Brevet FR3064525A1 — publié le 20181005

DESCRIPTION La présente invention concerne une structure de liaison pour la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres à un composant de liaison, comprenant un corps de base qui est fabriqué à partir d'un matériau renforcé par des fibres et présente une portion de liaison qui est 5 réalisée et formée de telle sorte qu'une vis de fixation puisse être guidée à travers la portion de liaison, laquelle peut être vissée à la partie de liaison, la portion de liaison présentant deux côtés frontaux opposés l'un à l'autre. En outre, la présente invention concerne un agencement d'un composant en plastique renforcé par des fibres sur au moins un composant de liaison, le 10 composant en plastique renforcé par des fibres étant fixé au composant de liaison au moyen d'au moins une structure de liaison qui présente une portion de liaison et au moyen d'une vis de fixation qui est guidée à travers la portion de liaison. Dans le développement de véhicules automobiles, des mesures 15 constructives visant à réduire le poids total du véhicule automobile jouent un rôle important. Ainsi, on sait, d'après l'état de la technique, par exemple fabriquer des pièces d'une carrosserie de véhicule en un matériau composite renforcé par des fibres. On connaît, d'après le document DE 10 2010 053 850 Al, une structure de liaison pour une entretoise de renfort fabriquée à 20 partir d'un matériau composite renforcé par des fibres, dans laquelle une portion de liaison complète ou au moins une zone d'assemblage présente une structure de renforcement. Cette structure de renforcement peut par exemple être formée par un noyau métallique intérieur, un insert métallique ou un alliage métallique de la zone d'assemblage ou de la portion de liaison. 25 Il s'est avéré que lors de la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres à un composant de liaison, il ne suffisait pas de prévoir un ou plusieurs inserts métalliques dans une structure de liaison également fabriquée à partir d'un matériau composite renforcé par des fibres pour obtenir une résistance à la compression et une rigidité de compression 30 suffisamment élevées dans le cas d'un vissage de la structure de liaison au composant de liaison. La présente invention a pour objet de fournir une structure de liaison du type mentionné en introduction pour la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres à un composant de liaison ainsi qu'un 3064525 - 2 - agencement du type générique au moyen duquel la résistance à la compression et la rigidité de compression dans la région de vissage peuvent être augmentées. Cet objet est réalisé par une structure de liaison du type 5 mentionné en introduction caractérisée en ce qu'entre les deux côtés frontaux de la portion de liaison est réalisé un canevas renforcé par des fibres. En ce qui concerne l'agencement, cet objet est réalisé par un agencement du type mentionné en introduction, caractérisé en ce que la structure de liaison est réalisée selon l'invention. La description concerne 10 des perfectionnements avantageux de l'invention. Une structure de liaison selon l'invention est donc caractérisée en ce qu'entre les deux côtés frontaux de la portion de liaison est réalisé un canevas renforcé par des fibres. Au moyen du canevas renforcé par des fibres intégrées dans la structure de liaison et prévu entre les deux côtés 15 frontaux, lequel est réalisé intégralement avec le corps de base, la région de vissage de la structure de liaison peut être exposée de manière avantageuse à des sollicitations en pression plus importantes. Le poids total de la structure de liaison n'est dans ce cas pas augmenté, ou tout du moins pas de manière significative, par le fait de prévoir le canevas renforcé par des 20 fibres. Dans une forme de réalisation avantageuse, on peut prévoir de disposer un insert métallique respectif au niveau de chacun des deux côtés frontaux opposés l'un à l'autre de la portion de liaison. Ces inserts métalliques prévus du côté frontal, qui sont réalisés comme le canevas 25 renforcé par des fibres, intégralement avec le corps de base, sont notamment utilisés en raison du pressage maximal admissible au niveau des surfaces limites afin que de manière avantageuse aucune marque due au vissage ne soit visible du côté frontal dans le composant en plastique renforcé par des fibres. 30 Dans une forme de réalisation préférée, il est proposé que le canevas renforcé par des fibres présente une forme en section transversale qui correspond à une forme en section transversale de la portion de liaison. Le canevas renforcé par des fibres et la portion de liaison peuvent par exemple présenter une section transversale essentiellement en forme de U. 35 D'autres formes en section transversale du canevas renforcé par des fibres et de la portion de liaison, qui ne se correspondent pas ou seulement en partie, sont en principe également possibles. 3064525 - 3 - Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, il est possible que les inserts métalliques présentent une forme en section transversale qui correspond à une forme en section transversale de la portion de liaison. Par exemple, les inserts métalliques et la portion de liaison peuvent présenter une section transversale essentiellement en forme de U. D'autres formes en section transversale des deux inserts métalliques et de la portion de liaison sont toutefois en principe également possibles. Dans une forme de réalisation préférée, on peut prévoir que le canevas soit réalisé de manière renforcée par des fibres unidirectionnelles. 10 Grâce à cette mesure, la résistance à la compression et la rigidité de compression du vissage peuvent être encore augmentées. De préférence, le canevas renforcé par des fibres unidirectionnelles peut présenter une orientation des fibres qui s'étend dans la direction axiale de la portion de liaison. L'orientation des fibres 15 correspond ainsi de manière avantageuse à la direction du vissage de la vis de fixation, qui est guidée à travers la portion de liaison lors du montage. Ceci a également un effet positif sur la résistance à la compression et la rigidité de compression du vissage. Dans une forme de réalisation particulièrement préférée, il est 20 proposé que le corps de base soit fabriqué à partir d'un composé en feuille en C moulé par compression (abrégé C-SMC). Il s'agit dans ce cas d'un produit semi-fini plat constitué d'une résine de réaction en tant que matrice et de fibres de carbone coupées qui sont prévues pour le renforcement. Un composé en feuille en C moulé par compression se caractérise notamment 25 par de relativement grandes longueurs de fibres de sorte qu'un corps de base ayant une rigidité et une résistance mécanique élevées peut être obtenu. Un agencement selon l'invention se caractérise par le fait que la structure de liaison est réalisée selon l'invention. Grâce à la configuration particulière de la structure de liaison avec le canevas renforcé par des fibres 30 entre les deux côtés frontaux, la résistance à la compression et la rigidité de compression dans la région du vissage peuvent être considérablement augmentées. Dans une forme de réalisation préférée, il est proposé que le composant en plastique renforcé par des fibres soit une barre anti- 35 rapprochement d'un véhicule automobile qui est fixée, au moyen de deux structures de liaison et de deux vis de fixation qui sont guidées chacune à travers la portion de liaison de l'une des deux structures de liaison, à deux 3064525 - 4 - logements de jambes de force dans un compartiment moteur d'un véhicule automobile qui forment les pièces de liaison, au moins l'une des structures de liaison étant réalisée selon l'invention. Une telle barre antirapprochement, qui est fabriquée à partir d'un plastique renforcé par des 5 fibres (de préférence à partir d'un plastique renforcé par des fibres de carbone), forme une variante de construction légère avantageuse d'une barre anti-rapprochement usuelle connue de l'état de la technique qui est fabriquée à partir d'un matériau métallique, en particulier à partir d'un matériau en acier. De préférence, les deux structures de liaison peuvent être réalisées selon l'invention. De ce fait, la résistance à la compression ainsi que la rigidité de compression dans la région des deux vissages peuvent être considérablement augmentées. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 15 apparaîtront clairement à l'examen de la description suivante d'un exemple de réalisation préféré en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 illustre une vue en perspective d'une structure de liaison pour la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres à un composant de liaison, le composant en plastique renforcé par des fibres 20 étant représenté seulement en partie, la figure 2 illustre une vue de côté de la structure de liaison selon la figure 1, la figure 3 illustre une coupe à travers la structure de liaison le long d'une ligne III-III dans la figure 2. 25 Si l'on se réfère aux figures 1 à 3, une structure de liaison 1 pour la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres 2 à une partie de liaison non illustrée explicitement ici comprend un corps de base 3 qui est fabriqué à partir d'un matériau composite renforcé par des fibres. De préférence, le corps de base 3 est fabriqué à partir d'un matériau en feuille 30 en C moulé par compression (en abrégé : C-SMC). Il s'agit en l'occurrence d'un produit semi-fini plat constitué d'une résine de réaction en tant que matrice et de fibres de carbone coupées qui sont prévues pour le renforcement. Un composé en feuille en C moulé par compression présente l'avantage d'avoir de relativement grandes longueurs de fibres. Ceci permet 35 de faire en sorte que le corps de base 3 présente une rigidité et une résistance mécanique élevées. Le composant en plastique renforcé par des fibres 2 peut notamment être fabriqué à partir d'un plastique renforcé par 3064525 - 5 - des fibres de carbone (en abrégé : CFK). Comme on peut le voir dans la figure 3, le corps de base 3 présente une portion de réception creuse 30 dans laquelle est reçu par engagement par correspondance de formes une extrémité libre 20 du composant en plastique renforcé par des fibres 2. 5 Comme le composant en plastique renforcé par des fibres 2, dans le cas présent, est également revêtu lors de la fabrication avec le composé en feuille en C moulé par compression, il se produit en outre dans cette région une liaison par assemblage par liaison de matière de l'extrémité libre 20 du composant en plastique renforcé par des fibres 2 au corps de base 3. 10 Le corps de base 3 comprend en outre une portion de liaison 4, qui présente dans l'exemple de réalisation illustré ici, une section transversale essentiellement en forme de U. La portion de liaison 4 est formée et dimensionnée de telle sorte que lors du montage, une vis de fixation puisse être guidée à travers celle-ci afin de visser la structure de liaison 1 conjointement avec le composant en plastique renforcé par des fibres 2 à la partie de liaison. La portion de liaison 4 présente au niveau de ses côtés frontaux opposés l'un à l'autre à chaque fois un insert métallique 5, 6, qui est adapté à la forme en section transversale de la portion de liaison 4 et qui est également réalisé essentiellement en forme de U dans cet exemple de réalisation. Ces deux inserts métalliques 5, 6 sont utilisés en raison du pressage maximal admissible au niveau des surfaces limites afin qu'aucune marque due au vissage ne soit visible du côté frontal dans le composant en plastique renforcé par des fibres 2. Les surfaces extérieures des deux inserts métalliques opposés l'un à l'autre 5, 6 forment deux surfaces d'appui avec lesquelles la structure de liaison 1 s'applique contre la partie de liaison. Dans ce contexte, il est nécessaire que la portion de liaison 4 présente une résistance à la pression et une rigidité de compression élevées ainsi qu'un faible tassement, afin d'obtenir un vissage stable de la structure de liaison 1 à la partie de liaison. II s'est avéré que le matériau composite renforcé par des fibres C-SMC, à partir duquel le corps de base 3 de la structure de liaison 1 est fabriqué, ne pouvait pas fournir une résistance et une rigidité suffisamment élevées à la liaison vissée, dans la région de la portion de liaison 4. Afin de résoudre le problème cité ci-dessus, une approche, 35 peut-être évidente à première vue, pourrait consister à fabriquer la portion de liaison 4 complètement en matériau métallique. Cette approche s'opposerait toutefois négativement ou de façon désavantageuse à l'objectif 3064525 - 6 - de légèreté de la présente construction de la structure de liaison 1 avec le composant en plastique renforcé par des fibres 2 associé à celle-ci. Afin de fournir à la liaison vissée, dans la région de la portion de liaison 4, une résistance et une rigidité mécaniques élevées, il est donc 5 proposé, lors de la fabrication du corps de base 3, de prévoir entre les deux inserts métalliques 5, 6 réalisés au niveau des côtés frontaux de la portion de liaison 4, un canevas 7 renforcé par des fibres unidirectionnelles. De ce fait, la résistance à la compression et la rigidité de compression dans la région de la portion de liaison 4 de la structure de liaison 1 sont augmentées 10 de manière avantageuse sans pour autant augmenter de manière notoire, s'il est augmenté, le poids total de la structure de liaison 1. L'orientation des fibres 8, qui a été symbolisée dans la figure 2 par une double flèche, s'étend dans la direction axiale de la portion de liaison 4 et par conséquent le long de la direction de vissage de la vis de fixation. Le choix de cette orientation 15 des fibres à un effet positif sur la résistance à la compression ainsi que la rigidité de compression du vissage. La structure de liaison 1 décrite ici peut être utilisée dans des régions de liaison très différentes de composants en plastique renforcés par des fibres 2. Grâce au canevas 7 renforcé par des fibres unidirectionnelles 20 intégrées, la région de vissage peut être avantageusement exposée à des contraintes de compression plus élevées, sans que le poids total de la structure de liaison 1 ne soit augmenté. Le composant en plastique renforcé par des fibres 2 illustré seulement en partie dans la figure 1 peut par exemple être une barre anti- 25 rapprochement d'un véhicule automobile et être fabriqué de préférence à partir d'un plastique renforcé par des fibres de carbone. La barre antirapprochement est fixée à l'aide de deux structures de liaison 1 du type décrit ci-dessus à deux logements de jambes de force opposés l'un à l'autre qui sont disposés dans un compartiment moteur d'un véhicule automobile et 30 qui forment les parties de liaison au sens décrit ci-dessus. Une barre antirapprochement constituée d'un plastique renforcé par des fibres de carbone présente avantageusement un plus faible poids qu'une barre antirapprochement qui est habituellement fabriquée en un matériau métallique, en particulier en un matériau en acier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 3064525 - 7 - éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Structure de liaison (1) pour la liaison d'un composant en plastique renforcé par des fibres (2) à un composant de liaison, comprenant un corps de base (3) qui est fabriqué à partir d'un matériau renforcé par des fibres et présente une portion de liaison (4) qui est réalisée et formée de telle sorte qu'une vis de fixation puisse être guidée à travers la portion de liaison (4), laquelle peut être vissée à la partie de liaison, la portion de liaison (4) présentant deux côtés frontaux opposés l'un à l'autre, caractérisée en ce qu'entre les deux côtés frontaux de la portion de liaison (4) est réalisé un canevas renforcé par des fibres (7). 2. Structure de liaison (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le canevas renforcé par des fibres (7) présente une forme en section transversale qui correspond à une forme en section transversale de la portion de liaison (4). 3. Structure de liaison (1) selon l'une quelconque des 15 revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au niveau de chacun des deux côtés frontaux opposés l'un à l'autre de la portion de liaison (4) est à chaque fois disposé un insert métallique (5, 6). 4. Structure de liaison (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les inserts métalliques (5, 6) présentent une forme en section 20 transversale qui correspond à une forme en section transversale de la portion de liaison (4). 5. Structure de liaison (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le canevas (7) est réalisé de manière renforcée par des fibres unidirectionnelles. 25 6. Structure de liaison (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que le canevas renforcé par des fibres unidirectionnelles (7) présente une orientation des fibres (8) qui s'étend dans la direction axiale de la portion de liaison (4). 7. Structure de liaison (1) selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le corps de base (3) est fabriqué à partir d'un composé en feuille en C moulé par compression. 8. Agencement d'un composant en plastique renforcé par des fibres (2) sur au moins un composant de liaison, le composant en plastique renforcé par des fibres (2) étant fixé au composant de liaison au moyen d'au 3064525 - 9 - moins une structure de liaison (1) qui présente une portion de liaison (4) et au moyen d'une vis de fixation qui est guidée à travers la portion de liaison (4), caractérisé en ce que la structure de liaison (1) est réalisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 5 9. Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le composant en plastique renforcé par des fibres (2) est une barre antirapprochement d'un véhicule automobile, qui est fixée au moyen de deux structures de liaison (1) et de deux vis de fixation qui sont guidées chacune à travers la portion de liaison (4) de l'une des deux structures de liaison (1), 10 à deux logements de jambes de force dans un compartiment moteur d'un véhicule automobile qui forment les pièces de liaison, au moins l'une des structures de liaison (1) étant réalisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 10. Agencement selon la revendication 9, caractérisée en ce que les deux structures de liaison (1) sont réalisées selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.