FR2774352A1 - Element de renfort composite tridimensionnel pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un élément de renfort composite tridimensionnel pour véhicule automobile.Cet élément de renfort de joint (22) comporte une partie de support possédant une surface extérieure et comportant une partie de base (30), à partir de laquelle s'étendent un premier prolongement (32) ayant un premier axe longitudinal (34) et un second prolongement (32) ayant un second axe longitudinal (34), lesdits premier et second axes longitudinaux correspondant à ladite structure creuse, et une couche d'adhésif dilatable thermiquement, disposée sur ladite surface extérieure et recouvrant pour l'essentiel ladite surface extérieure.Application notamment à la fabrication d'éléments de renfort pour carrosseries de véhicules automobiles.

Description

ELEMENT DE RENFORT COMPOSITE TRIDIMENSIONNEL POUR VEHICULE
AUTOMOBILE
La présente invention concerne d'une manière générale le renforcement d'éléments structurels creux et plus particulièrement le renforcement de structures creuses de véhicules automobiles, qui sont en général inaccessibles après leur assemblage.
La résistance aux chocs, les normes d'économie de carburant et la rigidité structurelle sont des éléments fondamentaux importants dans la conception des structures d'automobiles. Les normes d'économie de carburant imposent l'utilisation de matériaux plus légers. Ceci se traduit d'une manière générale par une réduction de l'épaisseur des matériaux ou par l'utilisation d'un matériau plus léger. La résistance aux chocs impose l'utilisation de matériaux plus épais au moins dans des zones localisées. De même la rigidité structurelle requiert de façon typique une utilisation accrue de matière.
L'utilisation de matériaux composites, qui sont en général plus rigides et plus légers que leurs pendants métalliques, a augmenté au fur et à mesure des années.
L'auteur à la base de la présente invention a proposé une nouvelle solution pour le renforcement de pièces structurelles au moyen d'un renforcement localisé de zones critiques moyennant l'utilisation de résines dilatables thermiquement, chargées de microbilles, comme par exemple une poutre de portière composite, qui comporte un noyau à base de résine qui occupe un tiers du perçage d'un tube métallique ; une poutre stratifiée creuse caractérisée par un rapport rigidité/masse élevé et possédant une partie extérieure qui est séparée d'un tube intérieur par une couche mince de mousse structurelle ; un renfort d'insert de support en forme de W, qui porte un corps en mousse destiné à être utilisé pour renforcer une poutre creuse une cloison de séparation, qui utilise une mousse dilatable thermiquement pour réaliser un renforcement localisé d'un rail pour la fixation d'un berceau du moteur ou analogue.
Des joints de véhicules automobiles sont les parties les plus faibles de la structure. Une rigidification du joint améliore la caractéristique de rigidité d'ensemble lors de la conduite du véhicule. Lors de la fabrication de la carrosserie d'un véhicule automobile, on soude ou on fixe entre eux par collage plusieurs éléments structurels/éléments de panneau de la carrosserie. De façon typique les joints sont creux de par leur nature propre. La structure creuse permet le passage d'un revêtement anticorrosion (dit revêtement E) à travers les éléments structurels pour accroître la résistance à la corrosion. Différentes techniques ont été utilisées par des fabricants d'automobiles pour augmenter la rigidité des joints du véhicule. De façon typique les solutions impliquaient un accroissement substantiel de la masse, des dimensions et/ou de la complexité des joints pour accroître ainsi la rigidité. Avec l'augmentation la masse des joints, un espace précieux d'emballage a été réduit. De même le poids de la structure a été accru en raison de la nature massive du joint.
C'est pourquoi un but de l'invention est de renforcer un joint de véhicule automobile sans avoir à augmenter la quantité du métal en forme de feuille requise dans le joint.
Selon un aspect, la présente invention fournit une partie de support possédant une surface extérieure. La surface extérieure comporte une pluralité de prolongements qui sont adaptés à la forme du joint, dans lequel l'élément de renfort de joint doit être placé. Une couche d'adhésif est disposée sur la surface extérieure de la partie de support. La surface extérieure est recouverte pour l'essentiel par la couche d'adhésif. La couche d'adhésif est réalisée avec un matériau formant résine dilatable thermiquement.
Selon un autre aspect, l'invention fournit un procédé pour former un élément de renfort. Le procédé comprend les étapes consistant à prévoir une partie de support, appliquer une couche de matériau adhésif sur la partie de support, chauffer la partie de support et la partie d'adhésif, et fixer la partie d'adhésif à l'élément structurel.
Selon un autre aspect, la présente invention fournit un procédé pour former une carrosserie d'automobile comportant au moins deux éléments. Les éléments de la carrosserie définissent entre eux un espace creux lors de leur assemblage. Ce procédé inclut les étapes consistant à former un élément de renfort en appliquant un matériau adhésif sur une partie de support, insérer l'élément de renfort dans l'espace vide et chauffer les éléments de la carrosserie et la partie de support ainsi que la couche d'adhésif de telle sorte que le matériau adhésif adhère aux éléments de la carrosserie.
De façon plus spécifique, 1 invention concerne un élément de renfort de joint pour une structure creuse de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte
une partie de support possédant une surface extérieure et comportant une partie de base, à partir de laquelle s'étendent un premier prolongement ayant un premier axe longitudinal et un second prolongement ayant un second axe longitudinal, lesdits premier et second axes longitudinaux correspondant à ladite structure creuse, et
une couche d'adhésif dilatable thermiquement, disposée sur ladite surface extérieure et recouvrant pour l'essentiel ladite surface extérieure.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit premier axe longitudinal est perpendiculaire audit second axe longitudinal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie de support comprend un troisième prolongement qui s'étend à partir de ladite partie de base, ledit troisième prolongement possédant un troisième axe longitudinal.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit troisième axe longitudinal est sensiblement perpendiculaire auxdits premier et second axes longitudinaux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie de support est creuse.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite surface extérieure possède une couche métallique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, des prolongements métalliques s'étendent à partir de ladite partie de support.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie de support possède des trous traversants.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie de support comprend deux profilés en U métalliques matricés couplés entre eux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite partie de support comprend un élément en mousse recouvert d'une feuille, ladite feuille formant ladite surface extérieure.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit élément en mousse est activé thermiquement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite couche d'adhésif comprend en pourcentages en poids résine époxy entre environ 30 et environ 40, résine époxy souple entre environ 10 et environ 20, agent de durcissement entre environ 3,5 et environ 4,6, accélérateur entre environ 0,4 et environ 1,2, charge thixotrope entre environ 0,5 et environ 1,5, agent de gonflement entre environ 0,7 et environ 1,8, microbilles de verre entre environ 30 et environ 45, charge entre environ 0,1 et environ 1,1,
et caoutchouc liquide entre environ 2 et environ 4.
L'invention a trait en outre à un procédé pour former un élément de renfort destiné à être disposé dans un élément de structure creuse d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il consiste à
prévoir une partie de support possédant une pluralité de prolongements s'étendent à partir d'une partie de base correspondant à la structure creuse
appliquer une couche d'un matériau adhésif dilatable thermiquement sur ladite partie de support
chauffer la partie de support et la couche d'adhésif
activer la couche d'adhésif ;
fixer la couche d'adhésif à un élément structurel et
refroidir l'élément structurel et la couche d'adhésif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comporte en outre l'étape consistant à faire durcir la couche d'adhésif pour former une feuille de matériau adhésif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'application de la couche d'adhésif comprend en outre les étapes secondaires consistant à placer la partie de support dans un moule, à injecter la couche d'adhésif entre la partie de support et le moule, et retirer du moule la partie de support comportant la couche d'adhésif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à appliquer un refroidissement brusque au moule.
En outre l'invention concerne un procédé pour fabriquer une carrosserie d'automobile comportant au moins deux éléments de carrosserie creux allongés, lesdits éléments de la carrosserie définissant entre eux un espace vide, à l'état assemblé, caractérisé en ce qu'il consiste a:
insérer un élément de renfort dans l'espace vide, l'élément de renfort possédant une partie de support ayant une surface extérieure et une partie de base, à partir de laquelle s'étendent un premier prolongement possédant un premier axe longitudinal et un second prolongement possédant un second axe longitudinal, la surface extérieure de la partie de support portant une couche d'adhésif dilatable thermiquement
aligner le premier prolongement avec l'un des éléments creux de la carrosserie
aligner le second prolongement avec l'autre des éléments creux de la carrosserie
chauffer les éléments de la carrosserie, la partie de support et la couche d'adhésif
fixer le matériau adhésif aux éléments creux de la carrosserie ; et
refroidir l'élément structurel et la couche d'adhésif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à former la couche d'adhésif par découpage de la couche d'adhésif à partir d'une feuille d'un matériau adhésif.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend en outre l'étape consistant à appliquer la couche d'adhésif sur la partie de support.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'application de la couche d'adhésif à la partie de support comprend les étapes secondaires consistant à placer la partie de support dans un moule, injecter la couche d'adhésif entre la partie de support et le moule, et retirer du moule la partie de support portant la couche d'adhésif.
Un avantage de la présente invention est que l'on peut prévoir un espace réduit de logement pour les éléments de la carrosserie. Ceci est dû en particulier au fait que l'on peut utiliser une tôle en un métal de calibre plus faible, dans l'ensemble des éléments de la carrosserie, étant donné que les joint structurels ont été renforcés.
Ceci conduit à une réduction globale souhaitable du poids du véhicule automobile.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective arrachée d'un véhicule automobile comportant un élément de renfort structurel
- les figures ZA et 2B sont des vues en perspective de deux parties d'un élément de support
- la figure 3 est une vue en perspective d'un support, autour duquel est enroulée une couche d'adhésif
- la figure 4 est une vue en plan d'une feuille de matériau adhésif devant être appliquée sur un support
- la figure 5 est une vue en coupe transversale d'un support à l'intérieur d'un moule
- la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un élément de renfort dans une structure creuse d'un véhicule automobile ; et
- la figure 7 est une autre vue en coupe transversale d'un élément de renfort possédant un intérieur en mousse à l'intérieur d'une structure creuse d'un véhicule automobile.
Sur les figures décrites ci-après, les mêmes chiffres de référence seront utilisés pour désigner des composants identiques. Les figures illustrent un élément de support possédant une forme particulière. D'autres formes et dimensions pour un élément de renfort de joint apparaîtront cependant à l'évidence à un spécialiste de la technique sur la base des enseignements donnés ici.
En se référant maintenant à la figure 1, on y voit représenté un véhicule automobile 10 comportant un joint 12. Le joint 12 est une structure creuse 13 définie par un panneau intérieur de custode arrière 14, un panneau extérieur de custode arrière 16, un panneau intérieur de portière 18 et un panneau extérieur de portière 20. On insère un élément de renfort 22 dans la structure creuse 13 pour renforcer le joint 12. Bien qu'un élément de renfort 22 soit représenté à l'intérieur d'un joint particulier, la présente invention est applicable aux nombreux joints d'un véhicule automobile. Comme cela est représenté, l'élément de renfort s'étend entre le toit 24 et le montant D 26.
L'élément de renfort 22 est particulièrement approprié pour renforcer la zone dans laquelle trois profilés en U creux 28 se croisent. Cependant un élément de renfort modifié peut être également approprié pour renforcer l'intersection de deux profilés en U. L'élément de renfort 22 possède une partie formant corps 30 et trois parties formant prolongements 32. Chaque partie formant prolongement 32 possède un axe longitudinal 34. De préférence l'axe longitudinal 34 coïncide avec l'axe longitudinal de chacun des profilés en U 28. C'est-à-dire que les éléments de renfort 22 peuvent être agencés de telle sorte que les axes longitudinaux 34 font entre eux différents angles. Les axes longitudinaux 34 peuvent être perpendiculaires entre eux de manière à coïncider avec les profilés en U 28 pour correspondre aux différents angles d'un type de véhicule automobile.
La longueur des parties formant prolongements 32, qui s'étendent à partir du corps 30 de la carrosserie est fonction de l'étendue du joint 12 devant être renforcé. On peut réaliser un renforcement sur des distances différentes à l'intérieur de profilés en U 28 qui dépendent de la structure de la carrosserie et dans lesquels un élément de renfort 22 est appliqué. Dans la plupart des applications, des parties formant prolongements 32 s'étendent sur plusieurs centimètres a partir d'une partie 30 de la carrosserie.
Comme cela est représenté, des parties formant prolongements 32 possèdent d'une manière générale une section transversale carrée. Cependant il est préférable que les parties formant prolongements 32 aient une forme similaire à celle des profilés en U 28. De cette manière, on peut obtenir un meilleur ajustement entre l'élément de renfort et les profilés en U 28.
En se référant maintenant aux figures 2A, 2B et 3, l'élément de renfort 22 est constitué de préférence par un support 36 autour duquel est enroulée une couche d'adhésif 38. Le support 36 est formé de préférence d'un matériau mince pouvant supporter la couche d'adhésif 38. Le soutien fourni par le support 36 est suffisant pour que l'élément de renfort 22 puisse être manipulé et placé dans la structure creuse du véhicule automobile pendant la fabrication, sans déformation. Le support 36 peut par exemple être formé d'un matériau métallique comme par exemple une tôle d'aluminium, un tôle d'acier ou une feuille d'aluminium. Les épaisseurs appropriées d'un tel matériau peuvent être par exemple respectivement de 0,0178 cm à 0,0381 cm, de Q,0152 cm à 0,0635 cm et de 0,0051 cm à 0,152 cm.
D'autres matériaux appropriés pour être utilisés pour le support sont le matériau dit Nylon chargé de verre, moulé par injection, d'une épaisseur de 0,1575 cm à 0,635 cm, une matière plastique résistant aux hautes températures moulée par soufflage ou moulée en rotation et possédant une épaisseur de 0,1524 cm à 0,635 cm (ABS ou polystyrène) ou une mousse de ciment moulée en rotation ou coulée d'une épaisseur de 0,635 cm à 1,27 cm. Naturellement les différentes épaisseurs peuvent varier en fonction des conditions particulières.
On peut utiliser plusieurs procédés pour former le support 36 en fonction du matériau du support. Comme cela est représenté sur les figures 2A et 2B, on peut matricer deux morceaux d'aluminium ou d'acier pour former deux moitiés 40 et 42 du support 36. On peut ensuite souder les moitiés 40 et 42 ou les réunir par encliquetage pour former le support 36. Comme cela est représenté, la moitié 40 possède une extrémité 44 le long de chaque partie formant prolongement 32. De même dans la forme de réalisation préférée, le support 36 ne comporte pas d'extrémité 44 ou possède des trous situés dans les extrémités 44 de manière à permettre le passage du revêtement E pendant la fabrication pour accroître la protection vis-à-vis de la corrosion. Cependant l'addition d'extrémités 44 accroît la solidité du support 36.
On peut également réaliser le support 36 en disposant une feuille renforcée sur son arrière par une pellicule, sur un noyau tridimensionnel en mousse. On peut également réaliser le support 36 par moulage par soufflage, moulage par injection, coulage d'une mousse de ciment autour d'un noyau en mousse du matériau Styrofoam ou bien en utilisant une "boîte d'aluminium" ou une coque en tant que support intérieur et des traitements basés sur des techniques servant à former des boîtes de boisson en aluminium. Le support 36 peut être aisément formé par hydroformage d'un métal sous une forme tridimensionnelle.
Après ou pendant la formation du support, on peut ajouter au support 36 un prolongement métallique comme par exemple des tiges 46 ou des languettes métalliques. Les tiges 46 sont alignées avec des trous situés dans ou près de joints 12. Le nombre de tiges 46 peut varier avec chaque application. Les tiges positionnent l'élément de renfort 22 dans les profilés en U 28 pendant l'assemblage du véhicule.
Les profilés en U 28 peuvent comporter des trous traversants sont qui sont alignés avec les tiges 46.
Le polymère utilisé pour former la couche d'adhésif 38 est un matériau à base de résine, qui est dilatable thermiquement. On peut utiliser un certain nombre de compositions à base de résine pour former la couche d'adhésif 38 conformément à la présente invention. Les compositions préférées confèrent d'excellentes caractéristiques de résistance et de rigidité, tout en n'augmentant que faiblement le poids. En se référant de façon spécifique maintenant à la composition de la couche d'adhésif 38, la densité du matériau doit être de préférence comprise entre environ 320 kg/m et environ 800 kg/m3 pour réduire le poids. Le point de fusion, la température de déformation thermique et la température à laquelle la rupture chimique se produit, doivent être suffisamment élevées pour que la couche d'adhésif 38 conserve sa structure à des températures élevées, que l'on rencontre de façon typique dans des fours à peinture et dans d'autres opérations d'assemblage du véhicule. C'est pourquoi, la couche d'adhésif 38 doit être à même de résister à une température dépassant 178 C et de préférence 194 C pendant de brefs intervalles de temps. De même la couche d'adhésif 38 doit être à même de résister à des chaleurs finales de service d'environ 50"C à 111 C pendant des intervalles de temps étendus sans présenter aucune déformation ni altération substantielle, induite par la chaleur.
De façon plus détaillée, dans une forme de réalisation particulièrement préférée, la mousse structurelle dilatée thermiquement de la couche d'adhésif 38 comprend une résine synthétique, un agent de formation de cellules et une charge. Une résine synthétique comprend entre environ 40 % et environ 80 % en poids et de préférence entre environ 45 % et environ 75 % en poids et de façon plus préférentielle entre environ 50 % et environ 70 % en poids de la couche d'adhésif 38. De façon plus préférentielle, une partie de la résine comprend un époxy flexible. Tel qu'elle utilisée ici l'expression "agent de formation de cellules" désigne d'une manière générale des agents qui produisent des bulles, des pores ou des cavités dans la couche d'adhésif 38. C'est-à-dire que la couche d'adhésif 38 possède une structure cellulaire comprenant de nombreuses cellules disposées dans l'ensemble de sa masse.
La structure cellulaire fournit un matériau très résistant et à faible densité, qui fournit une structure robuste tout en étant légère. Des agents de formation de cellules, qui sont compatibles avec la présente invention, incluent des microbilles ou des microbulles "creuses" de renfort, qui peuvent être formées soit de verre, soit de matière plastique. Les microbilles en verre sont particulièrement préférées. De même l'agent de formation de cellules peut comporter un agent de soufflage qui peut être soit un agent de soufflage chimique soit un agent de soufflage physique.
Lorsque l'agent de formation de cellules comprend des microbilles ou des macrobilles, il intervient pour environ 10 % à 50 % en poids et de préférence pour environ 15 % à environ 40 8 en poids et de façon plus préférentielle pour 20 % à environ 40 % en poids du matériau qui forme la couche d'adhésif 38. Lorsque l'agent de formation de cellules comprend un agent de soufflage, il intervient pour environ 0,5 % à environ 5 % en poids et de préférence pour environ 1 % à environ 4 % en poids et de façon plus préférentielle pour environ 1 % à environ 3 % en poids de la couche d'adhésif 38. Des charges appropriées incluent des microbilles en verre ou en matière plastique, de la silice fondue, du carbonate de calcium, une fibre de verre textile broyé et de la silione coupée. Une charge thixotrope est particulièrement préférée. D'autres matériaux peuvent être appropriés. La charge constitue entre environ 1 % et environ 15 % en poids et de préférence entre environ 2 % et environ 10 % en poids et de façon plus préférentielle entre 3 % et environ 8 % en poids de la couche d'adhésif 38.
Des résines synthétiques préférées destinées à être utilisées dans la présente invention incluent des résines thermodurcissables telles que des résines époxy, des résines esters phénoliques, des résines polyesters thermodurcissables et des résines uréthane. La portée de la présente invention n'est en aucune manière limitée par le poids moléculaire de la résine, et on peut utiliser des poids appropriés comme le comprendront les spécialistes de la technique sur la base de la présente description.
Lorsque la composante de résine du matériau formant charge liquide est une résine thermodurcissable, on peut également inclure différents accélérateurs tels des imidizoles et des agents de durcissement, de préférence de la dicyandiamide pour améliorer la vitesse de durcissement. La quantité fonctionnelle d'un agent accélérateur se situe de façon typique entre environ 0,5 % et environ 2 % du poids de résine, avec une réduction correspondante d'un de trois constituants, à savoir la résine, l'agent de formation de cellules ou la charge. De façon similaire la quantité de l'agent durcissant est comprise de façon typique entre environ 1 % et environ 8 % du poids de la résine, avec une réduction correspondante de l'un des trois constituants, à savoir la résine, l'agent de formation de cellules ou la charge. La couche peut également contenir des quantités efficaces d'aides au traitement, d'agents de stabilisation, de colorants, d'absorbeurs des ultraviolets et analogues.
Des matières thermoplastiques peuvent être également appropriées.
Dans le tableau suivant, on indique une formulation préférée de la couche d'adhésif 38. On a trouvé que cette formulation fournit un matériau qui se dilate et durcit complètement à environ 178 C et fournit d'excellentes propriétés structurelles. Tous les pourcentages indiqués dans la présente description sont des pourcentages en poids sauf indications contraires spécifiques.
Gamme de Pourcentage
Ingrédients % en poids préféré
EPON 828 (résine époxy) 30 ê 40 36,96
DER 331 (résine époxy flexible) 10 à 20 15,06
AMICURE CGNA (agent de durcissement) 3,5 à 4,6 4,12
AMICURE VR (accélérateur) 0,4 à 1,2 0,8
TS720 (charge thixotrope) 0,5 à 1,5 1,1
CELOGEN AZ 199 (agent de souffla- 0,7 à 1,8 1, 21 ge formé d'azodicarbonimide)
B38 MICROS (microbilles de verre) 30à 45 37,16
WINNOFIL CALCIUM CARBONATE O,lg 1,1 0,6 (charge de CaCO2) ou CARBON BLACK
NIPOL 1312 (caoutchouc liquide) 2 A 4 3,01
On peut en outre inclure des colorants et d'autres additifs tels que le bleu de phtalocyanine et le KR55.
La couche d'adhésif 38 utilisée dans la plupart des applications est une couche qui s'étend autour ou pour l'essentiel autour de l'ensemble de la surface extérieure du support 36. Il est préférable que cette couche d'adhésif 38 possède une épaisseur relativement uniforme, comprise par exemple entre environ 2 et environ 6 mm, dans l'état non dilaté.
En se référant maintenant à la figure 4, on peut préparer la couche adhésif 38 par découpage à la matrice d'une feuille 48 de résine pour qu'elle possède la géométrie requise. La partie 50 découpée à l'emporte-pièce est ensuite enroulée autour du support tridimensionnel 36.
Sinon, on peut utiliser d'autres formes de support de revêtement 36. Par exemple, on peut appliquer une couche d'adhésif 38 par moulage par projection ou compression.
En se référant maintenant à la figure 5, on y voit illustré un autre procédé pour appliquer une couche d'adhésif 38 sur le support en utilisant un moule 52. On positionne le support 36 dans un moule 52. Un interstice 54 entre le moule 52 et le support 36 est de préférence uniforme et est réglé sur l'épaisseur désirée de la couche d'adhésif 38. Un orifice 56 est prévu dans le moule 52 de telle sorte que le matériau fondu de la. couche d'adhésif peut être injecté dans l'interstice 54 de manière à entourer le support 36.
Il est préférable que le moule 52 soit refroidi et poli pour faciliter le dégagement de la pièce. Ceci peut être effectué de différentes manières comme par exemple en faisant circuler des fluides de refroidissement à travers le corps 52 du moule. En refroidissant le moule 52, la séparation de la couche d'adhésif 38 du moule 52 est simplifiée.
En se référant maintenant à la figure 6, on y voit représentée une vue en coupe transversale d'un élément de renfort 22 agencé conformément aux figures 3, 4 ou 5. La couche d'adhésif 38 s'applique d'une manière uniforme autour du support 36. De préférence le support 36 est creux et possède d'une manière générale une forme adaptée au profilé en U 28. Une couche d'adhésif 38 possède la caractéristique selon laquelle, lorsque le véhicule est soumis à une cuisson de peinture, la couche d'adhésif 38 se dilate et adhère aux profilés en U 28. Par conséquent, une fois que la couche d'adhésif 38 s'est refroidie, la couche d'adhésif 38 adhère aux profilés en U 28 de manière à renforcer le joint 12. Etant donné que les joints du véhicule sont renforcés structurellement, la rigidité du véhicule et les caractéristiques de conduite sont améliorées, ce qui permet une réduction de poids moyennant une réduction du calibre du métal utilisé pour fabriquer les panneaux de la carrosserie du véhicule.
En se référant maintenant à la figure 7, on y voit représentée une vue en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un élément de renfort 22. Au lieu d'utiliser une coque creuse comme sur la figure 6, on forme le support 36 de manière qu'il possède un noyau en mousse 58. Une feuille ou une couche métallique forme le support 36. Par exemple, on peut enrouler une feuille d'aluminium autour du noyau en mousse 58. En utilisant un noyau en mousse 58, on peut appliquer une couche d'adhésif 38 de n'importe laquelle des manières spécifiées plus haut. Le noyau en mousse 58 est de préférence formé d'un matériau activé thermiquement ou fugitif. C'est-à-dire que, lorsque le noyau de mousse est soumis à l'action d'une chaleur, le noyau de mousse rompt de manière à laisser subsister un support creux 36. La chaleur préférée pour éliminer le noyau en mousse 58 est à une température maximale à laquelle le véhicule est soumis pendant une opération de cuisson de peinture. En utilisant un noyau en mousse 58, on obtient un élément de renfort 22 un peu plus rigide et par conséquent l'élément de renfort 22 peut être plus facile à manipuler pendant l'assemblage du véhicule, en particulier lorsqu'on utilise des supports formés de feuilles.
En fonctionnement, les éléments de renfort 22 tels que décrits précédemment seraient probablement envoyés à des installations d'assemblage de véhicules automobiles. On peut fabriquer des éléments de renfort conformément à n importe lequel des procédés indiqués précédemment.
Pendant l'assemblage de la carrosserie du véhicule et avant le soudage ou le masticage des différents panneaux de la carrosserie, on place des éléments de renfort au niveau des différents joints du véhicule. De préférence, tous les joints et couches d'adhésif 38 sont alignés avec toutes les jonctions présentes dans la carrosserie du véhicule. Une fois que les éléments de renfort 22 sont insérés dans les joints, on assemble entre eux les panneaux de la carrosserie. Habituellement, on applique un revêtement E sur les panneaux soudés de la carrosserie du véhicule.
Pendant l'application du revêtement E, on immerge la carrosserie dans un bain du revêtement E. Ce revêtement E traverse l'élément de renfort creux 22 de manière à recouvrir la carrosserie y compris l'intérieur des profilés en U 28.
Ensuite, on applique la peinture aux panneaux de la carrosserie. Une fois que la peinture a été appliquée aux panneaux de la carrosserie, on cuit la peinture. Pendant cette opération de cuisson, la température des panneaux de la carrosserie augmente de façon substantielle.
Habituellement la température de la carrosserie dépasse 181 C. La température de l'intérieur des profilés en U augmente également jusqu'à cette valeur. Cette température active alors la couche d'adhésif 38 de sorte qu'elle se dilate et adhère à l'intérieur des panneaux de carrosserie dans les profilés en U 28. Lorsqu'il est refroidi, l'élément de renfort 22 adhère aux panneaux de la carrosserie et le joint est alors renforcé.
Bien que l'on ait décrit de façon détaillée le meilleur mode de mise en oeuvre de la présente invention, les spécialistes de la technique, que traite l'invention, comprendront que l'on peut utiliser différents agencements et formes de réalisation pour la mise en oeuvre de la présente invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS
1. Elément de renfort de joint (12) pour une structure creuse (13) de véhicule automobile (10), caractérisé en ce qu'il comporte
une partie de support (36) possédant une surface extérieure et comportant une partie de base (30), à partir de laquelle s'étendent un premier prolongement (32) ayant un premier axe longitudinal (34) et un second prolongement (32) ayant un second axe longitudinal (34), lesdits premier et second axes longitudinaux correspondant à ladite structure creuse (13), et
une couche d'adhésif (38) dilatable thermiquement, disposée sur ladite surface extérieure et recouvrant pour l'essentiel ladite surface extérieure.
2. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier axe longitudinal est perpendiculaire audit second axe longitudinal.
3. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de support (36) comprend un troisième prolongement (32) qui s'étend à partir de ladite partie de base, ledit troisième prolongement possédant un troisième axe longitudinal (34).
4. Elément de renfort de joint selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit troisième axe longitudinal est sensiblement perpendiculaire auxdits premier et second axes longitudinaux.
5. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de support (36) est creuse.
6. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface extérieure possède une couche métallique.
7. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que des prolongements métalliques (32) s'étendent à partir de ladite partie de support (36).
8. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de support (36) possède des trous traversants.
9. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de support (36) comprend deux profilés en U métalliques matricés (40, 42) couplés entre eux.
10. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie de support (36) comprend un élément en mousse (58) recouvert d'une feuille, ladite feuille formant ladite surface extérieure.
11. Elément de renfort de joint selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit élément en mousse (58) est activé thermiquement.
12. Elément de renfort de joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche d'adhésif (38) comprend en pourcentages en poids résine époxy entre environ 30 et environ 40, résine époxy souple entre environ 10 et environ 20, agent de durcissement entre environ 3,5 et environ 4,6, accélérateur entre environ 0,4 et environ 1,2, charge thixotrope entre environ 0,5 et environ 1,5, agent de gonflement entre environ 0,7 et environ 1,8, microbilles de verre entre environ 30 et environ 45, charge entre environ 0,1 et environ 1,1,
et caoutchouc liquide entre environ 2 et environ 4.
13. Procédé pour former un élément de renfort (22) destiné à être disposé dans un élément de structure creuse (13) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qucil consiste à
prévoir une partie de support (36) possédant une pluralité de prolongements (32) s'étendent à partir d'une partie de base (30) correspondant à la structure creuse
appliquer une couche d'un matériau adhésif (38) dilatable thermiquement sur ladite partie de support
chauffer la partie de support et la couche d'adhésif
activer la couche d'adhésif ;
fixer la couche d'adhésif à un élément structurel et
refroidir l'élément structurel et la couche d'adhésif.
14. Procédé pour former un élément de renfort selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape consistant à faire durcir la couche d'adhésif pour former une feuille de matériau adhésif.
15. Procédé pour fabriquer un élément de renfort selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape d'application de la couche d'adhésif (38) comprend en outre les étapes secondaires consistant à placer la partie de support dans un moule, à injecter la couche d'adhésif entre la partie de support et le moule, et retirer du moule la partie de support comportant la couche d'adhésif.
16. Procédé pour fabriquer un élément de renfort selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à appliquer un refroidissement brusque au moule.
17. Procédé pour fabriquer une carrosserie d'automobile comportant au moins deux éléments creux allongés, lesdits éléments de la carrosserie définissant entre eux un espace vide, à l'état assemblé, caractérisé en ce qu'il consiste à
insérer un élément de renfort (22) dans l'espace vide, l'élément de renfort possédant une partie de support (36) ayant une surface extérieure et une partie de base (30), à partir de laquelle s'étendent un premier prolongement (32) possédant un premier axe longitudinal et un second prolongement (32) possédant un second axe longitudinal, la surface extérieure de la partie de support portant une couche d'adhésif dilatable thermiquement
aligner le premier prolongement avec l'un des éléments creux de la carrosserie
aligner le second prolongement avec l'autre des éléments creux de la carrosserie
chauffer les éléments de la carrosserie, la partie de support et la couche d'adhésif
fixer le matériau adhésif aux éléments creux de la carrosserie ; et
refroidir l'élément structurel et la couche d'adhésif.
18. Procédé pour fabriquer une carrosserie d'automobile selon la revendication 17, comprenant en outre l'étape consistant à former la couche d'adhésif (38) par découpage de la couche d'adhésif à partir d'une feuille d'un matériau adhésif.
19. Procédé pour fabriquer une carrosserie d'automobile selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape consistant à appliquer la couche d'adhésif (38) sur la partie de support (36).
20. Procédé pour fabriquer une carrosserie d'automobile selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'étape d'application de la couche d'adhésif sur la partie de support comprend les étapes secondaires consistant à placer la partie de support dans un moule, injecter la couche d'adhésif entre la partie de support et le moule, et retirer du moule la partie de support portant la couche d'adhésif.
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