d'un polyamide armé ou de polypropylène renforcé par des fibres de verre. Des matériaux de ce genre ont fait leurs preuves pour la fabrication d'un groupe structurel alvéolaire et représentent, de surcroît, un bon substrat destiné à un agent d'adhérence adhérant bien à la structure de rigidification. L'invention a, par ailleurs, pour objet de fournir un procédé de fabrication 35 efficace d'un groupe structurel alvéolaire d'après l'invention. 2904868 3 Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que ledit procédé comprend les étapes suivantes : apprêtage d'un moule de coulée par injection, insertion, dans ledit moule, de la structure de rigidification revêtue d'un agent 5 d'adhérence, coulée par injection de la structure de support en matière plastique, intégration de la structure de renforcement dans la coque, et montage de la pièce de parement sur ladite coque. Dans le procédé de fabrication selon l'invention, la structure de rigidification 10 représente une pièce intégrée au stade de la coulée par injection. En conséquence, la fabrication de la structure de renforcement ne réclame aucune intervention distincte, car cette fabrication a lieu concomitamment à la fabrication de la structure de support en matière plastique. Conformément à l'invention, de préférence, la structure de rigidification est 15 enrobée par injection, au moins dans certaines zones, au stade de la coulée par injection de la structure de support en matière plastique. Un tel enrobage par injection accroît la stabilité directionnelle intrinsèque de la structure de renforcement. La matière plastique, solidarisée matériellement par des agents d'adhérence, remplit ensuite pour l'essentiel une fonction d'arrêt. 20 L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une élévation latérale fragmentaire d'un groupe structurel alvéolaire dépourvu de pièce de parement ; la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et 25 la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 1 illustre, de manière fragmentaire, les éléments constitutifs principaux d'un groupe structurel alvéolaire 1 utilisé en tant que structure d'encadrement pour un hayon en matière plastique de véhicules automobiles. Un autre domaine d'application du groupe 1 est l'utilisation dans un support frontal d'extrémité. 30 Le groupe structurel alvéolaire 1 comporte une coque 3 s'étendant le long d'une direction d'étendue principale 2 évoquée par un pointillé sur la figure 1. Ladite coque se présente comme une pièce structurelle profilée en tôle. D'autres variantes de matériaux possibles, pour constituer la coque, sont un métal tel que de l'acier, de l'aluminium ou du magnésium par exemple. Une autre variante possible, pour constituer 35 la coque, est un tissu d'un matériau composite thermoplastique renforcé, également désigné par "tôle structurée". La coque peut également être produite à partir d'un 2904868 4 préimprégné, c'est-à-dire d'un semi-fini thermodurcissable à matrice fibreuse, notamment à partir d'un semi-fini thermodurcissable à renfort fibreux sans fin. La coque peut également être produite à partir d'autres semi-finis à matrices fibreuses, du type BMC (bulk molding compound, composite moulé dans la masse) ou SMC (sheet molding 5 compound, mat imprégné de résine). En cas d'utilisation dans le domaine des hayons en matière plastique, la direction d'étendue principale 2 entoure l'ouverture du hayon. Une pièce de parement 4, non représentée sur les figures 1 et 2 et évoquée par des pointillés sur la figure 3, est consignée à demeure sur la coque 3. Ladite pièce peut, par exemple, être crantée ou boulonnée sur ladite coque 3. 10 Un espace creux 5, suivant la direction d'étendue principale 2, est réservé entre la coque 3 et la pièce de parement 4. Ledit espace renferme une structure de renforcement 6. Cette dernière sert, en particulier, à accroître la rigidité du groupe structurel alvéolaire 1 à la flexion. La structure de renforcement 6 comporte une structure de support 7 en matière 15 plastique qui suit la direction d'étendue principale 2 et comprend plusieurs nervures de rigidification 8 s'étendant, en zigzag, le long de ladite direction 2. La structure de support 7 consiste en un polyamide (PA) armé. Une fabrication en d'autres matières plastiques est également possible, par exemple en du polypropylène (PP) renforcé par des fibres de verre. La préférence est alors accordée à un renfort par de longues fibres de verre. La 20 structure de support 7 porte intérieurement contre la coque 3 par des régions marginales 9 des nervures de rigidification 8. Par l'intermédiaire d'autres régions marginales 10, lesdites nervures 8 portent intérieurement contre la pièce de parement 4. Une structure de rigidification 11, suivant la direction d'étendue principale 2 et interposée entre les deux nervures de rigidification 8 s'étendant en zigzag, est réalisée 25 sous la forme d'un ruban de tôle rigidificatrice en acier plat. D'autres variantes de matériaux possibles, pour constituer la structure de rigidification, sont un métal tel que de l'acier, de l'aluminium ou du magnésium, par exemple. Une autre variante possible, pour constituer ladite structure de rigidification, est un tissu d'un matériau composite thermoplastique renforcé, également désigné par "tôle structurée". La structure de 30 rigidification peut être produite à partir d'un préimprégné, c'est-à-dire d'un semi-fini thermodurcissable à matrice fibreuse, notamment à partir d'un semi-fini thermoplastique à renfort fibreux sans fin. La structure de rigidification peut également être produite à partir d'autres semi-finis à matrices fibreuses, du type BMC (bulk molding compound, composite moulé dans la masse) ou SMC (sheet molding compound, mat imprégné de 35 résine). La structure de rigidification 11 est reliée aux nervures de rigidification 8 voisines par l'intermédiaire d'une couche d'agent d'adhérence, non illustrée sur les dessins. Ladite 2904868 5 structure 11 fait en sorte que le groupe structurel alvéolaire 1 présente, en dépit de la rigidité propre relativement modeste de la coque 3 et de la pièce de parement 4, une aptitude élevée à supporter des contraintes mécaniques, en particulier une bonne rigidité à la flexion. 5 Une zone de montage peut être prévue, sur la structure de rigidification 11, pour relier la structure de support 7 en matière plastique à la coque 3 et/ou à la pièce de parement 4. Ladite zone de montage peut, par exemple, revêtir la forme d'un filetage, ou bien d'un oeillet ou d'une patte de montage. Il est également possible de prévoir des tronçons encliquetables sur la structure de rigidification. 10 Le groupe structurel alvéolaire 1 est fabriqué de la manière exposée ci-après. Dans un premier temps, l'on apprête un moule de coulée par injection dans lequel l'on dépose la structure de rigidification 11 revêtue d'un agent d'adhérence. Ledit moule peut par exemple être muni, en vue d'arrêter la structure 11, de chevilles de retenue agencées avec alternance et recevant, entre elles, ladite structure 11. Au stade successif, la 15 structure de support 7 en matière plastique est produite par coulée par injection dans le moule. Des discontinuités subsistent alors à l'emplacement des chevilles de retenue destinées à la structure 11. La figure 2 est une coupe du groupe structurel alvéolaire 1 dépourvu de pièce de parement 4, à l'emplacement d'une telle discontinuité 12. Au stade de la coulée par injection, la structure de rigidification 11 est enrobée 20 par injection, dans certaines zones, par les nervures de rigidification 8 de la structure de support 7 en matière plastique. Ladite structure 7 ainsi fabriquée et associée à la structure de rigidification 11, c'est-à-dire globalement la structure de renforcement 6, est ensuite insérée dans la coque 3 et montée sur cette dernière. Il peut alors être tiré profit des zones de montage ménagées sur la structure de rigidification 11. Pour finir, la pièce de parement 25 4 est encore montée sur la coque 3 et sur ladite structure 11. Cela se traduit par un groupe structurel alvéolaire 1 doté d'une rigidité accrue à la flexion et à la torsion, également en présence de coques ou de pièces de parement dont les rigidités à la flexion et à la torsion sont modestes. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à 30 l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS - 1. Groupe structurel alvéolaire (1) comprenant une coque (3) notamment métallique, s'étendant le long d'une direction d'étendue principale (2), et une pièce de parement (4) consignée à demeure sur ladite coque (3), groupe caractérisé par le fait qu'un espace creux (5), suivant la direction d'étendue principale (2) et réservé entre la coque (3) et la pièce de parement (4), renferme une structure de renforcement (6) comprenant une structure de support (7) en matière plastique suivant, au moins par zones, la direction d'étendue principale (2) et portant intérieurement, au moins par zones, contre la coque (3) ; et au moins une structure de rigidification (Il) qui suit, au moins par zones, ladite direction d'étendue principale (2) et est reliée, par l'intermédiaire d'une couche d'agent d'adhérence, à ladite structure de support (7) en matière plastique. 2. Groupe structurel alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la structure de rigidification (11) est réalisée sous la forme d'un ruban de tôle 15 rigidificatrice. 3. Groupe structurel alvéolaire selon la revendication 2, caractérisé par un ruban de tôle rigidificatrice en acier plat. 4. Groupe structurel alvéolaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'au moins une zone de montage est prévue sur la structure de 20 rigidification (11). 5. Groupe structurel alvéolaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par une structure de support (7) en matière plastique constituée d'un polyamide armé. 6. Groupe structurel alvéolaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 25 caractérisé par une structure de support (7) en matière plastique constituée de polypropylène renforcé par des fibres de verre. 7. Procédé de fabrication d'un groupe structurel alvéolaire (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, procédé caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes : 30 apprêtage d'un moule de coulée par injection, insertion, dans ledit moule, de la structure de rigidification (11) revêtue d'un agent d'adhérence, coulée par injection de la structure de support (7) en matière plastique, intégration de la structure de renforcement (6) dans la coque (3), et 35 montage de la pièce de parement (4) sur ladite coque (3). 2904868 7 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, au stade de la coulée par injection de la structure de support (7) en matière plastique, la structure de rigidification (11) est enrobée par injection, au moins dans certaines zones.