FR2895355A1 - Plaque de fermeture et poutre de renfort d'habitacle automobile integrant une telle plaque - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une plaque de fermeture 1 destinée à renforcer une poutre de renfort d'un habitacle de véhicule automobile tout en obturant une bouche pratiquée dans une paroi de ladite poutre, caractérisée en ce que ladite plaque 1 comprend une partie métallique sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique, ladite poutre intégrant dans son volume intérieur des tubes pour canaliser le flux d'air en provenance d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile.Application au cockpit de véhicule automobile.

Description

Plaque de fermeture et poutre de renfort d'habitacle automobile intégrant

une telle plaque

Le secteur technique de la présente invention est celui 5 des poutres de renfort utilisées dans les habitacles de véhicule automobile. Les poutres de renfort sont généralement disposées dans la partie avant de l'habitacle du véhicule et servent à supporter la planche de bord, les éléments du tableau de 10 bord et bien souvent la colonne de direction. Il est connu de l'art antérieur d'utiliser ces poutres de renfort pour véhiculer un flux d'air en provenance d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation. Le volume intérieur de ces poutres est utilisé pour y 15 placer un tube, en générale en plastique, qui véhicule le flux d'air de l'installation vers les zones de l'habitacle à traiter, par exemple la zone pieds avant, la ventilation centrale, la ventilation latérale et la zone dédiée au dégivrage. 20 La publication DE4232847 divulgue une poutre du type décrit ci-dessus. Ce document montre une poutre constituée de trois parties séparables les unes des autres de sorte à permettre l'insertion des tubes plastiques. L'installation de climatisation pénètre largement dans le volume intérieur 25 de la poutre de renfort ce qui limite très fortement la résistance mécanique de la poutre. En outre, ce type de conception de poutre n'offre pas une industrialisation viable car elle ne permet pas un assemblage automatisé tout en utilisant des composants 30 simples. Par ailleurs, il est relativement rare d'avoir à industrialiser une poutre parfaitement rectiligne d'un bout à l'autre si bien qu'il devient particulièrement difficile d'insérer le tube plastique dans la poutre structurante. 35 Le but de la présente invention est donc de résoudre les inconvénients décrits ci-dessus principalement en offrant une solution industrialisable qui répond aux contraintes mécaniques imposées dans les cockpits de véhicules tout en bénéficiant de gain de place dégagé par l'intégration des tubes conduisant l'air dans la poutre structurante de l'habitacle. L'invention a donc pour objet une plaque de fermeture destinée à renforcer une poutre de renfort d'un habitacle de véhicule automobile tout en obturant une bouche pratiquée dans une paroi de ladite poutre, caractérisé en ce que ladite plaque comprend une partie métallique sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique. Il est ainsi possible d'industrialiser facilement une poutre combinant une fonction mécanique et une fonction aéraulique. Selon une première caractéristique de l'invention, la partie plastique est un conduit creux apte à être parcouru par un flux d'air et présentant une bouche d'entrée et une bouche de sortie. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, la partie métallique est prise en sandwich entre deux couches plastiques, les couches plastiques forment avec les parois du conduit creux un ensemble unitaire. On obtient ainsi une pièce de renfort d'une poutre apte à conduire un flux d'air qui est aisément industrialisable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie métallique présente une ouverture au droit de l'entrée du conduit creux.

Selon encore une caractéristique de l'invention, la plaque de fermeture selon l'invention comporte trois conduits creux, chacun de ces conduits présentant une forme générale en quart de rond de sorte à donner à un flux d'air une direction sensiblement orthogonale par rapport à sa direction d'entrée, la bouche de sortie d'au moins un conduit creux s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la bouche d'entrée dudit conduit creux. Ainsi, avec une seule et unique pièce, on est en mesure d'alimenter en air les parties latérales et la partie centrale de l'habitacle. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les premier et troisième conduits creux sont fixés aux extrémités de la partie métallique alors que le deuxième conduit creux est placé entre les premier et troisième conduits creux. L'invention vise aussi une poutre de renfort d'un habitacle de véhicule automobile comprenant un volume intérieur dans lequel est installé au moins un tube destiné à canaliser un flux d'air, caractérisé en ce que ladite poutre présente une bouche d'accostage obturée par une plaque de fermeture qui renforce ladite poutre, la plaque de fermeture comprenant une partie métallique sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique.

La partie plastique est un conduit creux apte à être parcouru par un flux d'air et présentant une bouche d'entrée et une bouche de sortie, ladite bouche de sortie étant raccordée aérauliquement audit tube. Avantageusement, la plaque de fermeture présente au moins trois conduits creux, respectivement premier, deuxième et troisième conduits alors que ladite poutre présente au travers d'une de ces parois au moins une ouverture d'évacuation latérale et une ouverture d'évacuation centrale, la bouche de sortie de l'un des conduits creux est disposée au droit de l'ouverture d'évacuation centrale. Enfin, la poutre comporte des pattes de fixation solidarisées aux extrémités de celle-ci pour relier cette dernière à la structure du véhicule et maintenir en position les tubes à l'intérieur de la poutre. Les pattes de fixations remplissent donc la double fonction de relier mécaniquement la poutre à la structure du véhicule et de maintenir en appui le tube sur le conduit creux qui lui est dédié.

Un tout premier avantage qui découle de l'invention réside dans la possibilité de monter facilement les tubes à l'intérieur de la poutre de renfort, par exemple en passant par l'ouverture d'accostage. Un autre avantage réside dans le fait que l'invention permet de maintenir un haut niveau de résistance mécanique malgré la forme incurvée de la poutre et l'obligation d'insérer les tubes à l'intérieur de la poutre. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : -la figure 1 est une vue en perspective de la plaque de fermeture selon l'invention, -la figure 2 est une vue de détails de la figure 1, -la figure 3 est une vue en perspective du tube dans lequel circule l'air à intégrer dans une poutre selon l'invention, -la figure 4 est une vue de dessous en perspective de la poutre et de sa bouche d'accostage selon l'invention, -la figure 5 est une vue éclatée de la poutre de renfort, des conduits, de la plaque de fermeture et des plaques d'extrémités selon l'invention, -la figure 6 est une vue en transparence de la poutre 15 de renfort selon l'invention et des éléments qui la constitue. Ces dessins pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. 20 Par convention, les caractéristiques qualifiées d'entrée ou de sortie doivent se comprendre par rapport au sens du flux d'air traversant l'élément en cause, le flux d'air provenant de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour aller dans l'habitacle du véhicule 25 via une poutre de renfort. La figure 1 illustre une plaque de renfort 1 constituée d'une partie métallique 2 sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique 3. Dans le cas présent, la plaque de fermeture 1 comporte trois parties plastiques 3a, 30 3b et 3c. La partie métallique 2 se présente sous la forme générale d'un rectangle mais cette forme peut être différente tant que celle-ci est complémentaire d'une bouche d'accostage pratiquée dans une poutre de renfort sur 35 laquelle se monte ladite plaque de fermeture 1. La partie métallique 2 présente des ouvertures 4, 5 et 6 qui traversent l'épaisseur de la partie métallique. Ces ouvertures 4 à 6 délimitent alors un bord périphérique 8 et deux bras 9 et 10 qui forment la partie résiduelle de la partie métallique 1. La partie métallique se présente donc sous la forme d'une plaque métallique de faible épaisseur, sensiblement rectangulaire et comportant des trous traversants.

Cette partie métallique 2 comprend au surplus des points de fixation 7 qui permettent de fixer la plaque de fermeture 1 sur la poutre de renfort. Dans l'exemple représenté sur cette figure, les points de fixation se comptent au nombre de huit et se matérialisent par des trous bordés par un bourrelet. Quatre de ces points de fixation 7 sont placés aux quatre angles du bord périphérique 8 et quatre autres sont placés sur ce bord périphérique et dans le prolongement des bras 9 et 10. Il s'agit ici d'un exemple de fixation mais d'autres alternatives tel qu'un montage par glissière, boutrollage, vissage, rivetage, soudage ou clippage ou une combinaison de ces alternatives peuvent être envisagées pour relier solidairement la plaque de fermeture 1 à une poutre de renfort de sorte à maintenir son intégrité et sa résistance mécanique. La partie plastique 3 est surmoulée sur la partie métallique 2. La partie plastique 3 prend la forme d'un conduit creux qui s'étend sensiblement perpendiculairement par rapport au plan dans lequel s'étend la partie métallique. La partie plastique 3 est reliée solidairement sur l'une des faces de la plaque métallique 2 de sorte à faire correspondre une bouche d'entrée 11 du conduit creux avec l'ouverture 4. A l'autre extrémité du conduit creux est présent une bouche de sortie 12 de forme rectangulaire et au travers de laquelle l'air est expulsé vers des tubes qui seront détaillés après. La bouche de sortie 12 comporte un bord d'accostage qui se présente sous la forme d'un bourrelet d'épaisseur plus importante que l'épaisseur de la paroi du conduit creux. Ce bord d'accostage permet par coopération de forme d'assurer l'étanchéité aéraulique entre le conduit creux et le tube d'air. La partie plastique 3 présente une forme générale en L ou en quart de rond. En effet, le plan dans lequel s'étend la bouche de sortie 12 est perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la bouche d'entrée 11. Ainsi, le conduit creux présente une paroi arrondie 13 qui favorise le changement de direction du flux d'air entre son entrée et sa sortie, ceci de sorte à minimiser les perturbations acoustiques et les pertes de charge inhérentes à ce type de changement de direction. Les conduits creux 3a et 3c sont de formes identiques, le premier 3a étant cependant tourné à l'opposé du troisième 3c de sorte à alimenter en air les deux côtés de la poutre de renfort. Entre ce premier et troisième conduits creux 3a et 3c est disposé un deuxième conduit creux 3b de forme générale identique à la description faite ci-dessus pour les conduits creux 3a ou 3c. Par contre, ce deuxième conduit creux 3b est surmoulé sur la partie métallique 2 en étant tourné à cent quatre vingt degrés. En effet, la bouche de sortie 14 s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la bouche de sortie 12 et la bouche d'entrée 5.

Le plastique utilisé pour la partie plastique 3a à 3c est du type polypropylène chargé talc (PPT) ou du polypropylène haute cristallinité (HCPP). La figure 2 représente de côté la plaque de fermeture 1. On remarquera notamment la manière de faire le surmoulage. En effet, la partie métallique 2 est prise en sandwich entre deux couches plastiques 3d et 3e. Les couches plastiques 3d et 3e se rejoignent au niveau de l'ouverture 4 pour ne former qu'une seule paroi et délimiter le conduit creux 3a. On comprend donc qu'au cours de l'opération de surmoulage, le plastique enserre la partie métallique de sorte à créer le lien mécanique entre la partie métallique 2 et la partie plastique 3, en particulier les tubes creux 3a, 3b et 3c. Les deux couches plastiques 3d et 3e forment avec les parois périphériques du conduit creux un ensemble unitaire. La figure 3 illustre le tube 20 destiné à canaliser le flux d'air à l'intérieur de la poutre de renfort. Ce tube présente une portion d'entrée 21 et une portion de sortie 22. Cette dernière s'étend dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la portion d'entrée 21 ce qui signifie que le tube 20 forme un coude à quatre vingt dix degrés. Dans l'exemple représenté sur cette figure, le tube 20 est de section sensiblement rectangulaire mais un tube de section cylindrique ou ovoïde peut s'adapter dans la poutre de renfort sans aller au-delà du cadre de l'invention. La figure 4 montre une poutre de renfort 25 vue de dessous et met plus particulièrement en avant la présence d'une bouche d'accostage 26. La poutre de renfort 25 présente une section rectangulaire mais peut tout à fait se présenter sous la forme d'un tube à partir du moment où la plaque de fermeture décrit auparavant prend une forme cylindrique adaptable sur la poutre de renfort.

La poutre de renfort s'étend de manière rectiligne mais il est envisageable que la partie centrale 27 de la poutre ne soit pas dans le même plan que les parties latérales 28 de sorte à former une chicane. Dans un tel cas, la plaque de fermeture 1 s'étendra de la limite d'une partie latérale 28 jusqu'à la limite de la partie latérale opposée de sorte à s'étendre tout au long de la partie centrale. La partie métallique de la plaque de fermeture ainsi créée présente donc une forme en U adaptable à la forme de la chicane de la partie centrale de la poutre.

Cette poutre de renfort s'étend dans la zone avant du cockpit et assure une tenue mécanique de la caisse ou structure du véhicule, plus spécialement entre le pied avant gauche et le pied avant droit du véhicule. Cette poutre sert de support à de nombreux éléments de l'habitacle avant, en particulier la planche de bord. La poutre de renfort utilise un matériau métallique (acier, aluminium,...), un matériau plastique ou une combinaison des deux comme c'est le cas des matériaux dits sandwich . Elle peut être extrudée, moulée ou constituée de deux demi-coquilles que l'on assemble par soudage pour former la poutre. Dans ce dernier cas, les deux demi-coquilles sont assemblées avant d'introduire les tubes 20 et de fixer la plaque de fermeture 1. La bouche d'accostage 26 est une ouverture pratiquée dans la partie centrale 27 de la poutre de sorte à mettre en communication le volume intérieur de la poutre avec le milieu environnant dans lequel sera installée l'installation de climatisation. La bouche d'accostage 26 présente une forme sensiblement rectangulaire sans que cela constitue une limitation de l'invention. Cette figure fait apparaître une bouche d'évacuation latérale 29 du flux d'air vers une zone latérale de l'habitacle avant ainsi qu'une bouche d'évacuation centrale 30 qui fournit de l'air à une zone centrale de l'habitacle avant. La figure 5 illustre l'assemblage des pièces qui constituent la poutre de renfort 25. Cette dernière est vue des places avants de l'habitacle et comporte deux bouches d'évacuation latérales 29 chacune pratiquée par une découpe faite à l'extrémité de la poutre dans la paroi qui fait face aux places avants de l'habitacle. On notera que ces bouches d'évacuation latérales sont délimitées sur trois côtés par la paroi de la poutre, le dernier côté demeurant ouvert. Cette particularité offre une facilité d'assemblage des tubes 20 dans le volume intérieur de la poutre. La plaque de fermeture 1 est représentée sous la poutre de renfort 25 prête à être insérée par translation à l'intérieur de la poutre. On notera que la bouche de sortie 14 du conduit creux 3b se trouve au droit de la bouche d'évacuation centrale 30 de sorte que l'air dirigé par le conduit 3b est expulsé dans l'habitacle via la bouche 30. Cette figure illustre aussi la présence de pattes de fixation 31 et 32 qui assure la liaison entre la poutre de renfort 25 et les pieds avants gauche et droit de la structure du véhicule. Chacune des pattes de fixation 31 et 32 comporte une aile 33 qui vient obturer l'extrémité de la poutre de renfort 25 et un bord 34 traversé par deux trous pour fixer la poutre. Le bord 34 et l'aile 33 s'étendent dans des plans sensiblement perpendiculaires. La figure 6 montre le positionnement des différents éléments constituant la poutre de renfort 25. La plaque de fermeture 1 et les tubes 20 sont représentés en pointillé car ils sont situés dans le volume intérieur de la poutre.

L'extrémité du tube 20 aux abords de la bouche de sortie 22 dépasse de la poutre de sorte à offrir une prise pour installer un conduit d'air additionnel ou pour y raccorder directement la grille d'aération présente sur la planche de bord. Les flèches référencées 35 illustrent le flux d'air en provenance de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation 36. L'ordre de montage des éléments constitutifs de la 10 poutre est le suivant : -insérer et fixer solidement la plaque de fermeture 1 sur la poutre de renfort 25 au niveau de la bouche d'accostage 26, -insérer latéralement par les extrémités de la poutre 15 les deux tubes 20 jusqu'à ce que ceux-ci viennent en contact étanche avec les bouches de sortie 12 et 15 des conduits creux 3a ou 3c. L'étanchéité entre tubes et conduits creux est assurée par emmanchement avec ou sans joint, à plat avec joint, 20 -solidariser chaque patte de fixation 31 et 32 à chaque extrémité de la poutre de renfort de sorte à assurer la liaison mécanique avec la structure du véhicule. Cette solidarisation a l'avantage supplémentaire de maintenir en position le tube 20 dans la bouche d'évacuation latérale 29 25 tout en le maintenant précontraint contre le conduit creux sur lequel se fixe le tube 20. Le surmoulage de la partie plastique 3 sur la partie métallique 2 s'effectue comme suit : -on place la partie métallique 2 préalablement pourvue 30 de ces ouvertures 4, 5 et 6 à l'intérieur d'un moule, -on injecte le plastique dans le moule de sorte de que dernier vienne enserrer la partie métallique et créer les parois des conduits creux 3a, 3b et 3c. Il est rappelé que la plaque de fermeture ainsi obtenue 35 facilite le montage des tubes dans la poutre tout en augmentant la résistance mécanique de la poutre au droit de la bouche d'accostage. Cette solution technique offre une application industrielle compatible avec les contraintes de production liées au milieu industrielle automobile.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Plaque de fermeture (1) destinée à renforcer une poutre de renfort d'un habitacle de véhicule automobile tout en obturant une bouche pratiquée dans une paroi de ladite poutre, caractérisé en ce que ladite plaque (1) comprend une partie métallique (2) sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique (3).

2. Plaque de fermeture (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie plastique (3) est un conduit creux (3a, 3b, 3c) apte à être parcouru par un flux d'air et présentant une bouche d'entrée et une bouche de sortie.

3. Plaque de fermeture (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la partie métallique (2) est prise en sandwich entre deux couches plastiques (3d, 3e), les couches plastiques (3d, 3e) forment avec les parois du conduit creux un ensemble unitaire.

4. Plaque de fermeture (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie métallique (2) présente une ouverture (4, 5, 6) au droit de l'entrée du conduit creux (3a, 3b, 3c).

5. Plaque de fermeture (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte trois conduits creux (3a, 3b, 3c), chacun de ces conduits présentant une forme générale en quart de rond de sorte à donner à un flux d'air une direction sensiblement orthogonale par rapport à sa direction d'entrée, la bouche de sortie (12) d'au moins un conduit creux s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan dans lequel s'étend la bouche d'entrée (11) dudit conduit creux.

6. Plaque de fermeture (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier (3a) et troisième (3c) conduits creux sont fixés aux extrémités de la partie métallique (2) alors que le deuxième conduit creux (3b) est placé entre les premier et troisième conduits creux.

7. Poutre de renfort (25) d'un habitacle de véhicule automobile comprenant un volume intérieur dans lequel est installé au moins un tube (20) destiné à canaliser un flux d'air, caractérisé en ce que ladite poutre (25) présenteune bouche d'accostage (26) obturée par une plaque de fermeture (1) qui renforce ladite poutre, la plaque de fermeture comprenant une partie métallique (2) sur laquelle est surmoulée au moins une partie plastique (3).

8. Poutre de renfort (25) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie plastique (3) est un conduit creux (3a, 3b, 3c) apte à être parcouru par un flux d'air et présentant une bouche d'entrée et une bouche de sortie, ladite bouche de sortie étant raccordée aérauliquement audit tube (20).

9. Poutre de renfort (25) selon la revendication 8, dans laquelle la plaque de fermeture (1) présente au moins trois conduits creux, respectivement premier (3a), deuxième (3b) et troisième (3c) conduits alors que ladite poutre présente au travers d'une de ces parois au moins une ouverture d'évacuation latérale (29) et une ouverture d'évacuation centrale (30), la bouche de sortie (14) de l'un des conduits creux est disposée au droit de l'ouverture d'évacuation centrale (30).

10. Poutre de renfort (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle celle-ci comporte des pattes de fixation (31, 32) solidarisées aux extrémités de ladite poutre pour relier cette dernière à la structure du véhicule et maintenir en position les tubes (20) à l'intérieur de la poutre.