Brevet FR3062626A1 — publié le 20180810

CAISSE DE VEHICULE AUTOMOBILE CONSTITUEE D'ELEMENTS DE STRUCTURE EN TOLE ASSEMBLES [001 L'invention concerne une caisse de véhicule automobile constituée d'éléments de structure en tôle assemblés, certains éléments de structure étant assemblés à l'aide d'un insert structural. [2] Lors de l'assemblage des éléments de structure d'une caisse, les contraintes de maîtrise de géométrie conduisent à ce que certains éléments de caisse ne puissent pas être assemblés par des points de soudure électrique ou même par collage. Aussi, on utilise des inserts structuraux constitués d'un support fixé sur un élément de structure et présentant une mousse structurale de telle sorte que, sous l'effet de chaleur lors du passage en cataphorèse par exemple, la mousse gonfle et remplit la cavité assurant la liaison avec l'autre élément de structure. [3] Un tel assemblage par insert structural bien que satisfaisant d'un point de vue qualité reste cependant onéreux car il est nécessaire de définir pour chaque jonction à réaliser un insert spécifique. [4] Ces inserts présentent tous une forme et des moyens de fixation dédiés à une forme intérieure de jonction unique et sur un même modèle de véhicule, ils existent des jonctions entre éléments de structure de forme et dimensions différentes générant le besoin d'inserts structuraux adaptés. [5] La présente invention a donc pour but de proposer une caisse de véhicule automobile dans laquelle l'assemblage entre éléments de structure par insert structural est reproductible sur une majeure partie de la caisse à l'aide d'un même type d'insert. [006] A cet effet, l'invention propose une caisse de véhicule automobile constituée d'éléments de structure en tôle asemblés, caractérisée en ce que des zones d'assemblage définies entre des éléments de structure ne pouvant être reliés par soudage ou collage, présentent respectivement le même jeu entre les éléments de structure, un même insert structural, d'épaisseur adaptée 3062626 2 au jeu entre les éléments de structure, étant fixé sur l'un des éléments de structure de chacune desdites zones d'assemblage pour réaliser la liaison. [007] Ainsi de manière avantageuse, en définissant dans la caisse plusieurs zones d'assemblage présentant un jeu, c'est-à-dire un intervalle ou écart entre 5 pièces en regard, identique entre les éléments de tôles devant être assemblés, on fait en sorte qu'un insert structural devant être utilisé puisse être le même sur l'ensemble de la caisse. [oos] De ce fait, de manière avantageuse, l'insert structural est simple de conception, un seul modèle de forme et dimensions appropriées au jeu de la 10 zone d'assemblage et il n'est plus nécessaire de devoir développer un insert spécifique à chaque zone de liaison comme auparavant. [009] De manière très avantageuse, l'insert structural peut alors présenter une forme simple qui correspond à chacune des zones de liaison devant être réalisées. 15 [0010] L'invention concerne donc également un insert structural comprenant une plaque support pourvue sur une face de moyens de fixation à un élément de structure et sur sa face opposée d'un matériau structural gonflant sous l'effet de la chaleur tel qu'une résine époxy, fixable dans l'une quelconque des zones d'assemblage entre deux éléments de structure de la caisse qui présentent un 20 même jeu. Ainsi la liaison structurale dans chaque zone d'assemblage est réalisée après un traitement thermique tel que la cataphorèse, de la caisse assemblée. [0011] De manière préférée, la plaque support est pourvue d'une bordure périphérique continue ou discontinue entourant la face de la plaque pourvue du 25 matériau structural gonflant, ladite bordure permettant de guider l'expansion du matériau gonflant. De préférence, cette plaque support présente une forme rectangulaire. [0012] Les moyens de fixation sont de préférence constitués de pattes destinées à s'encliqueter dans un trou ménagé sur l'élément de structure. 3062626 3 [0013] L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une caisse de véhicule automobile comprenant l'assemblage d'éléments de structure en tôle par soudage et/ou collage, caractérisé en ce que : -on conforme certains éléments de structure, qui, lors de l'assemblage desdits 5 éléments définissent entre eux des zones dans lesquelles l'assemblage ne peut être réalisé par soudage et/ou collage et qui présentent chacune un même jeu prédéterminé entre lesdits éléments de structure, -on fixe sur l'un des éléments de structure de chacune de ces zones un même insert structural présentant un matériau gonflant sous l'effet de la chaleur ; et 10 - on soumet la caisse à un traitement thermique, tel que la cataphorèse pour activer l'insert structural et relier les éléments de structure. [0014] Ainsi avantageusement, on conçoit des éléments de structure appropriés à créer entre eux une zone de jonction présentant un jeu ou espace entre eux identique, de telle sorte qu'en insérant dans ces zones un insert de structure 15 identique, c'est-à-dire d'épaisseur adaptée au jeu de la zone d'assemblage, la liaison entre les éléments de structure s'opère au niveau de chaque zone et ce, à l'aide d'un seul modèle d'insert sans qu'il soit nécessaire de concevoir un insert spécifique pour chacune des zones. [0015] Un tel insert est avantageux en ce qu'il est positionnable sur un élément 20 de tôle pour réaliser une jonction avec un autre élément de tôle. [0016] Ainsi cet insert selon l'invention peut être utilisé à des endroits différents de la caisse tels qu'un brancard avant, un auvent, un pied volet, un rail inférieur de porte latéral coulissante, etc. sans qu'il soit nécessaire de prévoir pour chacune de ces zones un insert de forme spécifique dans la mesure où chaque 25 zone de jonction à ces endroits a été définie avec le même jeu entre les éléments de structure. [0017] II est possible de prévoir plusieurs inserts structuraux si la zone d'assemblage est étendue pour assurer une bonne liaison. 3062626 4 [0018] De préférence, l'insert présente une forme principale quelconque tel qu'un polygone comme un rectangle, un carré, ou encore une forme arrondie. [0019] On décrira maintenant l'invention plus en détails en référence au dessin dans lequel 5 [0020] Les figures 1 a, lb et 1 c représentent respectivement une vue en perspective de différents inserts selon l'invention ; [0021] La figure 2 représente une vue en perspective d'une zone d'une caisse de véhicule présentant une zone d'assemblage entre deux éléments de structure à l'aide d'un insert structural selon l'invention ; 10 [0022] La figure 3 représente une vue en perspective avant d'une autre zone de la caisse selon la figure 2 ; [0023] Les figures 4a, 4b et 4c montrent respectivement différentes zones d'une caisse de véhicule selon l'invention. [0024] Comme on peut le voir sur les figures 1 a, lb et lc, un insert 1, 1%1" est 15 destiné à être utilisé dans une caisse de véhicule au niveau de zones d'assemblage dans lesquelles on ne peut pas faire de soudage tel que par points de soudure électrique (PSE) ou de collage entre deux éléments de tôle. [0025] A cet effet, l'insert 1 représenté à la figure la comprend une plaque support 10 de forme rectangulaire dans l'exemple représenté et généralement 20 réalisé en polyamide mais tout autre matériau approprié peut être utilisé. Cette plaque 10 présente sur une face 11 des moyens de fixation sur un élément de tôle et sur la face opposée un matériau structural 12 gonflant à la chaleur. Un tel matériau 12 gonflant à la chaleur est de type connu et classiquement utilisé dans le domaine de l'automobile pour réaliser la liaison entre deux éléments de 25 tôle. Un tel matériau peut notamment être choisi parmi les mousses expansives époxy, polyurethane. [0026] Les moyens de fixation sont constitués de deux pattes 13 souples pourvues d'un épaulement 14. Les pattes 13 peuvent ainsi être introduites au 3062626 5 travers d'un orifice ménagé dans un élément de structure jusqu'à ce que l'épaulement 14 se loge contre la face opposée à la face d'introduction. [0027] De ce fait, la face du support 10 portant le matériau gonflant 12 se trouve à l'opposé de l'élément de structure sur lequel il est fixé et sous l'effet de 5 la chaleur ce matériau gonflant va s'expanser et assurer la liaison avec l'élément de tôle opposé. [0028] De manière à guider l'expansion du matériau structural gonflant, la face du support 10 comportant le matériau 12 comporte une bordure périphérique 15 encadrant ledit matériau 12 de sorte que lors de l'application de la chaleur 10 l'expansion est dirigée. [0029] Comme on peut le voir sur les figures la et 1 b, la bordure 15 peut être continue ou discontinue générant des espaces libres permettant le passage du matériau 12 lors de son expansion et son guidage. [0030] A la figure lc, l'insert 1" comporte une plaque support 10 limitée à deux 15 bandes 16 portant les moyens de fixation de sorte que le matériau gonflant 12 peut s'expanser selon plusieurs directions en fonction de la zone d'assemblage et notamment renforcer la liaison avec l'élément de structure sur lequel il est fixé par les pattes 13. [0031] A la figure 2 on peut voir une zone de la caisse 2, ici une doublure 20 custode assemblée, selon l'invention qui comporte des éléments de structure et 31 dont une zone d'assemblage 3 ne peut être faite par PSE ou collage. L'élément de structure doublure custode 30 est alors conformé pour présenter une patte 30a qui positionnée en regard de l'élément de structure, ici raidisseur gousset gouttière aile arrière 31 définit entre eux une zone d'assemblage 3 d'un 25 jeu prédéterminé, par exemple 7,7 mm. [0032] Dans cette zone 3, un insert structural gonflant 1 tel que celui de la figure la et dont l'épaisseur est adapté audit jeu, par exemple 4 mm (hors moyen de fixation), est logé et assure la liaison structurale entre les deux éléments 30 et 31 après l'expansion du matériau gonflant lors d'un traitement 3062626 6 thermique. On peut ainsi fixer l'insert 1 au préalable sur la patte 30a de l'élément 30 et celui-ci se trouve alors en place dans la zone d'assemblage 3. [0033] A la figure 3, est représentée une autre zone d'assemblage 4 de la caisse selon l'invention se trouvant au niveau du brancard avant dans laquelle 5 le jeu entre le premier élément de structure 40 et le second élément de structure 41, ici un renfort, est d'une valeur identique à celui de la zone d'assemblage 3, à savoir 7,7 mm. Il est alors fixé sur le renfort 41 un même insert 1 et comme cette zone d'assemblage 4 est de plus grande superficie que la zone 3, on met en place un second insert 1 identique garantissant ainsi une 10 liaison structurale optimale. [0034] Comme on peut le voir sur les figures 4a, 4b et 4c on peut ainsi réaliser des zones d'assemblage de jeu identique à l'aide du même insert 1 à des endroits différents d'une même caisse. Ainsi, sur la figure 4a, on peut voir trois inserts 1 dans une zone d'assemblage au niveau d'un pied arrière et de la 15 traverse arrière de la caisse. [0035] A la figure 4b, on réalise une zone d'assemblage avec un insert 1 identique au niveau du pied du milieu tandis qu'à la figure 4c on peut voir également des inserts 1 dans des zones d'assemblage au niveau d'un brancard avant ou de la zone d'auvent. 20 [0036] L'invention permet d'obtenir une caisse de véhicule renforcée localement sur certaines zones dont les éléments de structure sont adaptés et à l'aide d'un insert structural unique. On peut donc adapter la tôlerie de la caisse pour appliquer l'insert structural unique dans les zones demandées telles que brancard AV / auvent / pied volet / rail inférieur de porte latérale coulissante 25 (PLC) et ce, plutôt que de créer un dessin spécifique d'insert par zone. [0037] De manière avantageuse, un tel insert est alors utilisable sur d'autres caisses de véhicule en créant sur ces caisses les zones d'assemblage avec le jeu prédéterminé souhaité. [0038] On simplifie ainsi la mise au point et on réduit les coûts d'investissement 30 en supprimant la conception d'insert spécifique 3062626 7 [0039] On peut ainsi brider facilement et à coût modéré des zones pour lesquelles on ne sait faire ni PSE, ni collage. REVENDICATIONS1. Caisse de véhicule automobile constituée d'éléments de structure en tôle assemblés, caractérisée en ce que des zones d'assemblage (3, 4) définies entre des éléments de structure (30, 31; 40, 41) ne pouvant être reliés par soudage ou collage, présentent respectivement le même jeu entre les éléments de structure, un même insert structural (1, 1', 1"), d'épaisseur adaptée au jeu entre les éléments de structure étant fixé sur l'un des éléments de structure de chacune desdites zones d'assemblage pour réaliser la liaison. 2. Caisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un insert structural (1) comprend une plaque support (10) pourvue sur une face de moyens de fixation à un élément de structure et sur sa face opposée d'un matériau structural (12) gonflant sous l'effet de la chaleur fixable dans l'une quelconque des zones d'assemblage (3, 4) entre deux éléments de structure de la caisse qui présentent un même jeu. 3. Caisse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque support (10) est pourvue d'une bordure périphérique (15) continue ou discontinue entourant la face de la plaque (10) pourvue du matériau (12) structural gonflant, ladite bordure (15) permettant de guider l'expansion du matériau gonflant. 4. Caisse selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de fixation sont constitués de pattes (13) destinées à s'encliqueter dans un trou ménagé sur un élément de structure. 5. Caisse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l'insert (1, 1', 1") présente une forme tel qu'un polygone comme un rectangle, un carré, ou encore une forme arrondie. 6. Caisse selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'insert (1") comporte une plaque support (10) constituée de deux bandes (16) portant les moyens de fixation. 3062626 9 7. Caisse selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'une zone d'assemblage (4) présentant une superficie étendue présente plusieurs inserts identiques (1) couvrant la superficie. 8. Procédé de fabrication d'une caisse de véhicule automobile comprenant 5 l'assemblage d'éléments de structure en tôle par soudage et/ou collage, caractérisé en ce que : -dans des zones d'assemblage entre certains éléments de structure (30, 31 ; 40, 41) ne pouvant être reliés par soudage ou collage, on conforme ces éléments de structure, qui, lors de l'assemblage desdits éléments 10 définissent entre eux des zones qui présentent chacune un même jeu prédéterminé entre lesdits éléments de structure, -on fixe sur l'un des éléments de structure de chacune de ces zones un même insert structural présentant un matériau gonflant sous l'effet de la chaleur d'épaisseur adapté au jeu entre les éléments de structure ; et 15 - on soumet la caisse à un traitement thermique, tel que la cataphorèse pour activer l'insert structural et relier les éléments de structure.