Brevet FR2975963A1 — publié le 20121207

i Pièce de renfort de planche de bord de véhicule notamment automobile. L'invention concerne principalement une pièce de renfort de planche de bord de véhicule notamment automobile. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une telle pièce de renfort. Il est connu d'intégrer à la planche de bord d'un véhicule automobile une traverse permettant d'une part de tenir la fréquence en vibratoire de la colonne de direction, et d'autre part de résister aux chocs principalement frontaux et latéraux io que peut subir le véhicule. Cette traverse a ainsi de façon générale la fonction de pièce de renfort de la planche de bord. On se réfère à la figure 1 qui illustre une traverse 1 de l'art antérieur assemblée sur la planche de bord 2 d'un véhicule automobile. La planche de bord 2 est constituée d'une partie supérieure 3 sensiblement is parallèle au plan P du plancher du véhicule et d'une partie inférieure 4 s'étendant sensiblement perpendiculairement au plan P du plancher du véhicule depuis la partie supérieure 3 de la planche de bord 2 jusqu'au plancher du véhicule non représenté. La traverse 1 connu est de forme générale cylindrique et réalisée en acier. 20 Cette traverse 1 est fixée au niveau des faces arrières respectives 5,6 des parties inférieure 4 et supérieure 3 de la planche de bord 2. La traverse 1 comprend également des éléments fonctionnels. A cet effet, la traverse 1 intègre deux pattes de fixation 7 à la planche de bord 2 disposés au niveau de chacune des extrémités opposées 8,9 de la 25 traverse 2 ainsi que deux éléments de montage 10a,1 0b de la traverse 2 sur la caisse du véhicule également disposés au niveau de chacune des extrémités opposées 8,9 de la traverse 1. La traverse 1 comprend également un élément de support de la colonne de direction 11 qui s'étend longitudinalement depuis l'avant de la traverse 1 vers 30 l'arrière de la planche de bord 2. Une jambe de force 12 est également montée sur la traverse 1 en acier. Cette jambe de force 12 est disposée approximativement à mi-longueur de la traverse 1 et s'étend sensiblement verticalement à l'arrière de la console centrale 2 13 de la planche de bord 2 depuis la traverse 1 jusqu'au plancher du véhicule non représenté. La traverse 2 intègre enfin du coté passager une interface 14 avec le coussin gonflable de sécurité 15 et un élément de fixation du vide-poche 16 qui s'étend vers le bas en direction du plancher du véhicule. Si une telle traverse est satisfaisante en matière de tenue à la fréquence en vibratoire de la colonne de direction et de résistance aux chocs frontaux et latéraux du véhicule, son poids est important au regard de son matériau métallique de constitution. Or, il est de plus en plus requis un allègement en poids io des véhicules automobiles, notamment dans le cadre de la diminution de la production de dioxyde de carbone. Dans ce contexte, la présente invention vise une pièce de renfort de planche de bord de véhicule automobile apte à tenir la fréquence en vibratoire de la colonne de direction et de résister aux chocs frontaux et latéraux, tout en is présentant un poids allégé. A cet effet, la pièce de renfort de l'invention est destinée à être solidarisée au niveau de la face arrière de la dite planche de bord et est caractérisée en ce qu'elle est réalisée au moins en partie en composite textile. Le dispositif de l'invention peut également comporter les caractéristiques 20 optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - la pièce de renfort de l'invention comprend un élément de support principal de forme générale ouverte comportant deux bords opposés transversaux, - l'élément de support principal de la dite pièce de renfort est réalisé en 25 composite textile à fibres orientées au moins dans le sens du passage des efforts transversaux et longitudinaux du véhicule, - l'élément de support principal s'étend longitudinalement depuis la proximité de la face arrière d'une partie inférieure de la planche de bord qui s'étend sensiblement perpendiculairement au plan du plancher du véhicule, et 30 l'élément de support principal est au moins en partie parallèle à la partie supérieure de la planche de bord qui s'étend sensiblement parallèlement au plan du plancher du véhicule, - la pièce de renfort comprend une série de nervures longitudinales s'étendant perpendiculairement au plan du plancher du véhicule depuis la face 3 supérieure de l'élément de support principal jusqu'à la face arrière de la partie supérieure de la planche de bord à laquelle elle est solidarisée en formant ainsi moyens de solidarisation de la dite pièce de renfort à la planche de bord, - la pièce de renfort comprend au moins une série de nervures transversales s'étendant perpendiculairement au plan du plancher du véhicule depuis la face supérieure de l'élément de support principal jusqu'à proximité de la face arrière de la partie supérieure de la planche de bord, - l'élément de support principal est situé à une distance comprise entre 50 et 80 millimètres de la planche de bord, io - la pièce de renfort comprend au moins un élément fonctionnel tel que les éléments de fixation à la planche de bord, les éléments de montage, la jambe de force, l'élément de support de la colonne de direction, l'élément de fixation du vide-poche et l'interface avec le coussin gonflable de sécurité, qui est réalisé en composite textile à fibres courtes et qui est solidarisé à l'élément de support is principal de la pièce de renfort par surmoulage, assemblage soudure, soudure par ultrasons ou collage. - la pièce de renfort comporte une première série de nervures s'étendant parallèlement au plan du plancher du véhicule, comporte une seconde série de nervures s'étendant perpendiculairement au plan du plancher du véhicule, les 20 première et seconde séries de nervures étant solidarisées à la face arrière de la planche de bord. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : 25 - la figure 1 déjà décrite est une représentation schématique en perspective surélevée de la traverse de l'art antérieure montée sur la planche de bord d'n véhicule automobile ; - la figure 2 est une représentation schématique en perspective surélevée de la pièce de renfort de l'invention selon une première variante ; 30 - la figure 3 est une représentation schématique en perspective de dessous de la pièce de renfort de l'invention selon une deuxième variante ; - la figure 4 est une représentation schématique en perspective surélevée de la pièce de renfort de l'invention selon une troisième variante ; 4 - la figure 5 est une représentation schématique surélevée de la pièce de renfort de la figure 3 assemblée sur la planche de bord du véhicule ; - la figure 6 est une représentation schématique de dessous de la pièce de renfort de la figure 3 assemblée sur la planche de bord du véhicule ; - la figure 7 est une représentation schématique en coupe selon la ligne VII- VII de la figure 5 ; et - la figure 8 est représentation schématique arrière de la pièce de renfort de l'invention selon une quatrième variante lorsqu'elle est montée sur la planche de bord du véhicule automobile. io En référence aux figures 2 et 3, la pièce de renfort 20 de l'invention comprend un élément de support principal 21 qui se présente sous la forme d'une peau ouverte comportant deux bords latéraux opposés 22,23 et deux bords longitudinaux opposés 24,25. La largeur de l'élément de support principal 21 correspond à la largeur de la planche de bord non représentée sur ces figures. 15 L'élément de support principal est réalisé en matériau composite textile. On entend par matériau composite textile tout matériau comprenant un arrangement de fibres noyées dans une matrice. Le composite textile peut être bidimensionnel tissus, tricoté ou tressé. Il peut également être tridimensionnel tissé, tricoté, cousu ou tressé. 20 Les fibres pourront être de tout type connu dans ce domaine tel que notamment et sans limitation des thermoplastiques, des fibres de carbones ou des fibres de verre. La matrice pourra être minérale ou organique. La résistance mécanique et la tenue aux vibrations engendrées par la 25 colonne de direction sont obtenues par la configuration intrinsèque du composite textile et notamment par l'arrangement de fibres. La résistance aux chocs frontaux et latéraux sera plus particulièrement obtenue pour un composite textile dans lequel les fibres sont selon deux orientations. Une première orientation transversale des fibres relativement au 30 véhicule engendre la résistance aux chocs latéraux, et une seconde orientation longitudinale des fibres relativement au véhicule est destinée à la résistance aux chocs frontaux. Ces deux orientations des fibres du composite textile participeront également à la tenue aux vibrations de la colonne de direction. A cet effet, dans le cas d'un composite textile dans lequel les fibres comportent au moins deux orientations orthogonales dans un même plan, l'élément de support principal 21 est destiné à être fixé au moins en partie parallèlement à la partie supérieure 3 de la planche de bord 2 elle-même s sensiblement parallèle au plan P du plancher du véhicule comme il sera décrit sur la figure 5. Ainsi, par disposition appropriée de la peau constituant l'élément de support principal 21, les fibres du composite textile sont orientées longitudinalement et transversalement relativement au véhicule ce qui confère la résistance requise de la pièce de renfort 20 aux chocs latéraux et frontaux. io On pourra également prévoir une superposition, par exemple par collage, de plusieurs panneaux de composite textile pour réaliser l'élément de support principal 21 de la pièce de renfort 20. En référence aux figures 2 et 3, la pièce de renfort 20 comporte également les éléments fonctionnels déjà décrits en référence à la traverse de l'art antérieur 15 illustrée sur la figure 1 à savoir deux pattes de fixation 26a,26b, deux éléments de montage 27a,27b, un élément de support de la colonne de direction 28, une jambe de force 29, une interface avec le coussin gonflable 30 de sécurité et un élément de fixation du vide-poche 31. En variante non représentée, il pourra être prévu deux jambes de force, l'une située du coté du siège conducteur comme 20 celle représentée sur les figures 2 et 3, et l'autre située du coté du siège passager. Ces éléments fonctionnels sont positionnés de la même façon que sur la traverse 1 de la figure 1 et présentent la même structure. En revanche, ces éléments fonctionnels sont réalisés en composite textile de 25 préférence à fibres courtes. Ils sont solidarisés à l'élément de support principal 21 par surmoulage, assemblage par soudure, soudure par ultrasons ou collage. On notera en outre que l'élément de support principal 21 comporte deux orifices. Un premier orifice 32 disposé proche de la jambe de force 29 est destiné au conduit de désembuage non représenté, et un second orifice disposé proche 30 de l'interface avec le coussin gonflable 30 garantit le démontage du coussin gonflable de sécurité. Enfin, comme représenté sur la figure 2, il pourra être prévu selon la première variante une nervure périphérique 21a s'étendant perpendiculairement au plan P du plancher du véhicule le long des deux bords latéraux opposés 22,23 6 et des deux bords longitudinaux opposés 24,25 de l'élément de support principal 21. Cette nervure périphérique 21a est réalisée en matériau composite textile à fibres longues ou courtes et est solidarisée à l'élément de support principal 21 par surmoulage, assemblage par soudure, soudure par ultrasons ou collage. La présence de cette nervure périphérique 21a permet d'améliorer la tenue aux vibrations engendrées par la colonne de direction de la pièce de renfort 20. La pièce de renfort 20 selon les première et deuxième variantes est assemblée sur la planche de bord en étant par exemple collée sur la face arrière io de la partie inférieure de la planche de bord, ou dans le cas de la pièce de renfort 20 comportant la nervure périphérique 21a, par collage de l'extrémité supérieure de cette nervure périphérique 21a sur la face arrière de la partie supérieure de la planche de bord. Tout autre moyen à la portée de l'homme du métier permettra la fixation de la pièce de renfort 20 sur la planche de bord. 15 En référence à la figure 4, la pièce de renfort 40 de la troisième variante comprend un élément de support principal 41 ainsi que les éléments fonctionnels déjà cités à savoir deux pattes de fixation 42a,42b, deux éléments de montage 43a,43b, un élément de support de la colonne de direction 44, une jambe de force 45, une interface avec le coussin gonflable 46 de sécurité et un élément de 20 fixation du vide-poche 47. L'élément de support principal 41 comprend également un premier orifice 48 pour le conduit de désembuage ainsi qu'un second orifice 49 pour le démontage du coussin gonflable de sécurité. Tous ces éléments sont identiques aux éléments correspondant de la pièce 25 de renfort 20 selon les première et deuxième variantes décrites en référence aux figures 2 et 3. La pièce de renfort 40 de la troisième variante comprend en outre une série de nervures longitudinales 50 qui s'étendent depuis le bord avant 51 de la pièce de renfort 40 jusqu'à son bord opposé arrière 52. Les nervures longitudinales 50 30 s'étendent perpendiculairement au plan P du plancher du véhicule depuis la face supérieure 54 de l'élément de support principal 41 jusqu'à la face arrière 64 de la partie supérieure 61 de la planche de bord 60 (figure 6). Chaque bord inférieur 53 des nervures longitudinales 50 est fixé sur la face supérieure 54 de l'élément de support principal 41. Comme il sera vu en référence aux figures 5 et 6, chaque 7 bord supérieur 55 des nervures longitudinales 50 est destiné à être fixé à la partie supérieure de la planche de bord en formant ainsi moyen de solidarisation de la pièce de renfort 40 sur la planche de bord. Les nervures longitudinales 50 permettent de venir renforcer la résistance de la pièce de renfort 40 aux chocs frontaux. C'est pourquoi ces nervures longitudinales 50 s'étendent selon l'axe longitudinal du véhicule. La pièce de renfort 40 comprend également une série de nervures transversales 56 qui s'étendent depuis un premier bord 57 jusqu'au bord opposé 58. Ces nervures transversales 56 sont perpendiculaires aux nervures io longitudinales 50 de sorte qu'elles participent à la résistance de la pièce de renfort 40 aux chocs latéraux du véhicule. Ces nervures transversales 56 s'étendent perpendiculairement au plan P du plancher du véhicule en étant depuis la face supérieure 54 de l'élément de support principal 41 jusqu'à proximité de la face arrière 64 de la partie supérieure is 61 de la planche de bord 60 (figure 6). Les nervures transversales 56 sont fixées sur la face supérieure 54 de l'élément de support principal 41 au niveau de leur bord inférieur respectif 59. Les nervures longitudinales 50 et transversales 56 sont réalisées en matériaux composite textile et sont solidarisées à l'élément de support principal 41 20 par surmoulage, assemblage par soudure, soudure par ultrasons ou collage. Le composite textile constituant les nervures longitudinales 50 et transversales 56 peut être à fibres longues ou courtes injectées. Si nécessaire, le composite textile peut être choisi pour présenter une résistance plus importante. Ces nervures longitudinales 50 et transversales 56 participent ainsi 25 respectivement à la résistance aux chocs frontaux et latéraux du véhicule mais participent également à la tenue en vibratoire de la colonne de direction. On pourra, en variante non représentée, prévoir d'ajouter à la pièce de renfort 40 de la troisième variante, la nervure périphérique 20a décrite en référence à la figure 2 afin d'améliorer plus encore la tenue en vibratoire de la 30 colonne de direction. En référence aux figures 5 et 6, la pièce de renfort 40 est intégrée à la planche de bord 60 qui comprend une partie supérieure 61 et une partie inférieure 62. La pièce de renfort 40 s'étend longitudinalement depuis la face arrière 65 de la partie inférieure 62 de la planche de bord 60 et présente une partie parallèle à 8 la partie supérieure 61 de la planche de bord 60 qui est parallèle au plan P du plancher du véhicule. La jambe de force 45 comprend des nervures internes 63 nécessaires pour conférer à la jambe de force 45 sa fonction de résistance. Comme visible sur la figure 6, la pièce de renfort 40 est solidarisée à la planche de bord 60 par fixation des bords supérieurs 55 des nervures longitudinales 50 à la face arrière 64 de la partie supérieure 61 de la planche de bord 60. Cette fixation peut être par exemple réalisée par collage. En référence à la figure 7, la pièce de renfort 40 est assemblée sur la io planche de bord de façon que l'élément de support principal 41 soit à une certaine distance D de la planche de bord 40. Cette distance est de préférence comprise entre 50 et 80 millimètres de façon à pouvoir absorber l'énergie résultant d'un choc de la tête du conducteur ou du passager lors d'un choc frontal du véhicule automobile. is La figure 8 illustre la pièce de renfort 80 selon une quatrième variante. Cette pièce de renfort 80 est constituée d'une première série de nervures 71 parallèles au plan P du plancher du véhicule et d'une second série de nervures 72 perpendiculaires au plan P du plancher du véhicule. Les nervures 71 parallèles au plan P du plancher du véhicule et les nervures 20 72 perpendiculaires au plan P du plancher du véhicule sont uniformément réparties sur les faces arrières respectives 73,74 des parties supérieure 61 et inférieure 62 de la planche de bord 60 en étant fixées, par exemple par collage de leurs bords arrières respectifs non visibles sur cette figure, sur la face arrière respective 73,74 des parties supérieure 61 et inférieure 62 de la planche de bord 25 60. Les nervures 71 parallèles au plan P du plancher du véhicule et les nervures perpendiculaires 72 au plan P du plancher du véhicule sont réalisées en matériau composite textile identique à celui constituant l'élément de support principal 21,41 de la pièce de renfort 20, 40 des première, deuxième et troisième variantes. 30 Ainsi, l'orientation des fibres et la position relative de ces nervures parallèles 71 et perpendiculaires 72 au plan P du plancher du véhicule relativement à la planche de bord 60 permettent de conférer la résistance aux chocs frontaux et latéraux du véhicule ainsi que la tenue en vibratoire de la colonne de direction. REVENDICATIONS1. Pièce de renfort de planche de bord de véhicule notamment automobile s destinée à être solidarisée au niveau de la face arrière de la dite planche de bord, caractérisée en ce qu'elle est réalisée au moins en partie en composite textile. 2. Pièce de renfort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément de support principal (21,41) de forme générale ouverte io comportant deux bords opposés transversaux (22,23). 3. Pièce de renfort selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de support principal (21,41) de la dite pièce de renfort (20,40) est réalisé en composite textile à fibres orientées au moins dans le sens du passage des efforts 15 transversaux et longitudinaux du véhicule. 4. Pièce de renfort selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'élément de support principal (21,41) s'étend longitudinalement depuis la proximité de la face arrière (65) d'une partie inférieure 20 (62) de la planche de bord (60) qui s'étend sensiblement perpendiculairement au plan (P) du plancher du véhicule, et en ce que l'élément de support principal (21,41) est au moins en partie parallèle à la partie supérieure (61) de la planche de bord (60) qui s'étend sensiblement parallèlement au plan (P) du plancher du véhicule. 25 5. Pièce de renfort selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'elle comprend une série de nervures longitudinales (50) s'étendant perpendiculairement au plan (P) du plancher du véhicule depuis la face supérieure (54) de l'élément de support principal (41) jusqu'à la face arrière (64) 30 de la partie supérieure (61) de la planche de bord (60) à laquelle elle est solidarisée en formant ainsi moyens de solidarisation de la dite pièce de renfort (40) à la planche de bord (60). Io 6. Pièce de renfort selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une série de nervures transversales (56) s'étendant perpendiculairement au plan (P) du plancher du véhicule depuis la face supérieure (54) de l'élément de support principal (41) jusqu'à proximité de la face arrière (64) de la partie supérieure (61) de la planche de bord (60). 7. Pièce de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce l'élément de support principal (41) est situé à une distance comprise entre 50 et 80 millimètres de la planche de bord (60). Io 8. Pièce de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu'elle comprend au moins un élément fonctionnel tel que les éléments de fixation à la planche de bord (26a,26b ;42a,42b), les éléments de montage (27a,27b ;43a,43b), la jambe de force (29,45), l'élément de support de la is colonne de direction (28,44), l'élément de fixation du vide-poche (31,47) et l'interface avec le coussin gonflable de sécurité (30,46), qui est réalisé en composite textile à fibres courtes et qui est solidarisé à l'élément de support principal (21,41) de la pièce de renfort (20,40) par surmoulage, assemblage soudure, soudure par ultrasons ou collage. 20 9. Pièce de renfort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une première série de nervures (71) s'étendant parallèlement au plan (P) du plancher du véhicule, en ce qu'elle comporte une second série de nervures (72) s'étendant perpendiculairement au plan (P) du plancher du véhicule, et en ce 25 que les première (71) et seconde (72) séries de nervures sont solidarisées à la face arrière (73,74) de la planche de bord (60). 10. Véhicule notamment automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce de renfort selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes.