Brevet FR2930757A1 — publié le 20091106

[0001] La présente invention concerne un agencement d'éléments de carrosserie de véhicule automobile, un élément de caisse comportant un tel agencement et un procédé de fabrication. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un agencement d'un élément externe de carrosserie de véhicule automobile sur un élément interne de carrosserie, chaque élément de carrosserie comportant une zone prédéterminée de liaison, ledit élément interne formant un moyen de support dudit élément externe et comportant au moins une ouverture en périphérie de laquelle s'étend ladite zone de liaison, les éléments étant apte à recevoir une pièce vitrée. [0003] Dans la fabrication des véhicules automobiles, il est connu de favoriser la communauté des pièces pour différentes variantes d'un véhicule. Ceci a pour but de réduire les coûts de fabrication par une utilisation d'outils communs de fabrication entre une version et une autre version, mais aussi de garder un temps de fabrication quasi à l'identique entre les différentes versions d'un véhicule en limitant par exemple l'ajout d'opération spécifiques. [0004] Le but susmentionné est toutefois difficilement atteignable pour un constructeur qui propose un nombre élevé de version pour une même catégorie de véhicule, tel un véhicule de type utilitaire. En effet, chaque version doit répondre à des besoins bien particuliers. C'est pour cela qu'il est connu des versions qui, à titre d'exemples non limitatifs, comprennent une aile arrière de longueur courte ou longue, une porte latérale ou arrière de hauteur basse ou haute, une ouverture à droite ou à gauche formant un encadrement de porte latérale ou de vitre. [0005] Il est par exemple connu de transformer certaines parties de la caisse d'un véhicule de type tôlé en un véhicule de type vitré. L'une des ces parties est par exemple le côté d'habitacle qui est représenté de façon schématique et partielle à la figure 1, formant l'un des côtés latéraux droit et/ou gauche du véhicule. Dans le cas d'un véhicule vitré, il convient de procéder entre autre à l'ajout d'opérations spécifiques de fabrication dites aussi d'opérations de reprise de forme et de découpe, qui sont coûteuses dans leur mise en oeuvre, et qui s'opèrent sur la peau extérieure 2 de côté d'habitacle 1, comme cela est représenté à la figure 1. [0006] Un inconvénient relevé par la Demanderesse concerne la différence de procédé d'assemblage des pièces formant le côté d'habitacle. Pour un véhicule de type tôlé, il convient d'opérer à l'assemblage de la peau extérieure 2 et de l'ensemble formé d'un renfort 3 et d'une doublure 4, puis à souder ces pièces entre elles. Pour un véhicule de type vitré, la peau extérieure 2 doit au préalable subir, outre une opération complémentaire de découpe, une opération de mise en forme avant d'être rapportée puis soudée sur un ensemble formé du renfort 3 et de la doublure 4. [0007] Ensuite, un autre inconvénient qui a été relevé concerne l'assemblage de ces pièces, et plus particulièrement le rendu visuel des soudures. Il est en effet rendu visible de l'extérieur du véhicule les différentes soudures opérées pour lier entre elles la peau extérieure, le renfort et la doublure de sorte qu'il est rendu nécessaire l'ajout d'un enjoliveur dédié au masquage de ces soudures, dans le cas des véhicules tôlés. [0008] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. [0009] A cette fin, l'agencement selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend au moins un joint de calage disposé entre l'élément externe et l'élément interne, ledit joint de calage s'étendant au niveau de la zone de liaison. [oo10] Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'élément interne comprend une doublure et un renfort qui sont rendus solidaire l'un de l'autre au moyen d'au moins une soudure pratiquée au niveau du bord périphérique délimitant la zone de liaison, - l'élément externe comprend au moins une ligne de collage disposée au niveau de la zone de liaison et destinée à lier solidairement une vitre à l'élément externe, - l'élément externe est disposé en partie entre un joint de calage et un joint de collage, dans le cas d'un véhicule vitré, - l'élément interne comprend une extrémité libre sur laquelle est conformé par pliage un moyen de retenue du joint de calage destiné à interdire toute dispersion du joint hors de l'élément externe. [0011] Par ailleurs, l'invention a aussi trait à un élément de caisse de véhicule automobile comportant un agencement de pièces susmentionné, caractérisée en ce qu'il comprend un élément interne dans lequel est pratiqué au moins une ouverture fermée par l'élément externe ou par une pièce vitrée de sorte qu'il est un côté d'habitacle ou un ouvrant de type tôlé ou vitré. [0012] Par ailleurs, l'invention a aussi trait à un procédé de fabrication de l'élément de caisse susmentionné, comprenant une étape de mise en forme de l'élément interne réalisée par l'utilisation de premiers outils d'emboutissage et de découpe dédiés, une étape de mise de forme de l'élément externe réalisée par l'utilisation de seconds outils d'emboutissage et de découpe dédiés, suivi d'une étape supplémentaire de découpe de l'élément externe utilisant l'outil dédié à cette élément dans le cas d'un véhicule vitré, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'assemblage des éléments interne et externe consistant en une opération de pose d'au moins un joint de calage sur l'élément interne, puis d'une opération de positionnement de l'élément externe sur l'ensemble comprenant l'élément interne, l'assemblage définitif des éléments constituant ladite première ou seconde partie de caisse étant réalisé par une mise en température du joint de calage. [0013] De préférence, le procédé comprend en outre une étape de pose d'au moins un joint de collage sur l'élément externe, au niveau d'une face de l'élément externe opposée à celle recevant le joint de calage, dans le cas de la fabrication d'une partie vitrée de caisse de véhicule automobile. [0014] De préférence, l'opération de pose du joint de calage sur l'élément interne est réalisée par l'intermédiaire d'un moyen d'extrusion déplaçable le long de tout ou partie de la périphérie de l'ouverture ménagée sur l'élément interne. [0015] D'autres avantages et particularités de l'invention ressortent de la description de modes de réalisation faite ci-après en référence aux dessins annexés dans 30 lesquels : - la figure 2 est une représentation schématique simplifiée représentant une partie tôlée d'une caisse de véhicule automobile, selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique simplifiée représentant une partie vitrée d'une caisse de véhicule automobile reprenant en partie des éléments interne utilisés dans la fabrication de la partie tôlée de la figure 2. [0016] Dans ce qui suit, les termes interne et externe désignent le positionnement d'une pièce par rapport à un élément de caisse d'un véhicule automobile, de sorte qu'une pièce interne comprend une face orientée vers l'intérieur de la caisse et qu'une pièce externe comprend une face visible depuis l'extérieur de la caisse. [0017] On entend par le terme élément de caisse, un ensemble de pièces de carrosserie comportant des éléments de structure ainsi que des éléments de recouvrement de la structure, aussi qualifiés d'éléments de peau. A titre d'exemple, un élément de caisse de véhicule automobile est un côté d'habitacle ou un ouvrant. [0018] Sans sortir du cadre de l'invention, le mode de réalisation de cette dernière qui sera décrit ci-après est fait en référence à un élément de caisse du type d'un côté d'habitacle, sachant qu'il peut aussi concerner un ouvrant, telle une porte par exemple montée de façon articulée sur le côté d'habitacle. [0019] En se reportant à la figure 3, qui représente selon une vue en coupe transversale d'un véhicule, la partie supérieure d'un côté d'habitacle 1 comprenant un élément de renfort 3, un élément externe 2 et un élément interne 4, disposé ici par superposition les uns par rapport au autre de sorte que l'élément de renfort 3 est disposé entre les éléments externe 2 et interne 4. Sur la figure 3, le côté de caisse 1 est destiné à former la partie latérale d'une structure de caisse pour un véhicule de préférence de type utilitaire tôlé. Cette catégorie de véhicule est remarquable en ce qu'elle permet d'avoir des versions différentes comme par exemple une version vitrée obtenue d'après les éléments 2, 3 et 4 de la version tôlée, comme on le verra plus en détails par la suite. [0020] Quelle que soit la version choisie, la structure de caisse pour véhicule utilitaire comprend des ouvertures 20 pratiquées au travers des éléments interne 4 et de renfort 3 constituant en partie le côté d'habitacle 1. [0021] De manière générale, il est connu de nommer l'élément externe 4 de peau extérieure de carrosserie qui est rendue visible depuis l'extérieur du véhicule. Concernant l'élément interne 4, il est connu de le nommer parfois de doublure de côté d'habitacle. [0022] Dans l'assemblage des différentes pièces formant la structure de caisse, et plus particulièrement le côté d'habitacle, l'élément de renfort 3 est rendu solidaire de l'élément interne 4 par l'intermédiaire d'une soudure 8 pratiquée au niveau d'une zone D prédéterminée. La soudure 8 est de préférence une série de points de soudure électrique disposés le long d'une ligne prédéterminée, qui garantit un maintien optimal des pièces 2 et 3 entre elles. [0023] C'est ensemble ainsi constitué est utilisé dans la fabrication d'un véhicule utilitaire, qu'il soit de version tôlée ou vitrée, et sert localement de support à l'élément externe 2. Pour se faire, chacun des éléments 2 et 3 comprend une portion de jonction située au niveau d'une extrémité libre d'orientation sensiblement verticale. De préférence la portion de jonction correspond au bord des ouvertures 20 pratiquées au travers des éléments 2 et 3, de sorte qu'elle est située au niveau de la zone D susmentionnée. [0024] Dans la zone D est également disposé un joint de calage, prenant la référence générale 10. Le joint de calage comprend au moins une ligne de produit de liaison qui sous l'effet d'une mise en température se solidifie. Dans l'état solide, le produit est solidarisé à la ou les pièces avec lesquelles il est en contact. Ledit joint de calage est de préférence disposé sur la face extérieure de l'élément de renfort 3 ou de l'élément interne 4, de manière à s'étendre au droit de tout ou partie de la soudure liant ces éléments 3 et 4 entre eux. [0025] Selon un agencement préféré du joint de calage, ce dernier recouvre au moins chacun des points 8 de soudure liant ensemble les éléments 3 et 4 du côté de caisse 1. De préférence encore, le joint de calage 10 forme une bande de liaison s'étendant le long de l'intégralité du bord de l'ouverture 20, ce qui garantit une bonne tenue de la liaison entre l'élément externe 2 et l'élément de renfort 3. [0026] Le joint 10 est réalisé à partir d'un mastic à base d'élastomère qui est apte à réticuler sous l'action de la chaleur. De préférence, le mastic utilisé est appliqué sur l'élément de renfort ou l'élément interne selon un procédé d'extrusion. [0027] Pour ce faire, le joint 10 est disposé sur le renfort 3 ou l'élément externe 2 au moyen d'un robot comportant avec tête extrudeuse apte à suivre le chemin définit par la zone D de liaison, située en périphérie de l'ouverture 20. [0028] Etant donné que le joint 10 est destiné à lier, de façon solidaire, l'élément externe 2 directement à l'élément de renfort 3, indirectement à l'élément interne 4, par un pré-assemblage de l'élément externe 2 sur l'ensemble composé des éléments 2 et 3, le joint 10 de calage est légèrement mis sous pression. [0029] Selon une variante de réalisation, l'élément interne 4 comprend un moyen de retenue du joint 10, ce qui limite tout débordement du joint 10 dans l'ouverture 20, lors de l'assemblage des éléments interne et externe l'un sur l'autre. Un tel moyen de retenue est par exemple formé par une nervure 4L qui, selon un mode de réalisation préféré est venue de matière de l'élément interne 4 et obtenue par exemple par une opération de pliage de son extrémité libre délimitant le bord de l'ouverture 20. Ainsi conformé, l'élément interne 4 est apte à limiter la dispersion du joint 10 hors de l'élément externe 2. [0030] Ledit moyen de retenue du joint 10, tel qu'il est mentionné ci-dessus, est dimensionné de sorte que sa hauteur est légèrement inférieure à l'épaisseur du joint 10 comprimé par le prémontage de l'élément externe 2 au renfort 3. [0031] L'élément externe 2 utilisé à la fabrication d'un côté d'habitacle pour un véhicule tôlé, est découpé afin de créer une ouverture 20 traversant de part en part le côté d'habitacle pour un véhicule utilitaire vitré. L'ouverture 20 pratiquée par une opération supplémentaire de découpage est sensiblement concentrique à celles pratiquées préalablement aux éléments interne 4 et de renfort 3, et fermée au moyen d'un vitre 6, visible en figure 4. C'est ainsi que l'élément de renfort (3) et l'élément interne (4) sont repris à l'identique dans les véhicules tôlés et vitrés. [0032] La vitre 6 est maintenue sur l'élément externe 2 au moyen d'un joint de collage 5 s'étendant en tout ou partie le long d'une ligne de collage disposée le au niveau de la zone D. Le joint 5 est disposé sensiblement au droit dudit joint 10 de calage susmentionné, sur la face opposée de l'élément 2 recevant ce dernier. Au niveau de la zone D, l'élément externe 2 est agencé entre le joint 10 de calage et le joint 5 de collage. [0033] Ledit joint 5 de collage de la vitre 6 est un cordon de colle appliqué par extrusion préalablement sur une face intérieure de la vitre 6. Une zone périphérique de la vitre 6 comprend une sérigraphie qui est destinée à masquer la portion de liaison 9 des différents éléments 2, 3 et 4 dudit côté d'habitacle, lorsque la vitre 6 est montée sur ledit côté d'habitacle. [0034] Le recours à un joint de calage 10 est remarquable en ce qu'il améliore visiblement la qualité d'assemblage des éléments formant ledit côté d'habitacle, mais aussi qu'il réduit les outils utilisés à l'assemblage de ces éléments. En outre, l'agencement du joint 10 de calage entre les éléments interne et externe facilite le procédé de fabrication, lequel est décrit dans ce qui suit. [0035] Pour réaliser le côté de caisse précédemment décrit, une étape de mise en forme des éléments interne 4 et de renfort 3 est en premier lieu opérée. Pour ce faire, des outils d'emboutissage et de découpe sont dédiés à cette étape. Cela permet de fabriquer les éléments 3 et 4 qui seront par la suite utilisés et assemblés pour constituer le côté d'habitacle d'un véhicule, qu'il soit de type tôlé ou vitré. [0036] Une autre étape consiste en la mise de forme de l'élément externe 2. D'autres d'outils d'emboutissage et de découpe sont dédiés à cela, notamment dans le cas où l'élément externe 2 est une pièce de carrosserie pour un véhicule vitré, qui nécessite une étape supplémentaire de découpe de l'élément externe 2 permettant la réalisation de l'ouverture 20. [0037] Une fois l'obtention des éléments 2, 3 et 4, une étape d'assemblage de ces éléments est réalisée. Celle-ci consiste d'abord en une opération de soudage des éléments interne 4 et de renfort 3, suivie d'une opération de pose d'au moins un joint de calage 10 sur l'élément de renfort 3. Cette étape d'assemblage se poursuit de préférence par une opération de positionnement de l'élément externe 2 sur l'ensemble comprenant l'élément de renfort 3 et l'élément interne 4, de sorte que les éléments 2, 3 et 4 sont pré-assemblés les uns aux autres. Cette opération permet de comprimer le joint 10 de calage, lequel se déforme. Sous l'effet de la nervure 4L, le débordement du joint 10 hors de l'élément interne 4 est limité, la viscosité du joint ne permettant pas à ce dernier de passer dans l'interstice situé entre la nervure 41 et l'élément externe 2. Durant la mise en pression, le joint 10est apteà se mouvoir vers le haut, dans la cavité délimitée par les éléments externe 2 et de renfort 3. [0038] Pour finaliser l'assemblage de ces éléments, la structure de caisse pourvue dudit côté d'habitacle passe dans un module de chauffe, telle une cataphorèse, mettant ainsi en température du joint de calage 10 ce qui provoque une solidarisation définitive des éléments 2 et 3. [0039] Dans le cas d'un véhicule vitré, le procédé de fabrication dudit côté d'habitacle comprend une étape de pose du joint de collage 5 de la vitre 6. Cela revient à appliquer, par un procédé d'extrusion, un cordon de colle sur l'élément externe 2, au niveau de la face extérieure de l'élément 2, ou sur la vitre 6, au niveau d'une face interne destinée à faire face à l'élément externe 2. Le joint 5 de collage de la vitre est alors disposé sensiblement au droit de tout ou partie du joint 10. [0040] De façon préférentielle, les joints 5 et 10 sont des cordons réalisés d'un seul tenant au moyen d'un robot pourvu d'une tête extrudeuse qui permet une application du joint sur la face intérieure de l'élément 2, sur la face intérieure du vitrage ou bien sur la face extérieure de l'élément 2. [0041] Bien entendu, le véhicule résultant de la mise en oeuvre du procédé décrit précédemment comprend un côté d'habitacle gauche ou droit, voire gauche et droit, ayant la caractéristique selon laquelle le joint de calage 10 recouvre les points 8 de soudure électrique liant entre eux les éléments de renfort 3 et interne 4. Un tel procédé est aussi appliqué à la fabrication d'un autre type d'élément de caisse, notamment un ouvrant. [0042] En outre, chaque élément de caisse 1 peut comprendre une vitre 6 de fermeture de l'ouverture 20. [0043] Bien entendu, l'agencement d'un joint de calage entre les éléments interne et externe pour un véhicule utilitaire est nullement limitatif et concerne aussi un véhicule particulier. Revendications1. Agencement d'un élément (2) externe de carrosserie de véhicule automobile sur un élément (3, 4) interne de carrosserie, chaque élément (2, 3, 4) de carrosserie comportant une zone (D) prédéterminée de liaison, ledit élément interne (3, 4) formant un moyen de support dudit élément externe (2) et comportant au moins une ouverture en périphérie de laquelle s'étend ladite zone (D) de liaison, les éléments (2, 3, 4) étant apte à recevoir une pièce vitrée, caractérisée en ce qu'il comprend au moins un joint de calage (10) disposé entre l'élément externe (2) et l'élément interne (3,4), ledit joint de calage (10) s'étendant au niveau de la zone (D) de liaison. 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément interne comprend une doublure (4) et un renfort (3) qui sont rendus solidaire l'un de l'autre au moyen d'au moins une soudure (8) pratiquée au niveau du bord périphérique délimitant la zone (D) de liaison. 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'élément externe (2) comprend au moins une ligne (5) de collage disposée au niveau de la zone (D) de liaison et destinée à lier solidairement une vitre (6) à l'élément externe (2). 4. Agencement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'élément externe (2) est disposé en partie entre un joint de calage (10) et un joint de collage (5), dans le cas d'un véhicule vitré. 5. Agencement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément interne (4) comprend une extrémité libre sur laquelle est conformé par pliage un moyen de retenue du joint de calage (10) destiné à interdire toute dispersion du joint (10) hors de l'élément externe (2). 6. Elément de caisse de véhicule automobile comportant un agencement de pièces conforme à l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'il comprend un élément interne (2, 3) dans lequel est pratiqué au moins une ouverture (20) fermée par l'élément externe (2) ou par une pièce vitrée (6) de sorte qu'il est un côté d'habitacle ou un ouvrant de type tôlé ou vitré. 7. Procédé de fabrication d'un élément de caisse de véhicule automobile conforme à la revendication 6, comprenant une étape de mise en forme de l'élément interne (3, 4 ) réalisée par l'utilisation de premiers outils d'emboutissage et de découpe dédiés, une étape de mise de forme de l'élément externe (2) réalisée par l'utilisation de seconds outils d'emboutissage et de découpe dédiés, suivi d'une étape supplémentaire de découpe de l'élément externe (2) utilisant l'outil dédié à cette élément (2) dans le cas d'un véhicule vitré, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'assemblage des éléments (2, 3, 4) interne et externe consistant en une opération de pose d'au moins un joint de calage (10) sur l'élément interne (3), puis d'une opération de positionnement de l'élément externe (2) sur l'ensemble comprenant l'élément interne (3), l'assemblage définitif des éléments constituant ladite première ou seconde partie de caisse étant réalisé par une mise en température du joint de calage (10). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de pose d'au moins un joint de collage (5) sur l'élément externe (2), au niveau d'une face de l'élément externe (2) opposée à celle recevant le joint de calage (10), dans le cas de la fabrication d'une partie vitrée de caisse de véhicule automobile 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération de pose du joint de calage (10) sur l'élément interne (3, 4) est réalisée par l'intermédiaire d'un moyen d'extrusion déplaçable le long de tout ou partie de la périphérie de l'ouverture (20) ménagée sur l'élément interne (3, 4).