Brevet FR2941892A1 — publié le 20100813

PORTE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT DES RENFORTS INTEGRES DANS LA PEAU EXTERIEURE EN MATIERE THERMOPLASTIQUE DE CETTE PORTE ET SON PROCEDE DE FABRICATION. La présente invention concerne une porte de véhicule automobile. Les portes des véhicules automobiles doivent contribuer à assurer la sécurité des occupants en cas de choc latéral et frontal et résister aux efforts de déflection aérodynamique, à l'effraction et aux contraintes d'appui exercées par un corps humain. Ces portes sont le plus souvent en acier ou en aluminium et comportent généralement des renforts pour résister à des chocs frontaux et latéraux. Les figures 1 et 2 représentent respectivement une vue latérale extérieure et une vue en coupe suivant le plan A-A de la figure 1 d'une porte de véhicule automobile en métal ou aluminium. Cette porte comporte une peau extérieure 1 et une doublure intérieure 2 en tôle d'acier ou d'aluminium. L'intérieur de la porte comporte entre la peau extérieure 1 et la doublure 2, trois renforts 3, 4, 5 à savoir un renfort de choc frontal 3 s'étendant horizontalement près du bord inférieur 6a de l'encadrement 6 de la porte, un tendeur de peau 4 s'étendant également horizontalement sous le renfort 3 et un renfort de choc latéral 5 s'étendant de façon inclinée sous le tendeur de peau 4. Les renforts 3, 4 et 5 sont des profilés en acier dont les extrémités opposées sont fixées aux faces latérales de la doublure 2. Les portes en acier présentent l'inconvénient d'avoir une masse élevée : de l'ordre de 20 Kg en moyenne, les renforts 3, 4 et 5 représentent environ 2 à 3 Kg. Cette mase élevée grève la masse totale du véhicule et les émissions de CO2 de celui-ci. La masse des portes en aluminium est un peu moins élevée. Cependant, elles présentent l'inconvénient d'être plus coûteuses à fabriquer. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des portes de véhicules automobiles décrites ci-dessus. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à une porte de véhicule automobile comprenant une peau extérieure et une doublure intérieure ainsi que des renforts, caractérisée en ce que la peau extérieure est en matière thermoplastique et au moins certains des renforts sont à base de fibres continues et sont liés physiquement à la matière thermoplastique de la peau extérieure et en ce que la doublure est assemblée sur le pourtour de cette peau extérieure. Une telle porte présente une masse beaucoup moins élevée que les portes métalliques classiques étant donné que sa peau est en matière thermoplastique et que les renforts sont à base de fibres, dont la densité est inférieure à celle de l'acier et de l'aluminium. Par ailleurs, étant donné que les renforts sont liés physiquement à la peau extérieure et non pas à la doublure, ceux-ci permettent d'absorber l'énergie d'un choc latéral plus tôt dans le temps que lorsqu'ils sont fixés à la doublure. Il en résulte donc une sécurité accrue pour les occupants du véhicule. La doublure de la porte selon l'invention peut être métallique. Cependant de préférence, la doublure est en matière thermoplastique ou thermodurcissable renforcée de fibres. Dans ce cas, la masse totale de la porte est nettement moins élevée que celle d'une porte métallique classique. De préférence également, lesdits renforts sont surmoulés avec la matière thermoplastique de la peau extérieure. Dans ce cas, la fabrication de la porte est particulièrement simple, puisque les renforts sont fixés à la peau extérieure lors d'une seule opération de surmoulage. Dans une version préférée de l'invention, les renforts comprennent plusieurs renforts choisis parmi les suivants : renfort de choc latéral, tendeur de peau, renfort du cadre de la porte, renforts de charnières et renfort de la serrure. La peau extérieure peut bien entendu intégrer l'ensemble des renforts ci-dessus. De préférence, le renfort de choc latéral est lié par ses extrémités opposées au renfort de la charnière supérieure et au renfort de la serrure et l'une des extrémités du tendeur de peau est liée au renfort de la charnière inférieure. On obtient ainsi une liaison physique par surmoulage de la matière thermoplastique particulièrement résistance entre les différents renforts ci-dessus, sans qu'il soit nécessaire de réaliser d'autres liaisons physiques avec la doublure de la porte. De préférence également, la matière thermoplastique de la peau extérieure est renforcée de fibres choisies parmi les fibres de verre, de carbone, d'aramide et les fibres naturelles. Dans une version particulièrement avantageuse de l'invention, la peau extérieure est revêtue extérieurement par une couche de finition en matière thermoplastique peignable. Cette couche de finition confère à la peau extérieure un aspect de surface appelé de classe A par les spécialistes. Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de fabrication d'une porte de véhicule automobile, selon l'invention, est caractérisé par les étapes suivantes : - on place dans un moule, dont le fond présente un contour correspondant à celui de la peau extérieure que l'on veut réaliser, les renforts en fibres continues en les écartant du fond du moule et en les plaçant dans les positions géométriques souhaitées, - on injecte dans le moule une quantité suffisante de matière thermoplastique pour surmouler les renforts dans cette matière. De préférence, ce procédé comprend en outre, l'étape suivante : - on recouvre par surmoulage ou co-moulage la face extérieure de la peau extérieure par une couche de finition en matière thermoplastique peignable. De préférence, les renforts sont préformés et/ou préimprégnés avant leur introduction dans le moule et au moins certains des renforts sont liés les uns aux autres avant d'être introduits dans le moule. Dans une étape finale, la peau extérieure est assemblée avec la doublure de porte par collage ou thermosoudage. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 3 est une vue latérale d'une porte de véhicule automobile, selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe suivant le plan Al-Al de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe suivant le plan B-B de la figure 1, - la figure 6 est un schéma montrant une première étape du procédé de fabrication selon l'invention, - la figure 7 est une vue en coupe schématique montrant la peau extérieure, obtenue après la première étape, - la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, après application d'une couche de finition. La porte de véhicule automobile représentée sur les figures 3, 4 et 5, comprend une peau extérieure 10 et une doublure intérieure 11 ainsi que des renforts 12, 13, 14. Conformément à l'invention, la peau extérieure 10 est en matière thermoplastique et les renforts 12, 13, 14 sont à base de fibres continues et sont liés physiquement à la matière thermoplastique de la peau extérieure 10. La doublure 11 est assemblée sur le pourtour de la peau extérieure 10, comme montré par la figure 5. Cette doublure 11 peut être métallique. Cependant de préférence, cette doublure 11 est en matière thermoplastique ou thermodurcissable renforcée de fibres. Dans une version préférée de l'invention, les renforts 12, 13, 14 sont surmoulés avec la matière thermoplastique de la peau extérieure 10. Les renforts 12, 13, 14 sont constitués respectivement par un renfort supérieur de choc frontal 12, un renfort de choc latéral 13, un tendeur de peau 14, un renfort 15 du cadre de la porte situé sur la périphérie de la peau extérieure 10, et deux renforts de charnière 16 et renfort de la serrure 17. Les renforts 12, 13, 14 sont constitués par des fibres de verre, de carbone, d'aramide continues préformées et/ou préimprégnées de matière thermoplastique et présentent la forme de profilé s'étendant presque sur toute la largeur de la peau extérieure 10. Les renforts 16 de charnière et les renforts 17 de serrure sont situés près des bords latéraux de la peau 10 et présentent la forme de plaques qui sont également renforcées par des fibres, telles que celles mentionnées ci-dessus. Les renforts 12 et 13 augmentent la résistance de la porte à l'égard des chocs frontaux et latéraux. Le tendeur de peau 14 a pour effet de maintenir le galbe de la peau 10 en limitant l'enfoncement de celle-ci par un appui exercé sur cette peau. Dans l'exemple représenté (voir figure 4) les renforts 13 et 14 ont une section rectangulaire, tandis que les renforts 12 et 15 présentent une section circulaire. De plus, le renfort de choc latéral 13 est lié par ses extrémités opposées au renfort 16 de la charnière supérieure et au renfort de la serrure 17. Par ailleurs, l'une des extrémités du tendeur de peau 14 est liée au renfort 16 de la charnière inférieure. La matière thermoplastique de la peau extérieure 10 est renforcée de fibres choisies parmi les fibres de verre, de carbone, d'aramide et les fibres naturelles. De préférence, la matière thermoplastique de la peau extérieure 10 est une matière qui résiste à une température égale ou supérieure à 160°C qui est mise en oeuvre lors du séchage de la peinture qui est appliquée ultérieurement sur la porte. De préférence, la peau extérieure 10 est revêtue extérieurement par une couche de finition en matière thermoplastique peignable, telle que du polyamide qui permet d'obtenir un aspect extérieur, appelé de classe A par les spécialistes. Le procédé de fabrication de la porte de véhicule automobile que l'on vient de décrire, comprend les étapes suivantes : - on place (voir figure 6) dans un moule 18, dont le fond présente un contour correspondant à celui de la peau extérieure 10 que l'on veut réaliser, les renforts 13, 14, 15 en fibres continues en les écartant du fond du moule 18, par exemple au moyen de broches, et en les plaçant dans les positions géométriques souhaitées. Avant l'introduction des renforts 13 et 14 dans le moule 18 ceux-ci sont liés aux renforts de charnière 16 et de serrure 17. - on injecte ensuite dans le moule 18 une quantité suffisante de matière thermoplastique pour surmouler les renforts 13, 14, 15, 16, 17 dans cette matière, comme montré sur la figure 7. - de préférence, on recouvre par surmoulage ou co-moulage la face extérieure de la peau extérieure 10 par une couche de finition 19 en matière thermoplastique peignable, comme montré sur la figure 8. Les renforts 13, 14, 15, 16 et 17 sont de préférence préformés et/ou préimprégnés pour assurer leur cohésion avant leur introduction dans le moule 18. Le procédé ci-dessus est de mise en oeuvre relativement simple et permet d'obtenir une excellente liaison physique entre les différents renforts et la peau extérieure 10. Dans une étape finale, la peau extérieure est assemblée avec la doublure de porte 11 par collage ou thermosoudage. Cette doublure de porte 11 est de préférence obtenue par moulage d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable renforcée de fibres supportant comme celle de la peau extérieure 10, une température au moins égale à 160°C. Les principaux avantages de l'invention sont les suivants. Elle permet de réaliser des portes de véhicule automobile dont la masse est nettement plus faible que celle des portes classiques en métal. Le gain de masse peut en effet atteindre 50% par rapport à une porte en tôle. L'invention permet en une seule opération de surmoulage d'intégrer tous les renforts nécessaires dans la peau extérieure de la porte. Etant donné notamment que le renfort de choc latéral 13 est intégré à la peau extérieure 10, ce renfort est capable d'absorber l'énergie d'un choc latéral dès le commencement de la déformation de la peau extérieure et les occupants du véhicule sont mieux protégés à l'égard des risques de blessure. En outre, la réalisation en matière thermoplastique des portes de véhicule 20 automobile permet d'obtenir des aspects et des formes esthétiques qui ne peuvent pas être obtenus par le procédé d'emboutissage des portes métalliques. REVENDICATIONS1. Porte de véhicule automobile comprenant une peau extérieure (10) et une doublure intérieure (11) ainsi que des renforts (12, 13, 14, 15, 16, 17), caractérisée en ce que la peau extérieure (10) est en matière thermoplastique et au moins certains des renforts (12, 13, 14, 15, 16, 17) sont à base de fibres continues et sont liés physiquement à la matière thermoplastique de la peau extérieure (10) et en ce que la doublure (11) est assemblée sur le pourtour de cette peau extérieure (10). 2. Porte de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la doublure (11) est métallique. 3. Porte de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la doublure (11) est en matière thermoplastique ou thermodurcissable renforcée de fibres. 4. Porte de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits au moins certains des renforts (12, 13, 14, 15, 16, 17) sont surmoulés avec la matière thermoplastique de la peau extérieure (10). 5. Porte de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les renforts comprennent plusieurs renforts choisis parmi les suivants : renfort de choc latéral (13), tendeur de peau (14), renfort du cadre de la porte (15), renforts de charnières (16) et renfort de la serrure (17). 6. Porte de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le renfort de choc latéral (13) est lié par ses extrémités opposées au renfort de la charnière supérieure (16) et au renfort de la serrure (17). 7. Porte de véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'une des extrémités du tendeur de peau (14) est liée au renfort de la charnière inférieure (16). 8. Porte de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la matière thermoplastique de la peau extérieure (10) est renforcée de fibres choisies parmi les fibres de verre, de carbone, d'aramide et les fibres naturelles. 9. Porte de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la peau extérieure (10) est revêtue extérieurement par une couche de finition (19) en matière thermoplastique peignable. 10. Procédé de fabrication d'une porte de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par les étapes suivantes : - on place dans un moule (18), dont le fond présente un contour correspondant à celui de la peau extérieure (10) que l'on veut réaliser, les renforts (13, 14, 15, 16, 17) en fibres continues en les écartant du fond du moule (18) et en les plaçant dans les positions géométriques souhaitées, - on injecte dans le moule (18) une quantité suffisante de matière thermoplastique pour surmouler les renforts (13, 14, 15, 16, 17) dans cette matière. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10 comprenant en outre l'étape suivante : - on recouvre par surmoulage ou co-moulage la face extérieure de la peau extérieure (10) par une couche de finition (19) en matière thermoplastique peignable. 12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les renforts (13, 14, 15, 16, 17) sont préformés et/ou préimprégnés avant leur introduction dans le moule (18). 13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'au moins certains des renforts (13, 14, 15, 16, 17) sont liés les uns aux autres avant d'être introduits dans le moule (18). 14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la peau extérieure (10) est assemblée avec la doublure de porte (11) par collage ou thermosoudage.