Brevet FR2905326A1 — publié le 20080307

SYSTEME DE LIAISON ET PROCEDE DE FIXATION D'UN CAISSON DE DEFORMATION A UN LONGERON DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un système de liaison entre un caisson de déformation et un longeron de véhicule automobile ainsi qu'à un procédé de fixation d'un caisson de déformation à un longeron de véhicule automobile. Actuellement, des systèmes amortisseurs d'impacts sont intégrés aussi bien à l'avant qu'à l'arrière de véhicules automobiles, en conformité avec les normes, afin d'absorber l'énergie engendrée par de plus petits impacts, de telle sorte que la structure de support proprement dite du véhicule automobile est détériorée le moins possible. Un système amortisseur d'impacts est habituellement constitué d'un support transversal pouvant être fixé, transversalement vis-à-vis des longerons du châssis du véhicule, avec intégration de caissons de déformation. Le support transversal sert à introduire l'énergie, résultant d'un impact, dans les caissons de déformation dans lesquels l'énergie d'impact est convertie en un travail de déformation. Le système amortisseur est alors coordonné de façon telle que les caissons se trouvent, à chaque fois, le plus possible au centre des longerons du véhicule ; et que l'énergie d'impact soit introduite dans le caisson, et donc également dans les longerons, par l'intermédiaire du support transversal, avec un couple de flexion le plus modeste possible. De nos jours, des caissons de déformation sont fréquemment boulonnés sur les longerons par l'intermédiaire de platines de bridage. Un tel caisson, ayant fait ses preuves dans la pratique, est mis en lumière par le document DE-A1-100 14 469. Le caisson de déformation connu d'après le document DE-B4-10 2004 039 592 comprend un tronçon avant de déformation et un tronçon de fixation à l'aide duquel ledit caisson pénètre dans l'extrémité d'un longeron et est arrêté, dans cette dernière, à l'aide de boulons. Le procédé courant, pour fixer un caisson de déformation au longeron à l'aide de platines de bridage et/ou de boulons, réclame une complexité de montage correspondante. De surcroît, des boulons et des platines de bridage contribuent à accroître le poids total d'un véhicule automobile, de même qu'à augmenter les coûts. Par conséquent, en se fondant sur l'état de la technique, l'invention a pour objets de fournir un système de liaison moins pesant et techniquement propice au montage, entre un caisson de déformation et un longeron de véhicule automobile ; 2905326 2 ainsi que d'indiquer un procédé approprié de fixation d'un caisson de déformation à un longeron de véhicule automobile. Le système de liaison conforme à l'invention est caractérisé en ce que le tronçon de fixation du caisson de déformation, et l'extrémité du longeron, sont 5 assemblés par une technique de collage. Cela autorise un montage tant approprié que rapide, ainsi qu'une liaison des caissons de déformation et des longerons qui présente une haute qualité et répond, de manière fiable, aux normes strictes imposées en matière de sécurité. Le système de liaison et sa fabrication sont économiques, de même qu'ils réduisent le poids. Une compensation de tolérances, entre le tronçon de 10 fixation d'un caisson de déformation et l'extrémité du longeron, s'instaure d'elle-même grâce à la substance adhésive. La solidarisation peut être soumise à de fortes contraintes dynamiques. Les énergies, développées en cas de collision, sont converties par les caissons de déformation et induites dans la structure du véhicule automobile. Des forces agissant en sens inverse, par exemple au cours du 15 remorquage d'un véhicule automobile, sont elles aussi fiablement répercutées par l'intermédiaire de la liaison de colle. De préférence, le caisson de déformation est inséré par son tronçon de fixation dans l'extrémité du longeron, dans laquelle il est collé. Dans le principe, cependant, ledit tronçon de fixation dudit caisson peut aussi être guidé par 20 l'extrémité du longeron, puis être assemblé par une technique de collage. Les deux variantes procurent une faculté de remplacement simple des caissons de déformation, également en cas de détérioration. Il suffit, à cette fin, de dissocier la liaison de colle, par exemple par apport de chaleur ou à l'aide d'un solvant chimique. On a avantageusement prévu des moyens de fixation qui retiennent les 25 tronçons de fixation des caissons de déformation dans les extrémités des longerons, avec une orientation de la position. Lesdits moyens servent à bloquer et à orienter les caissons, dans les longerons, respectivement jusqu'à la prise ou au durcissement total de la liaison de colle. Chaque caisson de déformation est commodément muni d'une butée 30 adjacente à la face frontale d'un longeron. Ainsi, ledit caisson se scinde en le tronçon de fixation et en un tronçon de déformation situé du côté du support transversal, avec interposition de la butée. Ladite butée est réalisée, en particulier, sous la forme d'un renflement de matière dirigé vers l'extérieur, ou d'un accroissement de l'épaisseur de paroi du caisson de déformation. Dans ce cas, ladite butée peut s'étendre 35 périphériquement sur la surface extérieure du caisson. Ledit caisson prend appui frontalement, sur le longeron, par l'intermédiaire de la ou des butée(s). En cas de 2905326 3 collision, l'énergie est induite dans la carrosserie du véhicule par l'intermédiaire de la structure d'appui. Ladite butée contribue à procurer, de manière fiable, une résistance aux diverses collisions à faible vitesse (collision atteignant jusqu'à 16 1(mlh 5 Des orifices de déversement peuvent être prévus, dans les parois des longerons, pour permettre l'injection d'adhésif. Des orifices de déversement sont judicieusement pratiqués dans les quatre côtés du longeron. A l'issue de l'alignement du système amortisseur d'impacts vis-à-vis du longeron, la substance adhésive peut être respectivement introduite, par l'intermédiaire des orifices de déversement, dans 10 la cavité ou l'interstice séparant la face extérieure des tronçons de fixation et la face intérieure des extrémités des longerons. La quantité de substance adhésive, et la taille de la surface de collage, sont tributaires de la substance adhésive considérée et des forces devant être transmises, et sont adaptées en conséquence. En tant que substance adhésive, il est possible d'employer des substances 15 adhésives à expansion, de même que des substances adhésives hautement résistantes à un ou deux composant(s). La liaison de colle matérialise une compensation de tolérances entre le tronçon de fixation du caisson de déformation et l'extrémité du longeron. En présence de substances adhésives expansives, cela s'opère automatiquement avec l'accroissement de volume de l'adhésif. En présence de 20 substances adhésives hautement résistantes à un ou deux composant(s), cela s'opère en concordance avec la quantité de substances adhésives injectée. Notamment en présence de substances adhésives à expansion, le durcissement total de la liaison de colle peut être amorcé par un apport de chaleur extérieur. Cela peut s'opérer dans le cadre d'un revêtement de surface du caisson de 25 déformation et du longeron, par exemple d'un laquage cathodique par immersion. Dans ce cas, le système amortisseur d'impacts et la carrosserie brute sont conjointement guidés à travers le bain de laquage cathodique par immersion. La substance adhésive, déposée préalablement dans la zone de liaison entre le caisson et le longeron, réagit sous l'influence de la chaleur dans le four de laquage cathodique 30 par immersion, puis se lie. Ce mode opératoire est notamment avantageux en présence de substances adhésives à expansion, ou de substances adhésives thermodurcissables à composant unique. En règle générale, la liaison entre un caisson de déformation et un longeron peut, bien entendu, avoir lieu avant ou après un revêtement de surface. On 35 utilise de préférence, dans ce cas, des substances adhésives à deux composants qui, à 2905326 4 l'issue du montage et de la consignation à demeure, peuvent également durcir sur une longue période. La préférence est accordée à l'utilisation de substances adhésives à base de résine époxy. La substance adhésive peut se lier soit par réaction chimique, en 5 présence de deux composants, soit par un processus physique tel que la volatilisation du solvant. La liaison, sur les surfaces d'assemblage entre les tronçons de fixation et les extrémités des longerons, repose en premier lieu sur l'adhérence entre la substance adhésive et le métal, ainsi que sur les forces de cohésion à l'intérieur de la 10 substance adhésive. Il est possible d'employer une substance adhésive à durcissement anaérobique. Dans le cas de cette substance adhésive, la liaison fiable, et donc le collage, ont lieu sans volatilisation d'un solvant. La substance adhésive garantit une bonne faculté d'imprégnation uniforme des surfaces de collage, et de faibles tensions 15 internes à l'issue de la prise. La tendance au retrait est faible au stade de la prise. Une substance adhésive réactive constitue, pareillement, une substance adhésive bien appropriée dans la pratique. Par exemple, une substance adhésive de polyaddition durcit totalement sans dégagement de produits de dédoublement, suite à une réaction par addition. La substance adhésive est durcissable à froid et à chaud, 20 sans aucune pression, et possède une viscosité supérieure à celles de substances adhésives anaérobiques. Ainsi, l'utilisation d'une telle substance adhésive est notamment appropriée du fait des tolérances de fabrication des pièces structurelles du caisson de déformation et du longeron. Par ailleurs, il est possible d'employer des substances adhésives à 25 durcissement physique, tels que des substances adhésives fusibles. Comme déjà mentionné, il est possible d'employer des substances adhésives expansibles. Dans ce cas également, la pratique recommande l'emploi de mousses thermoexpansibles garantissant, après expansion, une adhérence fiable entre le caisson de déformation et le longeron. 30 Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que le tronçon de fixation du caisson de déformation, et l'extrémité du longeron, sont assemblés par une liaison de colle. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : 35 la figure 1 est vue en une coupe verticale partielle de la zone de liaison entre un caisson de déformation et un longeron de véhicule automobile ; 2905326 5 la figure 2 montre, à échelle agrandie, le détail X de la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique planaire de l'extrémité d'un longeron et du tronçon de fixation d'un caisson de déformation, avant la formation d'une liaison de colle ; 5 la figure 4 illustre l'assemblage conforme à la figure 3, après instauration de la solidarisation collée ; et la figure 5 représente, de manière schématique, une autre forme de réalisation d'un système de liaison entre un caisson de déformation et un longeron. La figure 1 est une illustration partielle de la zone de liaison entre un 10 caisson de déformation 1 et un longeron 2 de véhicule automobile. Le caisson 1 est utilisé dans un système amortisseur d'impacts, en tant qu'élément déformable absorbant l'énergie, entre le longeron 2 et un support transversal (non représenté). Ledit caisson 1 consiste en un métal et comprend un tronçon de déformation 3 situé du côté du support transversal et conçu comme un corps creux allongé, ainsi qu'un 15 tronçon de fixation 4 se rattachant directement audit tronçon 3. Ledit tronçon 4 est emboîté dans une extrémité 5 du longeron 2, dans laquelle il est fixé. Une butée 6, par laquelle le caisson de déformation 1 porte contre une face frontale 7 du longeron 2, contre laquelle il prend appui et est adjacent, est façonnée dans la zone de transition entre le tronçon de déformation 3 et le tronçon de fixation 20 4. Dans l'exemple de réalisation tel que représenté, la butée 6 revêt la forme d'un renflement de matière qui est dirigé vers l'extérieur, sur le caisson 1, et s'étend radialement autour du pourtour extérieur dudit caisson 1. La jonction, entre le tronçon de fixation 4 du caisson de déformation 1 et l'extrémité 5 du longeron 2, est instaurée par liaison de colle 8. A cet égard, il est fait 25 renvoi à la figure 2 montrant, à échelle agrandie, le détail X du système de liaison conforme à la figure 1. En vue d'établir le système de liaison, le tronçon de fixation 4 est inséré dans l'extrémité 5 du longeron 2, avec laquelle il est assemblé par une technique de collage. A cette fin, les surfaces respectives de collage ou d'assemblage sont 30 imprégnées d'un adhésif K ; ou bien l'on dépose, sur ledit tronçon 4 eüou dans ladite extrémité 5, des substances adhésives K qui réagissent par contact ou par apport de chaleur extérieur, et génèrent la liaison de colle 8. Ladite liaison 8 peut couvrir toute la superficie de la zone de liaison entre le tronçon 4 et l'extrémité 5, ou bien une partie de cette superficie. 35 La substance adhésive K employée est douée d'une haute résistance, d'une grande stabilité au vieillissement et d'une stabilité thermique fiable dans la plage de 2905326 6 températures techniquement compatible avec le cas d'application. Du fait de l'adhérence entre la substance adhésive et le métal du tronçon de fixation 4, ainsi que de l'extrémité 5, il est obtenu un assemblage mécanique et de formes, entre le caisson de déformation 1 et le longeron 2, avec un fort pouvoir d'adhérence et une 5 aptitude élevée à supporter des charges. La moitié inférieure de la figure 1 illustre la présence de moyens 9 de fixation qui alignent le tronçon de fixation 4 du caisson de déformation 1, dans l'extrémité 5 du longeron 2, et orientent ledit tronçon dans sa position. La liaison de colle 8 n'est pas représentée dans la moitié inférieure de la figure 1, pour mettre en 10 évidence les moyens 9 de fixation. De tels moyens 9 peuvent être matérialisés par des boulons, des becs crantables, des moulures ou des rivets. L'orientation de la position respectivement occupée par le caisson 1 ou par le tronçon 4, dans l'extrémité 5 est notamment avantageuse lorsque le système d'amortisseur d'impacts est soumis, avec la carrosserie brute, à un revêtement de surface se présentant, par 15 exemple, comme un laquage cathodique par immersion ; et lorsque la liaison de colle 8, entre le caisson 1 et le longeron 2, est instaurée au cours du passage dans le bain. Les figures 3 et 4 sont des illustrations techniquement schématiques d'un système de liaison entre le tronçon de fixation 4 d'un caisson de déformation 1 et l'extrémité 5 d'un longeron 2, assuré par une liaison de colle 8 instaurée par une 20 substance adhésive expansible Ki. La figure 3 montre le système de liaison préalablement à l'instauration de la liaison de colle 8. Des substances adhésives K1 sont déposées sur le tronçon de fixation 4. La réaction desdites substances K1 est déclenchée par action extérieure, par exemple par apport de chaleur. Lesdites substances K1 accusent une expansion et 25 un durcissement total, ce qui génère et provoque la liaison 8 hautement résistante. La liaison de colle 8 autorise alors une compensation de tolérances y, z entre le tronçon de fixation 4 du caisson de déformation 1 et l'extrémité 5 du longeron 2. Dans le système de liaison tel que représenté, encore de manière 30 schématique sur la figure 5, il est fait usage d'une substance adhésive K2 à un ou deux composant(s). Cette dernière est injectée, par l'intermédiaire d'orifices de déversement 10, dans l'espace interstitiel entre le tronçon de fixation 4 d'un caisson de déformation 1 et l'extrémité 5 d'un longeron 2. La substance adhésive K2 se propage alors entre ledit tronçon 4 et ladite extrémité 5. La dimension de la surface 35 de collage est adaptée en fonction de la substance adhésive K2 utilisée, et des forces devant être répercutées. L'injection de ladite substance adhésive K2 a judicieusement 2905326 lieu à partir des quatre côtés du longeron 2. Une compensation de tolérances, entre le tronçon 4 et l'extrémité 5, s'ajuste automatiquement selon la quantité de substance adhésive K2 injectée. En cas d'utilisation d'une substance adhésive thermodurcissable à 5 composant unique, le durcissement total peut également s'opérer au cours du passage du système de liaison à travers un bain de traitement de surface, tel que le laquage cathodique par immersion, sous l'effet des températures qui y règnent. Lorsqu'on utilise une substance adhésive à deux composants, le montage et le durcissement total peuvent avoir lieu avant ou après le laquage par immersion. REVENDICATIONS - 1. Système de liaison entre un caisson de déformation (1) et un longeron (2) de véhicule automobile, ledit caisson (1) présentant un tronçon de fixation (4) situé du côté dudit longeron (2) et relié à une extrémité (5) dudit longeron (2), système caractérisé en ce que le tronçon de fixation (4) du caisson de déformation (1) et l'extrémité (5) du longeron (2) sont assemblés par une technique de collage. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens (9) de fixation qui retiennent avec une orientation de la position le tronçon de fixation (4) des caissons de déformation (1) dans l'extrémité (5) du longeron (2),. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le caisson de déformation (1) présente une butée (6) qui est adjacente à la face frontale (7) d'un longeron (2). 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée (6) est 15 réalisée sous la forme d'un renflement de matière dirigé vers l'extérieur, ou d'un accroissement de l'épaisseur de la paroi du caisson de déformation (1). 5. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des orifices (10) de déversement d'un adhésif sont pratiqués dans l'extrémité (5) du longeron (2). 20 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) forme une compensation de tolérances entre le tronçon de fixation (4) du caisson de déformation (1) et l'extrémité (5) du longeron (2). 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) est réalisée par une substance adhésive réactive. 25 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) est réalisée par une substance adhésive à durcissement anaérobique. 9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) est réalisée par une substance adhésive à durcissement 30 physique. 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) est réalisée par une substance en mousse thermoexpansible. 11. Procédé de fixation d'un caisson de déformation (1) à un longeron (2) 35 de véhicule automobile, ledit caisson (1) étant inséré, par un tronçon de fixation (4), dans une extrémité (5) dudit longeron (2) avec laquelle il est assemblé, procédé 2905326 9 caractérisé en ce que ledit tronçon de fixation (4) et ladite extrémité (5) sont assemblés par une liaison de colle (8). 12. Procédé selon la revendication Il, caractérisé en ce que la liaison de colle (8) est provoquée par un apport de chaleur extérieur. 5 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'apport de chaleur a lieu lors d'un revêtement de surface du caisson de déformation (1) et du longeron (2).