Brevet FR2972417A1 — publié le 20120914

ASSEMBLAGE DE CARROSSERIE POUR VEHICULE ET PROCEDE DE CONSTRUCTION [0001] L'invention concerne un assemblage de carrosserie pour véhicule ainsi qu'un procédé de construction de cet assemblage. [0002] Pour la production de véhicules en grande série, on utilise aujourd'hui des assemblages comprenant des peaux et des doublures. Les peaux et les doublures sont des pièces réalisées en tôle emboutie, la peau constituant la carrosserie extérieure du véhicule et la doublure un panneau couvrant tout le coté intérieur de la peau. Ces pièces en général d'assez grande dimension nécessitent des outils de presse de taille importante et par conséquent des coûts d'investissement très élevés pour leur production. [0003] D'autres solutions consistent à fixer sur une structure tubulaire du véhicule l'ensemble des panneaux formant la carrosserie. On peut utiliser des panneaux en matière synthétique, mais la précision de position géométrique dans l'espace des panneaux est très variable et peu compatible avec une bonne qualité de finition. De plus la géométrie est affectée par les effets de dilatation. On peut aussi utiliser des panneaux en tôle emboutie, mais ceux-ci sont généralement fixés directement sur les tubes. Cette solution pose également un problème de précision de positionnement des panneaux car la structure tubulaire est par nature moins précise qu'une structure réalisée entièrement en tôle emboutie. [0004] Le but de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un assemblage et un procédé de construction simple, améliorant la précision géométrique de l'assemblage. L'invention permet en outre d'envisager de petites séries de véhicules ou bien des variantes avec des coûts d'investissement limités pour les outils d'emboutissage. [0005] Selon une première caractéristique de l'invention, l'assemblage de carrosserie pour véhicule comprend une structure tubulaire rigide constituée par un ensemble de tubes profilés, cintrés et reliés entre eux, au moins un panneau de tôle de carrosserie présentant deux bords opposés, le panneau étant fixé au voisinage desdits bords sur au moins deux tubes de la structure tubulaire de sorte à recouvrir l'espace situé entre les deux tubes, le panneau étant relié à chacun desdits tubes par des pièces intermédiaires en tôle emboutie, chacune des pièces intermédiaires présentant une première aile dont la forme est complémentaire à celle, bombée, du panneau sur laquelle l'un desdits bords du panneau est fixé, et une deuxième aile dont la forme est complémentaire à celle du tube sur lequel elle est fixée. On obtient ainsi une construction simple, améliorant la précision géométrique de l'assemblage. De plus la géométrie ne sera que faiblement affectée par la dilatation en raison de l'uniformité de matière des différentes pièces de l'assemblage (on utilise un seul type matière pour toutes les pièces, de préférence du métal). En outre les pièces intermédiaires étant de dimensions réduites par rapport aux panneaux de carrosserie traditionnels, les coûts d'investissement sont notablement réduits ce qui permet d'envisager de petite séries de véhicules ou bien de multiplier les variantes d'un véhicule. [0006] Selon une caractéristique particulière, la deuxième aile possède une forme ayant une surface générée par un ensemble de droites sensiblement perpendiculaires à la surface bombée du panneau, ladite surface de la deuxième aile étant en contact avec une surface de forme complémentaire du tube profilé. Cette caractéristique permet de régler la position des pièces intermédiaires sur les tubes et ainsi de contrôler précisément la position géométrique des panneaux de carrosserie. [0007] Selon une caractéristique particulière, chacune des premières ailes présente un bord extérieur qui suit un contour extérieur du bord du panneau sur lequel elle est fixée. Cette caractéristique permet de créer une zone de jonction entre le bord des panneaux et les premières ailes tout en conservant une possibilité d'ajustement de la position du panneau sur les premières ailes. [0008] Selon une caractéristique particulière chacun des tubes présente au moins un cintrage qui suit sensiblement le bombé du panneau. Cette caractéristique permet de conserver un écart entre les tubes et le panneau tout le long des tubes. [0009] Selon une caractéristique particulière, chaque bord du panneau est conformé en feuillure sur laquelle est fixée la première aile desdites pièces intermédiaires. Cette caractéristique permet d'assurer le soudage des ailes sur les feuillures et de contrôler la distance entre le tube et le panneau. En outre elle évite d'avoir des points de soudure sur la face visible du panneau, les points de soudure étant reporté sur la feuillure. [0010] Selon une caractéristique particulière, l'espace situé entre les deux tubes est essentiellement vide de pièce en tôle, ce qui permet d'alléger la structure et de faciliter son traitement chimique. [0011] Selon une caractéristique particulière les tubes possèdent au moins un côté à profil droit ou arrondi, la deuxième aile étant fixée sur ledit côté à profil droit ou arrondi. Cette caractéristique permet de régler la position des pièces intermédiaires sur les tubes et d'effectuer aisément la fixation, de préférence avec une pince de soudage par points. [0012] Selon une caractéristique particulière, au moins une pièce intermédiaire possède une deuxième aile en forme de coin logé à la jonction entre deux tubes de la structure tubulaire. Cette caractéristique permet de supporter un panneau dont le coté suit deux tubes formant entre eux un angle. [0013] L'invention vise également un procédé de construction d'un assemblage selon lequel : - on réalise ladite structure tubulaire rigide en assemblant des tubes profilés, cintrés, - on découpe et on emboutit plusieurs pièces intermédiaires en tôle en formant ladite première aile et ladite deuxième aile sur chaque pièce intermédiaire, - on pose la deuxième aile de chacune des pièces intermédiaires sur au moins deux des tubes de la structure tubulaire, - on règle la position de chacune des pièces intermédiaire en les faisant coulisser sur les tubes de sorte à placer la première aile de chacune des pièces intermédiaires dans une position correspondant à la forme géométrique de la carrosserie à obtenir, - on soude les deuxièmes ailes sur les tubes, - on fixe un panneau de tôle de carrosserie sur les premières ailes. Le procédé permet d'assurer une géométrie précise à l'assemblage. En effet le réglage de la position des pièces intermédiaires permet de déterminer précisément la position des panneaux de carrosserie qu'elles reçoivent. [0014] Selon une caractéristique particulière du procédé, pour fixer le panneau de tôle de carrosserie : - on place chacun desdits bords d'un panneau de tôle de carrosserie en appui sur chacune des premières ailes desdites pièces intermédiaires, de façon à recouvrir l'espace situé entre les deux tubes sur lesquels les pièces intermédiaire sont fixées, - on ajuste la position du panneau en le faisant coulisser sur lesdites premières ailes, - on soude lesdits bords du panneau sur lesdites premières ailes. [0015] L'invention vise également un véhicule automobile comprenant au moins un assemblage de carrosserie. [0016] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : La figure 1 représente un exemple de véhicule à structure tubulaire selon l'invention. La figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 2 d'un assemblage de carrosserie selon l'invention. Les figures 3a à 3e décrivent le procédé de construction de l'assemblage de la figure 2. Les figures 4a à 4c montrent en perspective de dessous les phases de construction d'un assemblage pour le véhicule de la figure 1. La figure 5 montre une variante de l'assemblage de la figure 2. Les figures 6a,6b montrent en perspective de dessus, une pièce intermédiaire 20a incluant une forme de coin. [0017] La figure 1 montre un véhicule 1 selon l'invention. Ce véhicule 1 présente différents panneaux de tôle de carrosserie pouvant être assemblés selon l'invention. Les panneaux sont un panneau de toit 2, des panneaux d'ailes avant 3, des panneaux d'ailes arrière 4 et un panneau de face avant 5. Les panneaux 6 de portes pourront également être réalisés selon l'invention. Le toit présente deux panneaux latéraux 2a. L'invention est applicable à tout type de panneaux de carrosserie. [0018] Sur la figure 1, la carrosserie est rendue transparente afin de montrer la structure tubulaire du véhicule. Cette structure se compose d'un ensemble de tubes cintrés et soudés ensemble pour former une cage autour d'un ou plusieurs volumes intérieurs. La structure comprend un plancher 7, un arceau avant 8, un arceau central 9, un arceau arrière 10 et deux arches avant 11a,11b. Les arceaux 8,9,10 ont une forme de U renversé dont les pieds 8a,9a,10a sont fixés au plancher 7. Les pieds des arches avant 11 a,11 b son également fixés au plancher 7. Des tubes de liaison 12,13,14 et 15 s'étendent au niveau de la ligne de caisse en reliant les arches avant 11 a,11 b et les trois arceaux 8,9 et 10. Le toit 2 présente deux tubes cintrés 16a,16b qui relient les trois arceaux 8,9,10. La structure tubulaire ainsi obtenue est rigide et reçoit différents panneaux de carrosserie (2,3,4,5,6) de la manière décrite ci-dessous. Les tubes sont des tubes profilés et cintrés. Le cintrage de chaque tube est tel que chaque tube vient au plus près du panneau de carrosserie. Le cintrage est complexe, c'est-à-dire qu'il combine des courbures dans différentes directions, à savoir au moins une courbure sensiblement complémentaire du bombé du panneau et une courbure qui suit sensiblement le contour extérieur du panneau. Les courbures des tubes varient sur leurs longueurs. [0019] La figure 2 illustre de façon schématique comment un panneau de carrosserie en tôle emboutie est fixé sur deux tubes de la structure distants l'un de l'autre. On prend ici l'exemple du panneau de toit 2, mais il pourrait s'agir du panneau d'aile arrière 4 fixé sur les tube 9a et 10a , du panneau d'aile avant 3 fixé sur les tubes 8a,1 1a ou bien du panneau de la face avant 5 fixé sur les tubes 11 a et 11 b. Le panneau 2 à une forme bombée dans le plan de coupe III et aussi selon la longueur des deux tubes 16a,16b. Le panneau 2 de carrosserie est une tôle emboutie et présente deux bords opposés 2a,2b au voisinage des tubes 16a,16b. Le panneau 2 est relié à chacun des tubes 16a,16b par une pièce intermédiaire 20a,20b en tôle emboutie de forme complexe. Chacune des pièces intermédiaires 20a,20b présente une première aile 21 a,21 b dont la forme est complémentaire à celle, bombée, du panneau 2. Le contour extérieur Aa,Ab de chaque ailes 21 a,21 b suit au plus près le contour Ca,Cb extérieur du bord 2a,2b du panneau sur lequel elle est fixée. Les deux bords 2a,2b du panneau sont fixés respectivement sur chacune des deux premières ailes 21 a,21 b par soudage. Chaque pièce intermédiaire 20a,20b présente une deuxième aile 22a, 22b dont la forme est complémentaire à celle, cintré, du tube sur lequel elle est fixée. Les pièces intermédiaires sont situées sur un coté du tube opposé à l'espace 23 situé entre les deux tubes. Ainsi, le panneau 2 recouvre l'espace 23 et les deux tubes 16a,16b. Les deux ailes forment entre elles un angle. La deuxième aile 22a,22b est rabattue par rapport à la première aile 21 an21 b . Cet angle sera de préférence compris entre 30 et 120 degrés. Sur la figure l'angle est sensiblement droit. La deuxième aile 22a,22b repose sur le tube 16a,16b par une surface Sa,Sb. Cette surface Sa,Sb est générée par un ensemble de droites N sensiblement perpendiculaires à la surface bombée du panneau 2. La surface Sa,Sb est en contact sur un côté à profil droit du tube 16a,16b. On utilise ici des tubes à profils carrés ou rectangulaires. [0020] Les bords 2a,2b du panneau sont conformés en feuillure sur lesquelles sont fixées les premières aile 21 a,21 b des pièces intermédiaires. Chacune des feuillures à une forme de marche descendante qui permet de recevoir un joint et/ou une autre pièce de carrosserie qui jouxte le panneau. La feuillure permet également de contrôler l'écart Ea,Eb entre le panneau 2 et les tubes 16a,16b afin d'éviter tout contact entre les tubes et le panneau. Alternativement ou en complément la feuillure pourrait être formé sur la première aile 21 a,21 b. L'espace 23 situé entre les deux tubes 16a,16b est essentiellement vide de pièce en tôle et notamment d'une doublure du panneau 2. On pourra avantageusement utiliser cet espace 23 pour fixer localement des pièces de support ou de renfort entre les tubes (par exemple des ancrages de ceinture de sécurité, des ancrages de siège etc...) [0021] Les figures 3a à 3d décrivent le procédé de construction de l'assemblage. Par simplicité le panneau est représenté droit mais dans la pratique il aura une forme bombée. On commence par découper des pièces intermédiaires 20a,20b en prenant soin que le profil de leurs contours extérieurs Aa,Ab corresponde au profil des contours extérieurs Ca,Cb du panneau à recevoir. On emboutit les pièces intermédiaires pour former les premières ailes et les deuxièmes ailes de sorte que la forme des premières ailes 21 a,21 b et des deuxièmes ailes 22a,22b soient complémentaires des formes respectivement bombée du panneau 2 et cintrée des tubes 16a,16b. Figure 3a on pose les surfaces Sa,Sb des deuxièmes ailes 22a,22b sur la surface de forme complémentaire de chaque tube 16a,16b, tubes ayant préalablement été assemblés pour former une structure tubulaire rigide. Figure 3b on règle la position de chacune des pièces intermédiaire 20a,20b en les faisant coulisser sur les tubes de sorte à placer la première aile 21 a,21 b dans une position correspondant à la forme géométrique de la carrosserie à obtenir. Figure 3c on soude les deuxième ailes 22a,22b sur les tubes 16a,16b, avantageusement par soudage par points P2a,P2b. L'agencement est tel qu'une pince de soudage est aisément utilisable. Figure 3d, on approche le panneau 2 des tubes 16a,16b et on place les bords 2a,2b du panneau 2 en appui sur chacune des premières ailes 21 a,21 b puis on ajuste la position du panneau 2 en le faisant coulisser sur les premières ailes 21 a,21 b. Figure 3e on soude lesdits bord du panneau sur lesdites premières ailes 21 a,21 b avantageusement par soudage par points P1 a,P1 b. Ici aussi une pince de soudage est aisément utilisable. [0022] Lorsque l'ensemble des panneaux de carrosserie a été fixé sur la structure tubulaire grâce aux pièces intermédiaires, la structure de véhicule obtenue peut être traitée dans des bains chimique ou électrochimique afin de déposer différentes couches de protection sur l'ensemble des pièces de la structure de véhicule. Cette étape sera rendue particulièrement efficace du fait que l'agencement ne présente aucune cavité fermée si bien que le liquide du bain pourra pénétrer puis s'écouler aisément de la structure de véhicule. En particulier, le liquide pénètre et s'écoule facilement de la cavité 23 située entre les tubes étant donné que cette cavité est vide de pièce en tôle. La structure de véhicule est alors entièrement protégée et pourra être peinte puis recevoir les autres composants du véhicule. [0023] La figure 4a montre deux tubes 16a,16b cintrés prêts à recevoir un panneau de carrosserie. Sur la figure 4b on a fixé les pièces intermédiaires 20a,20b sur les tubes. Les pièces intermédiaires s'étendent sur une longueur substantielle du tube. Sur la figure 4c on a fixé le panneau 2 de carrosserie sur les premières ailes 21 a,21 b. On observe que le cintrage des tubes (16a,16b) suit le bombé du panneau (2) afin de ménager les écarts Ea,Eb. [0024] La figure 5 illustre une variante de l'assemblage de la figure 2. Dans cette variante les tubes 16a,16b ont un profil rond. Les autres caractéristiques décrites en relation avec la figure 2 sont conservées. Notamment, la surface Sa,Sb épouse la forme cintré, du tube sur lequel elle est fixée. Cette surface Sa,Sb est générée par un ensemble de droites N sensiblement perpendiculaires à la surface bombée du panneau 2. La surface Sa,Sb est en contact sur un côté à profil arrondi du tube 16a,16b, le contact étant suffisant pour effectuer un soudage par points. [0025] Les figures 6a,6b montrent une pièce intermédiaire 20a incluant une forme de coin 25. La figure 6a montre la pièce au cours de son installation à la jonction entre le tube 16a et le tube d'arceau 9 qui forment entre eux un angle. La deuxième aile 22a présente un angle complémentaire à l'angle entre les deux tubes 16a,9. La deuxième aile 22a a une forme en coin 25 qui vient se loger à la jonction entre les deux tubes (figure 6b). La surface Sa de la deuxième aile 22a vient se plaquer contre le côté de chacun des tubes 16a,9. REVENDICATIONS1 Assemblage de carrosserie pour véhicule, l'assemblage comprenant une structure tubulaire rigide constituée par un ensemble de tubes profilés, cintrés et reliés entre eux, au moins un panneau (2) de tôle de carrosserie présentant deux bords (2a,2b) opposés, le panneau étant fixé au voisinage desdits bords sur au moins deux tubes (16a,16b) de la structure tubulaire de sorte à recouvrir l'espace (23) situé entre les deux tubes caractérisé en ce que le panneau (2) est relié à chacun desdits tubes (16a,16b) par des pièces intermédiaires (20a,20b) en tôle emboutie, chacune des pièces intermédiaires présentant une première aile (21 a,21 b) dont la forme est complémentaire à celle, bombée, du panneau (2) sur laquelle l'un desdits bords (2a,2b) du panneau est fixé, et une deuxième aile (22a,22b) dont la forme est complémentaire à celle du tube (16a,16b) sur lequel elle est fixée. 2. Assemblage de carrosserie selon la revendication 1 caractérisé en ce que la deuxième aile (22a,22b) possède une forme ayant une surface (Sa,Sb) générée par un ensemble de droites (N) sensiblement perpendiculaires à la surface bombée du panneau (2), ladite surface (Sa,Sb) de la deuxième aile étant en contact avec une surface de forme complémentaire du tube profilé (16a,16b). 3. Assemblage de carrosserie selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que chacune des premières ailes (21 a,21 b) présente un bord extérieur (Aa,Ab) qui suit un contour (Ca,Cb) extérieur du bord du panneau (2) sur lequel elle est fixée. 4. Assemblage de carrosserie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun desdits tubes (16a,16b) présente au moins un cintrage qui suit sensiblement le bombé du panneau (2).Assemblage de carrosserie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que chacun desdits bords du panneau (2a,2b) est conformé en feuillure sur laquelle est fixée la premières aile (21 a,21 b) desdites pièces intermédiaires (20a,20b). Assemblage de carrosserie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit espace (23) situé entre les deux tubes (16a,16b) est essentiellement vide de pièce en tôle. Assemblage de carrosserie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits tubes (16a,16b) possèdent au moins un côté à profil droit ou arrondi, la deuxième aile (22a,22b) étant fixée sur ledit côté à profil droit ou arrondi. Assemblage de carrosserie selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins une pièce intermédiaire (20a) possède une deuxième aile (22a) en forme de coin (25) logé à la jonction entre deux tubes (16a,9) de la structure tubulaire.5. 6. 7. 8. 9. Procédé de construction d'un assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que: - on réalise ladite structure tubulaire rigide en assemblant des tubes profilés, cintrés, - on découpe et on emboutit plusieurs pièces intermédiaires (20a,20b) en tôle en formant ladite première aile (21 a,21 b) et ladite deuxième aile (22a,22b) sur chaque pièce intermédiaire, - on pose la deuxième aile (22a,22b) de chacune des pièces intermédiaires sur au moins deux des tubes (16a,16b) de la structure 25 tubulaire, - on règle la position de chacune des pièces intermédiaire (20a,20b) en les faisant coulisser sur les tubes (16a,16b) de sorte à placer la première aile (21 a,21 b) de chacune des pièces intermédiaires dans une position correspondant à la forme géométrique de la carrosserie à obtenir, 30 - on soude les deuxièmes ailes (22a,22b) sur les tubes (16a,16b),- on fixe un panneau de tôle de carrosserie (2) sur les premières ailes (21 a,21 b). 10. Procédé de construction selon la revendication 9 caractérisée en ce que pour fixer le panneau (2) de tôle de carrosserie : - on place chacun desdits bords (2a,2b) d'un panneau (2) de tôle de carrosserie en appui sur chacune des premières ailes (21 a,21 b) desdites pièces intermédiaires (20a,20b), de façon à recouvrir l'espace (23) situé entre les deux tubes (16a,16b) sur lesquels les pièces intermédiaire sont fixées, - on ajuste la position du panneau (2) en le faisant coulisser sur lesdites premières ailes (21 a,21 b), - on soude lesdits bord (2a,2b) du panneau (2) sur lesdites premières ailes (21 a,21 b). 11. Véhicule automobile comprenant au moins un assemblage de carrosserie selon l'une des revendications 1 à 8 ou obtenu par le procédé selon l'une des revendications 9 ou 10.