Brevet FR3090503A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Élément d'interfaçage d'une zone serrure d'un ouvrant de véhicule automobile [0001] L'invention concerne un ouvrant arrière (le véhicule automobile, tel qu'un hayon en matière plastique, adapté aux exigences de sécurité lors d'un accident affectant l'ouvrant. Plus particulièrement, l'invention concerne un élément d'interfaçage d'une zone portant une serrure d'un ouvrant de véhicule automobile. [0002] La très grande majorité des hayons de l'état de la technique est réalisée en acier. Mais l'on connaît également des hayons réalisés en matière plastique, thermoplastique et/ou thermodurcissable, de façon à alléger le hayon, mais en offrant des performances mécaniques différentes. [0003] Un hayon plastique se compose de deux pièces principales : un caisson intérieur structurel, appelé également doublure, et une peau extérieure d'aspect. [0004] La doublure peut être en matière thermoplastique soit en matériau thermodurcissable, qui présente une meilleure tenue à la déformation mais qui présente l'inconvénient d'être plus dense, ayant donc une niasse plus importante. Ainsi, un matériau thermoplastique est souvent utilisé pour alléger le hayon par rapport à de la matière thermodurcissable. [0005] Pour satisfaire aux exigences générales des cahiers des charges répondant à des normes strictes, il est en particulier nécessaire de renforcer des zones d'attache de l'ouvrant sur le véhicule telles qu'une charnière, une serrure ou encore un vérin, et dont la fixation sur la doublure influe notamment sur la déformation du hayon à l'ensoleillement, à l'ouverture-fermeture, ou en cas d'effraction. Il est ainsi habituel d'ajouter à la doublure une plaque locale en acier pour assurer notamment par exemple un renfort de la zone serrure et fixer la serrure dessus. [0006] Par ailleurs, il est également nécessaire en cas de choc dit à grande vitesse (>20km/h) subi par le véhicule, de limiter les risques d'éjection vers l'intérieur ou l'extérieur du véhicule dc morceaux dc la doublure, pouvant alors constituer un projectile. [0007] Pour cela, la doublure doit être robuste afin d'éviter ou de limiter le nombre de morceaux formés en cas de choc. Par ailleurs, la doublure doit être suffisamment rigide pour assurer la bonne tenue géométrique de l'ouvrant lors d'une utilisation classique. [0008] C'est pourquoi, lorsqu'on utilise un matériau thermoplastique pour la réalisation d'un ouvrant, le dimensionnement conduit à utiliser des matériaux rigides, au moins pour la doublure. Cependant, ces matériaux rigides s'avèrent peu extensibles en cas de choc à haute vitesse. En effet, ces matériaux rigides ont tendance, en cas de choc à haute vitesse, à se rompre en plusieurs morceaux. 2 [0009] C'est pourquoi, pour conserver la liaison entre le hayon et les morceaux cassés, il est connu d'utiliser une tresse de fibres de verre ou de câbles d'acier, rapportée sur la doublure de l'ouvrant. Cette tresse de liaison est généralement fixée de façon connue en plusieurs points de la doublure et laissée libre entre ces points afin de réaliser un cerclage périphérique de l'ouvrant, passant au moins par plusieurs des points de fixation de l'ouvrant à la caisse du véhicule. De cc fait, la casse des morceaux n'est pas empêchée, mais les morceaux une fois cassés restent reliés entre eux en constituant un ensemble de morceaux disloqués. Selon les conditions de choc, le nombre et la taille des morceaux cassés varient, ceux qui ne sont pas directement reliés à la tresse par un point de fixation deviennent totalement libres et ceux fixés à la tresse sont donc "quasi libres" du fait de la souplesse des tronçons de tresse les reliant. [0010] Dans la zone et pour le cas particulier de la serrure, la plaque locale de renfort n'empêche pas la désolidarisation de la serrure, le point faible et de rupture se trouvant alors reporté à l'interface de fixation entre la plaque de renfort et la doublure formant ensemble un élément métallique bien plus robuste que la doublure. Cet ensemble lourd, une fois cassé n'est plus retenu que par la tresse à laquelle il est fixé. [0011] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un élément d'interfaçage d'une zone serrure d'un ouvrant de véhicule automobile, comprenant : - un support en matériau plastique destiné à être rapporté sur une doublure en matériau plastique de l'ouvrant, et - une plaque de renfort de la zone serrure sur laquelle est destiné à être fixé une serrure, la plaque étant intégrée au support par surmoulage. [0012] Ainsi, l'élément d'interfaçage constitue une zone intermédiaire entre la serrure et la doublure permettant que la doublure soit encore maintenue à la serrure, y compris si la doublure est très déformée voire rompue localement dans cette zone à la suite d'un choc. En effet, le support dans lequel est surmoulée la plaque de renfort, permet d'assurer une cohésion des morceaux de la doublure susceptibles d'être formés à la suite d'un choc, empêchant ainsi leur projection à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitacle du véhicule, et que la doublure ne soit plus maintenue à la serrure, évitant ainsi que l'ouvrant s'ouvre. [0013] L'élément d'interfaçage selon l'invention peut également comporter les caracté- ristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : [0014] - La plaque de renfort est en matériau métallique ou en matériau composite. [0015] Cela permet de pouvoir fixer de façon efficace une serrure sur une plaque en matériau rigide compris dans l'élément d'interfaçage. Ainsi, la doublure est encore maintenue à la serrure, y compris si la doublure est rompue localement dans cette zone à la suite d'un choc. [0016] - Le support est en matériau thermoplastique plus défonnable que celui de la 3 doublure. [0017] Cela permet d'obtenir un élément d' interfaçage facile à mouler. De plus, contrairement aux matériaux rigides qui présentent un faible allongement à la rupture, les matériaux thermoplastiques présentent un meilleur allongement à la rupture. [0018] - Le support est en matériau thermoplastique ayant un module d'Young inférieur à celui de la matière plastique de la doublure de l'ouvrant, et un coefficient d'allongement à la rupture supérieur à celui de la matière plastique de la douhlure de l'ouvrant. [0019] Ainsi, l'élément d' interfaçage constitue un intermédiaire plus déformable que la doublure. Cela permet que la doublure soit encore maintenue à la serrure, y compris si la doublure est rompue localement dans cette zone à la suite d'un choc, l'élément d'interfaçage étant moins susceptible de se casser à la suite d'un choc grâce à ses propriétés mécaniques. [0020] - Le support est en matériau ayant les propriétés suivantes : - un module d'Young compris entre 500MPa et 3000MPa, de préférence entre 800MPa et 2000MPa ; - un coefficient d'allongement à la rupture supérieur à 20%, de préférence entre 20 et 80%, et encore de préférence supérieur à 80%. [0021] Ainsi, l'élément d' interfaçage constitue un intermédiaire plus déformable que la doublure, la douhlure étant typiquement réalisée en polypropylène renforcé à 30% en fibres de verre (PPGF30). Cela permet que la doublure soit encore maintenue à la serrure, notamment par l'intermédiaire de l'élément d'interfaçage, y compris si la doublure est rompue localement dans cette zone à la suite d'un choc. En effet, ces propriétés d'allongement et d'élasticité du support sous des efforts faibles permettent de maintenir la doublure déformée ou cassée sous l'effet du choc reliée à la senure. [0022] - Le support est en un matériau choisi parmi du polypropylène non renforcé (PP), du polypropylène renforcé, du polyéthylène non renforcé (PE) et du polyéthylène renforcé. [0023] Cela permet de bénéficier des qualités mécaniques de ces matériaux en profitant d'un fort allongement à la rupture et d'une densité faible. [0024] - Le support est de dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z supérieures aux dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z de la plaque de renfort de serrure. [0025] Ainsi, cela permet de minimiser la masse additionnelle du support lorsque les di- mensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z du support sont faiblement supérieures aux dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z de la plaque de renfort de serrure. Par ailleurs, plus les dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z du support sont supérieures aux di- mensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z de la plaque de renfort de serrure, plus cela permet de donner à l'élément d'interfaçage une zone intermédiaire deformable plus grande, et permet donc d'absorber sans casse des élongations plus importantes en cas de choc. [0026] - Le support présente, autour de la plaque de renfort de serrure, des bossages formant un creux dont la concavité est orientée selon la direction d'axe X par rapport à la doublure. [0027] Ainsi, cela permet de procurer une plus grande surface développée et de conférer au support un effet de poutre améliorant la tenue au choc du hayon en partie basse comprenant en général, la zone serrure, ainsi qu'une zone intermédiaire deformable de plus grande surface donc apte à supporter de plus grandes déformations avant rupture. [0028] - L'élément d'interfaçage comprend en outre des nervures de sorte à renforcer la ré- sistance du support en cas de choc. [0029] Ainsi, cela permet d'éviter que le support soit rompu en cas de choc, en renforçant la résistance du support de l'élément d'interfaçage, et notamment en renforçant les bossages du support. [0030] L'invention concerne également un sous-ensemble de véhicule automobile, comprenant une doublure de hayon et un élément d' interfaçage d'une zone serrure d'un ouvrant fixé sur une face extérieure de la doublure, l'élément d' interfaçagc étant selon l'invention. [0031] Ainsi, cela permet de renforcer la zone serrure de l'ouvrant tout en maintenant reliés entre eux les éléments cassés lors d'un choc. En effet, l'élément d'interfaçage permet notamment d'empêcher que la serrure soit expulsée de la zone serrure vers l'intérieur ou l'extérieur du véhicule en cas de choc, tout en conservant un bilan masse satisfaisant et un bilan économique pertinent. [0032] Le sous-ensemble selon l'invention peut également comporter les caractéristiques suivantes : [0033] - l'élément d'interfaçage d'un ouvrant est fixé sur la face extérieure de la doublure au moyen d'au moins une des techniques choisie parmi le collage, le soudage, le bouterollage, le surmoulage, le vissage, le rivetage, le clippage et l'adhésivage. [0034] Ainsi, cela permet que l'élément d'interfaçage soit fixé sur la doublure de l'ouvrant avec des moyens simples et faciles à mettre en oeuvre dans une chaine de production afin notamment d'augmenter la cadence de production. [0035] - L'élément d'interfaçage d'un ouvrant est fixé sur la face extérieure de la doublure par vissage, par exemple à l'aide de vis auto-taraudeuse. [0036] Cela permet de fixer l'élément d'interfaçage sur la doublure de l'ouvrant de façon simple, rapide et économique. [0037] - Le sous-ensemble selon l'invention comprend en outre un organe de liaison destiné à retenir notamment des morceaux de l'élément d'interfaçage ou de la doublure susceptibles d'être formés en cas de choc. [0038] Cela permet d'éviter la projection de morceaux de matière en cas de choc et notamment de conserver la liaison entre les points de fixation, par exemple les points de fixation du hayon à la caisse, situés en zone haute et basse de l'ouvrant [0039] - L'organe de liaison est en matériau thermoplastique ou en fibre de verre. [0040] Cela permet d'obtenir un organe de liaison résistant et de forme adaptée pour se loger entre la doublure et la peau d'aspect du hayon. [0041] - L'organe de liaison est une tresse. [0042] Cela permet de retenir les morceaux cassés par un moyen fin léger et très résistant en traction. Brève description des figures [0043] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels : [0044] [fig.1] La figure 1 représente une vue en perspective d'un sous-ensemble de véhicule au- tomobile selon l'invention. [0045] [fig.2[ La figure 2 est une vue en perspective d'une coupe d'un élément d' interfaçage selon l' invention. [0046] [fig.3[ La figure 3 est une vue en perspective d'un élément d' interfaçage selon l'invention représentant la surface intérieure du support. [0047] Dans ce qui suit, les termes tels que « axe longitudinal X » ou « axe X », « axe transversal Y » ou « axe Y », « axe vertical Z » ou « axe Z », « avant », « arrière », « au-dessus », « supérieur », « en-dessous », « inférieur », etc. s'entendent par référence à l'orientation usuelle des véhicules automobiles selon les repères représentés sur les figures. [0048] On a représenté sur la figure 1 un sous-ensemble 10 selon l'invention destiné à être rapporté sur un véhicule automobile. Dans l'exemple décrit, le sous-ensemble 10 est un ouvrant de véhicule, et plus particulièrement un hayon, et comprend une doublure 11 de hayon et un élément d'interfaçage 12 de serrure selon l'invention. [0049] La doublure 11 comprend une surface intérieure, faisant face à un habitacle du véhicule, et une surface extérieure 13, opposée à l'habitacle. [0050] Dans l'exemple décrit, la doublure 11 est en matériau plastique, et plus particu- lièrement en matériau thermoplastique ce qui permet de limiter la masse du hayon. Il est à noter que la doublure 11 peut également être réalisée en matériau plastique ther- 6 modurcissablc. [0051] L'élément d' interfaçage 12 est rapporté et fixé sur la surface extérieure 13 de la doublure 11 au niveau d'une zone serrure 14. L'élément d' interfaçage 12 peut être fixé par collage, soudage, bouterollage, surmoulage, vissage, rivetage, cl ippage ou encore adhésivagc. De préférence, et comme représenté sur la figure 1, l'élément d'interfaçage 12 est fixé par vissage à l'aide de vis auto-taraudeuses 15 sur la surface extérieure 13 de la doublure 11. [0052] Une peau extérieure d'aspect (non représentée) est destinée à être rapportée sur la surface extérieure 13 de la doublure 11, l'élément d'interfaçage 12 étant fixé sur la surface extérieure 13 de la doublure 11, et donc positionné entre la peau extérieure d'aspect et la doublure 11. [0053] De préférence, et comme représenté sur la figure 1, l'ouvrant comprend en outre un organe de liaison T qui est destiné à lier et conserver une liaison entre un ou plusieurs éléments composant l'ouvrant, comme par exemple la doublure 11, l'élément d'interfaçage 12, un renfort R de fixation d'un vérin d'assistance à l'ouverture ou d'une charnière et une serrure. L'organe de liaison T peut également lier un ou plusieurs éléments composant l'ouvrant à la caisse du véhicule situé par exemple dans une zone supérieure et inférieure du hayon, évitant ainsi la projection de morceaux de matière d'éléments composant le hayon en cas de choc. [0054] Dans l'exemple décrit, l'organe de liaison T est une tresse en matériau thermo- plastique. L'organe de liaison T peut également être en fibre de verre. On notera que l'organe de liaison T peut également être un câble, par exemple en acier. [0055] On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective d'une coupe de l'élément d'interfaçage 12. L'élément d'interfaçage 12 de la zone serrure 14 du hayon comprend un support 16 et une plaque de renfort 17 de la zone serrure 14 sur laquelle une serrure (non représentée) est destinée à être fixée. [0056] La plaque de renfort 17 de la zone serrure 14 est intégrée par surmoulage au support 16. Ainsi, le support 16 qui surmoule la plaque de renfort 17, assure, grâce notamment à la capacité du matériau du support 16 à se déformer, une cohésion des morceaux de la doublure 11 susceptibles d'être formés à la suite d'un choc, et empêche leur projection à l'intérieur ou à l'extérieur de l'habitacle du véhicule. Par ailleurs, le support 16 assure que la doublure 11 soit maintenue à la serrure, même en cas de rupture partielle de la doublure 11 lors d'un choc. [0057] La plaque de renfort 17 peut être réalisée par exemple en matériau métallique ou en matériau composite, par exemple en matériau composite renforcé par des fibres de verre ou de carbone. De préférence, la plaque de renfort 17 est réalisée en acier. [0058] Le support 16 est réalisé en matériau plastique, de préférence en matériau thermo- plastique qui est un matériau facile à mouler. Le support 16 présente une surface in- 7 térieure 16a faisant face à la surface extérieure 13 de la doublure 11, et une surface extérieure 16h, opposée à la surface intérieure 16a du support 16. Dans l'exemple décrit, le support 16 est réalisé en matériau thermoplastique ayant un module d'Young inférieur à celui du matériau plastique de la doublure 11 du hayon et un coefficient d'allongement à la rupture supérieur à celui du matériau plastique de la doublure 11 du hayon. Ainsi, l'élément d'interfaçage 12 constitue un intermédiaire plus deformable que la doublure 11 permettant que la doublure 11, soit encore maintenue à la serrure, par l'intermédiaire de l'élément d'interfaçage 12, y compris si la doublure 11 est rompue localement dans la zone serrure à la suite d'un choc. Le support 16 assure la cohésion des morceaux de la doublure 11 susceptibles d'être formé en cas de choc et le maintien de la doublure à la serrure. [0059] De préférence, le support 16 est réalisé en matériau thermoplastique ayant un module d'Young compris entre 500MPa et 3000MPa et un coefficient d'allongement à la rupture supérieur à 20%. De façon encore plus préférentielle, le support 16 est réalisé en matériau thermoplastique ayant un module d'Young compris entre 800MPa et 2000MPa et un coefficient d'allongement à la rupture supérieur entre 20% et 80% et encore plus de préférence supérieur à 80%. Ainsi, ces propriétés d'allongement et d'élasticité du support 16 sont particulièrement adaptées pour permettre de maintenir la doublure 11 à la serrure, par l'intermédiaire de l'élément d' interfaçage 12, y compris si la doublure 11 est déformée ou cassée à la suite d'un choc. [0060] Des matériaux tels que le polypropylène (PP), de préférence non renforcé, ou le poly- éthylène (PE), de préférence non renforcé sont particulièrement adaptés pour réaliser le support 16 afin de bénéficier de leur forte capacité d'allongement à la rupture et de leur faible densité. [0061] Dans l'exemple décrit, le support 16 présente des dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z supérieures aux dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z de la plaque de renfort 17 de la zone serrure 14. Ainsi, le support 16 et donc l'élément d'interfaçage 12 présente une zone intermédiaire d'interfaçage plus grande ce qui lui permet d'absorber, sans se casser, des élongations plus importantes en cas de choc. De préférence, le support 16 a une forme générale qui présente, autour de la plaque de renfort 17, des reliefs, et plus particulièrement des bossages 18 formant un creux 19 avec la doublure 11. Le creux 19 forme un espace libre délimité par la surface extérieure 13 de la doublure 11 et la surface interne 16a du support 16. Les bossages 18 confèrent au support 16 un effet de poutre, c'est-à-dire de renfort structurel, et permettent ainsi d'améliorer la tenue du hayon en partie basse comprenant la zone serrure 14, en cas de choc. Selon une variante (non représentée), la forme générale du support 16 suit sensiblement la forme générale de la doublure 11 du hayon dans la zone serrure et a des dimensions dans la direction d'axe Y et dans la 8 direction d'axe Z faiblement supérieures aux dimensions dans la direction d'axe Y et dans la direction d'axe Z de la plaque de renfort 17 de la zone serrure 14, de sorte à minimiser la masse additionnelle du support 16 sur le hayon. [0062] Par ailleurs, et comme représenté sur la figure 3, l'élément d'interfaçage 12 comprend des nervures 20 qui sont destinées à renforcer la résistance du support 16 de l'élément d' interfaçagc 12, et notamment renforcer les bossages 18 du support 16 en cas de choc. Ainsi les nervures, participent à éviter que le support 16 soit rompu en cas de choc. [0063] L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation et aux variantes présentées, et d'autres modes de réalisations ou variantes apparaîtront clairement à l'homme du métier. En particulier, l'élément d'interfaçage 12 n'est pas limité à une zone serrure niais peux concerner toute zone comprenant un élément qui présente un risque d'éjection en cas de choc, tels que par exemple une zone comprenant un vérin ou un renfort R de fixation d'un vérin d'assistance à l'ouverture ou encore d'une charnière. 9