WO2026012990A1 - Porte pour un coffre de vehicule automobile - Google Patents
Porte pour un coffre de vehicule automobileInfo
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- WO2026012990A1 WO2026012990A1 PCT/EP2025/069322 EP2025069322W WO2026012990A1 WO 2026012990 A1 WO2026012990 A1 WO 2026012990A1 EP 2025069322 W EP2025069322 W EP 2025069322W WO 2026012990 A1 WO2026012990 A1 WO 2026012990A1
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Abstract
L'invention concerne une porte pour un coffre de véhicule automobile, ladite porte comprenant un panneau de structure (12) de porte de coffre monobloc réalisé en une seule pièce par injection d'un matériau plastique, ledit panneau (12) de structure de porte comportant: - une partie inférieure (14) destinée à être recouverte d'un panneau extérieur) de la porte, - une partie intermédiaire (18) formant un encadrement (20) d'une lunette arrière, destinée à être recouverte par une lunette arrière de la porte, - une partie supérieure (24), destinée à être recouverte d'un panneau de peau d'un becquet aérodynamique de la porte, dans laquelle la partie supérieure (24) comporte une partie concave (34) et un pourtour (36) entourant ladite partie concave (34), des raidisseurs longitudinaux (38) parallèles de rigidification s'étendant à partir d'un fond (35) de ladite partie concave (34).
Description
DESCRIPTION
TITRE : PORTE POUR UN COFFRE DE VEHICULE
AUTOMOBILE.
Domaine technique de l'invention
L’invention concerne une porte pour un coffre de véhicule automobile.
Arrière-plan technique
La réalisation d’éléments de carrosserie de véhicule automobile fait de plus en plus appel à l’utilisation de matériaux plastiques. Ces matériaux présentent de nombreux avantages car ils permettent une grande variété de formes, sont aisés à mouler, sont résistants, et sont surtout légers, ce qui dans le contexte d’une recherche de gain de poids, afin d’optimiser les performances du véhicule, est un avantage certain.
Afin de bénéficier d’un élément de carrosserie présentant une extension conséquente, celui-ci est généralement réalisé sous la forme d’un panneau de structure de carrosserie recouvert d’un ou plusieurs panneaux dits « de peau » qui forment la partie extérieurement visible dudit élément de carrosserie.
Une méthode particulière pour bénéficier d’un élément de carrosserie léger et néanmoins rigide consiste à concevoir le panneau de structure sous la forme d’une partie d’extension principale à laquelle est adjointe lors du moulage un élément de renfort.
Le document FR-3.083.484-B1 de la demanderesse définit un tel élément de renfort constitué d’une nervure parcourue par une veine creuse s’étendant en saillie sur ladite partie d’extension
principale. Ladite partie d’extension principale et ledit élément de renfort sont réalisés conjointement par injection d’une matière plastique telle que du polypropylène, cette matière plastique étant chargée de fibres, notamment des fibres de verre.
Il existe cependant encore un réel besoin pour un panneau de structure de carrosserie de véhicule automobile comportant une partie supérieure rigidifiée et apte à recevoir directement un panneau de peau de becquet.
Résumé de l'invention
L’invention satisfait à ce besoin en proposant une porte pour un coffre de véhicule automobile, ladite porte comprenant un panneau de structure de porte de coffre monobloc réalisé en une seule pièce par injection d’un matériau plastique, ledit panneau de structure de porte comportant:
- une partie inférieure destinée à être recouverte d'un panneau extérieur de la porte,
- une partie intermédiaire formant un encadrement d’une lunette arrière, destinée à être recouverte par une lunette arrière de la porte,
- une partie supérieure, destinée à être recouverte d'un panneau de peau d’un becquet aérodynam ique de la porte, ou par une partie de la lunette arrière de la porte dans laquelle la partie supérieure comporte une partie concave et un pourtour entourant ladite partie concave, des raidisseurs, notamment longitudinaux et/ou parallèles, de rig id ification s’étendant à partir d’un fond de ladite partie concave.
La rigidification de la partie concave de la partie supérieure au moyen des raidisseurs permet de disposer d’une partie supérieure suffisamment rigide et de définition suffisamment précise pour recevoir directement le panneau de peau de becquet.
Selon différentes caractéristiques supplémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément et qui forment autant de modes de réalisation de l’invention:
- les raidisseurs traversent toute la partie concave d’un bord avant à un bord arrière du pourtour,
- les raidisseurs comportent des extrémités longitudinales jointives avec le pourtour,
- le panneau de peau de becquet est fixé au moins au pourtour.
- le panneau de peau de becquet est en outre fixé à tout ou partie des extrémités longitudinales des raidisseurs,
- les raidisseurs sont au moins localement d’une hauteur déterminée inférieure à une profondeur de la cavité pour déterminer dans la cavité un passage d’un faisceau électrique entre lesdits raidisseurs et la peau de becquet, la partie supérieure comporte à ses extrém ités transversales des points d’ancrage de charnières d’articulation de ladite porte,
- les raidisseurs sont répartis transversalement dans la cavité selon une densité plus élevée à proxim ité desdits points d’ancrage,
- la porte comporte une rallonge de support de becquet, rapportée au bord arrière du pourtour et s’étendant à l’aplomb dudit encadrement de lunette arrière de la porte,
- la rallonge de support de becquet s’étend transversalement suivant une partie d’une largeur du bord arrière du pourtour,
- le panneau de peau de becquet s’étend au moins jusqu’à une extrém ité libre de la rallonge de support de becquet.
- la rallonge de support de becquet comporte :
• une première portion, notamment rectiligne, qui s’étend vers l’arrière à partir du bord arrière du pourtour,
• au moins une pince s’étendant à partir de ladite première portion, pinçant le bord arrière du pourtour,
• au moins une deuxième portion, notamment rectiligne, qui s’étend sous le bord arrière du pourtour,
• au moins une patte de fixation qui s’étend sous la partie supérieure à partir de ladite deuxième portion et qui est fixée à la partie supérieure, notamment par vissage, agrafage, ou soudage,
- la partie supérieure et le panneau de peau de becquet comportent des nervures en regard aptes à être fondues puis assemblées pour assembler ledit panneau de peau de becquet à la partie supérieure,
- les nervures comportent au moins :
• une nervure périphérique courant sur l’intégralité du pourtour,
• des nervures formées à tout ou partie des extrémités longitudinales des raidisseurs longitudinaux,
- la rallonge de support de becquet et le panneau de peau de becquet comportent des nervures en regard aptes à être fondues puis assemblées pour assembler ledit panneau de peau de becquet à ladite rallonge,
- l’élément de renfort est creux,
- l’élément de renfort traverse les parties inférieure, intermédiaire et supérieure,
- l’élément de renfort est réalisé par injection d’un fluide postérieurement à l’injection du matériau plastique du panneau de structure de porte.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va
suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés parmi lesquels :
La figure 1 est une vue éclatée en perspective d’une porte arrière de véhicule automobile selon l’invention ;
La figure 2 est une vue en perspective avec arrachement de porte de la figure 1 et d’élément d’inserts métalliques de cette porte ;
La figure 3 est une vue fantôme en perspective du panneau de structure de la porte équipé de ses éléments d’insert métalliques ;
La Figure 4 est une vue de détail de dessus du panneau de structure de la porte équipé de ses éléments d’insert métalliques ;
La Figure 5 est une vue schématique en coupe de la partie intermédiaire du panneau de structure de la porte de la figure 4 ;
La Figure 6 est une vue de détail en perspective d’un insert métallique selon l’invention ;
La Figure 7 est une vue de détail en perspective du panneau de structure de la porte équipé d’un élément d’insert métallique ;
La Figure 8 est une vue de détail en coupe transversale du panneau de structure de la porte équipé d’un élément d’insert métallique ;
La figure 9 est une vue en perspective du panneau de structure de la porte équipé de ses éléments d’insert métalliques ;
La figure 10 est une vue en perspective du panneau de structure de la porte équipé d’une rallonge de support de becquet ;
La figure 1 1 est une vue en perspective de la rallonge de support de becquet de la figure 10 ;
La figure 12 est une vue fantôme en perspective du panneau de structure de la porte équipé de sa rallonge de support de becquet ;
La figure 13 est une vue de côté en perspective du panneau de structure de la porte équipé de sa rallonge de support de becquet ;
La figure 14 est une vue de côté en coupe longitudinale du panneau de structure de la porte équipé de sa rallonge de support de becquet ;
La figure 15 est une première vue de détail de la figure 14 ;
La figure 16 est une deuxième vue de détail de la figure 14 ;
La figure 17 est une troisième vue de détail de la figure 14 ;
La figure 18 est une quatrième vue de détail de la figure 14 ;
La figure 19 est une vue en perspective représentant des nervures de solidarisation du panneau de structure et de la rallonge de support de becquet avec le panneau de becquet en cours d’arrachement par pelage ;
La figure 20 est une vue en perspective d’un dispositif de chauffage de nervures, de solidarisation du panneau de structure et du panneau de peau de la porte ;
La figure 21 est une vue en perspective d’une face du dispositif de chauffage de nervures de solidarisation de la figure 20 ;
La figure 22 est une vue de détail de dessus du panneau de structure et de l’emplacement de ses nervures de solidarisation ;
La figure 23 est une vue en coupe d’une nervure de solidarisation ;
La figure 24 est une vue schématique en coupe d’un premier mode de réalisation de l’assemblage du panneau de structure au panneau de peau de la porte ;
La figure 25 est une vue schématique en coupe d’un deuxième mode de réalisation de l’assemblage du panneau de structure au panneau de peau de la porte ;
La figure 26 est une vue schématique en coupe illustrant la réalisation du deuxième mode de réalisation de l’assemblage de la figure 25 ;
La figure 27 est une vue schématique en coupe d’un troisième mode de réalisation de l’assemblage du panneau de structure au panneau de peau de la porte ;
La figure 28 est une vue schématique en coupe illustrant la réalisation du troisième mode de réalisation de l’assemblage de la figure 27 ;
La figure 29 est un diagramme-bloc illustrant les étapes d'un procédé de fabrication d’un élément de carrosserie de véhicule automobile selon l’invention ; et
La figure 30 est un diagramme-bloc illustrant les étapes d’un procédé de fabrication d’un panneau de structure selon l’invention.
Description détaillée de l'invention
On a représenté sur les figures 1 et 2 un élément 10 de carrosserie de véhicule automobile, notamment dans le cas présent une porte 10 pour un coffre de véhicule automobile. La porte 10 s’étend longitudinalement suivant une direction X, transversalement suivant une direction Y et verticalement suivant une direction Z. L'élément de carrosserie 10 présente préférentiellement une longueur et une largeur très supérieures à son épaisseur, notamment au moins d’un facteur dix.
L'élément ou porte 10 comporte, un panneau de structure, ici un panneau de structure de porte 12 de coffre. Ce panneau 12 de structure de porte comprend, par exemple :
- une partie inférieure 14 destinée à être recouverte d'un panneau extérieur 16 de la porte,
- une partie intermédiaire 18 formant un encadrement 20 d’une lunette arrière, destinée à être recouverte par une lunette arrière (non représenté) de la porte, cette partie intermédiaire définissant deux bras 22 de part et d’autre de l’encadrement 20, et/ou
- une partie supérieure 24, destinée à être recouverte d'un panneau 26 de peau d’un becquet aérodynamique de la porte 10. Il convient de noter que la partie supérieure 24 pourrait, en variante, être recouverte d’une partie de la lunette arrière.
Plus particulièrement, la partie supérieure 24 forme un caisson supportant le panneau 26 de peau, qui y est fixé. La partie supérieure 24 comporte notamment une partie concave 34 et un pourtour 36 entourant ladite partie concave, comme on peut m ieux le voir sur les figures 3, 4, 9, 10, 12 et 22.
Le panneau 26 de peau est préférentiellement formé par injection de matière plastique.
Selon un aspect de l’invention, comme illustré à la figure 3, le panneau de structure 12 comprend une partie d’extension principale, ici divisée en trois zones 15, 17, 23 correspondant respectivement chacune desdites partie inférieure 14, partie intermédiaire 18 et partie supérieure 24. Le panneau 12 comprend en outre un élément de renfort 28 défini par une nervure 30 s’étendant en saillie sur ladite partie d’extension principale.
L’élément de renfort 28 s’étend au moins dans la partie intermédiaire 18 et dans la partie supérieure 24. De préférence, cet élément de renfort 28 s'étend depuis la partie inférieure 14 jusqu'à la partie supérieure 24 en passant par la partie intermédiaire 18. De la sorte, l’élément de renfort 28 s’étend sur chacune des zones 15, 17, 23 de la partie d’extension principale. Dans la partie intermédiaire 18, l’élément 24 comporte au moins une partie 29 d'axe A, bordant latéralement l’encadrement 20 de lunette arrière, comme on le voit plus particulièrement à la figure 3.
La partie d’extension principale 15, 17, 23 et la nervure 30 sont monoblocs et/ou réalisé conjointement en une seule pièce par injection d’un matériau plastique tel que du polypropylène. Cette matière plastique est chargée de fibres, notamment des fibres de verre.
Comme l’illustrent de manière schématique la figure 5 et les figures 7 et 8, l’élément de renfort 28 est creux et est réalisé par injection d’un fluide postérieurement à l’injection du matériau plastique de la partie d’extension principale du panneau 12 de structure de la porte 10 de sorte à définir une veine 32 à l’intérieur de la nervure 30. Par veine, on entend une forme dont une section droite présente un contour fermé. A la figure 5, on peut voir les fibres de charge 25.
Un problème peut survenir lors du moulage du panneau de structure 12. En effet, la veine creuse, qui s’étend dans la totalité de l’élément de renfort 28 est réalisée, lors du moulage du panneau de structure 12, par un procédé consistant à remplir un moule correspondant aux formes du panneau de structure et de l’élément de renfort plein, puis à injecter le matériau plastique, puis, avant la solidification totale de ce matériau plastique, à creuser l’élément de renfort 28 en injectant dans celui-ci un fluide sous pression. L’élément de renfort étant massif, sa périphérie est déjà solidifiée alors que son cœur est encore pâteux. Il peut ainsi être creusé en injectant un fluide dans son cœur pâteux, ce qui permet de chasser la matière plastique non encore solidifiée. Le résultat de cette opération est un élément de renfort 28 creux et rigide à la fois.
Or on a constaté que la dimension de la veine et notamment sa section est sensiblement plus importante que les zones environnantes et concentre plus de fibres orientées créant ainsi un phénomène de rétreint plus important qui génère des déformations qui prennent le dessus sur les déformations couramment observées.
Ceci a pour conséquence, en l’absence de dispositions particulières faisant l’objet de l’invention, lors du refroidissement de l’élément de renfort 28, de favoriser les phénomènes de rétreint dans l’élément de renfort 28 selon une direction T, transversale par rapport à la direction de l’élément de renfort. Un tel phénomène est de plus renforcé dans les zones telles que la zone intermédiaire 18
dans lesquelles la géométrie du panneau provoque en elle-même une orientation des fibres 25 selon une direction parallèle à celle de ladite nervure 30, c’est-à-dire suivant l’axe A de la partie intermédiaire 18. En se refroidissant, l’élément de renfort 28 se déforme et ne correspond plus aux cotes souhaitées.
Cette déformation est susceptible de propager à toute partie avoisinante du panneau 12 de structure, et risque notamment de déformer de manière non prédictible la partie intermédiaire 18 et une paroi de fond 35 de la partie concave 34 de la partie supérieure 24.
L’invention remédie à ces inconvénients en renforçant ces zones, notamment la partie intermédiaire 18 et la partie supérieure 24 pour s’opposer à ce phénomène de rétreint, comme cela sera développé plus loin.
En ce qui concerne la partie supérieure 28, de façon alternative ou cumulative, des raidisseurs longitudinaux parallèles de rig id if ication 38 s’étendent à partir de la paroi de fond 35 de la partie concave 34. Ces raidisseurs 38 ont été représentés plus particulièrement aux figures 4, 9, 10 et 12 à 18 et 22. Ils sont avantageusement issus de matière et moulés avec le panneau de structure 12.
Comme l’illustrent plus particulièrement ces figures, les raidisseurs sont orientés sensiblement suivant la direction X de la porte 10, et traversent toute la partie concave 34 d’un bord avant 36a à un bord arrière 36b du pourtour 36. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 12, les raidisseurs longitudinaux 38 comportent des extrém ités longitudinales 38a, 38b respectivement jointives avec les bords avant 36a et arrière 36b du pourtour 36.
Comme on peut le voir sur les figures 2 et 14, le panneau de peau de becquet 26 est fixé au moins au pourtour 36. De préférence, le panneau de peau de becquet 26 est en outre fixé à tout ou partie des extrém ités longitudinales 38a, 38b des raidisseurs longitudinaux. Le détail de la réalisation pratique de
cette fixation sera décrit ultérieurement dans la suite de la présente description.
Avantageusement, les raidisseurs 38 sont au moins localement d’une hauteur déterm inée h qui est inférieure à une profondeur H de la cavité 34. De la sorte, comme l’illustre la figure 13, les raidisseurs 38 déterminent dans la cavité 34 un passage P, représenté en pointillés sur la figure 13, permettant, par exemple, le passage d’un faisceau électrique (non représenté) entre les raidisseurs 38 et le panneau de peau de becquet 26. Préférentiellement, les raidisseurs 38 présentent ladite hauteur h, limitée, sur une partie de leur longueur et affleure de ladite cavité sur une autre partie, au moins pour certains desdits raidisseurs.
Avantageusement, comme l’illustrent les figures 9 et 10, des cloisons transversales 40 peuvent traverser la cavité 34 pour relier les raidisseurs 38 de manière à rigidifier encore le panneau de structure 12. Ces cloisons 40 sont elles aussi avantageusement issues de matière et moulées avec le panneau 12, et sont notamment visibles aux figures 10, 12 et 13.
Comme on peut le voir sur les figures 2, 3 et 9, la partie supérieure 24 comporte à ses extrémités transversales 44 des points d’ancrage 42 de charnières d’articulation de la porte 10. De préférence, les raidisseurs 38 sont répartis transversalement dans la cavité selon une densité plus élevée à proxim ité de ces points d’ancrage, comme on peut le voir aux figures 4, 9 et 22. Comme on le voit sur ces figures, les raidisseurs 38 sont moins espacés à proxim ité des points d’ancrage 42. Cette configuration permet de supporter de manière optimale les contraintes induites dans le matériau de la porte 10 par les points d’ancrage 42 des charnières.
Une configuration particulièrement avantageuse de la porte 10 est qu’elle est à même de recevoir indifféremment des panneaux de peau de becquet 26 de différentes longueurs, et notamment des panneaux de peau de becquet 26 de grandes longueurs. À cet effet, la porte 12 peut comporter une rallonge 46 de support de becquet,
qui est rapportée au bord arrière 36b du pourtour 36, et qui s’étend à l’aplomb de l’encadrement 20 de lunette arrière de la porte 12, comme représenté aux figures 9 à 14, 19 et 22.
Comme on le voit sur les figures 10 et 1 1 , 12 et 19, la rallonge 46 de support de becquet comporte de préférence elle aussi des nervures 48 longitudinales, voire des cloisons 50 entre ces nervures, qui permettent d’augmenter la rigidité de la rallonge 46 de support de becquet.
La rallonge 46 de support de becquet n’occupe pas nécessairement toute la largeur de la partie supérieure 18. Pour procurer un support suffisant au panneau de peau de becquet 26, il suffit que la rallonge 46 de support de becquet s’étende transversalement suivant une partie d’une largeur du bord arrière 36b du pourtour 36, comme on le voit en particulier sur les figures 9 et 12. Comme on le voit en particulier sur la figure 14, le panneau de peau de becquet 26 s’étend au moins jusqu’à une extrémité libre 52 de la rallonge 46 de support de becquet.
La rallonge 46 de support de becquet est fixée à la partie supérieure 24. À cet effet, comme l’illustrent les figures 1 1 à 13, la rallonge de support de becquet comporte, de son extrém ité 52 vers la partie supérieure 18 :
- une première portion 54, notamment rectiligne, qui s’étend vers l’arrière à partir du bord arrière 36b du pourtour 36, dans le prolongement de celui-ci
- au moins une pince 56 s’étendant à partir de ladite première portion 54, pinçant le bord arrière 36b du pourtour 36,
- au moins une deuxième portion 58, notamment rectiligne, qui s’étend sous le bord arrière 36b du pourtour 36 à partir de la première portion 54,
- au moins une patte de fixation 60 qui s’étend sous la partie supérieure 24 à partir de ladite deuxième portion 58 et qui est fixée à la partie supérieure 24 notamment par vissage, agrafage, ou soudage.
Les deux pattes de fixation 60 représentées ici permettent également de former une butée de la rallonge 46 de support de becquet contre le panneau de structure 12 suivant la direction X.
La rallonge 46 de support de becquet peut donc ainsi être montée de manière simple et fiable à l’extrémité 36b du pourtour 36, en fonction de la peau de becquet choisie. Comme on le voit sur la figure 1 1 , le becquet sera fermé sous la rallonge de peau de becquet par un enjoliveur 62, rapporté à la rallonge 46 de support de becquet.
Classiquement, l’assemblage du panneau de peau de becquet 26 au panneau de structure 12 est réalisé au moyen de colle ou au moyen d’un becquet multi-composants vissé.
On utilise à cet effet au moins un premier cordon de colle dite « structurante » par exemple une colle polyuréthane bi- composants (PU2K) qui est une colle à prise lente offrant d’excellentes capacités de liaison de ces pièces. Ce premier cordon de colle est par exemple localisé sur pourtour 36 du panneau de structure.
Comme l’assemblage du panneau de peau de becquet 26 au panneau de structure 12 nécessite une étanchéité lorsque ce panneau de peau de becquet est collé, cet assemblage est classiquement complété par un deuxième cordon de colle apte à assurer l’étanchéité.
Toutefois, les colles polyuréthanes contiennent des composés cancérigènes, mutagènes ou toxiques, dénommés agents CMR. Selon un troisième aspect de l’invention, qui pourra être utilisé seul ou en combinaison avec l’un et/ou l’autre de ses précédents aspects, l’invention vise à développer des pistes alternatives pour supprimer, substituer, lim iter ou faire évoluer les colles comprenant de tels composés.
À cet effet, comme représenté schématiquement aux figures 24, 25, et 27, le panneau de structure 12 et le panneau de peau 26 de becquet sont solidarisés l’un par rapport à l’autre par
l’intermédiaire d’au moins un cordon 64 de ladite matière plastique. Comme l’illustre de manière schématique les figures 26 et 28, ce cordon est formé d’au moins une paire de nervures 66, 68, notamment disposées en regard l’une de l’autre, qui sont respectivement venues de matière avec ledit panneau de structure 12 et le panneau de peau 26, et qui sont soudées l’une à l’autre. Autrement dit, le cordon 34 est formé de parties soudées l’une à l’autre desdites nervures 66, 68.
Il sera compris qu’un tel assemblage trouve à s’appliquer à la fabrication de tout élément de structure comportant un panneau de structure 12 et un panneau de peau 26 au sens général, et non limitativement à la porte 10.
Pour ce faire, comme l’illustre la figure 29, l’élément de carrosserie, ici la porte 10, peut être réalisé selon un procédé comportant au moins une étape i) de formation du panneau 12 de structure et dudit panneau de peau de becquet 26 par injection de matière plastique, et une étape ii) d’assemblage dudit panneau de structure 12 et dudit panneau de peau de becquet 26.
Au cours de l’étape d’assemblage ii) on forme lors de l’injection plastique au moins la nervure en saillie 66 du panneau de structure 12, et la nervure en saillie 68 du panneau de peau de becquet 26. Ces nervures 66 et 68 sont respectivement venues de matière avec le panneau de structure 12 et le panneau de peau de becquet 26.
Les nervures 66, 68 sont aptes à être agencées en regard l’une de l’autre, comme l’illustrent schématiquement les figures 26 et 28.
Dans le cadre de l’invention, comme l’illustrent les figures 26, 28 et 29, l’étape d’assemblage ii) comporte au moins une phase P1 de solidarisation dudit panneau de peau de becquet 26 par rapport au panneau de structure 12 comportant une sous-phase ii.a) au cours de laquelle on agence les nervures 66, 68 en regard l’une de l’autre, une sous phase ii.b) au cours de laquelle on fait
fondre la matière plastique de bords libres 70, 72 desdites nervures 66, 68, puis une sous-phase ii.c) (non représentée) au cours de laquelle on met en contact lesdits bords 70, 72 desdites nervures 66, 68 et enfin une sous-phase ii.d) (non représentée) et au cours de laquelle on presse le panneau de structure 12 et le panneau de peau de becquet 26 l’un contre l’autre de sorte à former le cordon 34 de matière plastique fondue.
Plus particulièrement, au cours de la sous-phase ii.a) on dispose respectivement le panneau de structure 12 et le panneau de peau de becquet 26 dans des supports respectifs 74, 76 l’un en regard de l’autre.
La figure 20 représente un dispositif 78 de solidarisation permettant la solidarisation du panneau de structure 12 de la porte de coffre susmentionnée au panneau de peau de becquet 26. Il comporte le support 76, ou support inférieur, sur lequel repose le panneau de structure 12, et le support supérieur 78, destiné à porter le panneau de peau de becquet (non représenté sur la figure 20). Le dispositif 78 comporte en outre un dispositif de chauffage 82 à deux faces 84, 86, dont chacune est équipée d’un moyen de chauffage 88 apte à faire fondre les bords libres 70, 72 des nervures 66, 68. Comme l’illustre la figure 21 , le moyen de chauffage 88 peut être des fils infrarouges 90, mais il pourrait également s'agir de lampes infrarouges, ou d’un moyen de soudure à ultrasons, aptes à fondre les bords libres 70, 72 des nervures 66, 68 au cours de la sous-phase ii. b).
Pour garantir une soudabilité optimale des nervures 66, 68, comme l’illustre la figure 23, un pied 91 de chaque nervure 66, 68, à sa jonction avec le panneau de structure 12 ou le panneau de peau 26, est d’une largeur I qui est comprise entre un tiers et un quart d’une épaisseur E dudit panneau de structure 12 ou dudit panneau de peau 26.
La ou lesdites nervures 66, 68 présentent éventuellement une orientation inclinée, non-perpendiculaire, par rapport au
panneau de structure 12 ou par rapport au panneau de peau de becquet 26 dont elles sont issues. Avantageusement, les nervures liées l’une à l’autre par soudure présentent la même inclinaison et sont sensiblement dans le même plan.
Par ailleurs, afin d’obtenir un cordon de soudure 64 d’épaisseur m inimale, il n’est pas nécessaire que les nervures 66, 68 soient de même épaisseur, à partir des panneaux dont elles sont issues. Dans ce cadre, chaque nervure 68 venue de matière avec le panneau de peau 12 a de préférence une épaisseur inférieure à la nervure 66 en regard correspondante du panneau de structure 12. Avantageusement, en conséquence, parm i l’une des deux nervures 66, 68 soudées à l’autre, l’une pénètre dans l’autre.
Une autre caractéristique de l’élément 10 de carrosserie de véhicule automobile selon ce troisième aspect de l’invention, et notamment de la porte 10, est que le panneau de structure 12 et le panneau de peau de becquet 26 sont d’une part fixés l’un à l’autre par un moyen d’assemblage structurel et que d’autre part, un moyen d’étanchéité est interposé entre le panneau de structure 12 et le panneau de peau de becquet 26.
Ainsi, l’étape d’assemblage ii) comporte en outre une phase P2 d’assemblage structurel du panneau de peau de becquet 26 au panneau de structure et une phase P3 de réalisation d’un joint d’étanchéité entre le panneau de peau de becquet 26 et le panneau de structure 12.
Comme on l’a vu ci-dessus, conventionnellement, au cours de l’étape d’assemblage ii) la fixation du panneau de structure 12 au panneau de peau de becquet 26 est assurée par un premier cordon de colle dite « structurante » par exemple une colle polyuréthane bi-composants (PU2K), tandis que l’étanchéité entre ces panneaux 12, 26 est assurée par un deuxième cordon de colle thermofusible, polypropylène (PP), non structurante.
Le cordon de soudure 66 réalisé au cours de la phase de solidarisation intervenant au cours de l’étape ii) peut
avantageusement assurer l’une, l’autre, ou l’ensemble de ces fonctions conformément au troisième aspect de l’invention.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation de l’assemblage, des prem ières desdites nervures soudées 66a, 68a constituent le moyen d’assemblage structurel, et des deuxièmes desdites nervures soudées 66b, 68b constituent le moyen d’étanchéité.
De ce cas, chaque phase P2 d’assemblage structurel du panneau de peau 26 au panneau de structure 12 et chaque phase P3 de réalisation d’un joint d’étanchéité correspondent à la phase P1 , évoquée plus haut, de solidarisation dudit panneau de peau de becquet 26 par rapport au panneau de structure 12.
Les sous-phases ii.a), ii. b), ii.c) et ii.d) sont donc appliquées à au moins deux paires 66a, 68a et 66b, 68b de nervures en regard, au moins deux des nervures en regard 66a, 68a assemblées formant un assemblage structurel, et au moins deux autres des nervures en regard 66b, 68b assemblées formant un joint d’étanchéité.
Cette configuration a été représentée aux figures 19 et 22. Sur la figure 19, on aperçoit les emplacements des nervures 66a d’assemblage structurel du panneau de structure 12 et les nervures 66b d’étanchéité du panneau de structure 12, avec en vis-à-vis, les emplacements des nervures 68a d’assemblage structurel du panneau de peau 26 et les nervures 68b d’étanchéité du panneau de peau de becquet 26 qui ont été arrachées par pelage afin de visualiser leurs emplacements. On notera que les nervures 66a d’assemblage structurel du panneau de structure 12 sont essentiellement formées d’une partie supérieure de tout ou partie des raidisseurs 38 et de la cloison 40. Elles sont ici placées sur certains des raidisseurs 38 et sur des parties de la cloison 40 selon une forme en U, et/ou aussi sur la rallonge de support de becquet 46. Les nervures 66b d’étanchéité du panneau de structure 12, quant à elles, courent sur l’intégralité du pourtour 36.
Sur la figure 22, on aperçoit seulement les emplacements des nervures 66a d’assemblage structurel du panneau de structure 12 et les nervures 66b d’étanchéité du panneau de structure 12.
Les figures 15 à 18 illustrent plus particulièrement les emplacements des nervures 68a d’assemblage structurel du panneau de peau 26 sur les raidisseurs 38.
Comme on peut le voir sur la figure 15, le bord avant 36a du pourtour 36 comporte une nervure d’étanchéité 66b et l’extrémité avant 38a du raidisseur 38 comporte une nervure 66a d’assemblage structurel. Sur la figure 16, on voit la nervure 66b d’étanchéité du bord arrière 36b du pourtour 36, au-dessus de la rallonge de support de becquet 46. Sur la figure 17, on voit la nervure 66a d’assemblage structurel de l’extrémité arrière 38b du raidisseur 38. Enfin, sur la figure 18, on voit la nervure 66a d’assemblage structurel de la rallonge de support de becquet 46.
Selon des deuxième et troisième modes de réalisation de l’assemblage, comme l’illustrent les figures 25 à 28, le cordon de soudure 66 réalisé au cours de la phase de solidarisation intervenant au cours de l’étape ii) peut n’assurer que la fixation structurelle ou bien l’étanchéité.
Ainsi, dans le cas de l’assemblage de la figure 25, dans le deuxième mode de réalisation de l’assemblage, les nervures soudées formant le cordon 34 constituent le moyen d’étanchéité et un cordon de colle polyuréthane bi-composants 92 (PU2K) est appliqué entre le panneau de structure 12 et le panneau de peau 26 pour constituer le moyen d’assemblage structurel.
De ce cas, seule la phase P3 de réalisation d’un joint d’étanchéité correspond à la phase P1 .
La phase de réalisation du joint d’étanchéité P3 est donc réalisée par la phase de solidarisation P1 appliquée à une paire de nervures 66b, 68b en regard, et la phase d’assemblage structurel P1 est réalisée par application du cordon de colle 92 polyuréthane bi-composants (PU2K) sur l’un des panneaux de structure 12 ou
panneau de peau 26 préalablement à la sous-étape ii.b), en l’occurrence ici le panneau de structure 12, comme représenté à la figure 26.
De préférence, la sous-phase ii.a), au cours de laquelle on agence les nervures 66b, 68b en regard l’une de l’autre intervient avant la sous-phase ii. b) au cours de laquelle on fait fondre la matière plastique de bords libres 70, 72 desdites nervures 66b, 68b. Au cours de la sous-phase ii.b) on introduit le dispositif de chauffage 82 à deux faces 84, 86 entre le panneau de peau 12 et le panneau de structure 26, avec un masque 94 thermiquement isolant interposé entre le dispositif de chauffage 82 et le cordon de colle 92 polyuréthane bi-composants (PII2K) appliqué sur le panneau de structure 12. L’intérêt de ce masque 94 est d’éviter que le moyen de chauffage ne provoque le durcissement du cordon de colle 92 avant que les nervures 66b, 68b ne soient fondues et assemblées.
Ainsi, dans le cas de l’assemblage de la figure 27, dans le troisième mode de réalisation de l’assemblage, les nervures soudées 66a, 68a formant le cordon 34 constituent le moyen d’assemblage structurel et un cordon de colle 94 polypropylène (PP), non structurante, thermofusible sans agents CMR, est appliqué entre le panneau de structure 12 et le panneau de peau 26 pour constituer le moyen d’étanchéité.
Dans ce cas, la phase d’assemblage structurel P2 est réalisée par la phase de solidarisation P1 appliquée à une paire de nervures en regard 68a, 68b, et la phase P3 de réalisation du joint d’étanchéité est réalisée par application du cordon de colle 94 thermofusible, polypropylène (PP), non structurante, sans agents CMR, sur l’un des panneaux de structure 12 ou panneau de peau 26 préalablement à la sous-phase ii. b), en l’occurrence ici le panneau de peau 12.
De la même manière que précédemment, de préférence la sous-phase ii.a), au cours de laquelle on agence les nervures 66a, 68a en regard l’une de l’autre, intervient avant la sous-phase ii.b).
Au cours de la sous-phase ii.b) on fait fondre la matière plastique de bords libres 70, 72 desdites nervures 66a, 68a. On introduit le dispositif de chauffage 82 à deux faces 84, 86 entre le panneau de peau 12 et le panneau de structure 26, avec ou sans masque thermiquement isolant, car le temps de prise du cordon de colle 94 thermofusible, polypropylène (PP), non structurante est beaucoup plus long et le cordon de colle ne risque pas d’être affecté par le dispositif de chauffage 82.
Comme on l’a vu précédemment, l’invention, en particulier selon son premier aspect, vise à remédier aux inconvénients du phénomène de rétreint provoqué par l’orientation des fibres lors de la réalisation de l’élément de renfort creux 28, défini par la nervure 30 parcourue par la veine creuse 32, s’étendant, dans le mode de réalisation illustré, sur les zones 15, 17 et 23 de la partie d’extension principale au niveau des parties inférieure 14, intermédiaire 18 et supérieure 24 de la porte 10.
L’élément de renfort 28 et la partie d’extension principale étant, comme déjà dit, réalisés conjointement par injection de la matière plastique chargée de fibres, l’invention propose de remédier au phénomène de rétreint transversal causé par l’orientation des fibres 25 lors du creusement de l’élément de renfort 28 en le renforçant, notamment pendant la solidification du matériau plastique. À cet effet, comme l’illustrent les figures 1 à 5 et 7 à 9, le panneau de structure 12 comporte un élément d’insert métallique 98 qui est surmoulé par la matière plastique au moins le long d’une partie de ladite nervure 30.
Par « surmoulé », on entend que la matière plastique est présente autour de l’élément d’insert, suite à un moulage, sans pour autant nécessairement recouvrir toute la surface de l’élément d’insert métallique 98. De la sorte, en observant ledit panneau, il
est possible d’apercevoir localement l’élément d’insert métallique 98 au niveau de zones où il n’est pas recouvert de matière plastique, tout en restant dans le cadre du premier aspect de l’invention.
Plus particulièrement, l’élément d’insert métallique 98 présente au moins une première partie 100 qui est surmoulée entre la partie d’extension principale, notamment au niveau de la zone 17 de la partie intermédiaire 18, et l’élément de renfort 28.
Comme l’illustrent plus particulièrement les figures 7 et 8, la première partie 100 s’étend en regard d’un côté de la nervure 30. La première partie 100 est ainsi à même de s’opposer au phénomène de rétreint pendant la solidification du matériau plastique.
De préférence, la nervure 30 est de section rectangulaire ou carrée. La prem ière partie 100 s’étend le long d’un des côtés de la section rectangulaire ou carrée, comme cela a été représenté schématiquement à la figure 7. Ainsi la prem ière partie de l’élément d’insert métallique comporte au moins une paroi sensiblement plane 102, s’étendant en regard d’un côté de ladite nervure 30.
Par ailleurs, comme on peut le voir à la figure 6, la première partie 100 l’élément d’insert métallique 98 comporte au moins un perçage 104 traversé par la matière plastique issue de l’élément de renfort 28.
En outre, la première partie 100 de l’élément d’insert métallique 98 est recouverte en tout ou partie de matière plastique issue de la partie d’extension principale 17, notamment par un réseau de nervures 106 en matière plastique entrecroisées. Le matériau de ces nervures 106 communique par exemple avec le matériau de la nervure 30 à travers les perçages 104. En d’autres termes, les perçages 104 permettent le passage du matériau plastique pour faciliter le remplissage des nervures 106. Il sera donc compris qu’un moule d’injection du panneau 12 comportera des gorges aptes à former les nervures 106. Les nervures 106
peuvent prendre toute forme utile, et sont par exemple entrecroisées.
Autrement dit, le réseau de nervures 106 est situé au niveau d’une première des faces de l’élément d’insert métallique 98 et, au niveau de la face opposée, en continuité de matière à travers les perçages 104, le reste de ladite partie d’extension principale du panneau 12 s’étend de façon continue. Encore autrement dit, du côté du réseau de nervures 106, l’élément d’insert métallique 98 est visible entre les nervures du réseau de nervures 106 alors que du côté opposé, il est noyé dans le matériau plastique du panneau 12.
Dans le cadre de la porte 10 selon l’invention, la première partie 100 de l’élément d’insert métallique 98 est localisée sensiblement sur la partie intermédiaire 18 d’axe A.
Comme on peut le voir sur les figures 6 à 8, l’élément d’insert métallique 98 comporte aussi une deuxième partie 108, adjacente à la prem ière partie 100, qui s’étend dans la partie intermédiaire 18 du panneau de structure 12 à l’opposé de l’encadrement de lunette arrière 20, notamment à partir de l’un de ses flancs latéraux, localement raccourci. Cette deuxième partie 108 est conformée en une aile s’étendant parallèlement à l’axe A. Une extrém ité 107 de cette deuxième partie 108 comporte un perçage 1 10, apte à recevoir un élément de fixation 1 12 d’une rotule 1 14 de vérin de la porte, comme représenté à la figure 8.
Comme l’illustrent les figures 2 à 4, l’élément d’insert métallique 98 comporte en outre une troisième partie 1 16, adjacente à la prem ière partie 100, qui s’étend dans la partie supérieure 24 du panneau de structure 12 et, qui s’étend transversalement par rapport à l’axe A. L'élément d’insert métallique 98 définit localement à ce niveau une patte en L comportant au moins un perçage 1 18 apte à être traversé par une vis (non représentée) de fixation d’une charnière de la porte, visible à la figure 2.
Comme on peut le voir sur les figures 6 à 9, l’élément d’insert métallique 98 surmoulé comporte en outre une quatrième partie 120, adjacente à la prem ière partie 100, qui s’étend dans la partie intermédiaire 18 de l’élément de structure 12 vers l’encadrement 20 de lunette arrière et qui présente une forme d’aile verticale.
De la sorte, les première, deuxième et quatrième parties 100, 108 et 120 de l’élément d’insert métallique 98 définissent une gouttière de section sensiblement en forme de U.
Autrement dit, de part et d’autre de ladite nervure 30, ledit élément d’insert 98 s’étend par des flancs latéraux de sorte à présenter un profil sensiblement en U, une paroi de fond du profil formant la partie de l’élément d’insert se trouvant en vis-à-vis de la nervure 30.
Ici, le réseau de nervures 106 se prolonge au niveau de la ou desdits flancs latéraux, au niveau de ladite première face de l’élément d’insert 98. Le reste de ladite partie d’extension principale s’étend, par exemple, sur l’ensemble de la face opposée de l’élément d’insert métallique 98.
Comme l’illustre la figure 30, le panneau de structure 12 peut être fabriqué selon un procédé utilisant un moule d’injection plastique constitué de deux coques (non représentées) délimitant entre elles une forme globale du panneau 12 de structure. Les coques délimitent en outre entre elles une cavité constituant une contre-forme de l’élément de renfort 24 dudit panneau de structure et deux extrém ités de ladite cavité débouchent à l’extérieur dudit moule.
Ce procédé comporte en prem ier lieu une étape I) au cours de laquelle on désassemble les coques du moule d’injection plastique afin de rendre la cavité accessible.
Puis au cours d’une étape I I) on dispose l’élément d’insert
98 dans le moule, entre les deux coques. Il est à noter que de
préférence, le moule comporte avantageusement des moyens de positionnement de l’élément d’insert 98 par rapport à la cavité, de manière à définir une position univoque de l’élément d’insert 98.
Puis, au cours d’une étape I II), on injecte une matière plastique dans le moule, ce qui permet de surmouler l’élément 28.
Enfin, au cours d’une étape IV), avant polymérisation complète de la matière plastique, on injecte un fluide à une des extrém ités de la cavité pour creuser l’élément de renfort 24 en formant la veine creuse 32 dans la nervure 30. Grâce à l’élément d’insert 98, le phénomène d’orientation des fibres risquant d’intervenir lors de la réalisation de la veine est lim ité.
L’invention trouve notamment à s’appliquer à une porte 10 de véhicule offrant ainsi des caractéristiques élevées de rigidité et un poids réduit.
Claims
1 . Porte (10) pour un coffre de véhicule automobile, ladite porte (10) comprenant un panneau de structure (12) de porte de coffre monobloc réalisé en une seule pièce par injection d’un matériau plastique, ledit panneau (12) de structure de porte comportant:
- une partie inférieure (16) destinée à être recouverte d'un panneau extérieur (16) de la porte,
- une partie intermédiaire (18) formant un encadrement (20) d’une lunette arrière, destinée à être recouverte par une lunette arrière de la porte,
- une partie supérieure (24), destinée à être recouverte d'un panneau de peau (26) d’un becquet aérodynam ique ou par la lunette arrière de la porte, dans laquelle la partie supérieure (24) comporte une partie concave (34) et un pourtour (36) entourant ladite partie concave (34), des raidisseurs (38) de rigidification s’étendant à partir d’un fond (35) de ladite partie concave (34).
2. Porte (10) selon la revendication précédente, dans laquelle les raidisseurs (38) traversent toute la partie concave (34) d’un bord avant (36a) à un bord arrière (36b) du pourtour (36).
3. Porte (10) selon la revendication précédente, dans laquelle les raidisseurs (38) comportent des extrémités longitudinales (38a, 38b) jointives avec le pourtour (36).
4. Porte (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le panneau de peau de becquet (26) est fixé au moins au pourtour (36).
5. Porte (10) selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, dans laquelle le panneau de peau de becquet (26) est fixé à tout ou partie des extrémités longitudinales (38a, 38b) des raidisseurs (38).
6. Porte (10) selon l’une des revendications 2 à 5, dans laquelle les raidisseurs sont au moins localement d’une hauteur (h) déterm inée inférieure à une profondeur (H) de la cavité (34) pour déterminer dans la cavité un passage (P) d’un faisceau électrique entre lesdits raidisseurs (38) et le panneau de peau de becquet (26).
7. Porte (10) selon la revendication précédente, dans laquelle la partie supérieure comporte à ses extrémités transversales des points d’ancrage (42) de charnières d’articulation de ladite porte (10).
8. Porte (10) selon la revendication précédente dans laquelle les raidisseurs (38) sont répartis transversalement dans la cavité (34) selon une densité plus élevée à proxim ité desdits points d’ancrage (42) .
9. Porte (10) selon l’une des revendications 2 à 8, comportant une rallonge (46) de support de becquet, rapportée au bord arrière (36b) du pourtour (36) et s’étendant à l’aplomb dudit encadrement (20) de lunette arrière de la porte (10).
10. Porte selon la revendication 9, dans laquelle la rallonge de support (46) de becquet comporte :
- une prem ière portion (54), notamment rectiligne, qui s’étend vers l’arrière à partir du bord arrière (36b) du pourtour (36),
- au moins une pince (56) s’étendant à partir de ladite première portion (54), pinçant le bord arrière (36b) du pourtour (36),
- au moins une deuxième portion (58), notamment rectiligne, qui s’étend sous le bord arrière (36b) du pourtour (36),
- au moins une patte (60) de fixation qui s’étend sous la partie supérieure à partir de ladite deuxième portion (58) et qui est fixée à la partie supérieure (24) notamment par vissage, agrafage ou soudage.
1 1 . Porte (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la partie supérieure (24) et le panneau de peau de
becquet (26) comportent des nervures (66a, 66b, 68a, 68b) en regard aptes à être fondues puis assemblées pour assembler ledit panneau de peau de becquet (26) à la partie supérieure (24).
12. Porte (10) selon l’une des revendications précédentes, comprenant un élément de renfort (28), ledit élément de renfort étant creux et est réalisé par injection d’un fluide postérieurement à l’injection du matériau plastique du panneau (12) de structure de porte.
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| US4822098A (en) * | 1986-11-05 | 1989-04-18 | Ford Motor Company | Double-walled structural body panel for motor vehicle |
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-
2025
- 2025-07-07 WO PCT/EP2025/069322 patent/WO2026012990A1/fr active Pending
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| FR3083484B1 (fr) | 2018-07-05 | 2021-04-09 | Renault Sas | Dispositif de structure de porte de coffre de vehicule |
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