Brevet FR2951689A1 — publié le 20110429

Structure de planche de bord de véhicule automobile L'invention concerne en général les planches de bord de véhicules automobiles Plus précisément, l'invention concerne une structure de planche de bord de véhicule automobile, la structure étant du type comprenant : - untube; - un étrier ayant une plaque à laquelle un tronçon de fixation du tube est rigidement fixé ; - un ensemble de fixation prévu pour fixer au moins un point de fixation de l'étrier à un élément de structure du véhicule automobile. Il arrive que l'architecture générale du véhicule impose de décaler le tube vers l'arrière du véhicule, ce qui créé un porte-à-faux important du tube par rapport au point de fixation de l'étrier. De ce fait, la liaison du tube à la l'élément de structure du véhicule automobile est moins rigide. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer une structure de planche de bord qui soit plus rigide quand le tube est en porte-à-faux. A cette fin, l'invention porte sur une structure de planche de bord du type précité, caractérisée en ce que : - l'ensemble de fixation est prévu pour fixer deux points de fixation de l'étrier à l'élément de structure du véhicule automobile, lesdits deux points de fixation en projection orthogonale sur la plaque de l'étrier définissant deux points de projection espacés l'un de l'autre, un triangle équilatéral dont les points de projection définissent deux sommets constituant une zone de forte rigidité de la plaque ; - le tube ayant au moins un tronçon décalé qui, en projection orthogonale sur la plaque, définit une projection s'étendant en majeure partie en dehors de la zone de forte rigidité ; - le tronçon de fixation du tube ayant une section droite plus grande que la section droite du tronçon décalé, et s'étendant au moins partiellement dans la zone de forte rigidité, ladite projection du tronçon décalé s'étendant sur une première surface de la zone de forte rigidité, le tronçon de fixation s'étendant sur une seconde surface de la zone de forte rigidité plus grande que la première surface. La structure peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possible : - le tronçon de fixation présente une extrémité rigidement fixée directement sur la plaque, ladite extrémité ayant une tranche s'étendant au moins partiellement dans la zone de forte rigidité ; - le tronçon de fixation présente une extrémité ayant une tranche plaquée au moins partiellement contre la zone de forte rigidité ; - le tronçon décalé présente un axe central sensiblement perpendiculaire à la plaque ; - le tronçon décalé s'étend sur au moins 15% de la longueur totale du tube ; - le tronçon de fixation est venu de matière avec le tronçon décalé ; - le tronçon de fixation prolonge le tronçon décalé et présente des sections droites de tailles croissantes à partir du tronçon décalé ; - le tronçon décalé est de section droite constante, le tronçon de fixation présentant des sections droites de tailles différentes les unes des autres ; - le tronçon de fixation présente une extrémité dont la tranche, considérée suivant une direction perpendiculaire à la plaque, a une première zone s'inscrivant exactement dans le prolongement du tronçon décalé, et une seconde zone en saillie vers l'extérieur du tronçon décalé, les première et seconde zones constituant ensemble la tranche ; - la première zone s'inscrit exactement dans le prolongement d'au moins 50% de la périphérie du tronçon décalé ; - le tronçon de fixation comprend une partie en secteur de cylindre s'inscrivant dans le prolongement du tronçon décalé et s'étendant sur toute la longueur du tronçon de fixation ; - le tronçon de fixation s'étend sur au moins 300 mm2 de la zone de forte rigidité ; et - la projection du tronçon décalé est entièrement en dehors de la zone de forte rigidité. Selon un second aspect, l'invention porte sur une planche de bord comprenant une structure ayant les caractéristiques ci-dessus. Selon un troisième aspect, l'invention porte sur une méthode de fabrication de la structure de planche de bord ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes : - approvisionner une ébauche tubulaire ; - former le tube à partir de l'ébauche tubulaire, en formant le tronçon de fixation par déformation d'un tronçon d'extrémité de l'ébauche tubulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une structure de planche de bord conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté de la structure de la figure 1, considérée suivant une direction transversale ; - la figure 3 est une vue en perspective d'une extrémité du tube de la structure de la figure 1 ; - les figures 4 et 5 sont respectivement des vues de face et de côté de l'extrémité de tube de la figure 3 ; - les figures 6, 7 et 8 illustrent différentes étapes d'une méthode de fabrication du tube des figures 3 à 5. La structure de planche de bord 1 représentée sur les figures 1 et 2 présente une rigidité importante. Elle constitue la structure porteuse de la planche de bord. Elle est prévue pour supporter les différents éléments de la planche de bord, par exemple la boîte à gants, un ou plusieurs coussins gonflables, des circuits de ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle du véhicule, etc.... Comme visible sur les figures 1 et 2, la structure 1 comprend : - au moins un tube 3 d'orientation sensiblement transversal, s'étendant sensiblement sur toute la largeur du véhicule automobile ; - deux étriers 5 dont un seul est visible sur la figure 1, rigidement fixés aux deux extrémités opposées du tube ; et - pour chaque étrier 5, un ensemble de fixation 7, prévu pour fixer l'étrier 5 à un élément de structure (non représenté) du véhicule automobile. Dans la description qui va suivre, les directions longitudinales et transversales, l'avant et l'arrière, la droite et la gauche, seront entendues relativement au sens de déplacement normal du véhicule. Seule la partie d'extrémité gauche du tube et l'étrier correspondant seront décrit ci-dessous. La partie d'extrémité droite du tube et son étrier de fixation peuvent être similaires à la partie d'extrémité gauche et à l'étrier gauche, ou différents selon les cas. Comme visible sur les figures 1 et 2, l'étrier 5 est typiquement une pièce métallique en L, avec une plaque 9 d'orientation sensiblement longitudinale et verticale et une plaque 11 d'orientation sensiblement verticale et transversale. La plaque transversale 11 présente deux orifices 13, définissant deux points de fixation de l'étrier 5 à un élément de structure du véhicule, par exemple à un montant de la caisse. Les orifices 13 sont par exemple superposés et espacés verticalement. L'ensemble de fixation 7 comporte deux organes de fixation 15 engagés dans les orifices 13, et symbolisés par des traits mixtes sur la figure 2. Ces organes de fixation 15 peuvent être de tout type adapté. Les organes de fixation 15 sont par exemple des boulons. Le tube 3 est un tube creux, constitué d'un matériau métallique. Il est typiquement rectiligne, et présente par exemple une section droite constante sur toute sa longueur. Cette section peut être ronde, comme représentée sur les figures, ou d'une autre forme. Le tube 3 porte différents éléments, comme par exemple un organe 19 de support de la colonne de direction du véhicule (la colonne n'étant par représentée) ou une structure 21 de liaison du tube 3 à la traverse inférieure de baie du véhicule. Le tube 3 comporte un tronçon d'extrémité 17 rigidement fixé à la plaque longitudinale 9. Le tronçon d'extrémité 17 est venu de matière avec le tube 3. Son extrémité 23 est directement fixée sur une grande face 25 de la plaque 9 tournée vers la droite du véhicule. L'extrémité 23 est par exemple soudée sur la face 25. Dans la description qui va suivre, le tronçon 17 sera dénommé tronçon de fixation. On a représenté sur la figure 2 les points 27 constituant les projections orthogonales sur la plaque 9 des deux points de fixation 15 de l'étrier. On a représenté également un triangle équilatéral T constituant la zone de forte rigidité de la plaque longitudinale 9. Ce triangle T est le triangle équilatéral dont les points de projection 27 définissent deux sommets. Le troisième sommet, noté 29 sur la figure 2, est décalé vers l'arrière par rapport aux deux points de projection 27. Le tube 3 comporte également un tronçon 30, dénommé tronçon décalé dans la description qui va suivre, et qui jouxte le tronçon de fixation 17. Comme visible sur la figure 2, le tronçon décalé 30 du tube, considéré en projection orthogonale sur la plaque longitudinale 9, définit une projection 31 située complètement en dehors de la zone de forte rigidité T. Le tronçon décalé 30 est donc en porte-à-faux par rapport à la zone de forte rigidité T de la plaque 9. Le tronçon décalé 30, qui n'est que partiellement représenté sur les figures 1 à 8, s'étend sur au moins 15% de la longueur transversale totale du tube, par exemple sur au moins 30% de la longueur transversale totale du tube. Le tronçon décalé 30 prolonge transversalement le tronçon de fixation 27. Il est venu de matière avec le tronçon de fixation 17. De manière à augmenter la rigidité de la structure de planche de bord, le tronçon de fixation 17 du tube présente une section droite plus grande que la section droite du tronçon décalé 30. Par ailleurs, la section droite du tronçon de fixation 17 s'étend au moins partiellement dans la zone de forte rigidité T, comme visible sur la figure 2. Plus précisément, comme visible sur les figures 1 et 3, le tronçon de fixation comporte, à partir du tronçon décalé 30, des sections droites de tailles croissantes. L'extrémité 23 du tronçon de fixation 17 a une tranche 33 plaquée contre la grande face 25 de la plaque longitudinale 9. La tranche 33 est plaquée partiellement contre la zone de forte rigidité T, comme visible sur la Fig. 2. La tranche 33 s'étend au moins partiellement dans la zone de forte de rigidité T. Le recouvrement entre la section droite de l'extrémité 23 et la zone de forte rigidité T est d'au moins 300 mm2, de préférence d'au moins 400mm2. Comme visible sur les figures 4 et 5, le tronçon de fixation 17 comporte une partie supérieure en secteur de cylindre 35 et une partie inférieure 37 présentant la forme générale d'une lame triangulaire. Comme visible sur la figure 5, la partie supérieure 35 s'inscrit exactement dans le prolongement du tronçon décalé 30. Elle s'inscrit exactement dans le prolongement de plus de la moitié de la périphérie du tronçon décalé 30. La partie inférieure 37 présente des sections droites en V. Ainsi, le tronçon de fixation 17 présente des sections droites comprenant chacune une première zone en arc de cercle s'inscrivant exactement dans le prolongement du tronçon décalé 30, et une seconde zone en V en saillie vers l'extérieur du tronçon décalé, les première et seconde zones constituant ensemble la périphérie de la section. Dans les sections les plus proches du tronçon décalé, la première zone s'étend sur une proportion plus grande de la périphérie du tronçon décalé, et dans les sections les plus éloignées du tronçon décalé, la première zone s'étend sur une proportion plus petite de la périphérie du tronçon décalé. Inversement, dans les sections les plus proches du tronçon décalé, la seconde zone est de plus petite taille, cette seconde zone étant de plus grande taille dans les sections les plus éloignées du tronçon décalé. La partie inférieure 37 est délimitée par deux grandes faces triangulaires 39 et 41, ces deux grandes faces convergeant l'une vers l'autre à partir de la partie supérieure 35 et se rejoignant pour définir une arête 43. Les figures 6 à 8 illustrent un exemple de méthode de fabrication de la structure de l'invention. La méthode comprend au moins les étapes suivantes : - approvisionner une ébauche tubulaire 45, - former le tube 3 à partir de l'ébauche tubulaire 45, en formant le tronçon de fixation 17 par déformation d'un tronçon d'extrémité 47 de l'ébauche tubulaire 45. Plus précisément, on approvisionne une ébauche tubulaire cylindrique 45, présentant par exemple sur toute sa longueur une section correspondant à celle du tronçon décalé 30. On effectue ensuite une première mise en forme du tronçon d'extrémité 47, destiné à former le tronçon de fixation. Au cours de cette première mise en forme, on confère au tronçon d'extrémité 47 une forme tronconique, comme représentée sur la figure 6. Le tronçon d'extrémité 47 ainsi déformé s'évase à partir de la portion non déformée de l'ébauche tubulaire. Il présente une génératrice 49 s'inscrivant dans le prolongement d'une génératrice de la portion non déformée de l'ébauche tubulaire. Au cours d'une deuxième étape de mise en forme, on crée la partie en secteur de cylindre 35 du tronçon de fixation, comme illustré sur la figure 7. Pour cela, on introduit dans le tronçon d'extrémité 47 de l'ébauche tubulaire un noyau 51 dont la partie tournée vers la génératrice 49 présente la forme de la partie en secteur de cylindre 35. Puis, on applique à l'extérieur de la partie d'extrémité 47 une matrice 53 présentant une concavité 55 de forme complémentaire de celle du noyau 51. La zone 57 de la partie d'extrémité prise entre le noyau 51 et la matrice 53 est déformée et prend la forme de la partie en secteur de cylindre 35. A l'opposé de la zone 57, la partie d'extrémité 47 est déformée par ovalisation des sections circulaires de la partie d'extrémité en tronc de cône. On effectue ensuite une troisième opération de mise en forme, destinée à mettre en forme la partie inférieure 37 de tronçon de fixation. A cette fin, on introduit dans la partie d'extrémité 47 de l'ébauche tubulaire un autre noyau 59 de forme correspondant exactement au volume interne du tronçon de fixation. Puis on applique à l'extérieur de la partie d'extrémité 47 trois matrices 61, 63 et 65. La matrice 61 possède une concavité de forme correspondant sensiblement à celle de la partie en secteur de cylindre 35 du tronçon d'extrémité. Les matrices 63 et 65 présentent des concavité reproduisant sensiblement la forme des grandes faces 39 et 41 de la partie inférieure 37. Après cette troisième étape de mise en forme le tronçon d'extrémité 47 de l'ébauche tubulaire présente la forme recherchée. Il est ensuite soudé sur la plaque longitudinale de l'étrier correspondant. La structure de planche de bord décrite ci-dessus présente de multiples avantages. La structure présente un surcroît d'inertie au niveau de la fixation du tube sur l'étrier, qui permet de compenser le porte-à-faux du tronçon décalé du tube par rapport aux points de fixation de l'étrier sur la structure du véhicule. Ce surcroît d'inertie provient d'abord du fait que la section du tronçon de fixation est plus grande que la section du tronçon décalé du tube. Il provient également du fait que la section droite du tronçon de fixation s'étend partiellement dans la zone de forte rigidité de la plaque de l'étrier. La structure est donc particulièrement rigide, même en cas de sollicitation suivant la direction transversale du véhicule. Ce résultat est obtenu sans augmenter l'épaisseur de matière dans la paroi du tube dans le tronçon de fixation. Il ne nécessite pas la mise en place d'une équerre rapportée sur le tronçon d'extrémité en vue de rigidifier la liaison entre le tronçon de fixation et l'étrier. De telles équerres augmentent la masse de la structure, augmentent le coût de la structure, et rendent la méthode de fabrication de la structure plus complexe. En effet, il est nécessaire de fixer l'équerre au tube à l'étrier, notamment par soudage. Avec la structure de l'invention, le temps de cycle pour la fixation du tube sur la plaque de l'étrier est maintenu au plus court, cette opération consistant seulement à souder l'extrémité du tube sur la plaque longitudinale, sans avoir à souder d'autres pièces sur l'étrier ou sur le tube. Le fait que le tronçon de fixation comprenne une partie en secteur de cylindre s'inscrivant dans le prolongement du tronçon décalé et s'étendant sur toute la longueur du tronçon de fixation fait que le tube présente d'un côté une surface régulière, ce qui facilite l'implantation des équipements destinés à être supportés par le tube. La méthode de fabrication de la structure est simple et économique, et ne met en jeu que des opérations de déformation d'une ébauche tubulaire. La structure de planche de bord décrite ci-dessus peut présenter de multiples variantes. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 5, la projection orthogonale du tronçon décalé sur la plaque longitudinale est complètement en dehors de la zone de forte rigidité T. En variante, cette projection pourrait être située en majeure partie en dehors de la zone de forte rigidité, mais s'étendre partiellement sur la zone de forte rigidité T. Dans ce cas, ladite projection s'étend sur une première surface de la zone de forte rigidité, et le tronçon de fixation s'étend sur une seconde surface de la zone de forte rigidité plus grande que la première surface. On augmente ainsi la rigidité de la liaison tube û étrier. La première surface est nulle dans l'exemple de réalisation de la figure 2. Elle est en tout état de cause inférieure à 50% de la surface de la projection du tronçon décalé sur la plaque longitudinale. Seule une extrémité du tube peut être conformée comme l'extrémité de fixation décrite ci-dessus, cette extrémité étant soit l'extrémité droite soit l'extrémité gauche du tube. Alternativement, les deux extrémités du tube peuvent être conformées comme décrit ci-dessus. La plaque de l'étrier sur laquelle est fixée le tube n'est pas nécessairement verticale et longitudinale. Elle peut présenter n'importe quelle orientation. De même le tube ne présente pas nécessairement une orientation générale transversale, et peut présenter toute sorte d'orientation longitudinale, transversale, etc... De préférence, le tronçon décalé présente un axe central sensiblement perpendiculaire à la plaque à laquelle le tronçon de fixation est fixé. Toutefois, il pourrait présenter un axe central légèrement incliné par rapport à la plaque. Le tronçon décalé du tube n'est pas nécessairement entièrement rectiligne mais peut comporter des portions arquées. Le tube comprend en tout état de cause au moins une portion présentant un porte-à-faux par rapport à la zone de forte rigidité de la plaque, cette portion étant généralement la portion située la plus proche du tronçon du fixation du tube. Cette portion s'étend sur au moins 15% de la longueur transversale du tube. Le tronçon de fixation peut présenter toute sorte de forme, et ne présente donc pas nécessairement la forme représentée sur les figures 1 à 8. Il n'a pas nécessairement des sections en forme de goutte d'eau, comme représentée sur les figures 1 à 8. Ces sections peuvent présenter une forme irrégulière pour permettre l'implantation d'autres composants de la planche de bord. La structure peut être fabriquée suivant une méthode différente de celle qui a été décrite ci-dessus. En particulier, le tronçon de fixation peut être mis en forme en utilisant d'autres procédés, par exemple par hydroformage ou par toute autre technique adaptée. REVENDICATIONS1. Structure de planche de bord de véhicule automobile, la structure (1) comprenant : - untube (3); - un étrier (5) ayant une plaque (9) à laquelle un tronçon de fixation du tube (3) est rigidement fixé ; - un ensemble de fixation (7), prévu pour fixer au moins un point de fixation (13) de l'étrier (5) à un élément de structure du véhicule automobile ; caractérisée en ce que : - l'ensemble de fixation (7) est prévu pour fixer deux points de fixation (13) de l'étrier (5) à l'élément de structure du véhicule automobile, lesdits deux points de fixation (13) en projection orthogonale sur la plaque (9) de l'étrier (5) définissant deux points de projection (27) espacés l'un de l'autre, un triangle équilatéral dont les points de projection définissent deux sommets constituant une zone de forte rigidité (T) de la plaque (9) ; - le tube (3) ayant au moins un tronçon décalé (30) qui, en projection orthogonale sur la plaque (9), définit une projection (31) s'étendant en majeure partie en dehors de la zone de forte rigidité (T) ; - le tronçon de fixation (17) du tube (3) ayant une section droite plus grande que la section droite du tronçon décalé (30), et s'étendant au moins partiellement dans la zone de forte rigidité (T), ladite projection (31) du tronçon décalé (30) s'étendant sur une première surface de la zone de forte rigidité (T), le tronçon de fixation (17) s'étendant sur une seconde surface de la zone de forte rigidité (T) plus grande que la première surface. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) présente une extrémité (23) rigidement fixée directement sur la plaque (9), ladite extrémité (23) ayant une tranche (33) s'étendant au moins partiellement dans la zone de forte rigidité (T). 3. Structure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) présente une extrémité (23) ayant une tranche (33) plaquée au moins partiellement contre la zone de forte rigidité (T). 4. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon décalé (30) présente un axe central sensiblement perpendiculaire à la plaque (9). 5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon décalé (30) s'étend sur au moins 15% de la longueur totale du tube (3). 6. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) est venu de matière avec le tronçon décalé (30). 7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) prolonge le tronçon décalé (30) et présente des sections droites de tailles croissantes à partir du tronçon décalé. (30). 8. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon décalé (30) est de section droite constante, le tronçon de fixation (17) présentant des sections droites de tailles différentes les unes des autres. 9. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) présente une extrémité dont la tranche (33), considérée suivant une direction perpendiculaire à la plaque (9), a une première zone s'inscrivant exactement dans le prolongement du tronçon décalé (30), et une seconde zone en saillie vers l'extérieur du tronçon décalé (30), les première et seconde zones constituant ensemble la tranche (33). 10. Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce que la première zone s'inscrit exactement dans le prolongement d'au moins 50% de la périphérie du tronçon décalé (30). 11. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) comprend une partie (35) en secteur de cylindre s'inscrivant dans le prolongement du tronçon décalé (30) et s'étendant sur toute la longueur du tronçon de fixation (17). 12. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de fixation (17) s'étend sur au moins 300 mm2 de la zone de forte rigidité (T). 13. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la projection (31) du tronçon décalé (30) est entièrement en dehors de la zone de forte rigidité (T). 14. Planche de bord comprenant une structure (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 15. Méthode de fabrication de la structure de l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes : - approvisionner une ébauche tubulaire (45) ; - former le tube (3) à partir de l'ébauche tubulaire (45), en formant le tronçon de fixation (17) par déformation d'un tronçon d'extrémité (47) de l'ébauche tubulaire (3).