Brevet FR2900123A1 — publié le 20071026

La présente invention concerne un élément structurel pour véhicule automobile, du type comprenant : - un premier corps métallique allongé creux à section transversale 5 fermée ; - un deuxième corps en matière plastique continu et surmoulé sur le premier corps métallique, le deuxième corps en matière plastique comprenant au moins deux bagues entourant le premier corps métallique, les bagues étant espacées longitudinalement. 10 WO 2004/056610 décrit un élément structurel pour véhicule automobile comprenant un tube métallique et un corps en matière plastique surmoulé sur le tube. Le corps en matière plastique est lié au tube, d'une part, par des boutons de matière plastique situé à l'intérieur du tube et formés à travers des ouvertures du tube, et, d'autre part, par des parties 15 entourant le tube. Néanmoins, la liaison du corps en matière plastique au tube nécessite, d'une part, des premières ouvertures pour le passage des boutons à l'intérieur du tube, et, d'autre part, des deuxièmes ouvertures situées en regard des premières ouvertures, pour permettre l'insertion de parties 20 mobiles du moule dans le tube pour former les boutons à l'intérieur du tube. Ces premières et deuxièmes ouvertures diminuent la résistance mécanique de l'élément structurel dans son ensemble. En outre, la fabrication nécessite un moule compliqué du fait qu'il comprend des parties mobiles. 25 Un but de l'invention est de proposer un élément structurel de résistance améliorée et de fabrication aisée. A cet effet, l'invention propose un élément structurel du type précité, caractérisé en ce que le deuxième corps en matière plastique est, dans chaque section transversale du premier corps métallique, entièrement situé à 30 l'extérieur du contour du premier corps métallique, et le rapport de la longueur axiale de chaque bague à la distance longitudinale entre les bagues est inférieur à 1. Selon d'autres modes de réalisation, l'élément structurel comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - chaque bague est surmoulée sur une portion de section transversale circulaire du premier corps métallique ; - le premier corps métallique possède une section transversale non-circulaire en dehors d'un tronçon du premier corps métallique sur lequel sont surmoulées les bagues ; et - le rapport de la longueur axiale de chaque bague à la distance longitudinale entre les bagues est inférieur à 0,6. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un élément structurel tel que défini ci-dessus. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un élément structurel comprenant un premier corps métallique allongé creux à section transversale fermée, et un deuxième corps en matière plastique continu surmoulé sur le premier corps métallique, dans lequel on lie le deuxième corps en matière plastique sur le premier corps métallique en surmoulant sur le premier corps métallique au moins deux bagues du deuxième corps en matière plastique espacées longitudinalement, chaque bague entourant le premier corps métallique, caractérisé en ce que le deuxième corps en matière plastique est, dans chaque section transversale du premier corps métallique, entièrement situé à l'extérieur du contour du premier corps métallique, et le rapport de la longueur axiale de chaque bague à la distance longitudinale entre les bagues est inférieur à 1. Selon d'autres modes de mise en oeuvre, le procédé comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - on surmoule chaque bague sur une portion de section transversale circulaire du premier corps métallique ; -on surmoule chaque bague à une distance longitudinale d'un bord d'une chambre de moulage telle que le rapport de la longueur d'une bague à ce bord à la distance de cette bague à ce bord est supérieur à 0, 3 ; - le rapport de la longueur d'une bague à la distance longitudinale entre cette bague et un bord adjacent de la chambre de moulage est supérieur à 0,4 ; et - le rapport de la longueur axiale de chaque bague à la distance longitudinale entre les bagues est inférieur à 0,6. L'invention et ses avantages seront mieux compris à l'étude de la 10 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues respectivement de face et en perspective d'un élément structurel conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue partielle agrandie de la zone III de la figure 1 ; 15 et - les figures 4 et 5 sont des vues en coupe selon IV-IV et V-V de l'élément structurel de la figure 1. Dans tout ce qui suit, les orientations sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile. 20 Ainsi, les termes avant , arrière , latéral , droite , gauche , horizontal , vertical , supérieur , et inférieur s'entendent par rapport à la position d'un conducteur et au sens de déplacement du véhicule en marche avant, matérialisé par une flèche S sur la figure 2. 25 En se référant aux figures 1 à 3, l'élément structurel 2 comprend une traverse supérieure 4 tubulaire métallique, allongée sensiblement horizontalement suivant une ligne L longitudinale de la traverse 4, et deux montants latéraux 6 en matière plastique, qui s'étendent sensiblement verticalement. 30 Les deux montants 6 sont espacés latéralement l'un de l'autre, et s'étendent vers le bas à partir de la traverse 4. Un tel élément structurel 2 constitue une face avant de véhicule automobile, et est destiné à être monté à l'avant d'un véhicule automobile pour supporter divers équipements tels que des blocs optiques, un groupe moto-ventilateur, un radiateur, un condenseur... Ainsi, les montants 6 délimitent entre eux un espace central 8 de réception, par exemple, d'un radiateur, d'un condenseur, et d'un groupe moto-ventilateur. De même, les portions d'extrémité 10 de la traverse 4 définissent, avec des platines de support 12 des montants 6, s'étendant latéralement vers l'extérieur, des espaces 14 de réception de blocs optiques. La traverse 4 comprend une portion centrale 16 s'étendant latéralement, les portions d'extrémité 10 étant inclinées vers l'arrière par rapport à la portion centrale 16. Ainsi, la ligne L est courbe. En variante, la ligne L est rectiligne. Chaque montant 6 comprend, à son extrémité supérieure, une portion 18 de liaison du montant 6 à un tronçon 20 correspondant de la traverse 4 situé longitudinalement entre une des portions d'extrémité 10 et la portion centrale 16. Les tronçons 20 sont espacés latéralement. Chaque portion 18 comprend un groupe de bagues 24, ici-au nombre de six, espacées suivant la ligne L, chaque bague 24 entourant le tronçon 20 correspondant, et des plaques 26, chaque plaque 26 s'étendant verticalement vers le bas à partir d'une bague 24 correspondante pour relier cette bague au reste du montant 6. Chaque montant 6 est continu. Ainsi, chaque montant 6 est monobloc, et ses différentes parties sont venues de matières les unes avec les autres. En particulier, les bagues 24 de chaque montant 6 sont venues de matière les une avec les autres. La traverse 4 présente en section transversale un contour fermé. La traverse 4 possède ainsi une résistance mécanique importante. Tel que représentée sur les figures 4 et 5, la traverse 4 possède dans chaque tronçon 20 une section transversale circulaire (figure 4), et, en dehors des tronçons 20, une section transversale non-circulaire (figure 5), ici trapézoïdale. La section transversale est non-circulaire dans les portions d'extrémité 10 et dans la portion centrale 16. Chaque tronçon 20 possède une section transversale constante. En variante, un tronçon 20 comprend des segments de surmoulage de section transversale circulaire séparés par des segments intermédiaires de section différente, par exemple non-circulaire, une bague étant surmoulée sur chaque segment de surmoulage. Comme illustré sur la figure 4, chaque bague 24, et de façon plus 10 général chaque montant 6, s'étend, dans chaque section transversale du tronçon 20 correspondant, en dehors du contour du tronçon 20. Chaque montant 6 est ainsi surmoulé sur l'extérieur du tronçon 20 correspondant sans formation d'ouverture entre l'intérieur et l'extérieur dans le tronçon 20. 15 La traverse 4 est dans son ensemble dépourvue d'ouverture, en particulier sur les tronçons 20. La traverse 4 est éventuellement munie de trous 22 de fixation d'accessoires sur la traverse, mais ces trous 22 sont de faible dimension, et situés en dehors des tronçons 20. La traverse 4 est réalisée par exemple en aluminium, auquel cas son 20 épaisseur est comprise entre 2mm et 4mm, ou en acier, auquel cas son épaisseur est comprise entre l mm et 2,5mm. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3 illustrant la portion 18 du montant 6 droit (à gauche sur les figures 1 et 2), les bagues 24 d'un montant 6 possèdent des longueurs longitudinales I, qui sont ici identiques d'une 25 bague à l'autre. Chaque bague 24 est espacée de la bague adjacente ou de chacune des bagues 24 adjacentes d'une certaine distance longitudinale e ou el. Selon un procédé de fabrication de l'élément 2, dans une première étape de formation de la traverse 4, on réalise la traverse 4 à partir d'un tube 30 cylindrique de section sensiblement circulaire identique à celle des tronçons 20, en disposant le tube dans un moule d'hydroformage, et en déformant le tube radialement vers l'extérieur par application d'une pression uniforme à l'intérieur du tube pour lui conférer, en dehors des tronçons 20, une section différente, selon la rigidité souhaitée pour la traverse 4. Dans une deuxième étape de formation d'un montant 6, comme représenté sur la figure 3, on place la traverse 4 dans une chambre de moulage dont les bords 30 à proximité de la portion 18 du montant 6 sont illustrées de façon schématique par des traits mixtes C, et on injecte de la matière plastique sous pression dans la chambre pour former le montant 6 monobloc. Les bords 30 délimitent la limite d'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre de moulage. Chaque portion 18 comprend des bagues 24 latérales entre lesquelles sont situées les autres bagues 24 de la portion 18. Chaque bague 24 latérale est espacée longitudinalement d'un bord 30 le plus proche d'une distance longitudinale d. II est possible de former les montants 6 simultanément dans un moule comprenant une chambre pour chaque montant 6, ou lors de deux étapes successives. Lors du surmoulage des montants 6, un risque est que la traverse 4 s'écrase sous l'effet de la pression élevée appliquée par la matière plastique sur la surface externe de la traverse 4 qui est creuse. Selon un aspect de l'invention, le rapport R de la longueur Ide chaque bague 24 d'un montant 6 à la distance e ou el entre cette bague 24 et la ou chacune des bagues 24 adjacentes de ce montant 6 est inférieur à 1. Dans le cas d'une traverse en acier, le rapport R est de préférence inférieur à 0.6. Selon un autre aspect de l'invention, le rapport F de la longueur 1 de chaque bague 24 latérale à la distance longitudinale d au bord 30 le plus proche est supérieure à 0,3, et de préférence supérieure à 0,4, notamment dans le cas de l'acier. Le respect des rapports R et/ou F permet de limiter le risque d'écrasement, tout en assurant un recouvrement suffisant de la traverse 4 par la matière plastique pour assurer une liaison satisfaisante de chaque montant 6 à la traverse 4. De préférence, le rapport R est supérieur à 0, 2 pour assurer une liaison satisfaisante entre chaque montant 6 et la traverse 4. La cohésion obtenue entre la matière plastique et la traverse 4 permet d'éviter la rotation de chaque bague 24 par rapport au tronçon 20 correspondant autour de la ligne L. La liaison de chaque montant 6 à la traverse 4 uniquement par des bagues 24 entourant extérieurement la traverse 4 évite la formation d'ouvertures, en particulier dans les tronçons 20, ce qui préserve la résistance de la traverse 4. Le surmoulage des bagues 24 est effectué simplement sans parties de moule insérées à l'intérieur de la traverse 4. Le surrnoulage des bagues 24 sur des tronçons 20 de section circulaire permet une répartition radiale uniforme des efforts de pression lors du surmoulage, ce qui diminue encore les risques d'écrasement, et facilite la fabrication. Dans l'exemple illustré, les bords 30 se situent aux extrémités longitudinales du tronçon 20, à proximité de la transition entre la section circulaire (tronçon 20) et a section non circulaire (trapézoïdale). Les bords 30 se situent au droit d'une section circulaire. Ainsi, seul le tronçon 20 de section circulaire, très résistante à la pression extérieure, est inséré dans la chambre de moulage. Ainsi, grâce à l'invention, on obtient un élément structurel hybride , i.e. constitué de métal et de matière plastique surmoulée sur le métal, pouvant être obtenu facilement et présentant une résistance satisfaisante. L'invention s'applique aux faces avant et plus généralement à tout élément de structure de véhicule automobile. 20 25 REVENDICATIONS 1.- Elément structurel pour véhicule automobile, du type comprenant : - un premier corps métallique (4) allongé creux à section transversale fermée ; - un deuxième corps en matière plastique (6) continu surmoulé sur le premier corps métallique (4), le deuxième corps en matière plastique (6) comprenant au moins deux bagues (24) entourant le premier corps métallique (4), les bagues (24) étant espacées longitudinalement, caractérisé en ce que le deuxième corps en matière plastique (6) est, dans chaque section transversale du premier corps métallique (4), entièrement situé à l'extérieur du contour du premier corps métallique (4), et le rapport de la longueur axiale (I) de chaque bague à la distance longitudinale (e, el) entre les bagues est inférieur à 1. 2.- Elérnent structurel selon la revendication 1, caractérisé en ce chaque bague (24) est surmoulée sur une portion (20) de section transversale circulaire du premier corps métallique (4). 3.- Elérnent structurel selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier corps métallique (4) possède une section transversale non-circulaire en dehors d'un tronçon (20) du premier corps métallique sur lequel sont surmoulées les bagues (24). 4.- Elément structurel selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la longueur axiale (I) de chaque bague (24) à la distance longitudinale (e, el) entre les bagues (24) est inférieur à 0,6. 30 5.- Véhicule automobile comprenant un élément structurel selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6.- Procédé de fabrication d'un élément structurel (2) comprenant un premier corps métallique (4) allongé creux à section transversale fermée, et un deuxième corps en matière plastique (6) continu surmoulé sur le premier corps métallique (4), dans lequel on lie le deuxième corps en matière plastique (6) sur le premier corps métallique (4) en surmoulant sur le premier corps métallique au moins deux bagues (24) du deuxième corps en matière plastique (6) espacées longitudinalement, chaque bague (24) entourant le premier corps métallique (4), caractérisé en ce que le deuxième corps en matière plastique (6) est, dans chaque section transversale du premier corps métallique (4), entièrement situé à l'extérieur du contour du premier corps métallique (4), et le rapport de la longueur axiale (I) de chaque bague (24) à la distance longitudinale entre les bagues (e, el) est inférieur à 1. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on surmoule chaque bague (24) sur une portion (20) de section transversale circulaire du premier corps métallique (4). 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on surmoule chaque bague (24) à une distance longitudinale (d) d'un bord (30) d'une chambre de moulage telle que le rapport (F) de la longueur (I) d'une bague (24) à ce bord (30) à la distance de cette bague à ce bord (30) est supérieur à 0,3. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le rapport (F) de la longueur (I) d'une bague (24) à la distance longitudinale (d) entre cettebague (24) et un bord (30) adjacent de la chambre de moulage est supérieur à 0,4. 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le rapport (R) de la longueur axiale (I) de chaque bague (24) à la distance longitudinale (e ou e1) entre les bagues (24) est inférieur à 0,6.