Brevet FR3052397A1 — publié le 20171215

RENFORT DE CHOC EN MATIÈRE COMPOSITE POUR PORTE LATERALE DE VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un renfort de choc pour porte latérale de véhicule automobile, les deux extrémités opposées de ce renfort étant destinées à être fixées respectivement près du bord arrière et du bord avant de la doublure de la porte. L'invention concerne également un véhicule automobile dont les portes latérales sont équipées chacune d'un renfort de choc latéral selon l'invention positionné entre la doublure et le panneau extérieur de la porte. La figure 1 montre la doublure 1 d'une porte latérale d'un véhicule automobile équipée d'un renfort de choc latéral 2. L'une des deux extrémités du renfort 2 est fixée près du bord avant lb de la doublure 1. L'autre extrémité du renfort 2 est fixée près du bord arrière la de la doublure 1. La figure 2 montre la peau extérieure 3 qui recouvre la doublure 1. Le renfort de choc latéral 2 a pour fonction de protéger les occupants du véhicule en cas de choc latéral. Les renforts connus de ce type sont habituellement en tôle d'acier ou d'aluminium mais présentent donc l'inconvénient d'augmenter la masse des véhicules et par conséquent leur consommation en carburant. De plus, ces renforts dégradent la qualité du bruit engendré lors de la fermeture des portes. En effet, ce bruit est perçu comme étant trop métallique et pas assez « sourd ». La demanderesse a développé un renfort de porte latérale, en matière composite, c'est-à-dire constituée de fibres enrobées de polymère. Plus précisément, ce renfort est fabriqué par estampage de fibres enrobées de matière plastique sous forme de tissé (tissu) ou de bandes de fibres unidirectionnelles superposées et croisées. Lors de cet estampage, le tissé, par exemple, est déformé, semblable à l'emboutissage d'une tôle. Les extrémités opposées du renfort obtenu sont aplaties pour faciliter leur fixation sur la doublure de la porte. 3052397 2 Un tel renfort est notamment décrit dans FR 3 023 237 qui propose un renfort de choc latéral pour porte latérale de véhicule automobile dont les deux extrémités opposées de ce renfort étant destinées à être fixées respectivement près du bord arrière et du bord avant de la doublure de la porte. Ce renfort est en matière 5 composite constituée de polymère et de fibres, et présente une section transversale qui varie et dont la longueur développée est sensiblement constante suivant la longueur du renfort entre ses deux extrémités opposées. Un tel renfort présente de nombreux avantages car il peut être obtenu par estampage d'un tissu de fibres enrobées de polymère qui présente avant 10 estampage une forme rectangulaire ou la forme développée du renfort et les fibres sont alignées dans le sens de la longueur et de la largeur du renfort ou des efforts principaux. Ainsi, ledit tissu subit peu de découpes après l'estampage, susceptibles de former des chutes importantes et les fibres sont continues d'un bout à l'autre du 15 renfort. De ce fait, les propriétés mécaniques du renfort sont très satisfaisantes. Toutefois, lors d'un choc latéral, on sait qu'un renfort subit une flexion, c'est-à-dire qu'une partie de la section du renfort est sollicitée en traction tandis que l'autre partie est sollicitée en compression. 20 Dans le cas d'un renfort métallique la tenue en compression est équivalente voire même supérieure à la tenue en traction. Dans le cas d'un renfort en composite à fibres continues, la tenue à la rupture en compression est plus faible que la tenue à la traction, de l'ordre de 50 à 70%. La présente invention a donc pour but de proposer un renfort latéral en 25 matière composite dont la tenue en compression est améliorée. A cet effet l'invention a pour objet un renfort de choc latéral pour porte latérale de véhicule automobile, les deux extrémités opposées de ce renfort étant destinées à être fixées respectivement près du bord arrière et du bord avant de la doublure de la porte, ce renfort étant en matière composite constituée de 30 polymère et de fibres, caractérisé en ce que ledit renfort présente des zones dont l'épaisseur est supérieure à l'épaisseur du reste du renfort. 3052397 3 De manière avantageuse, ces zones du renfort dont l'épaisseur est augmentée par rapport à l'épaisseur du reste du renfort permettent de renforcer la tenue en compression de ce renfort au niveau desdites zones. Selon un mode de réalisation préféré, la section transversale du renfort 5 présente sur l'une de ses faces au moins un creux et sur sa face opposée une saillie, l'épaisseur du renfort au niveau du sommet de la saillie ou au fond du creux étant supérieure à l'épaisseur du reste du renfort. Ainsi, le sommet de la saillie qui, une fois le renfort monté sur une porte de véhicule, se trouve côté extérieur du véhicule, travaille surtout en compression 10 tandis que le reste du renfort travaille en traction. La surépaisseur du sommet de la saillie permet donc d'augmenter la tenue en compression de ladite zone. De préférence, la section transversale du renfort selon l'invention peut présenter au moins une forme de U, de V ou d'oméga, ouverte ou fermée. Selon un mode de réalisation préféré, la section transversale du renfort 15 présente une forme de double oméga ouverte, formant ainsi sur l'une des faces du renfort deux saillies ou bosses destinées à être positionnées côté extérieur du véhicule, le renfort présentant au niveau des sommets une épaisseur plus grande que celle du reste du renfort. De préférence, cette surépaisseur des sommets des bosses est constante sur la quasi-totalité du renfort en longueur. 20 Au moins l'extrémité destinée à être positionnée du côté avant de la doublure est aplatie car il n'y a pas de place du fait de l'encombrement lié aux charnières de la porte. L'extrémité opposée du renfort peut être moins aplatie. De préférence, les deux extrémités opposées du renfort peuvent être aplaties. Ces deux extrémités aplaties facilitent la fixation du renfort sur la doublure 25 d'une porte de véhicule. De préférence également, les fibres sont agencées de manière à être continues, y compris dans les zones de surépaisseur et dans les deux extrémités opposées du renfort. Selon une variante de réalisation, on peut également prévoir que les fibres 30 du renfort sont par exemple constituées de fibres s'étendant perpendiculairement les unes aux autres soit sous forme d'un tissé soit sous forme de nappes de fibres unidirectionnelles (UD) positionnées selon des directions 0°/90°. Par contre au niveau des surépaisseurs des bosses, on préfère des fibres simples 3052397 4 unidirectionnelles à 0° dans le sens de l'axe longtudinal du renfort. Il est possible également d'envisager une couche de fibres à 90° superposant les couches des unidirectionnelles à 0° sur une large partie de lasection, afin d'assurer une bonne estampabilité (pas de désalignement/glissement des fibres UD lors de la mise en 5 forme). De préférence, la section transversale du renfort varie et la longueur développée de cette section est sensiblement constante suivant la longueur du renfort entre ses deux extrémités opposées. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un véhicule 10 automobile dont les portes latérales sont équipées chacune d'un renfort de choc latéral selon l'invention. 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 : 15 - la figure 1 est une vue en perspective d'une doublure de porte latérale de véhicule comportant un renfort de choc latéral ; - la figure 2 est une vue en perspective du panneau extérieur de la porte latérale ; - la figure 3 est une vue en plan d'un renfort de choc latéral selon 20 l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne AA d'un renfort de choc latéral selon la figure 3, - la figure 5 est une vue en plan d'un tissu de fibres utilisé pour fabriquer le renfort représenté sur la figure 4. 25 Les deux extrémités opposées 10a, 10b du renfort 10 selon l'invention sont destinées à être fixées respectivement près du bord arrière la et du bord avant lb de la doublure 1 de la porte, montrée sur la figure 1. Le renfort 10 est en matière composite constituée de polymère et de fibres. A titre d'exemple, le polymère peut être choisi parmi le polypropylène, un 30 polyamide PA, PA6, PA66 notamment pour des questions de résistance à la température, et les fibres peuvent être des fibres de verre. 3052 3 9 7 5 Selon un mode de réalisation préféré, la section transversale du renfort 10 varie et la longueur développée de cette section est sensiblement constante suivant la longueur du renfort 10 entre ses deux extrémités opposées 10a, 10b. Le renfort de choc latéral 10 selon l'invention est obtenu par estampage d'un 5 tissu de fibres enrobées de polymère. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 et 4, le renfort 10 présente deux nervures 11, 12 s'étendant d'un bout à l'autre du renfort 10 selon l'axe longitudinal et dont la section est en forme de double oméga. Ces nervures 11, 12 forment deux bosses ou saillies sur la face opposée du renfort 10 qui constituent des 10 zones de compression du renfort 10. Le tissu T présente, avant estampage, une forme rectangulaire ou la forme développée 10' (mise à plat) du renfort 10 et les fibres sont alignées dans le sens de la longueur et de la largeur du renfort 10 ou des efforts principaux (cf. figure 5). En outre, le tissu T subit peu de découpe après l'estampage susceptible de 15 former des chutes importantes. Ainsi, les fibres restent continues d'un bout à l'autre du renfort 10. Avant l'estampage, on dépose donc des bandes de fibres BF sur la forme développée à plat 10' (cf. figure 5) sur les zones du tissu T qui correspondent, après estampage, au sommet de la ou des bosses (ou fond des nervures 11, 12) 20 du renfort 10. Ces bandes de fibres BF permettent d'augmenter localement l'épaisseur du tissu T et les zones où se trouvent ces bandes de fibres BF après mise en forme vont constituer les sommets 11a, 12a des saillies et vont alors avoir une épaisseur E supérieure à celle e du reste du renfort 10. Comme on peut le voir sur la figure 4 qui représente une coupe en section 25 transversale du renfort, on obtient bien ainsi une variation de l'épaisseur dudit renfort 10 entre les sommets des saillies 11 a, 12a d'épaisseur E supérieure à l'épaisseur e du reste du renfort 10. On voit en outre que les deux extrémités opposées 10a, 10b du renfort 10 sont aplaties, ce qui facilite leur fixation sur des parties planes de la doublure 30 d'une porte. Les fibres contenues dans le renfort 10 sont continues, y compris dans les deux extrémités opposées 10a, 10b. 3052397 6 Les extrémités aplaties 10a, 10b du renfort augmentent la largeur du renfort, mais la longueur développée de la section transversale reste la même que dans la zone centrale du renfort. La mise en oeuvre d'un renfort selon l'invention peut être réalisée à l'aide 5 d'un procédé d'estampage classique qui utilise en général des produits plat à épaisseur constante, la surépaisseur peut alors être mise en oeuvre à l'aide de patchs déposés au niveau de zones adéquates. On peut également réaliser un renfort selon l'invention par un drapage manuel ou automatique par robot, consistant à déposer/positionner des bandes 10 des fibres (enroulées initialement sur des rouleaux) : - directement sur moule représentant la forme finale de la pièce ou - sur un produit plat pour être ensuite mis en forme (essentiellement pour les composites thermoplastiques). Ce dernier procédé est particulièrement avantageux pour les pièces à 15 géométrie complexe avec de faibles rayons telles que les pièces automobiles, un robot n'ayant pas accès à la dépose dans le fond du double oméga par exemple. Ce procédé est le plus intéressant d'un point de vue économique car on pose la matière où on souhaite et on évite les chutes de matière. On utilise de préférence, des bandes de fibres unidirectionnelles, mais d'un 20 point de vue fonctionnel, il est aussi intéressant de pouvoir disposer de tissés car ils sont meilleurs en termes de tenue à la rupture, répartition des contraintes, % d'allongement. REVENDICATIONS1. Renfort de choc latéral pour porte latérale de véhicule automobile, les deux extrémités opposées (10a, 10b) de ce renfort étant destinées à être fixées respectivement près du bord arrière et du bord avant de la doublure de la porte, ce renfort (10) étant en matière composite constituée de polymère et de fibres, caractérisé en ce que ledit renfort (10) présente des zones (11a, 12a) dont l'épaisseur (E) est supérieure à l'épaisseur (e) du reste du renfort (10). 2. Renfort selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section transversale du renfort (10) présente sur l'une de ses faces au moins un nervure (11, 12) formant sur sa face opposée une bosse ou saillie, l'épaisseur (E) du renfort (10) au niveau du sommet (11a, 12a) de la saillie étant supérieure à l'épaisseur (e) du reste du renfort (10). 3. Renfort selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section transversale du renfort (10) présente au moins une forme de U, de V ou d'oméga, ouverte ou fermée. 4. Renfort selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la section transversale du renfort (10) présente une forme de double oméga ouverte, formant ainsi sur l'une des faces du renfort deux saillies ou bosses (11, 12) destinées à être positionnées côté extérieur du véhicule, dont les sommets (11a, 12a) sont plus épais que le reste du renfort (10). 5. Renfort selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la surépaisseur des sommets des bosses est constante sur la quasi-totalité du renfort (10) en longueur. 6. Renfort selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux extrémités (10a, 10b) opposées du renfort (10) sont aplaties. 3052397 8 7. Renfort de choc latéral selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un tissu de fibres enrobées de polymère, des bandes de fibres (BF) ayant été déposées sur la forme développée à plat sur des zones du tissu qui correspondent, après mise en forme par estampage, aux sommets des saillies d'épaisseur (E) supérieure à celle (e) du reste du renfort (10). 8. Renfort de choc latéral selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit tissu présente avant estampage une forme rectangulaire ou la forme 10 développée (mise à plat) du renfort et les fibres sont alignées dans le sens de la longueur et de la largeur du renfort (10) ou des efforts principaux. 9. Véhicule automobile dont les portes latérales sont équipées chacune d'un 15 renfort de choc latéral (10) selon l'une des revendications 1 à 8.