Brevet FR3010380A1 — publié le 20150313

STRUCTURE AVANT D'ENTREE DE PORTE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait à la réalisation d'éléments de structure de véhicule automobile. Plus particulièrement l'invention a trait à la réalisation d'une structure avant d'entrée de porte de véhicule automobile, plus particulièrement encore à la réalisation d'une telle structure renforcée. Les figures 1 à 3 illustrent l'état de l'art. La figure 1 illustre une structure avant d'entrée de porte 2 vue en perspective et la figure 2 est une vue en coupe Il-Il horizontale de la structure de la figure 1. A la figure 1, on peut observer un profilé intérieur 4 s'étendant horizontalement vers l'arrière depuis une position verticale, et une traverse latérale de tablier 6 s'étendant essentiellement horizontalement depuis la portion verticale du profilé intérieur 4. A la figure 2, la structure avant d'entrée de porte 2 est à l'état non endommagé. Elle comprend le profilé intérieur 4, un renfort extérieur 8 et une doublure d'aile 10. Le profilé intérieur 4 et le renfort extérieur 8 sont des profilés de section généralement en U avec des pattes formant des feuillures d'assemblage 12, 14, 16 et 18. La figure 3 est une vue en coupe de la structure 2, similaire à la figure 2, la structure étant toutefois à l'état endommagé par un choc frontal. La flèche supérieure illustre un effort longitudinal dirigé vers l'arrière, dans un plan de symétrie, exercé par le déplacement de la roue. Les flèches latérales illustrent aussi les composantes d'efforts transmises par la traverse latérale de tablier (figure 1, référence 6) sur le profilé intérieur 4, la première étant longitudinale vers l'arrière et, déportée latéralement, et la seconde étant transversale extérieure agissant au milieu de la structure en U du profilé intérieur 4. La force transversale de la traverse latérale de tablier sur le profilé intérieur 4 crée une forte déformation de celui-ci par flexion. Les deux forces cumulées sur le profilé intérieur engendrent une rotation d'axe vertical ainsi qu'une translation vers l'arrière du profilé intérieur. En effet il y a déportation des efforts sur un côté de la structure avant d'entrée de porte 2 qui se traduit en une déformation disproportionnée du profilé intérieur 4 par rapport au renfort extérieur 8. Les contraintes sur la branche avant du profil en U intérieur pouvant à l'extrême mener au déchirement par étirement ; les contraintes sur la branche arrière du même profil pouvant à l'extrême mener à un écrasement par flambage. Plus ordinairement, la feuillure arrière 16 du profilé intérieur 4 a tendance à s'arracher par rapport à la feuillure arrière 12 du renfort 8, cet effet venant de la raideur dudit profilé de renfort, sa faible déformation, qui n'accompagne pas la déformation du profilé intérieur et conduit à d'inévitables ruptures de points de soudure dans les feuillures, autrement appelées déboutonnages, ainsi que des déchirures dues à l'usage de métal à très haute limite élastique avec un allongement à la rupture faible. La rotation d'axe vertical du profilé intérieur et sa translation arrière n'entraînent pas une rotation ou autre déformation excessive de la structure avant d'entrée de porte telle qu'elle ne répondrait pas aux contraintes exigées par les tests d'homologation en choc frontal, en revanche les déboutonnages et autres déchirures sont des défaillances dans l'évaluation du protocole consumériste Euro NCAP® et entraînent des pertes de points ou décotes. Le document de brevet FR 2 926 056 divulgue une structure de pied avant d'entrée de porte renforcée, faite de pièces de construction simple par emboutissage. La réalisation permet d'améliorer la transmission des efforts du choc frontal vers l'arrière du véhicule par la mise en place de nervures embouties sur le bas du renfort, permettant ainsi la réduction de l'effet de pliage. La meilleure raideur longitudinale du renfort provient aussi de sa partie haute qui a une forme de U ou de demi-boîte, ce qui apporte de la raideur longitudinale. Lors d'un choc frontal, cette raideur accrue de la pièce de renfort rend l'ensemble de la structure plus robuste. Ce renfort plus raide est à l'extérieur or de fortes contraintes additionnelles et particulièrement concentrées sur l'intérieur de la structure crée une disproportion de moyens structurels pour résister selon le schéma de répartition des contraintes, le profilé intérieur devenant plus faible, relativement. Lors de chocs frontaux, des déchirures et des déboutonnages risquent d'apparaître sur le profilé intérieur sur lequel est monté le renfort. Ce document présente par conséquent des problèmes similaires de déchirures et de déboutonnages dans le pied avant d'entrée de porte, provenant d'un déséquilibre de la répartition des efforts dans les différentes pièces, la composant. Le contexte du document est identique en ce que le constructeur recherche lors de choc frontal une meilleure intégrité de l'ossature du véhicule pour la sécurité des passagers grâce à la transmission des efforts vers l'arrière tout en les absorbant via les éléments de structure qui composent cette ossature. L'invention a pour objectif de proposer une solution au problème rencontré par l'état de la technique tel que celui mentionné ci-avant. Plus particulièrement l'invention a pour objectif de proposer une réalisation d'une structure avant d'entrée de porte qui évite les problèmes de déboutonnage au niveau des feuillures de profilés la constituant et ainsi permette une meilleure intégrité de l'ensemble pour une meilleure sécurité des passagers, celle-ci étant mesurée lors d'une évaluation selon le protocole consumériste Euro NCAP®, le score en étant publié. L'invention a pour objet une structure avant d'entrée de porte de véhicule automobile comprenant un profilé intérieur généralement vertical avec une feuillure avant et une feuillure arrière ; un profilé de renfort avec une feuillure avant et une feuillure arrière, fixées contre les feuillures avant et arrière, respectivement, du profilé intérieur, remarquable en ce que le profilé de renfort est configuré de manière à ce que sa feuillure arrière présente une hauteur moyenne, dans une direction généralement longitudinale, qui est supérieure à celle de la feuillure arrière du profilé intérieur, de manière à favoriser la déformation de la feuillure arrière du profilé de renfort suivant la déformation de la feuillure arrière du profilé intérieur en cas de choc frontal avec le véhicule. Selon un mode avantageux de l'invention la hauteur moyenne de la feuillure arrière du profilé de renfort est supérieure au double, préférentiellement au triple, plus préférentiellement au quadruple, de la hauteur moyenne de la feuillure arrière du profilé intérieur. Selon un mode avantageux de l'invention, le profilé de renfort est configuré de manière à ce que la différence de hauteur entre sa feuillure arrière et celle du profilé intérieur s'étende vers l'avant, les extrémités desdites feuillures arrière étant essentiellement alignées. Selon un mode avantageux de l'invention, la structure comprend une traverse s'étendant généralement transversalement depuis le profilé intérieur, le long d'une paroi séparant le compartiment moteur de l'habitacle. Selon un mode avantageux de l'invention le profilé intérieur et le renfort comprennent, chacun, une section généralement en U, l'écartement de la section en U du renfort étant inférieur à celui du profilé intérieur, préférentiellement proportionnellement à la différence de hauteur des feuillures arrière. Selon un mode avantageux de l'invention la structure comprend, en outre, une doublure d'aile recouvrant le renfort. Selon un mode avantageux de l'invention le renfort et le profilé intérieur forment, chacun, un profilé décrivant une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant une portion de bas de caisse de la structure Selon un mode avantageux de l'invention les feuillures arrière du renfort et du profilé décrivent une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant des feuillures supérieures du bas de caisse. Selon un mode avantageux de l'invention les feuillures arrière et/ou supérieure sont fixées l'une à l'autre par des points de soudure électrique et/ou par des cordons de soudure. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une structure avant d'entrée de porte, remarquable en ce que ladite structure est conforme à celles décrites selon les différents modes ci-dessus. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'éviter le déboutonnage de points de soudure des feuillures arrière des profilés, ou autre déchirement des profilés de la structure avant d'entrée d'un véhicule automobile. Elles permettent d'éviter la réalisation de renfort par cordons de soudure en bordure arrière des feuillures, qui oblige l'ajout peu économique d'un robot spécifique dans le flux de ferrage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective de l'extérieur d'une structure avant d'entrée de porte, selon l'état de la technique ; - La figure 2 est une vue en coupe horizontale selon Il-Il à hauteur de la traverse de tablier, de la structure avant de la figure 1, à l'état non endommagé ; - La figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, où toutefois la structure est endommagée après choc frontal ; - La figure 4 est une vue en perspective de l'extérieur d'une structure avant d'entrée de porte, selon l'invention ; - La figure 5 est une vue en perspective de l'intérieur de la structure avant d'entrée de porte de la figure 4 ; - La figure 6 est une vue en coupe horizontale selon VI-VI, à hauteur de la traverse de tablier, de la structure avant d'entrée de porte des figures 4 et 5, à l'état non endommagé; - La figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 6, où toutefois la structure est endommagée après choc frontal ; Les figures 1 à 3 ont été décrites précédemment en relation avec la discussion de l'état de la technique. Les figures 4 et 5 sont des vues en perspective d'une structure avant d'entrée de porte conforme à l'invention. Elles permettent de visualiser en perspective les pièces essentielles de la structure avant d'entrée de porte 102, le profilé intérieur 104 vu de l'intérieur, le profilé extérieur de renfort 108 vu de l'extérieur, la feuillure arrière 112 présentant une hauteur moyenne, dans une direction longitudinale, qui est supérieure à celle de la feuillure arrière 116 du profilé intérieur ; les bordures arrière des feuillures arrière des profilés sont vues alignées, la plus grande feuillure 112 du renfort extérieur partant de ce bord et se prolongeant vers l'avant de la structure. Elles permettent aussi de visualiser le positionnement de la structure dans le prolongement de la traverse latérale de tablier 106. Il faut noter l'encrage de la traverse latérale de tablier sur la surface intérieure du profilé intérieur 104. Cet encrage permet de transmettre des efforts selon les six composantes d'un torseur. Dans le cas d'un choc frontal, les principales composantes du torseur sont les forces transversales vers l'extérieur ainsi que les forces longitudinales vers l'arrière. Les figure 6 et 7 sont des vues d'une structure avant d'entrée de porte 2 en coupe à hauteur d'une traverse de tablier 106, dans un état non endommagé (Fig.6) et dans un état endommagé par choc frontal (Fig.7), conforme à l'invention. La zone des forces transmises par la traverse latérale de tablier 106 est déportée du côté intérieur de la structure créant une rotation d'axe vertical de ce profilé intérieur 104 entrainant dans le mouvement les autres éléments de la structure. Le renfort 108 a une feuillure avant 114 et une feuillure arrière 112, fixées contre les feuillures avant 118 et arrière 116 du profilé intérieur. La rotation du profilé intérieur mentionné au- dessus est aussi transmise dans les feuillures des deux profilés, fixées entre elles à l'intérieur de leur surface accolée. Un moment de rotation provenant de la rotation du profilé intérieur mentionné au-dessus est donc transmis à la plus grande feuillure 112, par sa fixation avec la plus petite feuillure 116. Ce moment de rotation se traduira en une déformation 111 recherchée, en flexion, de la grande feuillure 112 suivant la déformation en rotation de la feuillure arrière du profilé intérieur. La feuillure arrière 112 du renfort non endommagé a une taille supérieure au double, préférentiellement au triple, plus préférentiellement au quadruple, de la hauteur moyenne 116 de la feuillure arrière du profilé intérieur. L'importance de la déformation de la grande feuillure arrière du renfort suivant la déformation en rotation de la feuillure arrière du profilé intérieur est proportionnelle à la longueur de cette grande feuillure. Selon la taille choisie, il y a une plus ou moins grande déformation des deux feuillures ensemble, l'une entraînant l'autre, avec comme conséquence une réduction proportionnelle des forces d'écrasement et d'arrachement dans la partie arrière du profilé intérieur et dans les fixations entre les deux feuillures arrières. Plus précisément l'importance de la déformation 111 de la grande feuillure du renfort est proportionnelle au cube de la longueur de cette grande feuillure, il est donc important pour le constructeur d'ajuster précisément la longueur de cette plus grande feuillure pour en effet améliorer l'intégrité de la structure, en réduisant la force d'arrachement des feuillures arrières qui est le problème technique de l'invention ; Une longueur de la feuillure du renfort plus grande encore que celle nécessaire et désirée pour réduire la force d'arrachement, entraînant une réduction de la résistance longitudinale du renfort. Les profilés intérieur 104 et extérieur 108 ont chacun un profil en U, celui extérieur ayant une largeur essentiellement plus petite que celui intérieur, une différence de largeur proportionnelle à la différence des longueurs de feuillures arrière essentiellement, et à la différence des longueurs des feuillures avant notamment. L'ensemble des deux profils en U sont répartis de manière équilibrée de part et d'autre d'un plan vertical dans lequel s'exerce la force longitudinale vers l'arrière du choc frontal exercé par le déplacement de la roue. Cet équilibre permet une rigidité suffisante de la structure dans cette partie haute. La doublure d'aile 110 fixée par sa feuillure arrière sur le renfort, et remontant jusqu'à l'avant de la forme en U du renfort, tout en épousant sa surface externe et la renforçant, est restée dans la forme de l'état de la technique pour préserver le style. Selon l'état de la technique un cordon de soudure peut être appliqué entre les bords jointifs arrière des feuillures des trois profilés assemblés afin de renforcer leur liaison. Les figures 4 et 5 montrent aussi les profilés intérieur 104 et extérieur 108 qui forment, chacun, un profilé décrivant une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant une portion de bas de caisse de la structure, les feuillures arrière du renfort et du profilé décrivant aussi une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant des feuillures supérieures du bas de caisse. La courbure donnée aux structures en U est avantageuse pour participer à la transmission des efforts longitudinaux dans le longeron et le bas de la caisse. La courbure donnée aux feuillures dans cette partie basse de la structure est aussi avantageuse pour participer, par torsion, à la résistance de la feuillure du renfort déformé plus haut en flexion, mais encore pour participer avantageusement à réduire les efforts d'arrachement des feuillures dans la partie basse. Des points de soudure électrique 122, ou boutons, sont opérés comme un moyen de fixation des feuillures des profilés intérieur et de renfort extérieur l'un entre l'autre. Les points de soudure sont entre les surfaces accolées des feuillures. La réduction de l'arrachement, ou déboutonnage, des feuillures arrière dans la partie haute de la structure, est encore améliorée par la réduction de leur propagation due au virage mentionné. Les parties avant des profilés intérieur et extérieur fixées par les feuillures avant, sont contraintes l'une par rapport à l'autre avec un moment de rotation similaire à celui décrit ci-dessus transmis par le profilé intérieur 104 sur le profilé extérieur 108, une plus grande longueur de la feuillure du profilé intérieur, mutas mutandis, permettant une déformation et par conséquence une réduction de contraintes normales dans la tôle, réduisant aux conditions extrêmes des déchirures dans la partie avant du profilé intérieur. La structure est en matériau métallique à base de fer ou notamment à base d'aluminium.5 REVENDICATIONS1. Structure avant d'entrée de porte (102) de véhicule automobile comprenant : - un profilé intérieur (104) généralement vertical avec une feuillure avant (118) et une feuillure arrière (116) ; - un profilé de renfort (108) avec une feuillure avant (114) et une feuillure arrière (112), fixées contre les feuillures avant et arrière, respectivement, du profil intérieur (104) ; caractérisée en ce que le profilé de renfort (108) est configuré de manière à ce que sa feuillure arrière (112) présente une hauteur moyenne, dans une direction généralement longitudinale, qui est supérieure à celle de la feuillure arrière du profilé intérieur (116), de manière à favoriser la déformation (111) de la feuillure arrière du profilé de renfort suivant la déformation de la feuillure arrière du profilé intérieur en cas de choc frontal avec le véhicule. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur moyenne de la feuillure arrière (112) du profilé de renfort est supérieure au double, préférentiellement au triple, plus préférentiellement au quadruple, de la hauteur moyenne (116) de la feuillure arrière du profilé intérieur. 3. Structure selon l'une des revendications 1 et 2, et caractérisée en ce que le profilé de renfort (108) est configuré de manière à ce que la différence de hauteur entre sa feuillure arrière et celle du profilé intérieur s'étende vers l'avant, les extrémités desdites feuillures arrière étant essentiellement alignées. 4. Structure selon l'une des revendications 1 à 3, et caractérisée en ce qu'elle comprend une traverse (106) s'étendant généralement transversalement depuis le profilé intérieur, le long d'une paroi séparant le compartiment moteur de l'habitacle. 5. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le profilé intérieur et le renfort comprennent, chacun, une section généralement en U, l'écartement de la section en U du renfort étant inférieur à celui duprofilé intérieur, préférentiellement proportionnellement à la différence de hauteur des feuillures arrière. 6. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, une doublure d'aile (110) recouvrant le renfort. 7. Structure selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le profilé de renfort (108) et le profilé intérieur (104) forment, chacun, un profilé décrivant une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant une portion de bas de caisse de la structure. 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que les feuillures arrière (112, 116) du profilé de renfort (108) et du profilé intérieur (104) décrivent une courbe de manière à s'étendre généralement horizontalement en formant des feuillures supérieures du bas de caisse. 9. Structure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les feuillures arrière (112, 116) et/ou supérieure sont fixées l'une à l'autre par des points de soudure électrique (122) et/ou par des cordons de soudure. 10. Véhicule automobile comprenant une structure avant d'entrée de porte, caractérisé en ce que ladite structure est conforme à celle de l'une quelconque des revendications 1 à 9.