Brevet FR3085890A1 — publié le 20200320

Description Titre de l'invention : Porte latérale à sécurité renforcée pour véhicule [0001] La présente invention est du domaine des véhicules, notamment des automobiles, plus particulièrement des portes latérales. [0002] L'objet de l'invention concerne une porte de véhicule automobile avec une barre de renfort de bandeau, comprenant une armature de porte, des moyens de liaison statique permettant de relier la barre à l'armature dans une configuration initiale. [0003] Dans les portes de l'art antérieur de ce type, la barre de renfort de bandeau est géné- ralement fixée sur l'armature par soudage. Contrairement à la barre anti-intrusion qui est destinée à conférer à la porte une résistance à la déformation en cas de choc latéral en opérant une transmission de cet effort au reste de la structure de caisse par l'armature de porte, la barre de renfort de bandeau est un élément structurel de la porte qui est destiné à distribuer un effort mécanique issu d'un choc frontal à la structure de caisse du véhicule, bien souvent des éléments formant l'embrasure de porte. Tout comme la barre anti-intrusion, la barre de renfort de bandeau contribue à rigidifier la cellule de survie réalisée par la structure de caisse du véhicule, dans laquelle prennent place les occupants du véhicule. Bien souvent, la porte équipée d'une barre de renfort de bandeau est une porte avant de véhicule automobile dont la barre de renfort de bandeau permet la transmission de l'effort d'un choc frontal du pied avant au pied central de la structure de caisse, lesdits pieds avant et central définissant en partie l'embrasure de porte. [0004] D'une manière connue, les moyens de fixation de la barre de renfort de bandeau assurent à la fois la liaison statique et la liaison dynamique de la barre à l'armature de porte. Les moyens utilisés pour créer la liaison dynamique requièrent une extrémité avant de la barre de renfort de bandeau soudée à l'armature de porte. [0005] Or, la conception même de la porte rend parfois impossible le passage des pinces à souder au niveau de l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau. Il a en effet été relevé dans certaines architectures de porte, le besoin d'intégration d'un renfort de rétroviseur qui, de par son agencement approximativement à chevauchement de l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau, rend impossible la réalisation des points de soudure fixant l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau à l'armature de porte. [0006] En l'absence de ces points de soudure au niveau de l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau, il y a un risque de fluage de l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau en cas de choc frontal, ce qui engendre une moindre efficacité de ce type I de moyen de sécurisation de la cellule de survie des occupants du véhicule. [0007] L'invention a pour objet une porte comportant les caractéristiques susmentionnées qui comprend des moyens de liaison dynamique pour relier la barre à l'armature dans une configuration déformée de l'armature de porte, lesdits moyens de liaison dynamique comprenant au moins une butée longitudinale s'étendant au regard de la partie d'extrémité avant de la barre afin de s'opposer à son déplacement transversal lors d'un choc frontal [0008] Selon un mode de réalisation préféré, la porte comprend un caisson surmonté par un cadre destiné à recevoir un élément de vitrage, un renfort d'articulations et un renfort de fixation d'un rétroviseur, le renfort d'articulations étant fixé au caisson, notamment au niveau de son bord transversal avant, et au cadre, notamment au niveau d'une zone d'extrémité inférieure avant. [0009] La porte peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison entre elles : - la butée longitudinale est une butée de retenue s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à la barre de renfort de bandeau, la butée est réalisée directement dans le renfort d'articulations par emboutissage, - le renfort d'articulations s'étend verticalement le long d'approximativement toute la hauteur du bord transversal avant du caisson pour rendre apte la fixation des charnières supérieure et inférieure liant à rotation la porte à la caisse du véhicule, - la barre de renfort de bandeau a un profil sensiblement en oméga en ce sens qu'elle comprend des bords longitudinaux d'interfaçage avec l'armature de porte, ces bords étant reliés entre eux par un pontet longitudinal délimitant une tête de bandeau et comportant une rainure s'étendant linéairement le long du pontet, - la barre de renfort de bandeau est réalisée par pliage et/ou roulage et/ou emboutissage, - le bord d'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau est écartée du renfort d'articulations par un jeu longitudinal et/ou un jeu transversal, de telle sorte qu'en cas de choc frontal, l'armature de porte absorbe une quantité d'énergie avant que la barre de renfort de bandeau ne mette en liaison mécanique deux montants verticaux reliant directement le soubassement au pavillon du véhicule tout en délimitant en partie l'embrasure de porte, - la barre de renfort de bandeau a une tête de bandeau s'étendant dans un plan incliné et comprend un créneau supérieur et un créneau inférieur reliés entre eux par la rainure longitudinale, - la butée est assujettie au profil de la barre de renfort longitudinale de telle sorte que les bords supérieur et inférieur de la butée longitudinale s'étendent approximativement au droit d'une zone médiane de chacun des créneaux supérieur et inférieur. 3 [0010] L'invention concerne également un véhicule, notamment une automobile, comportant une caisse sur laquelle est montée de manière mobile une porte ayant les caractéristiques susmentionnées. [0011] Quelques buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés. [0012] [fig.1] représente les éléments constitutifs d'une structure de porte de véhicule automobile, vue de l'extérieur. [0013] [fig.2] illustre la structure de porte de la figure 1 en mettant en exergue des moyens de liaison des éléments constitutifs de la structure de porte. [0014] [fig.3] représente un agrandissement de la porte de la figure 2 selon le plan de coupe représentant les moyens de liaison dynamique d'une barre de renfort de bandeau à l'armature de porte. [0015] [fig.4] est une vue en perspective de l'extrémité avant de la barre de renfort de bandeau agencé sur l'armature de porte, selon l'invention. [0016] Sur l'ensemble de la description, l'avant et l'arrière sont définis selon le sens de marche d'un véhicule automobile. En marche avant et en ligne droite, le véhicule progresse de l'arrière vers l'avant, d'axe X. D'autre part, on considère que le véhicule repose sur un sol horizontal d'axe Y. Les termes « inférieur » et « supérieur » font référence à un axe vertical Z. [0017] La figure 1 illustre schématiquement un ouvrant de véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention. L'ouvrant peut être par exemple une porte 1 latérale pour un véhicule automobile. Plus particulièrement, il peut d'agir d'une porte latérale avant ou arrière qui est destinée à s'étendre en position de fermeture entre des montants latéraux (non représentés) reliant verticalement le soubassement au pavillon du véhicule. De tels montants peuvent être des pieds avant, central ou arrière d'un véhicule ayant une ou deux portes de chaque côté. [0018] Tel qu'illustré sur la figure 1, la porte 1 comprend une barre 2 de renfort de bandeau et une armature 3. L'armature 3 comprend un caisson 30 relié par son bord longitudinal supérieur à un cadre 31 délimitant une ouverture au travers de laquelle un élément de vitrage (non représenté) est apte à s'étendre. [0019] Le caisson 30 comprend une paroi de fond prolongée d'un bord transversal avant 300 qui est destiné à venir au droit d'un des montants latéraux susmentionnés. Le bord transversal avant 300 est lié à des charnières d'articulation dont seul la charnière su- 4 périeure 37 est représentée en figure 2. Pour assurer une bonne tenue à la déformation, chaque charnière est reliée à l'armature 3 de porte par une platine 35, 36 de fixation disposée à l'intérieur du caisson 30. [0020] Compte tenu de la faible épaisseur du panneau d'acier utilisé à la fabrication du caisson 3, ce qui tend à un allègement de la porte, un renfort d'articulations 32 de section sensiblement à angle droit est placé au niveau de la ligne de pliure établie entre le fond et le bord transversal avant 300 du caisson 30 afin d'en augmenter la rigidité. [0021] La porte 1 peut également comprendre une barre anti-intrusion 34 qui est sen- siblement inclinée de telle sorte que son bord avant est en liaison par soudage avec le renfort d'articulations 32, à mi-hauteur du caisson 30, tandis que son bord arrière peut être disposé à recouvrement d'un coin inférieur arrière du caisson 30, comme cela est représenté à la figure 1. Une telle disposition vise à rendre le plus homogène possible la répartition des efforts sur l'armature 3 de porte 1, en cas de choc latéral. [0022] Chaque platine 35, 36 de fixation est réalisée à partir d'une plaque d'acier qui a une épaisseur supérieure à celle utilisée à la fabrication du caisson 30 et/ou du renfort d'articulations 32. Chaque platine 35, 36 comprend des goujons sur lesquels la charnière est montée par vissage. [0023] Chaque platine 35, 36 de fixation est disposée contre le renfort d'articulations 32, plus particulièrement contre sa face intérieure. La face extérieure du renfort est disposée contre le bord transversal 300 du caisson 30. Le renfort d'articulations 32 est ainsi agencé entre le bord transversal 300 et la platine 35, 36. Le caisson 30 ainsi que le renfort d'articulations 32 comprennent respectivement des ouvertures sensiblement coaxiales au travers desquelles les goujons s'étendent. [0024] Avantageusement, le renfort d'articulations 32 est une unique pièce qui est destinée à recevoir les charnières mais aussi la butée d'ouverture de porte afin de rigidifier la partie avant la porte contre toute déformation issue d'un fonctionnement normal d'ouverture et de fermeture de la porte. [0025] Le renfort d'articulations 32 est fixé par soudage au caisson, préférentiellement au niveau d'un rebord tombé 301 réalisé verticalement le long du bord transversal 300 mais aussi au niveau de la paroi de fond 302. [0026] Le renfort d'articulations 32 étant fixé au cadre 31, notamment au niveau de son inférieur avant 310, selon un agencement à superposition de la partie sommitale du renfort d'articulation 32 entre le caisson 30 et le cadre 31. [0027] La barre 2 de renfort de bandeau comprend un bord longitudinal d'interfaçage supérieur 21 et inférieur 22. [0028] Le bord d'interfaçage supérieur 21 est fixé au cadre 31 au niveau de son bord inférieur. Il peut être fixé également au caisson 30 au niveau de la paroi de fond 302. La fixation est réalisée par des points de soudure par résistance électrique qui réalisent lesdits moyens de liaison statique 4, 5. [0029] Lcs moyens de liaison statique 4 peuvent être des soudures à deux épaisseurs de matière. [0030] La partie d'extrémité avant 20 de la barre 2 de renfort de bandeau est disposée à distance dudit premier point inférieur 40 de soudure de sorte qu'il existe un écart longitudinal compris entre 60 et 100 mm, notamment 80 mm. [0031] Un renfort de fixation 33 d'un rétroviseur est agencé à l'extrémité avant de la barre 2 de renfort de bandeau, selon un recouvrement à superposition. Lc renfort de fixation 33 est destiné à la fixation réversible d'un rétroviseur et comprend une ouverture au travers de laquelle l'outil utilisé à la réalisation dudit premier point inférieur 40 de soudure liant solidairement la barre 2 de renfort de bandeau au caisson 30. [0032] Lcs moyens de liaison statique 4 comprennent d'autres points de soudure par ré- sistance électrique disposés linéairement au prolongement du premier point inférieur 40 de soudure, le long d'un bord longitudinal d'interfaçage inférieure 22. [0033] Lcs moyens de liaison statique 5 peuvent être des points de soudure à deux ou trois épaisseurs de matière selon qu'il s'agisse d'un empilement à superposition de la barre 2 avec le caisson 30 et/ou le cadre 31. [0034] Lcs moyens de liaison statique 5 peuvent comprendre des points de soudure par ré- sistance électrique disposés linéairement le long d'un bord longitudinal d'interfaçage supérieur 21. Le premier point supérieur 50 de soudure est disposé longitudinalement en retrait par rapport au premier point inférieur 40 de soudure liant solidairement la barre 2 de renfort de bandeau au caisson 30. Tandis que le premier point inférieur 40 de soudure est disposé au niveau de l'ouverture pratiquée dans le renfort de fixation 33, le premier point supérieur 50 de soudure est espacé en X du bord 26 d'extrémité 20 d'une distance au moins deux fois supérieure à celle séparant ce même bord du premier point inférieur 40 de soudure. [0035] Du fait de ces écarts, la porte 1 comprend des moyens de liaison dynamique 6 dont le rôle est d'assurer une retenue de la barre 2 de renfort de bandeau lors d'un choc frontal. [0036] A cette fin, lesdits moyens de liaison dynamique 6 comprennent au moins une butée 7 longitudinale qui s'étend en saillie hors du renfort d'articulations 32. [0037] Selon un agencement préféré, la butée 7 est disposée à recouvrement de la barre 2 de renfort. [0038] La butée 7 vient de matière du renfort d'articulations32 en ce sens qu'elle est réalisée lors d'une opération d'emboutissage selon une découpe suivie d'un pliage. La butée comprend une ligne de pliage sensiblement verticale le long de laquelle au moins un renfort 71 réalisé selon un contre emboutissage. Selon un mode de réalisation préféré, la butée 7 comprend deux renforts 71 destinés à s'opposer à la déformation le long de 6 la ligne de pliure en créant des pontets de liaison entre les bords longitudinal et transversal du renfort d'articulations 32. Les deux renforts 71 sont disposés à équidistance des bords et entre eux. Une telle répartition permet une rigidité de la ligne de pliure qui soit garante d'une tenue à la déformation en cas de choc pour maintenir la barre 2 de renfort de bandeau. [0039] La butée 7 peut avoir une hauteur comprise entre 20 et 40 mm, préférentiellement 28 mm. [0040] Lc renfort d'articulations 32 réalisé à partir d'une plaque d'acier ayant une épaisseur supérieure à celle utilisée à la fabrication du caisson 30. Lc renfort d'articulation 32 est une pièce structurelle est ce sens qu'elle contribue fortement à la tenue à la déformation de la porte en cas de choc frontal. [0041] Préférentiellement, la barre 2 de renfort de bandeau est de profil continu, c'est-à-dire qu'il comprend le môme profil sur toute sa longueur. La barre 2 est réalisée par un principe de profilage par rouleau ce qui tend à réduire ne nombre d'opérations de fabrication, donc son coût de fabrication. [0042] La barre 2 comprend des bords longitudinaux d' interfaçage 21, 22 qui sont destinés à venir en appui contre la paroi extérieure du caisson 30. Comme cela est rendu visible sur la figure 3, la barre 2 comprend un bord longitudinal d'interfaçage supérieur 21 disposé au-dessus du bord longitudinal d' interfaçage inférieur 22, les bords s'étendant dans un même plan sensiblement parallèle au plan XZ. [0043] Les bords 21 et 22 sont mutuellement reliés l'un avec l'autre au moyen d'un pontet 23 de liaison définissant la tête 24 de bandeau. [0044] La barre 2 peut comprendre une nervure 25 longitudinale de rigidification qui s'étend en saillie transversale depuis la tête 24 de bandeau vers les bords longitudinaux d'interfaçage 21, 22. La barre 2 de renfort de bandeau peut ainsi comprendre un profil sensiblement en oméga par l'agencement de deux créneaux verticaux ce qui lui confèrent une rigidité accrue à la tenue à la déformation en compression. [0045] De manière avantageuse, la butée 7 longitudinale comprend des bords supérieur 740 et inférieur 741 qui s'étendent chacun au droit d'une partie approximativement médiane respectivement du créneau supérieur 240 et du créneau inférieur 241. Un tel agencement permet une répartition homogène des efforts de retenue appliqués par la butée 7 à la barre 2 en ce sens que chacune des lignes longitudinales de pliage définissant la tête 24 de bandeau peut être soumise sensiblement à un même effort ce qui permet une déformation répartie sur l'intégralité de l'extrémité avant 20 de la barre 2. [0046] La butée 7 est parallèle à la tête 24 de bandeau selon une inclinaison par rapport au plan XZ. [0047] Selon l'axe transversal Y, il y a un écart JY entre la tête 24 de bandeau et la butée 7 longitudinale pouvant être compris entre 2 et 5 mm, préférentiellement 4 mm, de telle 7 sorte qu'en cas de choc frontal, le caisson 30 absorbe une quantité d'énergie avant que ne vienne le contact du renfort d'articulations 32 avec la barre 2 via la butée 7. [0048] Selon l'axe longitudinal X, il y a un écart :IX entre le bord 26 d'extrémité 20 et le renfort d'articulations 32 pouvant être compris entre 4 et 8 mm, préférentiellement 6 mm, de telle sorte qu'en cas de choc frontal, le caisson 30 absorbe une quantité d'énergie avant que ne vienne le contact du renfort d'articulations 32 avec la barre 2. [0049] A l'état initial, le recouvrement de la barre 2 par la butée 7 peut être compris entre 6 et 10 mm, préférentiellement 8 mm, afin d'éviter une déformation localisée de l'extrémité 20 de la barre 2 par appui contre la butée 7. [0050] Une telle conception desdits moyens de retenue dynamique permet de limiter le poids du renfort d'articulations 32, ce qui ne tend pas à alourdir le poids de la porte, donc à pénaliser la consommation du véhicule par l'ajout de cette fonction de retenue de la barre 2 de renfort de bandeau. [0051] La butée 7 est disposée sensiblement à hauteur de la platine 35 qui est solidarisée au bord transversal avant 300 du caisson 30. Les jeux JX et :IY entre l'extrémité 20 de la barre 2 et le renfort 32 permettent une déformation locale du caisson durant laquelle le caisson est apte à se déformer avant une mise en appui de ce dernier contre la barre 2 de renfort. Selon l'intensité du choc, le caisson 30 se déforme avant de venir en appui contre la barre 2 de renfort de bandeau. Cela permet de réduire les coûts de réparation de la porte après choc. Si l'intensité du choc est supérieure, l'effort du choc frontal transite par la barre 2 de renfort de bandeau retenue en Y par la butée 7. [0052] Du fait de la proximité entre la platine 35 et l'extrémité 20 de la barre 2, une partie de l'effort du choc peut transiter par la charnière 37, la platine 35, le renfort 32 d'articulations et la barre 2 de renfort de bandeau lorsque la butée 7 est concomitamment en appui contre la tête 24 de bandeau et le bord transversal avant 300 du caisson 30. 8