FR3006282A1 - Structure de caisse d'un vehicule automobile avec aile avant interchangeable - Google Patents

Abstract

La structure de caisse selon l'invention d'un véhicule automobile comporte au moins deux ailes avant, formant avec un capot, un bouclier et deux projecteurs la partie avant d'un véhicule automobile. La structure de caisse est caractérisée en ce que chaque aile avant comprend une interface structurelle soudée sur la structure de caisse et sur laquelle vient se fixer une peau (15b) interchangeable, ladite interface structurelle étant commune quelle que soit la version de peau (15b) de l'aile avant qu'elle reçoit.

Description

Structure de caisse d'un véhicule automobile avec aile avant interchangeable Domaine technique de l'invention L'invention concerne la structure de caisse d'un véhicule automobile, plus particulièrement les parties latérales avant, appelées communément ailes avant. L'invention concerne plus particulièrement une structure de caisse d'un véhicule automobile comportant au moins deux ailes avant, formant avec un capot, un bouclier et deux projecteurs la partie avant d'un véhicule automobile. Etat de la technique Classiquement, l'industrie automobile se caractérise par un modèle du type à fabrication de très grandes volumes de pièces ultra-standardisées pour la plupart réalisées par emboutissage avec des investissements capitalistiques et capacitaires importants. Par ailleurs, l'évolution des marchés automobiles vers une segmentation de plus en plus fine avec une multiplication permanente des types de carrosserie et des types de produits (et donc une réduction des volumes par produit) ainsi que la tendance croissante de la personnalisation contribuent aussi à rendre l'équation économique pour la conception et la fabrication d'un véhicule automobile de plus en plus difficile.

Pour une telle conception d'un véhicule automobile, les constructeurs automobiles peuvent être amenés aujourd'hui à faire un choix entre deux mondes très différents : - l'univers des produits à très grands volumes et au prix abordable, exclusivement construit sur des structures de caisse autoporteuses en tôle emboutie ; - les produits de petits à très petits volumes qui s'ouvrent à d'autres moyens de fabrication ayant des prix de vente beaucoup plus élevés, car destinés notamment au haut de gamme ou à un usage spécifique professionnel (par exemple du type véhicule utilitaire). A ce jour et en grande majorité, les ailes avant sont classiquement réalisées en acier, en aluminium ou en plastique (thermoplastiques ou thermodurs). Elles sont produites pour une grande production afin de rentabiliser au mieux les investissements qui sont le plus souvent très lourds. Toutefois, de telles ailes avant ne sont pas personnalisables, notamment car il est difficile de les démonter puis de remonter à l'équivalent un nouveau jeu d'ailes avant, sinon à diversifier les outils et les moules pour l'emboutissage ou l'injection, ce qui implique là encore de très lourds investissements. De même, il existe de nombreuses interfaces différentes selon le type d'ailes et selon la structure de caisse.

Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à l'ensemble des inconvénients précités et a pour objet la réalisation d'une structure de caisse d'un véhicule automobile, qui puisse offrir une possibilité de personnalisation au niveau de ses ailes avant, tout en étant simple à réaliser, de façon peu onéreuse et sans de lourds investissements de re-conception complète d'un véhicule. L'objet de l'invention est caractérisé, plus particulièrement, par le fait que chaque aile avant comprend une interface structurelle soudée sur la structure de caisse et sur laquelle vient se fixer une peau interchangeable, ladite interface structurelle étant commune quelle que soit la version de peau de l'aile avant qu'elle reçoit. Une telle structure de caisse permet ainsi de mettre en place un système de personnalisation de la zone avant du véhicule, en rendant ses ailes avant montables, démontables et remontables et ce sans impacts sur la structure de caisse de base. Une telle structure de caisse à grand volume de production permet ainsi d'imaginer des parties d'un véhicule automobile « variables » permettant de changer en partie de type de carrosserie, d'usage du véhicule selon les désirs du client, à l'achat voir même en cours de vie du produit, donc avec des volumes de pièces beaucoup plus faibles, mais à un coût acceptable. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention peuvent être considérés isolément ou en combinaison : - La peau de l'aile avant peut être fixée sur l'interface structurelle par des moyens de fixation démontable, qui peuvent être du type à fixation positive, par exemple du type système de vis-écrou. - Lesdits moyens de fixation peuvent être du type glissant. - Ladite interface structurelle peut être destinée à recevoir une peau de l'aile avant réalisée par injection de matière plastique ou peut être destinée à recevoir une peau de l'aile avant réalisée par thermoformage de matière plastique. - Ladite peau thermoformée de l'aile avant peut être fixée sur ladite interface structurelle par l'intermédiaire d'au moins un adaptateur, dont la forme et les dimensions permettent de gérer les écarts d'interface avec la structure de caisse. - Chaque adaptateur peut être fixé sur la peau thermoformée de l'aile avant par collage ou par assemblage laser. - La peau thermoformée de l'aile avant peut coopérer avec au moins un adaptateur latéral, un adaptateur supérieur, un premier adaptateur de liaison avec le projecteur associé, un second adaptateur de liaison avec le bouclier associé et un adaptateur inférieur.

Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 représente une vue partielle en perspective d'un véhicule automobile équipé d'un mode particulier de réalisation d'une structure de caisse selon l'invention. La figure 2 représente une première variante de réalisation d'une aile avant destinée à être fixée sur la structure de caisse selon la figure 1, vue du côté extérieur du véhicule. La figure 3 représente une deuxième variante de réalisation d'une aile avant destinée à être fixée sur la structure de caisse selon la figure 1, vue du côté intérieur du véhicule.

Les figures 4 et 5 représentent l'aile avant selon la figure 3, équipée d'adaptateurs en vue de sa fixation sur la structure de caisse selon la figure 1, respectivement représentée sans et avec ses moyens de fixation associés.

Description de modes particuliers de réalisation Dans la description qui va suivre, des éléments identiques ou analogues porteront les mêmes chiffres et nombres de référence. Les expressions telles que « arrière » et « avant », « gauche » et « droite », « supérieur » et « inférieur » et les orientations « longitudinale », « transversale » et « verticale » seront définies en référence au trièdre X, Y, Z représenté sur la figure 1 et aux définitions données dans la description. Notamment, la direction longitudinale X correspond au sens de déplacement en marche avant d'un véhicule automobile (non représenté complètement sur la figure 1 pour des raisons de clarté).

En référence aux figures, la structure de caisse 10 selon l'invention a pour objectif de proposer une nouvelle méthode de fabrication/assemblage d'au moins une partie avant du véhicule automobile, afin de permettre une personnalisation plus forte pour le client à un niveau de coût / prix de vente acceptable (voir de réduire la diversité de la partie non personnalisée afin d'améliorer sa performance économique). Sur la figure 1, la structure de caisse 10 selon l'invention comporte classiquement deux ailes avant 11 (uniquement l'aile avant gauche est représentée sur la figure 1 pour des raisons de clarté), formant avec un capot 12, un bouclier 13 et deux projecteurs 14 (uniquement le projecteur avant gauche est représenté sur la figure 1 pour des raisons de clarté) la partie avant d'un véhicule automobile. Sur les figures 1 à 5, le principe de l'invention sera décrit en rapport avec l'aile avant 11 gauche, par rapport à l'axe longitudinal X du véhicule, mais l'invention s'applique de la même façon pour l'aile avant droite du véhicule. Selon l'invention, l'aile avant 11 comporte une interface structurelle soudée au reste de la structure de caisse 10, sur laquelle vient se fixer une peau 15 de l'aile avant interchangeable, l'interface structurelle étant commune quelle que soit la version de peau 15 de l'aile avant 11 qu'elle reçoit (figures 2 à 5). En d'autres termes, grâce à l'interface structurelle formant une partie de l'aile avant 11, il est possible d'installer différentes versions de peaux 15 de l'aile avant, pour pouvoir personnaliser le véhicule selon les souhaits du client. A cet effet, la peau 15 de l'aile avant 11 est fixée sur l'interface structurelle par des moyens 16 de fixation démontable (figure 5), de préférence des moyens de fixation du type à fixation positive, par exemple du type vis-écrou 16, comme décrit plus en détail ci-après en regard de la figure 5. Ainsi, il est possible de prévoir un démontage de la peau 15 de l'aile avant 11 en cours de vie du véhicule, pour pouvoir notamment changer la couleur de la peau 15 et ce de façon simple, rapide et peu coûteuse. Par ailleurs, il faut noter que le nombre de moyens de fixation 16 prévu dépend notamment de la taille de la peau 15 à fixer, et du véhicule en général, des aspects à garantir sur la zone avant du véhicule et des jeux à maitriser.

Notamment, comme représenté plus particulièrement sur la figure 5, dans la zone haute de la peau 15 de l'aile avant 11, sensiblement au niveau de la liaison avec le capot 12, des moyens de fixation glissante, par exemple des orifices 17 de forme oblongue, sont avantageusement prévus sur la peau 15 de de l'aile avant, coopérant ainsi avec les moyens de fixation 16 et permettant ainsi de libérer les contraintes lors d'un ensoleillement voire lors du passage en ligne de peinture usine (afin de supporter des températures très hautes et pouvoir subir de fortes dilatations de la peau 15 réalisée en matière plastique). Comme représenté sur les figures 2 à 5, les différentes versions de peaux 15 de l'aile avant 11 sont réalisées préférentiellement en matière plastique pour des raisons de coûts et de facilité de personnalisation (couleurs, stickers, etc.). Sur la figure 2, la peau 15a de l'aile avant 11 destinée à venir se fixer sur l'interface structurelle commune de la structure de caisse 10 est une pièce en matière plastique réalisée par injection. Un tel principe d'injection est notamment dédié à des versions de peau 15a de l'aile avant 11 à gros volume (notamment parce que les pièces sont issues de moules onéreux), à savoir pouvant comprendre des formes assez complexes, du type contre-dépouilles, renforcement, clips, etc.

A titre d'exemple, la peau 15a injectée de l'aile avant 11 est réalisée en matière plastique, de préférence, en polypropylène sans renfort et/ou talquée. D'une façon générale, la matière utilisée doit être en adéquation avec les cahiers des charges en vigueur en termes de prestations de sécurité, de qualité, etc., à savoir notamment raideur, cloquage et marquage. Toutefois, d'autres matières composites peuvent être envisagées, notamment du type NORYL GTX ou un polyamide. Encore à titre d'exemple, la peau 15a injectée comporte une épaisseur comprise entre 2mm et 3,5mm, par exemple de l'ordre de 3mm. Sur la figure 3, illustrant une variante de réalisation d'une peau 15 destinée à se fixer sur l'interface structurelle commune de la structure de caisse 10, la peau 15b de l'aile avant 11 est réalisée en matière plastique par thermoformage. Un tel principe de thermoformage est notamment dédié à des versions de peau 15b de l'aile avant 11 à très faible volume (et donc de faible investissement), à savoir avec des formes pas trop complexes, notamment sans contre-dépouilles. La peau 15b thermoformée est réalisée en matière plastique, de préférence, en polypropylène sans renfort et/ou talqué. D'autres matières composites peuvent être envisagées pour la peau 15b thermoformée, par exemple du type ABS/PC ou ABS/PMMA ou NORYL GTX, ou du polyamide. Plus particulièrement, la présence d'une aile avant 11 thermoformée est intéressante avec l'association de matière de type ABS/PMMA, car il est possible d'obtenir la teinte voulue sans un procédé de peinture dédié. Il est en plus possible d'y associer des couches de protections (aux UV par exemple) ou de décoration. Comme représenté plus particulièrement sur les figures 4 et 5, dans le cas d'une fixation d'une peau 15b thermoformée de l'aile avant 11 sur l'interface commune de la structure de caisse 10, la peau 15b est avantageusement fixée sur l'interface structurelle par l'intermédiaire de plusieurs adaptateurs 23, dont la forme et les dimensions permettent notamment de gérer les écarts d'interface avec la structure de caisse 10.

Sur la figure 4, la peau 15b thermoformée de l'aile avant 11 coopère, de préférence avec un adaptateur latéral 18a, un adaptateur supérieur 18b, un premier adaptateur de liaison 18c au projecteur avant 14 associé, un second adaptateur de liaison 18d au bouclier 14 associé et un adaptateur inférieur 18e. Les adaptateurs 18 sont, de préférence, collés sur la peau 15b thermoformée ou peuvent être assemblés par assemblage laser (par exemple soudage laser).

Dans le cas d'un assemblage laser, il est alors nécessaire de prévoir des matériaux transparents aux faisceaux lasers pour les pièces à assembler. D'une façon générale, un jeu d'adaptateurs 18 est prévu pour chaque version de peau 15b thermoformée de l'aile avant 11. A titre d'exemple, de tels adaptateurs 18 sont réalisés en polypropylène et comportent une épaisseur comprise entre 1,5mm et 5mm, de préférence 2,5mm. Les adaptateurs 18 peuvent être réalisés en d'autres matières composites, par exemple de type ABS/PC ou ABS/PMMA ou NORYL GTX, ou en polyamide.

Encore à titre d'exemple, une telle peau 15b thermoformée et de tels adaptateurs 18 comportent ensemble une épaisseur comprise entre 1,5mm et 5mm, de préférence 2,5mm, suivant notamment le respect des différents cahiers des charges en vigueur, à savoir raideur, cloquage et marquage, et suivant la matière utilisée.

Par ailleurs, encore à titre d'exemple et comme représenté sur la figure 5, la peau 15b thermoformée de l'aile avant 11 coopère avec une pluralité de moyens 16 de fixation démontable, dont certains coopèrent avec des moyens 17 de fixation glissante, plus particulièrement une pluralité d'orifices 17 de forme oblongue ménagés sur la peau 15b thermoformée (figures 4 et 5). Ainsi, tout type de procédé de montage d'une telle aile avant 11 sur une structure de caisse 10 selon l'invention peut être envisagé, mais un tel procédé doit dans tous les cas être répétable dans la vie du véhicule, afin de pouvoir démonter et monter rapidement les ailes avant 11 (sans autres démontages de pièces si possible).

Ainsi, quel que soit le mode de réalisation de la structure de caisse 10 selon l'invention, celle-ci présente de nombreux avantages : - L'interface structurelle de l'aile avant 11 est transverse à toutes solutions de peaux 15, quelles que soient les formes stylistiques. - De telles peaux 15 pour les ailes avant 11 sont interchangeables en cours de vie ou en après-vente. Une telle solution apporte ainsi une souplesse dans le procédé de réparation des ailes avant 11. Notamment, les peaux 15 plastiques sont démontables facilement, ce qui implique donc un gain considérable en termes de temps d'atelier. - La diversité des matières et des procédés d'obtention des peaux 15 (injection ou thermoformage) permet d'optimiser les coûts selon les volumes de pièces considérées. - La présence d'adaptateurs 18 permet de pouvoir utiliser différentes formes de peaux 15 sur une unique interface structurelle. - Une telle dissociation peau 15 de l'aile avant 11 / interface structurelle permet une personnalisation sur les formes et sur les couleurs. - La masse globale du véhicule n'est pas impactée et voir même diminuée fortement, la densité du plastique étant six fois inférieure à celle de l'acier. - Les moyens de fixation 16 sont adaptables en fonction des zones et des contraintes géométriques du véhicule. - Tout type de procédé de peinture peut être utilisé, à savoir peinture en ligne d'usine, peinture hors ligne et en reprise ou en préparation, voire même aucun procédé de peinture, dans le cas de matières composites teintées masse (colorants ou teintes inclus dans la résine). L'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits ci-dessus. Notamment, les peaux 15 des ailes avant 11 peuvent être de matériaux, de formes, et de dimensions différents et peuvent être fabriquées par tout type de procédé différent, tant que la structure de caisse 10 comporte une interface structurelle commune au niveau de ses ailes avant 11, apte à recevoir différentes versions de peaux 15 (principe d'interchangeabilité maintenu).

Notamment, les peaux 15 des ailes avant 11 peuvent être réalisées en matière thermodur ou en matière thermoplastique par un procédé de type RTM (Resin Transfert Moulding) ou par un procédé de type SMC (Sheet Moulding Component) ou par tout autre type de procédé dérivé des deux procédés précités.

Le nombre et le type des moyens de fixation 16 de la peau 15 de l'aile avant 11 peuvent être différents. D'une façon générale, les moyens de fixation 16 dépendent de la taille des peaux 15, des aspects et jeux à respecter, etc., et doivent correspondre à une solution de démontage/remontage pour l'interchangeabilité des peaux 15. Par exemple, de tels moyens de fixation pourraient être utilisés, à savoir vis à tôle avec écrou tôle, vis auto poinçonneuse, rivet de type « plasti-rivet » (principe d'un clou écartant des pattes), clip de maintien sur tôle et vis, rivet métallique.

Dans d'autres variantes de réalisation non représentées, les moyens de fixation démontable peuvent être remplacés par un principe de collage, tant que la colle permet le principe d'interchangeabilité des versions de peaux 15 sur l'interface structurelle liée à la structure de caisse 10.

L'invention s'applique à tout type de véhicule automobile à grand volume de production et dont la structure de caisse cherche à imaginer des parties du véhicule « variables » permettant de changer en partie de type de carrosserie, d'usage du véhicule selon les désirs du client, à l'achat voir même en cours de vie du produit, donc avec des volumes de pièces beaucoup plus faibles, mais à un coût acceptable.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Structure de caisse (10) d'un véhicule automobile comportant au moins deux ailes avant (11), formant avec un capot (12), un bouclier (13) et deux projecteurs (14) la partie avant d'un véhicule automobile, structure caractérisée en ce que chaque aile avant (11) comprend une interface structurelle soudée sur la structure de caisse (10) et sur laquelle vient se fixer une peau (15) interchangeable, ladite interface structurelle étant commune quelle que soit la version de peau (15) de l'aile avant (11) qu'elle reçoit.
2. 2. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la peau (15) de l'aile avant (11) est fixée sur l'interface structurelle par des moyens (16) de fixation démontable.
3. 3. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lesdits moyens (16) de fixation démontable sont du type à fixation positive, par exemple du type système de vis-écrou.
4. 4. Structure (10) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation sont du type glissant (17).
5. 5. Structure (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite interface structurelle est destinée à recevoir une peau (15a) de l'aile avant (11) réalisée par injection de matière plastique.
6. 6. Structure (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite interface structurelle est destinée à recevoir une peau (15b) de l'aile avant (11) réalisée par thermoformage de matière plastique.
7. 7. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite peau (15b) thermoformée de l'aile avant (11) est fixée sur ladite interface structurelle par l'intermédiaire d'au moins un adaptateur (18), dont la forme et les dimensions permettent de gérer les écarts d'interface avec la structure de caisse (10).
8. 8. Structure (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque adaptateur (18) est fixé sur la peau (15b) thermoformée de l'aile avant (11) par collage.
9. 9. Structure (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que chaque adaptateur (18) est fixé sur la peau (15b) thermoformée de l'aile avant (11) par assemblage laser.
10. 10.Structure (10) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la peau (15b) thermoformée de l'aile avant (11) coopère avec au moins un adaptateur latéral (18a), un adaptateur supérieur (18b), un premier adaptateur de liaison (18c) avec le projecteur (14) associé, un second adaptateur de liaison (18d) avec le bouclier (13) associé et un adaptateur inférieur (18e).25