FR2922853A1 - Face avant pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une face avant (100) pour véhicule automobile comportant une armature (120) propre à recevoir des équipements. Au moins une partie de l'armature (120) est réalisée en matériau dit sandwich. Le matériau sandwich est composé d'une âme en un premier matériau qui est recouverte sur chacune de ses faces d'une peau en au moins un second matériau.Application notamment au domaine automobile.
Description
1
Face avant pour véhicule automobile
L'invention concerne une face avant pour véhicule automobile 5 comportant au moins une armature propre à recevoir des équipements.
Une face avant est un élément de structure susceptible d'intégrer divers équipements du véhicule, tels que l0 projecteurs, clignotants, avertisseur sonore, échangeur thermique, groupe moto-ventilateur ou module de refroidissement complet, support serrure etc.
La face avant, ainsi pourvu de ses équipements, constitue un 15 élément unitaire préparé et livré par l'équipementier, prêt à être monté sur le véhicule par le constructeur. Le montage de ce module unitaire se fait, par exemple, par raccordement à des éléments de structure latéraux du véhicule, tels que les longerons, ailes ou coques. 20 On connaît ainsi des faces avant réalisées comportant une armature réalisée entièrement en acier. Une telle face avant a un poids qui peut atteindre plus de 10 kg.
25 Il est aussi connu des faces avant réalisées en matière hybride métal-plastique . On entend par matière hybride métal plastique , un matériau comportant un métal sur lequel est surmoulé du plastique. Dans un tel matériau hybride, l'accrochage du plastique sur le métal peut 30 s'effectuer par des découpes prévues dans le métal.
Toutefois, ces faces avant ne donnent pas entièrement satisfaction.
35 En outre, les nouvelles réglementations en terme d'émission de polluants entraînent la nécessité de réduire le poids
2
global d'un véhicule automobile. En effet, une réduction de poids de 100 kg permet une diminution de consommation de carburant d'environ 0, 4 L/100 km.
L'invention vise à améliorer la situation.
A cet effet, l'invention propose une face avant telle que décrite plus haut dans laquelle au moins une partie de l'armature est réalisée en matériau dit sandwich. Le matériau sandwich est composé d'une âme en un premier matériau qui est recouverte sur chacune de ses faces d'une peau en au moins un second matériau.
Une telle face avant est plus légère que les faces avant de l'art antérieur. L'utilisation du matériau sandwich permet d'obtenir une face avant qui, tout en pesant moins lourd que les faces avant de l'art antérieur, a un comportement en terme de rigidité compatible avec les exigences des constructeurs.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description à titre illustratif et non limitatif d'exemples issus des figures sur les dessins annexés dans lesquels : La figure 1 représente une face avant selon l'art antérieur.
La figure 2 représente de manière schématique un matériau dit. sandwich qui est utilisé dans une face avant selon 30 l'invention.
La figure 3 représente une face avant selon un mode de réalisation de l'invention.
35 La figure 4 représente un graphique comparant les valeurs raideur à l'arrachage dit serrure d'une traverse25
3
supérieure/poids, sur une base 100, de l'ensemble traverse supérieure-jambages d'une face avant selon l'invention et de faces avant selon l'art antérieur.
La figure 5 représente un graphique comparant les valeurs raideur en torsion d'une face avant/poids, sur une base 100, de l'ensemble traverse supérieure-jambages d'une face avant selon l'invention et de faces avant selon l'art antérieur.
La figure 1 représente une face avant 10 telle que connue selon l'art antérieur. La face avant 10 comporte une armature 20 propre à recevoir des équipements du véhicule automobile tels que des projecteurs ou des échangeurs de chaleur (non représentés).
L'armature 20 de la face avant 10 est réalisée entièrement en acier.
L'armature 20 comporte une traverse 22 dite supérieure et qui est sensiblement horizontale. La traverse supérieure 22 comporte deux extrémités dites latérales 24-A et 24-B et une partie centrale 26.
On entend par extrémités latérales, les extrémités de la traverse supérieure qui sont aptes à supporter au moins en partie les projecteurs. Autrement dit, les parties latérales peuvent être vues comme des bras s'étendant de manière sensiblement horizontale et latérale.
La partie centrale 26 est quant à elle apte à recevoir un support de serrure 28. Le support de serrure 28 est fixé à la traverse supérieure 22.
La traverse supérieure 22 et le support de serrure 28 sont réalisés en acier et comporte une épaisseur d'environ Imm.
4
L'armature 20 comporte en outre deux jambages 30-A et 30-B. Ici, les deux jambages 30-A et 30-B sont sensiblement verticaux et disposés respectivement du côté droit et du côté gauche du véhicule. Ces deux jambages sont, encore appelés "montants" ou "quarts".
Les jambages 30-A et 30-B sont reliés par leurs extrémités dites supérieures à la traverse supérieure 22. Autrement l0 dit, les jambages 30-A et 30-B sont réunis entre eux par la traverse 22 disposée entre leurs extrémités supérieures.
Dans ce mode de réalisation, les jambages sont eux aussi réalisés en acier. 15 L'armature 20 comporte en outre une traverse inférieure 32. La traverse inférieure 32 est fixée aux jambages 30A et 30-B par leurs extrémités dites inférieures. La traverse inférieure 32 s'étend de manière sensiblement horizontale et 20 est parallèle à la traverse supérieure 22.
La traverse inférieure 32 est aussi réalisée en acier. La traverse inférieure 32 est renforcée par une plaque dite de renfort (non représentée) qui est réalisée en acier. 25 L'armature 20 de la face avant comporte en outre une poutre 34. La poutre 34 est supportée par les jambages 30-A et 30-B. La poutre 34 s'étendant de manière sensiblement horizontale et parallèlement à la traverse supérieure 22 et 30 à la traverse inférieure 32. La poutre 34 est en acier.
La poutre 34 et les jambages 30-A et 30-B sont reliés par l'intermédiaire d'absorbeurs de chocs (non visibles) qui sont interposés entre la poutre 34 et chaque jambage 30-A ou 35 30-B. L'invention concerne une face avant telle que représentée, par exemple, à la figure 3. Une face avant 100 selon l'invention comporte une armature 120. Selon l'invention, au moins une partie de l'armature 120 est réalisée en matériau 5 dit sandwich.
Un tel matériau sandwich est représenté, de manière schématique, à la figure 2. On entend par matériau sandwich un matériau composé d'une âme 200 en un premier matériau qui est recouverte sur chacune de ses faces extérieures 210 et 220 d'une peau en au moins un second matériau.
Autrement dit, il s'agit d'un matériau tri-couche ou encore autrement dit, le matériau sandwich est composé d'une épaisseur de matière 200 intercalée entre deux feuillets dits extérieurs 210 et 220.
Dans ce mode de réalisation, l'âme 200 est composée d'un polymère, par exemple un plastique, dont l'épaisseur est 20 comprise entre 0,2 et 1,5 mm.
Les peaux 210 et 220 sont, quant à elles, toutes deux réalisées en feuillet métallique. Ici, il s'agit d'acier, par exemple, recouvert d'une couche de zinc. L'épaisseur des 25 peaux 210 et 220 est, dans ce mode réalisation, de 0,25 mm.
Un tel matériau sandwich est notamment décrit dans les demandes de brevets EP 1 651 432 ou EP 1 636 024.
30 L'armature 120 de la face avant 100 selon l'invention comporte au moins une traverse 122 dite supérieure.
La traverse 122 présente au moins une partie réalisée en matériau sandwich. 35
6
La traverse 122 est ici réalisée en trois parties. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la traverse supérieure 122 comporte deux extrémités dites latérales 124-A et 124-B et une partie centrale 126. Ici aussi, on entend par extrémités latérales, les extrémités de la traverse supérieure qui sont aptes à supporter au moins en partie les projecteurs.
10 Les parties latérales 124-A et 124-B sont ici réalisées dans le matériau sandwich tel que décrit plus haut.
La partie centrale 126 est, quant a elle, réalisée en acier.
15 Dans ce mode de réalisation, les parties latérales 124-A et 124-B comportent une épaisseur de 2mm. La partie centrale 126 comporte, quant à elle, une épaisseur comprise entre 0,5 et 1,5 mm, de préférence 1 mm.
20 Un autre mode de réalisation non représenté propose que l'ensemble de la traverse supérieure soit réalisé dans le matériau sandwich.
Dans l'exemple de réalisation illustré, les extrémités 25 latérales 124-A et 124-B sont reliées à la partie centrale 126 par collage et/ou apposition de rivets. En d'autres termes, lors de l'assemblage de la traverse supérieure, on munit la partie centrale et/ou les parties latérales de colle. On assemble ensuite les différents éléments de la 30 traverse supérieure qu'on peut éventuellement réunir par des rivets. Enfin, on réticule la colle pour finaliser l'assemblage.
L'armature 120 de la face avant comporte en outre au moins 35 deux jambages 130-A et 130-B.5 7
Les jambages 130-A et 130-B sont reliés par leurs extrémités dites supérieures à la traverse supérieure 122.
Les jambages 130-A et 130-B sont, dans cet exemple, réalisés 5 en matériau sandwich. Ils comportent une épaisseur de 2 mm.
Deux bras 134-A et 134-B s'étendent latéralement respectivement, de manière sensiblement horizontale, à partir de chaque jambage 130-A et 130-B, vers l'extérieur. Le bras 134-A (134-B), le jambage 130-A (130-B) et la partie latérale 134-A (134-B) de la traverse supérieure 122 définissent un logement destiné à recevoir notamment une optique de phare (non représentée). 15 Dans ce mode de réalisation, l'armature 120 comporte aussi une traverse inférieure 132 qui est fixée aux jambages 130-A et 130-B par leurs extrémités dites inférieures. La traverse inférieure 132 s'étend de manière sensiblement horizontale 20 et parallèlement à la traverse supérieure 122.
Ici, l'armature 120 est munie d'au moins un support de serrure 128. Le support de serrure 128 est fixé au moins à la traverse supérieure 122. Dans ce mode de réalisation, le 25 support de serrure 128 est plus précisément fixé sur la partie centrale 126 de la traverse supérieure 122.
Ladite partie centrale 126 est, notamment prévue en acier et présente une longueur qui est au moins égale à la partie du 30 support de serrure servant à la fixation du support 128 sur la traverse supérieure.
Ici, le support de serrure est aussi relié à la traverse inférieure 132. 10 35 8
Le support de serrure est réalisé en acier et présente, par exemple, une épaisseur de 1,3 mm.
Un mode de réalisation non représenté propose de munir l'armature d'une poutre en acier comme la poutre 34 décrite plus haut.
La demanderesse a testé différentes configurations de faces avant. Les résultats sont représentés aux figures 4 et 5. 10 Dans le test dont les résultats sont représentés à la figure 4, la demanderesse a déterminé le ratio entre la raideur à l'arrachage, à 60°C, de la zone de la traverse supérieure accueillant le support serrure et le poids, sur une base 15 100, d'un ensemble traverse supérieure-jambages d'une face avant d'un encombrement constant et dont ledit ensemble traverse supérieure-jambages est réalisé en différents matériaux.
20 Autrement dit, dans ce test, la face avant testée comporte toujours une même armature comportant des traverses inférieure et supérieure, deux jambages, un support serrure et une poutre. Ces différents éléments de l'armature sont tous identiques en terme de forme et d'encombrement entre 25 les différentes faces avant testées. Ainsi, la seule variante de ce test est le type et l'épaisseur du matériau utilisé pour la fabrication des jambages et de la traverse supérieure.
30 La demanderesse a comparé les résultats obtenus avec une face avant réalisée tout en acier, une face avant comportant des jambages et une traverse supérieure réalisés en matériau sandwich et une face avant comportant des jambages et une traverse supérieure réalisés en matériau hybride. 35
9
La demanderesse s'est rendu compte que la face avant comportant au moins une partie de son armature en matériau sandwich est celle qui obtient les résultats les plus intéressants.
Ainsi, pour des raideurs à l'arrachage, à 60°C, s'étalant entre 200 et 800 N/mm et de préférence entre 280 et 600 N/mm, une face avant comportant au moins une partie en matériau sandwich, plus particulièrement les pièces mentionnées plus haut, est une face avant présentant un poids inférieur aux faces avant de même raideur mais réalisée en technologies différentes.
Dans le test dont les résultats sont représentés à la figure 5, la demanderesse a déterminé le ratio entre la raideur en torsion d'une face avant, à 60°C, et le poids, sur une base 100, d'un ensemble traverse supérieure-jambages des différentes faces avant telles que déjà décrites pour le test précédent.
Autrement dit, ici aussi, les faces avant testées comportent toujours une même armature comportant des traverses inférieure et supérieure, deux jambages, un support serrure et une poutre. Ces différents éléments de l'armature sont tous identiques en terme de forme et d'encombrement entre les différentes faces avant testées. A nouveau, la seule variante de ce test est le type et l'épaisseur du matériau utilisé pour la fabrication des jambages et de la traverse supérieure.
La demanderesse a ainsi comparé les résultats obtenus avec une face avant réalisée tout en acier, une face avant comportant des jambages et une traverse supérieure réalisés en matériau sandwich et une face avant comportant des jambages et une traverse supérieure réalisés en matériau hybride.
10
A nouveau, il s'avère que la face avant comportant au moins une partie de son armature en matériau sandwich est celle qui obtient les résultats les plus intéressants.
Ainsi, pour des raideurs en torsion, à 60°C, s'étalant entre 17900 et 18050 Nm/°, une face avant comportant au moins une partie en matériau sandwich, plus particulièrement les pièces mentionnées plus haut, est une face avant présentant un poids inférieur aux faces avant de même raideur mais réalisée en technologies différentes.
Claims (11)
1. Face avant (100) pour véhicule automobile comportant une armature (120) propre à recevoir des équipements, caractérisée en ce qu'au moins une partie de ladite armature (120) est réalisée en matériau dit sandwich, ledit matériau sandwich étant composé d'une âme (200) en un premier matériau qui est recouverte sur chacune de ses faces d'une peau (210 ; 220) en au moins un second matériau.
2. Face avant selon la revendication 1, dans laquelle ladite âme (200) et ladite peau (210, 220) sont respectivement composées d'un polymère plastique et d'un feuillet métallique.
3. Face avant selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ladite armature (120) comporte au moins une traverse (122) dite supérieure et dans laquelle ladite traverse supérieure (122) comporte deux extrémités dites latérales (124-A, 124-B) et une partie centrale (126) et dans laquelle ladite partie centrale (126) et lesdites parties latérales (124-A, 124-B) sont respectivement réalisées en acier et en dit matériau sandwich.
4. Face avant selon la revendication précédente, dans laquelle lesdites extrémités latérale (124-A, 124-B) de ladite traverse supérieure (122) sont reliés à ladite partie centrale (126) de ladite traverse supérieure (122) par collage et/ou par des rivets.
5. Face avant selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ladite partie centrale (126) comporte une épaisseur comprise entre 0,5 et 1,5 mm. 11 3 5 12
6. Face avant selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ladite armature (120) comporte au moins deux jambages (130-A, 130-B), lesdits jambages (130-A, 130-B) étant reliés par leurs extrémités dites supérieures à une traverse supérieure (122) et dans laquelle lesdits jambages (130-A, 130-B) sont réalisés également en dit matériau sandwich.
7. Face avant selon la revendication précédente comportant en outre une traverse inférieure (132), ladite traverse inférieure (132) étant fixée auxdits jambages (130-A, 130-B) par leurs extrémités dites inférieures.
8. Face avant selon l'une des revendications 3 à 7, comportant en outre au moins un support de serrure (128), ledit support de serrure (128) étant fixé à ladite traverse supérieure (122).
9. Face avant selon la revendication précédente dans 20 laquelle ledit support de serrure (128) est fixé sur ladite partie centrale (126) de la traverse supérieure (122).
10. Face avant selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite armature (120) présente une raideur à 25 l'arrachage comprise entre 200 et 800 N/mm.
11. Face avant selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite armature (120) présente une raideur à en torsion comprise entre 17900 et 18050 Nm/°. O
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