FR3013006A1 - Dispositif de renfort en composite pour une porte d’un vehicule - Google Patents

Dispositif de renfort en composite pour une porte d’un vehicule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule, conçu pour amortir un choc transversal provenant de l'extérieur du véhicule, le dispositif (10) comportant une poutrelle (18) de renfort réalisée en matériau composite qui s'étend globalement longitudinalement, et qui est délimitée par une face extérieure et une face intérieure, la poutrelle (18) étant adaptée pour être fixée sur une doublure (16) de la porte (12), caractérisé en ce qu'il comporte un tissu (30) de rétention qui est adapté pour coopérer avec la face intérieure de la poutrelle (18) en cas de déformation transversale de la poutrelle (18).

Description

DISPOSITIF DE RENFORT EN COMPOSITE POUR UNE PORTE D'UN VEHICULE L'invention concerne un dispositif de renfort en matériau composite 5 pour renforcer une porte d'un véhicule automobile. Il est connu de renforcer une porte d'un véhicule contre un choc transversal pour protéger les passagers, au moyen d'une poutrelle de renfort qui est agencée dans la porte perpendiculairement à la direction du choc. Une telle poutrelle est souvent réalisée en métal et elle présente 10 une forme tubulaire ou une forme de tôle emboutie nervurée pour accroître sa résistance mécanique en flexion. Un inconvénient de ce type de poutrelle métallique est sa masse qui alourdit le véhicule et qui par conséquent augmente la consommation de carburant du véhicule et ses rejets polluants. 15 On connait aussi un dispositif de renfort allégé d'une porte, décrit et représenté dans le document US-A-4922596, qui comporte un renfort de porte comprenant un élément métallique en forme de canal délimitant une cavité longitudinale qui est remplie avec un matériau polymère de renfort. La matériau est un matériau à base de résine thermodurcissable ou 20 thermoplastique. Bien que ce type de dispositif de renfort semble améliorer la résistance mécanique aux chocs latéraux, il utilise des matériaux métalliques, le gain en masse de la porte risque donc d'être limité voire nul. La présente invention vise notamment à résoudre cet inconvénient 25 et se rapporte pour ce faire à un dispositif de renfort pour une porte d'un véhicule, conçu pour amortir un choc transversal provenant de l'extérieur du véhicule, le dispositif comportant une poutrelle de renfort réalisée en matériau composite qui s'étend globalement longitudinalement, et qui est délimitée par une face extérieure et une face intérieure, la poutrelle étant adaptée pour être 30 fixée sur une doublure de la porte, caractérisé en ce qu'il comporte un tissu de rétention qui est adapté pour coopérer avec la face intérieure de la poutrelle en cas de déformation transversale de la poutrelle. Un tel agencement permet au tissu de s'opposer à la déformation de la poutrelle pour limiter la pénétration de la poutrelle à l'intérieur du véhicule. 35 Le tissu permet aussi d'apporter une certaine souplesse à l'ensemble formé par la poutrelle et le tissu.
Selon une autre caractéristique, le dispositif comporte un moyen de fixation de l'ensemble constitué par la poutrelle et le tissu, sur la doublure de la porte. Le moyen de fixation comporte au moins un insert métallique qui comprend un corps surmonté d'une collerette de retenue, l'insert étant conçu pour être soudé sur la doublure dans une position de fixation dans laquelle le corps est monté dans un premier trou délimité par le tissu et dans un second trou délimité par la poutrelle, et la collerette de retenue est en appui contre la poutrelle pour lier la poutrelle, le tissu et la doublure entre eux.
Selon un autre aspect, la poutrelle présente une forme nervurée délimitant au moins une nervure de renfort qui s'étend globalement longitudinalement et qui délimite une portion creuse, le tissu de rétention comportant au moins une bande qui s'étend dans la portion creuse de la nervure.
La forme nervurée de la poutrelle permet d'augmenter la résistance mécanique en flexion de la poutrelle. Plus particulièrement, la nervure présente une section transversale en oméga. Selon un exemple de réalisation préféré, la poutrelle délimite une première nervure et une seconde nervure de renfort qui s'étendent globalement longitudinalement et qui délimite chacune une portion creuse, le tissu de rétention comportant une première bande et une seconde bande qui s'étendent dans la portion creuse de la première nervure et de la seconde nervure respectivement et qui sont liées entre elles à leurs extrémités libres.
Selon une autre caractéristique la poutrelle est réalisée en matériau composite à fibres continues. Aussi, le tissu est réalisé en fibres continues. L'invention concerne aussi une porte de véhicule équipé d'un dispositif de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 l'ensemble constitué par la poutrelle et le tissu de rétention étant fixé sur une doublure intérieure de la porte. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective, qui illustre une face intérieure d'une porte d'un véhicule équipée d'un dispositif de renfort selon l'invention comportant une poutrelle et un tissu de rétention ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective similaire à celle de 5 la figure 1, qui illustre la poutrelle de renfort de la figure 1 sans son tissu de rétention ; - la figure 3 est une vue en section transversale, qui illustre l'agencement du tissu de rétention dans une portion creuse nervurée de la poutrelle de la figure 1; 10 - la figure 4a est une vue schématique en coupe longitudinale, qui illustre l'ensemble constitué par la poutrelle et le tissu de rétention avant un choc transversal ; - la figure 4b est une vue schématique en coupe longitudinale, qui illustre l'ensemble constitué par la poutrelle et le tissu de rétention après un 15 choc transversal ; - la figure 5 est une vue schématique en section longitudinale suivant la ligne 5-5 de la figure 1, qui illustre un insert formant moyen de fixation de la poutrelle et du tissu de rétention sur un panneau de la porte. Pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à 20 titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. Sur l'ensemble de ces figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. 25 On a représenté à la figure 1 un dispositif 10 de renfort pour une porte 12 latérale d'un véhicule, conçu pour amortir un choc transversal provenant de l'extérieur du véhicule. La porte 12 est délimitée transversalement par un panneau 14 extérieur, ou peau, et une doublure 16 intérieure (représentée à la figure 3). 30 Le dispositif 10 comporte une poutrelle 18 de renfort qui s'étend globalement longitudinalement et qui est délimitée par une face extérieure 20 en appui transversal sur la doublure 16 de la porte 12, et une face intérieure 22. Comme on peut le voir à la figure 3, la poutrelle 18 présente une 35 forme nervurée délimitant une première nervure 24 et une seconde nervure 26 de renfort qui s'étendent globalement longitudinalement.
Chaque nervure 24, 26 conforme une portion creuse 28 qui présente une convexité orientée vers l'extérieur du véhicule, et qui est délimitée transversalement par une paroi de fond 29. Chaque nervure 24, 26 présente une section transversale en oméga. Ce type de géométrie nervurée permet d'améliorer la résistance mécanique en flexion transversale de la poutrelle 18. En outre, la poutrelle 18 est réalisée en matériau composite, de sorte que la poutrelle 18 présente une rigidité élevée.
Plus particulièrement, la poutrelle 18 est réalisée en matériau composite à fibres de renfort continues et à matrice thermodurcissable, ou à matrice thermoplastique. Les fibres sont par exemple des fibres de verre, ou des fibres de carbone.
La poutrelle 18 peut être réalisée par tout type de procédé de fabrication de matériau composite connu, par pultrusion ou par thermocompression par exemple. Complémentairement, comme on peut le voir aux figures 1 et 3, le dispositif 10 de renfort comporte un tissu 30 de rétention qui s'étend longitudinalement depuis une extrémité avant 32, jusqu'à une extrémité arrière 34 qui sont fixées sur une extrémité avant 36 et sur une extrémité arrière 38 respectivement de la poutrelle 18 par quatre inserts 40 métalliques formant moyen de fixation. Comme on peut le voir en détail à la figure 4, chaque insert 40 est 25 formé d'un corps 42 tubulaire surmonté d'une collerette 44 cylindrique de retenue. Le corps 42 est soudé sur la doublure 16 de la porte 12 dans une position de fixation dans laquelle le corps 42 est monté dans un premier trou 46 délimité par le tissu 30 et dans un second trou 48 délimité par la poutrelle 18. 30 De plus, la collerette 44 de retenue est en appui transversal contre la poutrelle 18, de sorte que la poutrelle 18 et le tissu 30 sont pincés entre la collerette 44 et la doublure 16 de la porte 12 pour lier la poutrelle 18, le tissu 30 et la doublure 16 entre eux. A titre non limitatif, selon une variante de réalisation non 35 représentée, la poutrelle 18, le tissu 30 et la doublure 16 sont liés entre eux par un ensemble de vis et d'écrous.
En référence aux figures 1 et 3, le tissu 30 forme une première bande 50 et une seconde bande 52 qui sont chacune reliées sur les extrémités 32, 34 du tissu 30 et qui s'étendent dans la portion creuse 28 de la première nervure 24 et de la seconde nervure 26 respectivement.
Ainsi, en cas de rupture et de cisaillement de la poutrelle 18 illustré à la figure 4b, la poutrelle 18 se sépare en au moins deux parties qui tendent à pénétrer vers l'intérieur du véhicule et qui sont retenues par le tissu 30. De même, en cas de flexion de la poutrelle 18, la poutrelle 18 s'appui sur le tissu qui s'oppose à la déformation de la poutrelle 18.
Le tissu 30 limite la pénétration de la poutrelle 18 à l'intérieur du véhicule en se tendant entre ses deux extrémités. Le tissu 30 peut être plaqué contre la poutrelle 18, comme illustré à la figure 4a, ou bien sensiblement en retrait transversal, comme illustré à la figure 3.
Plus le retrait transversal du tissu 30 est important, moins vite le tissu 30 entrera en tension pour retenir la poutrelle 18 en cas de flexion ou de rupture de celle-ci. Le tissu 30 apporte de la souplesse à la poutrelle 18, souplesse qui manque généralement aux pièces réalisées en matériau composite.
A cet effet, le tissu 30 est réalisé en fibres continues, du type fibre de verre. Toutefois, le tissu peut aussi être réalisé en fibre de carbone, ou encore en filaments métalliques ou en tout autre tissu apte à remplir une fonction de retenue de la poutrelle 18.
Le tissu 30 permet de renforcer la poutrelle 18, laquelle peut être réalisée sous dimensionnée pour alléger la masse de la porte 12. La présente description de l'invention est donnée à titre d'exemple non limitatif. On comprendra que le diapositif 10 de renfort peut aussi bien être 30 appliqué à une porte qu'à tout autre élément du véhicule, comme un pare-chocs par exemple. De même, l'invention peut s'appliquer à une poutre travaillant en flexion. 35

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule, conçu 5 pour amortir un choc transversal provenant de l'extérieur du véhicule, le dispositif (10) comportant une poutrelle (18) de renfort réalisée en matériau composite qui s'étend globalement longitudinalement, et qui est délimitée par une face extérieure (20) et une face intérieure (22), la poutrelle (18) étant adaptée pour être fixée sur une doublure (16) de la porte (12), caractérisé en 10 ce qu'il comporte un tissu (30) de rétention qui est adapté pour coopérer avec la face intérieure (22) de la poutrelle (18) en cas de déformation transversale de la poutrelle (18).
  2. 2. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de fixation (40) 15 de l'ensemble constitué par la poutrelle (18) et le tissu (30), sur la doublure (16) de la porte (12) du véhicule.
  3. 3. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de fixation comporte au moins un insert (40) métallique qui comprend un corps (42) surmonté d'une 20 collerette (44) de retenue, l'insert (40) étant conçu pour être soudé sur la doublure (16) dans une position de fixation dans laquelle le corps (42) est monté dans un premier trou (46) délimité par le tissu (30) et dans un second trou (48) délimité par la poutrelle (18), et la collerette (44) de retenue est en appui contre la poutrelle (18) pour lier la poutrelle (18), le tissu (30) et la 25 doublure (16) entre eux.
  4. 4. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poutrelle (18) présente une forme nervurée délimitant au moins une nervure (24, 26) de renfort qui s'étend globalement longitudinalement et qui délimite 30 une portion creuse (28), le tissu (30) de rétention comportant au moins une bande (50, 52) qui s'étend dans la portion creuse (28) de la nervure (24, 26).
  5. 5. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la nervure (24, 26) présente une section transversale en oméga. 35
  6. 6. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la poutrelle(18) délimite une première nervure (24) et une seconde nervure (26) de renfort qui s'étendent globalement longitudinalement et qui délimite chacune une portion creuse (28), le tissu (30) de rétention comportant une première bande (50) et une seconde bande (52) qui s'étendent dans la portion creuse (28) de la première nervure (24) et de la seconde nervure (26) respectivement et qui sont liées entre elles à leurs extrémités (32, 34) libres.
  7. 7. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la poutrelle (18) est réalisée en matériau composite à fibres continues.
  8. 8. Dispositif (10) de renfort pour une porte (12) d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tissu (30) est réalisé en fibres continues.
  9. 9. Porte (12) de véhicule équipé d'un dispositif (10) de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'ensemble constitué par la 15 poutrelle (18) et le tissu (30) de rétention étant fixé sur une doublure (16) intérieure de la porte (12). 20
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