FR2995059A1

FR2995059A1 - Element de vehicule

Info

Publication number: FR2995059A1
Application number: FR1357646A
Authority: FR
Inventors: Wolfgang Buhr
Original assignee: GEDIA Gebrueder Dingerkus GmbH
Current assignee: GEDIA Gebrueder Dingerkus GmbH
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2014-03-07
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: DE102013107640A1; FR2995059B1; GB2507390B; GB2507390A; ITMI20131403A1; GB201315082D0

Abstract

La présente invention a pour objet un élément de véhicule (1), constitué en totalité ou en partie d'un flan façonné de tôle métallique, qui puisse être utilisé pour sa fonction prévue tout en permettant une construction légère encore améliorée par rapport aux formes de réalisation connues. L'invention propose que le flan de tôle métallique soit constitué en totalité ou en partie de tôle perforée ou de métal déployé (3).

Description

- 1 - DESCRIPTION L'invention concerne un élément de véhicule, qui est constitué en totalité ou en partie d'un flan façonné de tôle métallique. Il existe dans l'état de la technique de nombreux exemples d'éléments de véhicule constitués d'un flan façonné de tôle métallique.

Pour de tels éléments de véhicule, il existe un besoin de favoriser la construction légère lors de la fabrication de véhicules, en particulier d'automobiles. On sait dans l'état de la technique qu'on peut fabriquer, par exemple à des fins de construction légère, des éléments de véhicule en métal léger. Dans leur mode de construction classique, de tels éléments réduisent le poids par rapport aux mêmes éléments structurels en acier. Pour des éléments structurels en acier également, on a obtenu jusqu'à présent une réduction du poids en utilisant, pour fabriquer de tels éléments de véhicule, des flans de tôle métallique constitués de tôles relativement minces, qui sont façonnés à chaud pour former un élément structurel et trempés en totalité ou dans des régions partielles. Il est ainsi possible d'utiliser des flans de tôle métallique d'épaisseur de paroi réduite, de sorte qu'on obtient également de la sorte une réduction de poids. On sait également qu'on peut utiliser des flans de tôle métallique d'épaisseur variable, de sorte donc que le flan de tôle métallique globalement d'un seul tenant est constitué d'un flan de tôle pour partie de plus grande épaisseur de paroi et pour partie d'épaisseur de paroi plus petite. De la sorte également, on obtient éventuellement une réduction de poids.

En partant de cet état de la technique, l'invention a pour but de fournir un élément de véhicule qui puisse être utilisé pour sa fonction prévue tout en permettant une construction légère encore améliorée par rapport aux formes de réalisation connues. L'invention atteint ce but par le fait que le flan de tôle 30 métallique est constitué en totalité ou en partie de tôle perforée ou de métal déployé. Par le fait que l'élément de véhicule correspondant est constitué d'un flan façonné de tôle métallique qui est lui-même constitué en totalité ou en partie de tôle perforée ou de métal déployé, on obtient une réduction - 2 - de poids considérable. L'utilisation de flans de tôle métallique en tôle perforée est quelque peu désavantageuse, car la fabrication de tôle perforée s'accompagne d'une production de déchets du fait des trous découpés ou réalisés d'une autre manière. Il n'est donc ici pas possible d'utiliser en totalité le flan de tôle métallique, étant donné que les trous découpés sont produits en tant que déchets. Par ailleurs, de tels flans de tôle métallique en tôle perforée ne sont pas sujets à la fissuration, car dans la région des trous correspondants, il n'y a pas de tendance supplémentaire du matériau à se déchirer ou à s'arracher dans la région de ces trous. Par comparaison, l'utilisation de flans de tôle métallique en métal déployé est avantageuse dans la mesure où le flan de tôle métallique correspondant peut être fabriqué quasiment sans production de déchets. Le métal déployé est un matériau présentant des ouvertures dans sa surface, qui sont produites par des coupes décalées sans perte de matériau, avec en même temps une déformation par étirage. Les mailles de ce matériau du genre treillis fabriqué en panneaux ou en bandes ne sont ni tressées, ni soudées. Un inconvénient de telles configurations sous forme de métal déployé peut être que les entailles dans la tôle, qui sont nécessaires pour former le métal déployé, peuvent progresser à la manière d'une fissure si des sollicitations importantes agissent sur cette région. Dans tous les cas cependant, l'utilisation de tôle perforée ou de métal déployé permet d'obtenir une construction légère active, sachant qu'on obtient en outre dans la région de formation de la tôle perforée ou du métal déployé la possibilité d'un façonnage plus aisé, tout en pouvant régler les propriétés et résistances nécessaires. Une configuration supplémentaire préférée consiste en ce que le flan de tôle métallique est constitué en totalité ou dans des régions partielles de métal trempé.

En particulier en cas d'utilisation de flans de tôle métallique constitués d'un métal pouvant être trempé, il est possible, selon l'utilisation prévue et selon la sollicitation escomptée, de tremper l'élément de véhicule correspondant en totalité ou dans des régions partielles, de sorte qu'on peut obtenir des propriétés correspondantes de l'élément de véhicule.

Il est également avantageux que le flan de tôle métallique et/ou les régions ou régions partielles constituées de tôle perforée ou de métal déployé soient constitués en partie ou en totalité de métal trempé. - 3 - Le matériau de départ pour l'élément de véhicule est donc un flan de tôle métallique qui est constitué en partie ou en totalité de matériau trempé, ou bien seule la région du flan qui est réalisée sous forme de tôle perforée ou de métal déployé peut être constituée de matériau trempé dans des régions partielles ou en totalité. Il est également possible de combiner des régions du flan de tôle métallique à l'état trempé avec des régions du flan sous la forme de tôle perforée ou de métal déployé constitué(e) de métal trempé. De préférence, il est en outre prévu que le flan de tôle 10 métallique soit constitué de tôle d'acier au moins dans les régions qui sont constituées de métal trempé. L'utilisation de flans de tôle métallique pour fabriquer l'élément de véhicule correspondant peut être bien maîtrisée, sachant également que le façonnage à chaud et la trempe du flan de tôle métallique 15 constitué de tôle d'acier pour la fabrication de l'élément de véhicule est une technique bien connue et pouvant être maîtrisée. Dans certains cas, il peut également être prévu que le flan de tôle métallique soit constitué de tôle d'acier et soit en totalité ou en partie façonné à chaud et trempé.

20 D'une manière particulièrement préférée, il est prévu que l'élément de véhicule soit un élément structurel de carrosserie non important en cas d'accident, en particulier un élément récepteur de siège, une traverse, un cadre auxiliaire, une coque de siège, un dossier, un support, un repose-pieds, un élément de recouvrement.

25 La configuration selon l'invention sous la forme de tôles perforées et de métal déployé est précisément avantageuse pour de tels éléments de véhicule qui ne constituent pas un élément structurel de carrosserie important en cas d'accident. De telles configurations peuvent avoir leur poids considérablement réduit, de sorte que cela se répercute sur 30 le poids total du véhicule ainsi équipé et donc sur le bilan total de CO2 du véhicule. Une configuration supplémentaire consiste en ce que l'élément de véhicule est constitué d'une combinaison d'une partie en matière plastique et d'une partie façonnée à partir d'un flan de tôle métallique.

35 Selon cette configuration, l'élément de véhicule correspondant peut être une combinaison de matériaux, en particulier une combinaison - 4 - d'une partie en matière plastique avec une partie façonnée à partir d'un flan de tôle métallique. Dans le cas d'une telle configuration, il est considéré avantageux que la partie en matière plastique soit moulée sur le bord de la partie façonnée à partir d'un flan de tôle métallique, et/ou surfaciquement sur des régions partielles ou sur la totalité de la partie façonnée à partir du flan de tôle métallique. Selon cette configuration, un bord ou le bord entourant d'un flan de tôle métallique peut être par exemple équipé d'une partie en matière plastique moulée sur lui. Il est également possible de mouler surfaciquement une partie en matière plastique sur des régions partielles du flan de tôle métallique ou sur la totalité du flan de tôle métallique, si cela est avantageux pour l'application prévue. Il est en outre considéré avantageux que la région partielle du flan de tôle métallique qui est constituée de tôle perforée ou de métal déployé présente, sur au moins une arête de bord ou sur une région de bord ou sur une région partielle entourée de tôle perforée ou de métal déployé, une région de bordure en tôle non perforée. Des éléments structurels de carrosserie correspondants peuvent être fabriqués selon cette configuration. Par exemple, pour un élément récepteur de siège qui est soudé sur le tunnel du véhicule ou sur le seuil de portière du véhicule, la région pour la fixation des rails du siège à l'avant et à l'arrière peut être laissée dans la structure de flan non perforé. Dans la région intermédiaire, on pourrait économiser beaucoup de matériau et donc un poids considérable en réalisant le flan dans cette région d'une manière correspondante sous forme de tôle perforée ou de métal déployé. L'élément de véhicule ainsi équipé est extrêmement opérationnel, sachant que seules les régions qui sont nécessaires à des fins de fixation ou analogues sont constituées de tôle non perforée, tandis que les autres régions, qui sont plus des parties de liaison et ne doivent pas présenter de structure porteuse ou de possibilité de fixation, peuvent être fabriquées avec un poids réduit en tôle perforée ou en métal déployé. D'une manière particulièrement préférée, il est prévu que l'élément de véhicule soit un élément façonné à chaud qui est trempé en totalité ou seulement dans des régions partielles. - 5 - Une configuration supplémentaire préférée consiste en outre en ce que le flan de tôle métallique doté de la région en métal déployé est aplani ou laminé à une épaisseur de tôle souhaitée. Les régions en métal déployé du flan de tôle métallique sont de 5 préférence aplanies ou encore laminées, afin d'une part de régler ainsi exactement l'épaisseur de tôle souhaitée, et d'autre part d'éviter des saillies ou des retraits par rapport au reste du matériau du flan. Dans certains cas, il peut être également prévu que le flan de tôle métallique présente une épaisseur variable sur sa largeur et/ou sur sa 10 longueur. On peut obtenir de la sorte également, conformément à la destination et à l'utilisation de l'élément de véhicule, une réduction de poids par le fait que certaines régions du flan de tôle métallique présentent une petite épaisseur tandis que d'autres régions, qui doivent pouvoir subir 15 une sollicitation plus forte, présentent une plus grande épaisseur. Les régions d'épaisseur variable peuvent être prévues dans les régions non perforées du flan de tôle métallique, mais aussi dans les régions du flan de tôle métallique qui sont perforées ou réalisées sous forme de métal déployé. De préférence, il est en outre prévu que la partie en matière 20 plastique s'étende au moins par une région partielle sur au moins une partie du flan de tôle métallique qui est constituée de tôle perforée ou de métal déployé, sachant que le matériau de la partie en matière plastique s'engage dans les mailles du métal déployé ou dans les trous de la tôle perforée ou les traverse.

25 Par une telle configuration, on obtient un bon ancrage de la partie en matière plastique avec le flan de tôle métallique. Une configuration supplémentaire préférée dans certains cas consiste en ce que le flan de tôle métallique est constitué d'un matériau à base d'acier qui présente avant la trempe une résistance à la traction 30 d'environ 300 à 400 MPa et après le façonnage et la trempe une résistance à la traction supérieure d'au moins 50 %. Le matériau de départ peut être fourni d'une manière relativement économique, par le fait qu'on fournit des tôles normales courantes, comme par exemple un acier de qualité DCO2 avec 0,035 % de 35 carbone et une résistance à la traction de 305 MPa. - 6 - Pour un tel matériau également, on peut augmenter considérablement la résistance à la traction par un traitement thermique correspondant, par exemple à 560 MPa. Pour certaines utilisations, il est particulièrement avantageux que le flan de tôle métallique soit constitué de matériau à base d'acier à haute ou très haute résistance, qui présente après la trempe une résistance à la traction allant jusqu'à 1800 MPa ou davantage. De telles qualités d'acier sont directement disponibles. On se contentera ici de citer comme exemple la qualité d'acier 22 MnB5 Une configuration supplémentaire préférée consiste en ce que le flan de tôle métallique est non perforé ou non fendu dans les régions qui sont fortement sollicitées lors de l'utilisation prévue ou qui forment les brides pour l'assemblage avec d'autres éléments de carrosserie, et en ce qu'il présente une structure de tôle perforée et/ou une structure en métal déployé dans les régions moins sollicitées. De plus, il peut être avantageusement prévu que le nombre et/ou le diamètre des perforations dans la tôle perforée soient adaptés à la sollicitation à laquelle l'élément de véhicule est exposé lors de l'utilisation prévue, et/ou que la largeur, la forme et/ou la longueur des mailles du métal déployé soient adaptées à cette même sollicitation. L'invention fournit des éléments de véhicule, en particulier des éléments structurels métalliques, qui possèdent un grand potentiel de construction légère et atteignent une nette économie de poids par rapport à des produits classiques. On fournit ainsi des éléments structurels concurrentiels avec de faibles coûts de construction légère, sachant qu'un coefficient élevé d'utilisation du matériau et une grande liberté de configuration sont assurées par des régions différentes et des propriétés individuelles de l'élément, qui sont obtenues uniquement par le choix des matériaux et/ou la répartition des régions ayant un caractère de métal déployé ou un caractère de tôle perforée. Bien que l'on puisse de préférence configurer selon l'invention des éléments de véhicule en acier, il est également possible de configurer des éléments de véhicule constitués d'autres matériaux, par exemple de tôle d'aluminium. On peut effectuer chaque fois, en fonction des besoins ou en l'absence d'une résistance suffisante, un façonnage à chaud et une trempe des éléments de véhicule. - 7 - L'exposé qui suit décrit plus en détail un exemple de réalisation de l'invention qui est représenté sur les dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 représente un contour de flan comme matériau de départ pour la fabrication d'un élément de véhicule selon l'invention ; la figure 2 représente un élément de véhicule sous la forme d'un élément récepteur de siège, configuré selon l'invention. La figure 2 représente un élément de véhicule 1 qui est constitué d'un flan de tôle métallique 2 totalement façonné, tel qu'il est représenté sur la figure 1. Ce flan de tôle métallique 2 présente une région partielle qui est constituée de métal déployé 3, tandis que d'autres régions partielles 4 sont constituées de tôle non perforée. Selon l'utilisation prévue, un tel flan de tôle métallique 2 peut être constitué de matériau à base d'acier ou encore d'un autre matériau. Un aspect particulièrement avantageux pour la fabrication du matériau à base d'acier est que le flan 2 peut être façonné à chaud et ensuite trempé, de sorte qu'on peut produire des zones de résistances différentes. Ces zones de résistances différentes peuvent être les régions partielles 4 ou encore les régions en métal déployé 3. Mais on peut aussi tremper des régions partielles du métal déployé 3 et/ou des régions partielles 4 des parties non perforées du flan 2. Le façonnage et la trempe doivent être configurés individuellement en fonction de l'utilisation prévue de l'élément de véhicule 1. Sur l'élément de véhicule 1 achevé, la région en métal déployé 3 forme par exemple une région qui n'est pas soumise à des sollicitations particulièrement élevées lors de l'utilisation prévue, tandis que les régions partielles 4 en matériau non perforé qui se trouvent à côté peuvent être utilisées à des fins de fixation ou encore peuvent présenter une plus grande stabilité, si cela est nécessaire pour l'utilisation. Selon l'exemple de réalisation de la figure 2, l'élément de véhicule 1 est un élément récepteur de siège. Les régions du flan façonné de tôle métallique qui sont fortement sollicitées lors de l'utilisation prévue ou 30 qui forment des brides pour l'assemblage à d'autres éléments de carrosserie sont ici des régions partielles 4 non perforées, tandis que les régions intermédiaires, moins sollicitées, présentent une structure en métal déployé 3. Grâce à la configuration selon l'invention, l'élément de 35 véhicule peut être réalisé dans des régions quelconques, à déterminer par le constructeur, d'un poids réduit sous forme de tôle perforée ou de métal déployé 3, tandis que d'autres régions partielles 4 peuvent être constituées - 8 - de parties de tôle non perforées ou encore d'autres parties, comme cela est indiqué dans la description précédente. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Élément de véhicule (1), qui est constitué en totalité ou en partie d'un flan façonné de tôle métallique (2), caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué en totalité ou en partie de tôle perforée ou de métal déployé (3).
2. Élément de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué en totalité ou dans des régions partielles de métal trempé.
3. Élément de véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) et/ou les régions ou 10 régions partielles constituées de tôle perforée ou de métal déployé (3) est ou sont constitués en partie ou en totalité de métal trempé.
4. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué de tôle d'acier au moins dans les régions qui sont constituées de 15 métal trempé.
5. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué de tôle d'acier et est en totalité ou en partie façonné à chaud et trempé. 20
6. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de véhicule (1) est un élément structurel de carrosserie non important en cas d'accident, en particulier un élément récepteur de siège, une traverse, un cadre auxiliaire, une coque de siège, un dossier, un support, un repose-pieds, un élément de 25 recouvrement.
7. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de véhicule (1) est constitué d'une combinaison d'une partie en matière plastique et d'une partie façonnée à partir d'un flan de tôle métallique (2). 30
8. Élément de véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que la partie en matière plastique est moulée sur le bord de la partie façonnée à partir d'un flan de tôle métallique (2), et/ou surfaciquement sur des régions partielles ou sur la totalité de la partie façonnée à partir du flan de tôle métallique (2).- 10 -
9. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la région partielle du flan de tôle métallique (2) qui est constituée de tôle perforée ou de métal déployé (3) présente, sur au moins une arête de bord ou sur une région de bord ou sur une région partielle (4) entourée de tôle perforée ou de métal déployé (3), une région de bordure en tôle non perforée.
10. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément de véhicule (1) est un élément façonné à chaud qui est trempé en totalité ou seulement dans des régions partielles.
11. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) doté de la région en métal déployé (3) est aplani ou laminé à une épaisseur de tôle souhaitée.
12. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) présente une épaisseur variable sur sa largeur et/ou sur sa longueur.
13. Élément de véhicule selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la partie en matière plastique s'étend au moins par une région partielle sur au moins une partie du flan de tôle métallique (2) qui est constituée de tôle perforée ou de métal déployé (3), sachant que le matériau de la partie en matière plastique s'engage dans les mailles du métal déployé (3) ou dans les trous de la tôle perforée ou les traverse.
14. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué d'un matériau à base d'acier qui présente avant la trempe une résistance à la traction d'environ 300 à 400 MPa et après le façonnage et la trempe une résistance à la traction supérieure d'au moins 50 %.
15. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est constitué de matériau à base d'acier à haute ou très haute résistance, qui présente après la trempe une résistance à la traction allant jusqu'à 1800 MPa ou davantage.
16. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le flan de tôle métallique (2) est non perforé ou non fendu dans les régions qui sont fortement sollicitées lors de l'utilisation prévue ou qui forment les brides pour l'assemblage avec- 11- d'autres éléments de carrosserie, et en ce qu'il présente une structure de tôle perforée et/ou une structure en métal déployé (3) dans les régions moins sollicitées.
17. Élément de véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le nombre et/ou le diamètre des perforations dans la tôle perforée sont adaptés à la sollicitation à laquelle l'élément de véhicule (1) est exposé lors de l'utilisation prévue, et/ou en ce que la largeur, la forme et/ou la longueur des mailles du métal déployé (3) sont adaptées à cette même sollicitation.