Brevet FR2921622A1 — publié le 20090403

La présente invention concerne un longeron de véhicule automobile. Elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel longeron et un véhicule automobile muni d'un tel longeron. D'importants travaux de recherche et développement ont été menés chez les constructeurs automobiles pour améliorer la sécurité en cas de choc sur un véhicule et notamment en cas de crash du véhicule. Il a été proposé différents systèmes pour résoudre les problèmes de sécurité. Ces solutions peuvent être classées en deux grandes catégories : les systèmes actifs (comme les systèmes pyrotechniques de coussins gonflables et de prétentionneurs de ceintures de sécurité) et les systèmes passifs. Les systèmes passifs comprennent notamment des formes et agencements particuliers d'organes de structure du véhicule prévus pour se déformer d'une manière prédéterminée lors d'un crash de manière à absorber un maximum d'énergie et rendre ainsi ce crash le moins violent possible pour les occupants du véhicule. Ces systèmes sont très efficaces pour améliorer la sécurité des véhicules, mais, en corollaire, relativement coûteux à produire car peu flexibles. En effet, il est alors contrindiqué d'utiliser de mêmes organes pour construire différents modèles de véhicule et chaque pièce de structure d'un véhicule doit, de préférence, être étudiée, dimensionnée et produite spécifiquement pour chaque modèle de véhicule. II s'ensuit un problème de coût de fabrication. En considérant l'exemple des longerons avant de véhicules automobiles, ce problème sera mieux compris. Si l'on considère un premier longeron avant de petit modèle de véhicule citadin et un deuxième longeron avant de modèle de véhicule monospace, on comprend qu'une même pièce ne peut pas être utilisée pour constituer le premier longeron et le deuxième MS\REN017FR.AM 1 au propre.dpt longeron. En effet, on comprend que, notamment compte tenu des masses des deux véhicules, il faut utiliser un premier longeron ayant une résistance à la compression plus faible que celle du deuxième longeron. En outre, même pour deux modèles de véhicules présentant sensiblement la même masse, on peut avoir besoin de longerons présentant des rigidités sensiblement différentes. En effet, compte tenu des architectures différentes des deux modèles, on peut imaginer que, lors d'un même choc, l'un des longerons doive se déformer sensiblement plus que l'autre. Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'un longeron obviant aux inconvénients identifiés précédemment et améliorant les procédés connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un procédé économique permettant de produire des longerons destinés à être utilisés sur différents modèles de véhicules automobiles sans pour autant nuire à l'efficacité des fonctions de sécurité qu'ils assurent en cas de choc. En outre, l'invention propose un longeron obtenu par un tel procédé et un véhicule comprenant un tel longeron. Selon l'invention, l'élément de longeron de châssis d'un véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de fixation pour fixer un élément de renfort pour le renforcement local de la résistance à la compression axiale de l'élément de longeron. Le moyen de fixation peut comprendre une première paroi et/ou une deuxième paroi, les parois étant fixées au moins sensiblement transversalement à l'élément de longeron. 30 La première paroi peut être une pièce de fermeture d'une extrémité de l'élément de longeron. MS\REN017FR.dpt25 L'élément de longeron peut comprendre deux ailes reliées par une âme. Le moyen de fixation peut être agencé pour fixer l'élément de renfort dans l'élément de longeron. Selon l'invention, un procédé de fabrication d'un longeron de véhicule automobile est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : fourniture d'un élément de longeron, notamment un élément de longeron défini précédemment, fourniture d'un élément de renfort d'un premier type ou d'un deuxième type selon que l'on veut réaliser un longeron d'un premier type ou d'un deuxième type, assemblage de l'élément de longeron et de l'élément de renfort. L'étape d'assemblage peut comprendre une opération d'assemblage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron par emboîtement. L'étape d'assemblage peut comprendre une opération d'assemblage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron par obstacle et/ou vissage et/ou soudage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron. Le longeron de châssis de véhicule automobile peut être obtenu par le 25 procédé de fabrication défini précédemment. L'élément de renfort peut comprendre un tube dont l'axe longitudinal est disposé au moins sensiblement parallèlement au longeron. 30 L'élément de renfort peut être réalisé au moins partiellement en matériau composite. MS\REN017FR.AM1 au propre.dpt Selon l'invention, un véhicule automobile comprend un longeron défini précédemment. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux modes de réalisation d'un longeron selon l'invention. La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un premier mode de réalisation d'un longeron selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle du premier mode de réalisation d'un longeron selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un deuxième mode de réalisation d'un longeron selon l'invention. Le longeron avant 1 d'un châssis d'un véhicule automobile, représenté partiellement aux figures 1 et 2, comprend principalement un élément de longeron 3, un élément de rotulage 5 et un élément de renfort 4. Un autre élément 2 de structure du véhicule est fixé sur le longeron. 20 L'élément de longeron 1 est par exemple venu d'emboutissage d'une tôle métallique comme une tôle métallique à très haute limite élastique. Cet élément a sensiblement une forme caractérisée par une section en U s'étendant longitudinalement. L'élément de longeron comprend une aile 25 supérieure 7 et une aile inférieure 8 reliées entre elles par une âme 6. L'élément comprend encore des feuillures 13 et 14 reliées respectivement aux extrémités des ailes non reliées à l'âme. Ces feuillures permettent notamment de fixer, par exemple par soudage des organes sur l'élément de longeron. Elles permettent également de fixer, 30 au moins localement, un élément de fermeture de la section en U sur l'élément de longeron. MS\REN017FR.dpt15 A son extrémité avant, le longeron avant comprend un élément de renfort 4. Cet élément de renfort comprend un tube 11 de forme cylindrique. Par cylindrique, on entend toute forme définie par un ensemble de génératrices parallèles s'appuyant sur une courbe. Ainsi, un tube de section carrée est aussi un tube de forme cylindrique. De préférence, le tube a une forme cylindrique de révolution. Le tube est de préférence réalisé en matériau composite. II est maintenu dans le longeron de sorte que son axe soit au moins sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du longeron. Par exemple, le tube peut être emboîté à chacune de ses extrémité dans une bague 29, 30. Les bagues peuvent être fixées par exemple par des cordons de soudure 33, 34, respectivement à une première paroi 9 et à une deuxième paroi 10, les parois s'étendant au moins sensiblement transversalement au longeron. Ces parois sont fixées par exemple par soudage aux ailes supérieure 7 et inférieure 8 de l'élément de longeron 3. Les dimensions des portées intérieures 31 et 32 des bagues 29 et 30 et extérieures du tube 11 sont définies de manière à ce que le tube soit en assemblage glissant ou éventuellement légèrement serré avec les bagues. Le tube peut être mis en position relativement aux parois par tout autre moyen pourvu que les contacts entre les extrémités du tube et les parois soient sains. Le tube pourrait aussi être positionné par des éléments de centrage pénétrant dans celui-ci. Par exemple, comme représenté à la figure 3, une première paroi 9' et une deuxième paroi 10' peuvent présenter, dans leurs parties centrales, des formes embouties 9" et 10" pour recevoir le tube 11, les dimensions extérieures des formes embouties étant légèrement inférieures aux dimensions intérieures du tube 11. Ceci permet par exemple d'emboîter le tube 11 sur la forme emboutie 9" de la paroi 9' déjà soudée à l'élément de longeron 3 et ensuite d'insérer la forme emboutie 10" de la paroi 10' dans le tube et de souder cette paroi 10' à l'élément de longeron 3. MS\REN017FR.dpt Par exemple, le tube en composite est réalisé grâce à un procédé de pultrusion permettant d'assurer que ces dimensions sont suffisamment précises pour bien venir se positionner dans les bagues ou sur les formes embouties. De manière préférée, la première paroi 9 est une paroi de fermeture de l'extrémité avant 12 du longeron avant 1. La fonction de l'élément de renfort 4 et en particulier celle du tube 11, est 10 d'augmenter localement la résistance à la compression longitudinale du longeron avant. Sa fonction est également d'absorber l'énergie d'un choc sur le véhicule par la déformation et/ou la ruine du tube. On comprend aisément qu'en utilisant différents types de tubes pour 15 réaliser des longerons, on obtient des longerons présentant des propriétés mécaniques différentes. Par exemple, on peut jouer sur les dimensions du tube, notamment son diamètre extérieur et son épaisseur, et sur le matériau ou les matériaux utilisés pour sa réalisation pour obtenir différentes propriétés mécaniques. Ainsi, on peut utiliser un 20 même élément de longeron 3 pour réaliser différents types de longerons simplement en assemblant, à cet élément de longeron, différents types d'éléments de renfort. De cette manière, les longerons obtenus bien que présentant une importante partie commune (l'élément de longeron 3 et éventuellement l'une ou l'autre des parois 9 et 10) permettant de réaliser 25 des économies, présentent des caractéristiques mécaniques différentes et peuvent, par conséquent, être utilisés de manière économique sur différents modèles de véhicules sans pour autant nuire à l'efficacité des fonctions de sécurité qu'ils assurent en cas de choc. 30 Un premier mode d'exécution d'un procédé de fabrication d'un longeron selon l'invention est décrit ci-après. MS\REN017FR.dpt5 Dans une première étape, on fournit un élément de longeron 3. Dans une deuxième étape, on fournit un élément de renfort 4 comprenant un tube 11, une première paroi 9 et une deuxième paroi 10. Le tube étant 5 éventuellement déjà assemblé aux première et deuxième parois. Dans une troisième étape, on assemble l'élément de renfort à l'élément de longeron, par exemple par soudure. De préférence, on soude des feuillures inférieures 42 et 44 des première et deuxième parois à l'aile 10 inférieure 8 de l'élément de longeron et on soude des feuillures supérieures 41 et 43 des première et deuxième parois à l'aile supérieure 8 de l'élément de longeron. Un deuxième mode d'exécution d'un procédé de fabrication d'un 15 longeron selon l'invention est décrit ci-après. Dans une première étape, on fournit un élément de longeron 3 comprenant un moyen de fixation d'un élément de renfort. Le moyen de fixation peut par exemple comprendre la première ou la deuxième paroi 20 préalablement assemblée à la tôle emboutie formant l'essentiel de l'élément de longeron. Dans une deuxième étape, on fournit un élément de renfort 4 comprenant 25 un tube 11 et une première paroi 9 ou une deuxième paroi 10. Le tube étant éventuellement déjà assemblé à cette paroi. Dans une troisième étape, on assemble l'élément de renfort à l'élément de longeron, par exemple par soudure. De préférence, on soude une 30 feuillure inférieure de cette première ou deuxième paroi à l'aile inférieure 8 de l'élément de longeron et on soude une feuillure supérieure de cette MS\REN017FR.dpt première ou deuxième paroi à l'aile supérieure 8 de l'élément de longeron. Ainsi, dans les deux modes d'exécution précédemment décrits, selon que l'on fournit un élément de renfort présentant un tube d'un premier type ou un élément de renfort présentant un tube d'un deuxième type, on obtient un longeron d'un premier type ou un longeron d'un deuxième type. Des parties autres que le tube, notamment les parois, peuvent aussi présenter des différences pour permettre de réaliser des longerons de différents types. Le principe selon l'invention peut aussi être adapté à tout autre organe de structure d'un châssis de véhicule automobile apte à encaisser des efforts. Selon la direction des efforts, l'élément de renfort 11 pourra être orienté longitudinalement pour un choc frontal ou arrière, ou être orienté transversalement pour un choc latéral. MS\REN017FR.dpt Revendications : 1. Elément de longeron (3 ; 3') de châssis d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de fixation (9, 10 ; 9', 10') pour fixer un élément de renfort (11) pour le renforcement local de la résistance à la compression axiale de l'élément de longeron. 2. Elément de longeron selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de fixation comprend une première paroi (9 ; 9') et/ou une deuxième paroi (10 ; 10'), les parois étant fixées au moins sensiblement transversalement à l'élément de longeron. 3. Elément de longeron selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la première paroi (9) est une pièce de fermeture d'une extrémité (12) de l'élément de longeron. 4. Elément de longeron selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux ailes (7, 8) reliées par une âme (6). 5. Elément de longeron selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de fixation (9, 10 ; 9', 10') est agencé pour fixer l'élément de renfort dans l'élément de longeron. 25 6. Procédé de fabrication d'un longeron (1) de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : fourniture d'un élément (3) de longeron selon l'une des revendications précédentes, fourniture d'un élément de renfort (11) d'un premier type ou 30 d'un deuxième type selon que l'on veut réaliser un longeron d'un premier type ou d'un deuxième type, MS\RENO 17FR.AM 1 au propre.dpt 920assemblage de l'élément de longeron et de l'élément de renfort. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape d'assemblage comprend une opération d'assemblage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron par emboîtement. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'étape d'assemblage comprend une opération d'assemblage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron par obstacle et/ou vissage et/ou soudage de l'élément de renfort sur l'élément de longeron. 9. Longeron (1) de châssis de véhicule automobile obtenu par le procédé de fabrication selon l'une des revendications 6 à 8. 10. Longeron (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de renfort comprend un tube (11) dont l'axe longitudinal est disposé au moins sensiblement parallèlement au longeron. 11. Longeron (1) selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que l'élément de renfort est réalisé au moins partiellement en matériau composite. 25 12. Véhicule automobile comprenant un longeron selon l'une des revendications 9 à 11. MS\REN017FR.dpt