Brevet FR3089179A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : VEHICULE AVEC RENFORT DE SUPPORT D'ENROULEUR DE CEINTURE DE SECURITE [0001] L'invention se situe dans le domaine automobile, et plus précisément dans le domaine de la rigidification de la structure de caisse des véhicules automobiles. L'invention concerne en particulier les longerons de bas de caisse et plus particulièrement les renforts de support (l'enrouleur de ceinture de sécurité. [0002] La structure de caisse d'un véhicule automobile comprend généralement deux poutres métalliques longitudinales creuses, appelées longerons, entre lesquelles s'étend une poutre métallique transversale, appelée traverse centrale, afin de délimiter un plancher de caisse. Une paire de montants centraux, appelés pieds milieux, est agencée au droit de la traverse centrale et est fixée aux longerons. [0003] Lc pied milieu assure la reprise d'effort en cas de choc latéral ou de retournement subi par le véhicule. Il est creux de manière à pouvoir recevoir des équipements tels qu'un enrouleur de ceinture de sécurité. Lesdits enrouleurs sont généralement fixés au longeron au moyen d'un support d'enrouleur. [0004] Les longerons sont des poutres métalliques formées par deux emboutis longitudinaux de section transversale creuse et ouverte. Chaque embouti montre une section transversale en U couché avec un fond et deux ailes latérales, de manière à ce qu'une des ailes soit disposée supérieure à l'autre ; lesdites ailes montrant des rebords longitudinaux. Les emboutis sont agencés pour que leur section en U soit opposée l'une à l'autre de manière à ce que les rebords de l'un soient fixés aux rebords de l'autre formant ainsi deux feuillures longitudinales de jonction et de manière à délimiter une section transversale creuse. Les emboutis sont agencés pour se succéder selon la direction transversale du véhicule de manière à cc que chaque longeron montre un embouti extérieur et un embouti intérieur. En raison de leur section transversale importante, ces poutres peuvent subir des déformations et présenter, par exemple, une vrille longitudinale engendrant un manque de rigidité de la caisse du véhicule. Il est donc nécessaire de renforcer ces poutres afin d'améliorer leur rigidité notamment à l'égard des chocs et de la torsion. [0005] Le document FR3005915 décrit un renfort interne de longeron qui sert d'ancrage à un enrouleur de ceinture de sécurité. Le support d'enrouleur est fixé sur la surface externe du longeron sur une zone en regard d'une cloison de renforcement du longeron à l'égard des chocs latéraux, de sorte à être fixé à la fois au longeron et à ladite cloison. [0006] Un autre exemple est donné par le document FR2989055. Ce document décrit un renfort de longeron en forme de U disposé au niveau du pied milieu, et sur lequel est 2 fixé une équerre servant de support à un enrouleur de ceinture de sécurité avant. [0007] La fixation d'un support d'enrouleur sur le longeron peut également se faire par vissage sur l'aile supérieure dc l'embouti interne du longeron. Les vis de fixation sont généralement portées par un renfort 1 illustré en figure 1 se présentant sous une forme de languette 3. Le renfort 1 porte deux vis de fixation 5 et est riveté ou soudé à l'intérieur du longeron, sur l'aile supérieure de son embouti intérieur. Lorsqu'il est riveté, il présente à cet effet des ajours 7 pour le passage des rivets. [0008] L'évolution des structures de caisse demande de pouvoir utiliser des longerons plus larges selon la direction transversale du véhicule. Cette différence peut aller jusqu'à 20 à 30 mm pour au moins un des emboutis. Il a été constaté que l'utilisation des renforts connus d'enrouleur dc ceinture de sécurité ne permettait plus d'obtenir les prestations attendues en matière de raideur dynamique au niveau de la zone d'accostage. Il existe donc un besoin de solution à ce genre dc problème, et de préférence une solution qui puisse être commune à plusieurs silhouettes dc véhicule montrant des largeurs de longeron différentes. [0009] L'invention a pour objectif d'apporter une réponse aux problèmes rencontrés dans l'art antérieur. En particulier, l'invention a pour objectif d'apporter une solution permettant l'emploi de longerons plus larges que dans l'art antérieur et tout en garantissant les mêmes prestations en matière de rigidité desdits longerons. L'invention a pour objectif de garantir les prestations en matière de rigidité dans le cas d'utilisation de longerons de largeurs supérieures à celles de l'art antérieur, selon la direction transversale, dans les structures de caisse, et de proposer une solution adaptée à tout type de véhicules. [0010] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention a pour objet un ensemble comprenant un longeron de bas de caisse formé par au moins un embouti longitudinal de section transversale creuse et ouverte, montrant une section transversale en U couché avec un fond et deux ailes latérales inférieure et supérieure, chaque aile montrant un rebord longitudinal, l'ensemble comprenant en outre un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité fixé à l'intérieur du longeron ; l'ensemble étant remarquable en ce que ledit renfort est formé d'une tôle pliée en équen-e de manière à présenter une partie verticale et une partie supérieure présentant chacune une face d'accostage pour sa fixation au longeron, de sorte à ce que le renfort soit fixé à la fois sur le fond et sur une aile du ou d'un des emboutis formant le longeron. [0011] Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention propose de fixer le renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité sur deux parois internes différentes d'un embouti du longeron. Son profil en L, ou en équerre, permet de consolider le longeron et d'éviter sa déformation en cas de sollicitation en provenance de l'enrouleur de ceinture de sécurité. Par l'augmentation de 3 rigidité en résultant, il est ainsi possible de conserver l'angle entre le fond et l'aile supérieure de l'embouti sur lequel il est fixé, et d'éviter d'ouvrir cet angle par sollicitation mécanique. Le longeron comprend préférentiellement deux emboutis, soit un embouti extérieur et un embouti intérieur. Le renfort est avantageusement fixé dans l'embouti intérieur. On aura compris que l'angle entre la partie supérieure et la partie verticale du renfort est identique ou similaire à celui montré par le fond et l'aile supérieure de l'embouti intérieur du longeron. De manière préférentielle, ledit angle est un angle droit. [0012] De préférence, le longeron et le renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité sont assemblés par soudage. [0013] Selon un mode de réalisation préféré, le renfort présentant une partie verticale et une partie supérieure montrant chacune des bords latéraux, le renfort présente en outre au moins une aile latérale configurée pour relier au moins en partie les bords latéraux de la partie supérieure à ceux de la partie verticale. Cette configuration accroît la rigidité du renfort et contribue au maintien de l'angle présenté entre la partie verticale et la partie supérieure du renfort en cas de sollicitation d'une desdites parties, et en particulier en cas de sollicitation de la partie supérieure. [0014] De manière avantageuse, au moins une aile latérale est formée par assemblage entre eux de deux rabats s'étendant depuis les bords latéraux des parties supérieure et verticale du renfort. De préférence, l'assemblage se fait par soudage et les points de soudure pour l'assemblage de l'aile sont disposés sur ladite aile. Cette configuration permet un soudage sur elle-même de la pièce sans que les points de soudure soient disposés sur les faces d'accostage du renfort. Il est en effet connu que la qualité d'un soudage dépend entre autres de l'épaisseur des pièces à souder, il est donc avantageux limiter le nombre de tôles à soucier et de déporter les points de soudure sur les ailes latérales. [0015] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la partie verticale et/ou la partie su- périeure du renfort présente au moins une nervure de rigidification. [0016] Idéalement, la partie verticale et/ou la partie supérieure du renfort présente au moins une nervure de rigidification agencée pour être débouchante à au moins une de ses extrémités et, de préférence, à ses deux extrémités. [0017] De préférence, la partie verticale et/ou la partie supérieure du renfort présente au moins deux nervures de rigidification débouchantes et/ou la ou les nervures débouchantes de la partie verticale sont disposées en prolongement de la ou les nervures débouchantes de la partie supérieure de manière à montrer une orientation verticale. Idéalement, au moins une nervure débouchante s'étend à la fois sur la partie verticale et sur la partie supérieure. [0018] L'intérêt de la présence de nervures débouchantes sur le renfort est double. En premier lieu, la présence de nervures de rigidification permet de donner plus de raideur au renfort et donc de participer à la conservation de l'angle entre le fond l'aile supérieure de l'embouti intérieur du longeron, tout en maîtrisant la masse du renfort et donc dudit ensemble. [0019] En second lieu, leur caractère débouchant, préférentiellement au niveau de leur deux extrémités, permet d'assurer une bonne dépose de la cataphorèse. En effet, le longeron est un corps creux qui est en zone humide. Il est important de proposer, lors de la mise en oeuvre de l'étape de cataphorèse, la mise en place d'une couche de revêtement anticorrosion qui soit la plus étendue possible. La forme en équerre du renfort avec deux faces d'accostage montrant une surface importante risquerait sans cela d'empêcher une bonne dépose de la couche de revêtement anti-corrosion entre la paroi de l'embouti et celle du renfort au niveau des zones hors fixation. Une dépose incomplète de la couche anti-corrosion risquerait de générer de la corrosion avec apparition de coulures rouge en partie inférieure du longeron. Les nervures débouchantes offrent donc des voies de circulation du revêtement anti-corrosion entre l'embouti et le renfort. Selon l'invention, l'accostage entre le renfort et rembouti ne se fait donc pas sur la totalité de la surface des faces d'accostage dudit renfort. [0020] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le renfort présentant une partie verticale et une partie supérieure, le renfort présente sur sa partie verticale et/ou sur sa partie supérieure au moins un ajour. Cette configuration permet d'une part de limiter la masse du renfort, mais permet surtout de limiter l'épaisseur de l'ensemble formé par l'embouti du longeron et le renfort au niveau de zones utilisées pour le soudage d'autres éléments sur la face extérieure dudit embouti. Il est ainsi possible de ne pas altérer la qualité dudit soudage par un nombre trop important de tôles superposées. [0021] Selon une caractéristique de l'invention, le renfort comprend en outre au moins une vis soudée sur sa partie verticale ou sur sa partie supérieure de sorte à traverser la paroi du longeron au travers d'un ajour présenté par ce dernier. De préférence, la ou les vis sont soudées sur la partie supérieure du renfort. [0022] La présence de vis de fixation permet de fixer le support d'enrouleur de ceinture de sécurité avec un ancrage à la fois sur le renfort et sur le longeron. [0023] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le renfort est dimensionné pour que sa partie supérieure s'étende sur une longueur égale ou supérieure à 50 % de la largeur de l'aile supérieure de l'embouti sur lequel il est fixé, ladite largeur étant mesurée selon la direction transversale dudit renfort. [0024] De manière complémentaire ou alternative, le renfort est dimensionné pour que sa partie verticale s'étende sur une hauteur égale ou supérieure à 50 % de la hauteur montrée par le fond de l'embouti sur lequel il est fixé ladite hauteur étant mesurée selon la verticale. [0025] Avantageusement, la longueur des faces d'accostage du renfort telle que mesurée selon la direction longitudinale du longeron est égale ou supérieure à la longueur du support d'enrouleur de ceinture de sécurité. [0026] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité pour un ensemble selon le premier aspect ; le renfort étant formé d'une tôle pliée en équerre de manière à présenter une partie verticale et une partie supérieure montrant chacune des bords latéraux. De préférence, le renfort présente au moins une aile latérale configurée pour relier au moins en partie les bords latéraux de la partie supérieure à ceux de la partie verticale. De manière complémentaire ou alternative, le renfort présentant une partie verticale et une partie supérieure, la partie verticale et/ou la partie supérieure du renfort présente au moins une nervure de rigidification agencée pour être débouchante à ses deux extrémités et, de préférence, à ses deux extrémités. De préférence, le renfort présente deux faces d'accostage qui sont non-parallèles entre elles. [0027] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un véhicule comprenant un ensemble tel que défini selon le premier aspect, ou un renfort selon le deuxième aspect. [0028] L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : [0029] [fig.1] [0030] La figure 1 est un exemple de renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'art antérieur. [0031] [fig.2] [0032] La figure 2 est un exemple de renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention tel que fixé sur les faces internes de l'embouti intérieur d'un longeron. [0033] [fig.3] [0034] La figure 3 est une vue en élévation d'un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention selon un premier angle de vue. [0035] [fig.4] [0036] La figure 4 est une vue en élévation d'un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention selon un deuxième angle de vue. [0037] [fig.5] [0038] La figure 5 est une vue partielle en coupe de profil d'un ensemble comprenant un longeron de bas de caisse et un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention illustrant la voie de passage du revêtement anti-corrosion formé par les nervures débouchantes dudit renfort. [0039] [fig.6] 6 [0040] La figure 6 est une vue partielle en coupe de profil d'un ensemble comprenant un longeron de bas de caisse et un renfort de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention illustrant le passage des vis de fixation du renfort au travers d'ajours du longeron. [0041] Dans la description qui suit, le ternie « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le véhicule, l'ensemble ou le renfort auxquels il se rapporte. Il est entendu que le ternie « comprendre » inclut les ternies « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule ou du longeron. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l'axe vertical. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. [0042] La figure 1 ayant été commentée en partie introductive, on se référera à présent à la figure 2 présentant un ensemble 9 comprenant un longeron et un renfort 19 de support d'enrouleur de ceinture de sécurité selon l'invention. [0043] Selon l'invention, l'ensemble 9 comprend un longeron de bas de caisse comprenant au moins un embouti 11 longitudinal de section transversale creuse et ouverte, montrant une section transversale en U avec un fond 13 et deux ailes latérales inférieure et supérieure 15, chaque aile montrant un rebord 17 longitudinal. Sur la figure 2, seule l'aile supérieure 15 est représentée. Selon un mode de réalisation préféré et non représenté, ledit longeron est formé par deux emboutis longitudinaux de section transversale creuse et ouverte, chaque embouti montrant une section transversale en U couché avec un fond et deux ailes latérales montrant des rebords longitudinaux, lesdits emboutis étant agencés pour que leur section en U soient opposées l'une à l'autre de manière à délimiter une section transversale creuse et fermée du longeron. [0044] L'ensemble 9 comprend en outre un renfort 19 de support d'enrouleur de ceinture de sécurité (ci-après nommé simplement « renfort » pour des raisons de clarté). Le renfort 19 est fixé à l'intérieur du longeron sur la face interne de l'embouti 11. Lorsque le longeron est formé de deux emboutis de manière à montrer un embouti intérieur et un embouti extérieur, le renfort est fixé dans l'embouti intérieur. Avantageusement, le renfort 19 est réalisé en un matériau métallique. Par exemple, il est réalisé en acier. [0045] Comme illustré en figure 3, le renfort 19 est formé d'une tôle pliée en équerre de manière à présenter une partie verticale 21 et une partie supérieure 23 présentant chacune une face d'accostage pour la fixation du renfort 19 au longeron. On aura compris que les faces d'accostage de la partie supérieure 23 et de la partie verticale 21 sont non-parallèles entre elles. En revenant à la figure 2, on voit que le renfort est ainsi fixé à la fois sur le fond 13 et sur une aile 15 d'au moins un embouti 11 formant le longeron. 7 [0046] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le renfort 19 présente en outre au moins une aile latérale 25, illustrée notamment en figure 3, et de préférence deux ailes latérales 25 agencées sur les bords latéraux dudit renfort 19. La ou les ailes latérales 25 sont configurées pour relier au moins en partie les bords latéraux de la partie supérieure 23 à ceux de la partie verticale 21. Avantageusement, le renfort 19 est formé par une tôle pliée et soudée sur elle-même de manière à réduire les coûts de fabrication. Ainsi, au moins une aile latérale 25 est formée par assemblage entre eux de deux rabats (27, 29) s'étendant depuis les bords latéraux des parties supérieure et verticale du renfort respectivement. L'assemblage des rabats (27, 29) peut se faire par tout moyen ; de préférence, il se fait par soudage et les points de soudure pour l'assemblage de l'aile sont disposés sur ladite aile. Il est ainsi possible de réaliser un caisson de renfort avec une reprise d'effort au niveau des ailes latérales 25 à partir d'une simple tôle pliée sur elle-même. La présence desdites ailes latérales 25 est particulièrement utile pour la conservation de l'angle entre la partie verticale 21 et la partie supérieure 23 lorsqu'un effort visant à ouvrir cet angle ou à le refermer est appliqué sur au moins une des parties verticale 21 ou supérieure 23. [0047] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la partie verticale et/ou la partie su- périeure du renfort présente au moins une nervure dc rigidification 31 agencée pour être débouchante à au moins une dc ses extrémités et, de préférence, à ses deux extrémités. Les nervures débouchantes 31 sont entre autres visibles en figure 4. Ces nervures de rigidification vont avantageusement servir de voie de circulation du liquide de cataphorèse destiné à déposer un revêtement anti-corrosion sur la surface interne du longeron. En effet, les nervures sont avantageusement configurées pour former un relief s'étendant en direction inverse de la zone d'accostage du renfort 19 sur le longeron. La présence de telles nervures permet également d'utiliser une tôle plus fine pour former le renfort 19 tout en lui assurant la rigidité nécessaire à sa fonction. Selon un mode de réalisation préféré, le renfort présente au moins deux nervures 31 sur sa partie verticale 21 et de préférence encore au moins trois nervures 31 Entre les nervures 31, le renfort montre des plats 33 formant des surfaces d'accostage avec le longeron et pouvant être utilisés pour la fixation dudit renfort 19 sur ledit longeron, par exemple par soudage électrique. [0048] Selon un mode de réalisation préféré, sur la partie verticale 21, les nervures de rigidi- fication 31 sont orientées verticalement pour faciliter l'écoulement du liquide de cataphorèse. Ainsi, préférentiellement, la ou les nervures débouchantes 31 de la partie verticale 21 sont disposées en prolongement de la ou les nervures débouchantes 31 de la partie supérieure 23. Sur la figure 5, la direction d'écoulement du liquide de cataphorèse entre l'entrée et la sortie d'un conduit est illustré par des flèches. Le conduit est formé par une nervure de rigidification 31 du renfort 19 débouchante à ses deux ex- 8 trémités et la paroi interne du longeron. [0049] On notera sur la figure 4, la présence d'au moins un ajour 35 sur la partie verticale 21 et/ou sur la partie supérieure 23 du renfort. Ces ajours 35 permettent entre autres de limiter le nombre d'épaisseurs de tôle lorsque d'autres éléments sont soudés sur la surface externe du longeron dans la zone d'accostage du renfort. [0050] Par ailleurs selon un mode de réalisation préféré, illustré notamment en figure 6, le renfort 19 comprend en outre au moins une vis 37 soudée sur sa partie verticale ou sur sa partie supérieure de sorte à traverser la paroi du longeron au travers d'un ajour présenté par ce dernier. La ou les vis 37 servent à la fixation du support 39 d'enrouleur de ceinture de sécurité. [0051] Les dimensions du renfort 19 sont adaptées à sa fonction. Ainsi, l'homme du métier aura avantage à ce que le renfort 19 soit dimensionné pour que sa partie supérieure 23 s'étende sur une longueur égale ou supérieure à 50 % de la largeur de l'aile supérieure de l'emhouti sur lequel il est fixé, ladite largeur étant mesurée selon la direction transversale dudit renfort 19 ; de préférence égale ou supérieure à 60 %, de préférence encore, égale ou supérieure à 75 %. [0052] De même, le renfort 19 est dimensionné pour que sa partie verticale s'étende sur une hauteur égale ou supérieure à 50 % de la hauteur montré par le fond de l'emhouti sur lequel il est fixé, ladite hauteur étant mesurée selon la verticale ; de préférence égale ou supérieure à 60 %, de préférence encore, égale ou supérieure à 75 %. [0053] Avantageusement, la longueur des faces d'accostage du renfort telle que mesurée selon la direction longitudinale du longeron est égale ou supérieure à la longueur du support d'enrouleur de ceinture de sécurité. [0054] Un tel dimensionnement permet d'utiliser un même renfort sur des véhicules de sil- houettes différentes, présentant donc des tailles de longeron différentes 9