Brevet FR2898855A1 — publié le 20070928

Face avant pour véhicule automobile du type composite métal/plastique L'invention concerne une face avant pour véhicule automobile du type métal/plastique. Un module de face avant est un élément de structure susceptible d'intégrer divers équipements du véhicule tels que projecteurs, clignotants, avertisseur sonore, échangeur thermique, groupe moto-ventilateur ou module de refroidissement complet, etc. Ce module, ainsi pourvu de ses équipements, constitue un élément unitaire préparé et livré par l'équipementier, prêt à être monté sur le véhicule par le constructeur. Le montage de ce rnodule unitaire se fait par raccordement à des éléments de structure latéraux du véhicule, tels que longerons, ailes ou coques, puis mise en place d'un pare-chocs ou bouclier frontal rapporté sur le module. Une telle face avant est généralement réalisée sous la forme d'un élément monobloc, en particulier sous la forme d'un élément composite métal/plastique. Il est connu, notamment d'après la publication EP-A-O 658 470, de réaliser une face avant sous la forme d'une armature métallique en tôle emboutie, sur laquelle est surmoulée une matière plastique, en particulier du type polyamide. Il est connu aussi d'associer à la face avant une poutre pare-chocs, qui participe à la protection des composants du module en cas de choc frontal. II est également connu de réaliser une face avant sous la forme d'un tube métallique réalisé par hydroformage, sur lequel est surmoulée une matière plastique, ce qui est notamment réalisé dans le cadre de la technologie Hydroplast (marque déposée par General Electric). La conception d'une face avant est basée d'une manière générale sur l'analyse des efforts que les diverses parties qui composent la face avant sont susceptibles de subir. La technologie à armature métallique en tôle emboutie présente une plus grande simplicité, mais offre une rigidité restreinte. La technologie à tube réalisé par hydroformage offre des performances plus importantes, mais avec un poids plus conséquent et un coût plus élevé. L'invention vise à améliorer la situation. A cet effet, l'invention propose une face avant pour véhicule automobile du type composite métal/plastique, qui comprend au moins un insert en matière 10 métallique sur lequel est surmoulée une première partie en matière plastique et au moins un élément réalisé par hydroformage en matière métallique sur lequel est surmoulée une seconde partie en matière plastique. Les première et deuxième parties en matière plastique peuvent être surmoulées simultanément et/ou avec la même matière plastique. 15 Une telle face avant est particulièrement avantageuse car elle permet d'adapter la technologie de renfort de la structure selon les besoins locaux d'une face avant tout en optimisant les problématiques de poids et de coûts. 20 Dans cette face avant, l'insert et l'élément réalisé par hydroformage peuvent être reliés à leurs extrémités par des moyens de liaison qui peuvent être venus de moulage. L'insert et l'élément réalisé par hydroformage peuvent comporter chacun une ouverture traversante en vis-à-vis l'une de l'autre et les moyens de liaison peuvent comporter une ouverture traversante correspondante. Un 25 élément rigidifiant du type rivet ou une vis en matière métallique ou en matière plastique peut être disposé à travers les ouvertures traversantes en vis-à-vis de l'insert, de l'élément réalisé par hydroformage et des moyens de liaison. Une telle réalisation pour les moyens de liaison permet de faire usage des 30 technologies déjà existantes de surmoulage tout en assurant une liaison propre et solide dont on peut augmenter la rigidité à l'aide des moyens de liaison.5 Dans un mode de réalisation, l'insert est un profilé métallique qui s'étend sur toute la largeur de la face avant et l'élément réalisé par hydroformage peut être un tube métallique en forme générale de U dont la base forme une traverse sensiblement parallèle à l'insert et dont les branches forment chacune un montant. Les extrémités des branches du U peuvent être prolongées par des branches de liaison à un élément structurel du véhicule. Dans un autre mode de réalisation, la face avant comprend deux inserts sensiblement parallèles sous la forme de profilés métalliques, formant chacun un montant. Elle peut comprendre en outre deux tubes réalisés par hydroformage sensiblement parallèles, s'étendant sur toute la largeur de la face avant, aux extrémités respectives des montants. L'insert et l'élément réalisé par hydroformage peuvent être réalisés en 15 aluminium, en alliage d'aluminium ou en acier. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une face avant pour véhicule automobile, qui comporte les étapes consistant à : 20 a. prévoir au moins un insert métallique, un élément réalisé par hydroformage et un moule pour surmouler de la matière plastique, b. prévoir un premier élément de moule pour surmouler une première partie en matière plastique sur l'insert métallique, et un deuxième élément de 25 moule pour surmouler une deuxième partie en matière plastique sur l'élément réalisé par hydroformage, c. prévoir des ouvertures traversantes dans l'élément réalisé par hydroformage, au niveau de point de liaison prévu avec la première 30 partie en matière plastique, ainsi qu'aux extrémités de l'élément réalisé par hydroformage, 4 d. prévoir des ouvertures traversantes dans l'insert, sensiblement identiques à celles réalisées aux extrémités de l'élément réalisé par hydroformage, e. disposer l'insert et l'élément réalisés par hydroformage dans le moule, de sorte que les ouvertures réalisées dans l'insert sont en vis-à-vis de celles réalisées aux extrémités de l'élément réalisé par hydroformage, avec une broche du premier élément de moule qui traverse ses ouvertures, f. mouler la matière plastique lorsque l'insert et l'élément réalisés par hydroformage sont en place. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'exemples donnés à titre illustratif et non 15 limitatif, tirés des dessins sur lesquels : - la figure 1 montre une vue en perspective d'une face avant selon l'invention ; - la figure 2 montre un détail d'une partie de la figure 1 ; 20 - la figure 3 montre une vue de dessous et de derrière du détail de la figure 2 ; et - la figure 4 montre un mode de réalisation en variante d'une face avant selon 25 l'invention. On a représenté sur la figure 1 une face avant 2 qui comporte une traverse supérieure 4 qui s'étend de manière sensiblement horizontale sur toute la largeur de la face avant 2. 30 La face avant 2 comporte également deux montants 6 et 8 qui s'étendent de manière sensiblement verticale au niveau des extrémités de la traverse 4, en dessous de celle-ci. La face avant 2 comporte en outre une traverse inférieure 10 qui s'étend entre les montants 6 et 8 de manière sensiblement parallèle à la traverse 4. Des branches 12 et 14 s'étendent dans le prolongement des montants 6 et 8 et peuvent servir notamment à fixer la face avant 2 sur un élément de structure du véhicule. La traverse 4 est réalisée sous la forme d'un profilé métallique 16 ou insert métallique qui a ici une forme en U dont les branches sont sensiblement horizontales. Ainsi, lorsque la face avant 2 est montée dans le véhicule, la partie ouverte du profilé 16 fait face à l'arrière du véhicule. Il serait possible de monter le profilé 16 de manière différente. Le profilé 16 comporte une pluralité d'ouvertures 18 dont le rôle est de permettre le surmoulage d'une partie en matière plastique qui apparaît mieux sur la figure 3. La traverse 4 peut être réalisée en aluminium ou en alliage d'aluminium ou encore en acier et la matière plastique utilisée peut être par exemple du polyamide. Ce type de conception hybride métal/plastique par surmoulage est connu de l'homme du métier et est notamment décrit dans le brevet EP-A-O 658 470. Les montants 6 et 8, la traverse inférieure 10 et les branches 12 et 14 font toutes parties d'un même tube 20 réalisé par hydroformage. Le tube 20 a une forme générale en U, dont la traverse 10 forme la base et les montants 6 et 8 forment les branches. Les branches du U sont prolongées par les branches 12 et 14. La méthode de réalisation d'un tube par hydroformage est connue de l'homme du métier. De manière générale, cette méthode consiste à placer un tube métallique creux dans un moule, puis à soumettre ce tube à des pressions intenses à l'aide de pistons hydrauliques, afin de le déformer jusqu'à ce que celui-ci corresponde au moule. Il est ainsi possible de partir d'un tube d'aluminium creux et d'aboutir à la forme représentée sur la figure 1. L'avantage de cette technologie est qu'elle permet de réaliser une structure très rigide mais néanmoins plus coûteuse et lourde que celle du profilé embouti 16. Une partie en matière plastique 22 est montrée sur la figure 1. Cette partie 10 plastique a été surmoulée sur le tube 20 selon une méthode connue. Cette méthode correspond notamment à la méthode dite hydroplast (marque déposée par General Electric). Dans cette méthode, des ouvertures sont réalisées dans le tube 20 pour perrnettre le surmoulage de la partie en matière plastique 22, le moule assurant l'étanchéité du tube 20 à l'intérieur de ces ouvertures. 15 L'insert 16 et le tube 20 sont reliés par des moyens de liaison 24 qui seront maintenant décrits à l'aide des figures 2 et 3. Comme on peut le voir sur la figure 2, le profilé 16 comporte une ouverture 26 20 et le tube 20 comporte une ouverture 28. L'insert 16 et le tube 20 sont disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que les ouvertures 26 et 28 sont disposées sensiblement au-dessus l'une de l'autre. Les moyens de liaison 24 sont réalisés par une partie en matière plastique 30 25 qui est surmoulée autour de la zone de liaison du profilé 16 et du tube 20 et qui laisse libres les ouvertures 26 et 28 pour définir une ouverture 32 des moyens de liaison. L'ouverture 32 peut notamment être réalisée par l'introduction d'une broche 30 dans les ouvertures 26 et 28 lors du surmoulage de la partie plastique 30.5 Il est possible ensuite d'introduire un élément rigidifiant à l'intérieur de l'ouverture 32 afin de solidifier la liaison entre le profilé 16 et le tube 20, sous la forme d'un rivet ou d'une vis en matière métallique ou en matière plastique. La figure 3 montre la partie 30, selon un autre angle, vu de derrière et de dessous. Comme on peut le voir sur cette figure, la partie 30 entoure complètement la zone de liaison du profilé 16 et du tube 20. Cette figure montre également une partie en matière plastique 32 qui est surmoulée sur le profilé 16. D'une manière générale, un des avantages de l'invention est de permettre le surmoulage de la partie en matière plastique 22 qui recouvre le tube 20, de la partie en matière plastique 30 et de la partie plastique 32 qui recouvre le profilé 16 en une seule et unique opération de surmoulage. Pour cela, on pourra notamment utiliser un moule en deux parties adaptées pour surmouler la partie 22 d'une part et la partie 32 d'autre part, la portion reliant les deux parties de moule permettant de surmouler la partie 30. Le surmoulage de l'ensemble des parties 22, 30 et 32 peut être réalisé à l'aide 20 d'une unique matière plastique û par exemple du type polyamide û, ou peut être réalisé avec deux matières plastiques distinctes. On a représenté sur la figure 4 une face avant 40 en variante. La face avant 40 comporte un premier tube métallique 42 réalisé par hydroformage qui présente 25 une partie sensiblement horizontale qui constitue une traverse. La traverse est prolongée à ses extrémités par deux branches 46 et 48 qui s'étendent sensiblement vers l'arrière du véhicule lorsque la face avant 44 est mise en place dans celui-ci, et qui permettent notamment la liaison de la face avant 40 à un élément structurel du véhicule. 30 La face avant 40 comporte en outre un deuxième tube métallique 50, également réalisé par hydroformage. Le tube 50 constitue une traverse inférieure et est disposé de manière parallèle à la traverse 44, dans une partie inférieure de la face avant 40. La face avant 40 comporte enfin que deux inserts métalliques 52 et 54 réalisés sous la forme de profilés métalliques qui sont disposés de manière sensiblement verticale entre les extrémités de la traverse 44 et de la traverse 50 pour constituer des montants de la face avant 40. En outre, des convergents 56 et 58 qui ont été surmoulés à l'occasion du surmoulage de matière plastique sur la face avant 40 permettent de guider l'air vers le module de refroidissement une fois la face avant 40 en place dans le véhicule. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus et 15 englobe l'ensemble des variantes que l'homme du métier saura envisager, notamment à la lecture des revendications en annexe. Revendications 1. Face avant pour véhicule automobile du type composite métal/plastique, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins insert (16) en matière métallique sur lequel est surmoulée une première partie (32) en matière plastique et au moins un élément (20) réalisé par hydroformage en matière métallique sur lequel est surmoulée une seconde partie (22) en matière plastique. 2. Face avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première (32) et deuxième (22) parties en matière plastique sont surmoulées simultanément. 3. Face avant selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les première (32) et deuxième (22) parties en matière plastique sont surmoulées avec la même matière plastique. 4. Face avant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'insert et l'élément (20) réalisé par hydroformage sont reliés à leurs extrémités par des moyens de liaison (24). 5. Face avant selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de liaison (24) sont venus de moulage (30). 6. Face avant selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'insert (16) et l'élément (20) réalisé par hydroformage comportent chacun une ouverture traversante (26, 28) en vis-à-vis, et en ce que les moyens de liaison (24) comportent une ouverture traversante (32) correspondante. 7. Face avant selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément rigidifiant disposé à travers les ouvertures traversantes en vis-à-vis 9de l'insert (26), de l'élément (20) réalisé par hydroformage et des moyens de liaison (32). 8. Face avant selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément rigidifiant est un rivet en matière métallique ou en matière plastique. 9. Face avant selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément rigidifiant est une vis en matière métallique ou en matière plastique. 10. Face avant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'insert (16) est un profilé métallique s'étendant sur toute la largeur de la face avant. 11. Face avant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (20) réalisé par hydroformage est un tube métallique en forme générale de U dont la base forme une traverse (10) sensiblement parallèle à l'insert (16) et dont les branches forment chacune un montant (6, 8). 12. Face avant selon la revendication 11, caractérisée en ce que les extrémités des branches du U sont prolongées par des branches (12, 14) de liaison au véhicule. 13. Face avant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'elle comprend deux inserts (52, 54) sensiblement parallèles, formant chacun un montant. 14. Face avant selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments (42, 50) réalisés par hydroformage sensiblement parallèles, s'étendant sur toute la largeur de la face avant, aux extrémités respectives des montants (52, 54). 15. Face avant selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'insert (16) et l'élément (20) réalisé par hydroformage sont réalisés en aluminium, en alliage d'aluminium ou en acier. 16. Procédé de fabrication d'une face avant pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes consistant à : a. prévoir au moins un insert métallique (16), un élément (20) réalisé par hydroformage et un moule pour surmouler de la matière plastique, b. prévoir un premier élément de moule pour surmouler une première partie (32) en matière plastique sur l'insert (16) métallique, et un deuxième élément de moule pour surmouler une deuxième partie (22) en matière plastique sur l'élément (20) réalisé par hydroformage, 15 c. prévoir des ouvertures traversantes dans l'élément réalisé par hydroformage, au niveau de points de liaison prévus avec la première partie en matière plastique, ainsi qu'aux extrémités de l'élément réalisé par hydroformage, d. prévoir des ouvertures traversantes dans l'insert, sensiblement identiques à celles réalisées aux extrémités de l'élément réalisé par hydroformage, 25 e. disposer l'insert et l'élément réalisé par hydroformage dans le moule, de sorte que les ouvertures (26, 28) réalisées dans l'insert (16) sont en vis-à-vis de celles réalisées aux extrémités de l'élément (20) réalisé par hydroformage, avec une broche du premier élément de moule qui traverse ces ouvertures (26, 28), 30 f. surmouler la matière plastique (22, 30, 32) lorsque l'insert (16) et l'élément (20) réalisé par hydroformage sont en place. 20