FR3014811A1 - STRUCTURAL ELEMENT OF A BODY OF A MOTOR VEHICLE WITH INTERCHANGEABLE PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH A STRUCTURAL ELEMENT - Google Patents
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Abstract
L'élément structurel (10) selon l'invention d'une caisse d'un véhicule automobile comporte au moins un caisson de base apte à recevoir un panneau (11) associé, formant la peau extérieure visible de l'élément (10) et composé d'une doublure en matériau composite, comportant des moyens de fixation audit caisson de base, et d'une peau (16) thermoformée variable, notamment en termes de couleur et/ou d'aspect, selon la version considérée du panneau (11). Le procédé de fabrication selon l'invention de l'élément structurel (10) comporte au moins les étapes de thermoformage de la peau (16) de l'élément structurel (10), positionnement de la peau (16) thermoformée dans un moule d'injection de la doublure, injection dans le moule de la matière constitutive de la doublure (15) sous vapeur en contact avec ladite peau (16) thermoformée préalablement positionnée dans le fond du moule, et fixation de la doublure et de la peau (16) assemblées sur le caisson de base de l'élément structurel (10).The structural element (10) according to the invention of a box of a motor vehicle comprises at least one base box adapted to receive a panel (11) associated, forming the visible outer skin of the element (10) and composed of a composite material lining, comprising means for fixing to said base box, and a variable thermoformed skin (16), especially in terms of color and / or appearance, depending on the version of the panel (11). ). The manufacturing method according to the invention of the structural element (10) comprises at least the steps of thermoforming the skin (16) of the structural element (10), positioning the skin (16) thermoformed in a mold of injection of the liner, injection into the mold of the constituent material of the lining (15) under vapor in contact with said skin (16) thermoformed previously positioned in the bottom of the mold, and fixing the lining and the skin (16). ) assembled on the base box of the structural element (10).
Description
Elément structurel d'une caisse d'un véhicule automobile avec panneau interchangeable et procédé de fabrication d'un tel élément structurel 10 Domaine technique de l'invention L'invention concerne les éléments de structure d'une caisse d'un 15 véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un élément structurel d'une caisse d'un véhicule automobile comportant au moins un caisson de base apte à recevoir un panneau associé formant la peau extérieure visible de l'élément, 20 ledit caisson de base étant une interface structurelle commune, sur laquelle viennent se fixer différentes versions de panneaux interchangeables. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel élément structurel. 25 Etat de la technique Classiquement, l'industrie automobile se caractérise par un modèle du 30 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 peaux de carrosserie, par exemple du type panneaux de portes latérales, sont réalisées en métal, à savoir en acier ou en aluminium, et sont généralement fabriquées pour une grande production afin de rentabiliser les investissements. Toutefois, de tels panneaux de portes latérales sont généralement assemblés par sertissage et/ou par soudage aux caissons de base communs formant l'ossature des portes latérales. Il est ainsi difficile de démonter puis de remonter à l'équivalent un nouveau jeu de panneaux de portes latérales, notamment afin de modifier les couleurs ou les formes extérieures. Par ailleurs, de tels panneaux de portes latérales ne sont pas personnalisables, sinon à diversifier les outils et les moules pour l'emboutissage, ce qui implique de très lourds investissements.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the structural elements of a body of a motor vehicle. The invention more particularly relates to a structural element of a body of a motor vehicle comprising at least one base box adapted to receive an associated panel forming the visible outer skin of the element, said base box being a structural interface common, on which are fixed different versions of interchangeable panels. The invention also relates to a method of manufacturing such a structural element. State of the art Traditionally, the automobile industry is characterized by a model of the type that produces very large volumes of ultra-standardized parts, most of which are stamped with significant capital and capacity investments. On the other hand, the evolution of the automotive markets towards an increasingly fine segmentation with a constant multiplication of body types and types of products (and therefore a reduction in volumes per product) as well as the increasing trend of personalization also contribute to make the economic equation for the design and manufacture of a motor vehicle more and more difficult. For such a design of a motor vehicle, the car manufacturers can be brought today to make a choice between two very different worlds: - the universe of products with very large volumes and with the affordable price, exclusively built on structures of self-supporting box in stamped sheet metal; - products from small to very small volumes that open to other means of manufacture with much higher selling prices, because intended especially for high-end or for a specific professional use (for example of the commercial vehicle type) . To date and for the most part, the body skins, for example of the type side door panels, are made of metal, namely steel or aluminum, and are generally manufactured for large production to make investments profitable. However, such side door panels are generally assembled by crimping and / or welding to the common base boxes forming the framework of the side doors. It is thus difficult to dismantle and then go up to the equivalent of a new set of side door panels, especially in order to change the colors or external forms. Moreover, such side door panels are not customizable, otherwise to diversify the tools and molds for stamping, which involves very heavy investments.
Une première solution a été proposée par la Demanderesse dans la demande de brevet non publiée FR201355096, dans laquelle la porte latérale d'un véhicule comporte un caisson de base apte à recevoir un panneau associé formant la peau extérieure visible de l'élément, ledit caisson de base étant une interface structurelle commune, sur laquelle viennent se fixer différentes versions de panneaux interchangeables.A first solution has been proposed by the Applicant in the unpublished patent application FR201355096, wherein the side door of a vehicle comprises a base box adapted to receive an associated panel forming the visible outer skin of the element, said box base being a common structural interface, on which are fixed different versions of interchangeable panels.
Toutefois, bien que cette solution présente de nombreux avantages, la personnalisation de la porte latérale permise ne va pas assez loin en termes d'aspects ou de couleurs interchangeables.However, although this solution has many advantages, the customization of the side door allowed does not go far enough in terms of interchangeable aspects or colors.
Objet de l'invention L'invention a pour but de remédier à l'ensemble des inconvénients précités et a pour objet la réalisation d'éléments de structure d'une caisse d'un véhicule automobile, qui puissent offrir une possibilité de personnalisation accrue, tout en étant simple à réaliser, de façon peu onéreuse et sans de lourds investissements de re-conception complète d'un véhicule. Cet objet de l'invention est caractérisé, plus particulièrement, par le fait que ledit panneau est composé d'une doublure en matériau composite, comportant des moyens de fixation audit caisson de base, et d'une peau thermoformée variable, notamment en termes de couleur et/ou d'aspect, selon la version considérée du panneau. Un tel élément de structure de caisse permet ainsi de mettre en place un système de personnalisation, c'est-à-dire de modifications stylistiques sur les formes, les aspects, les couleurs, etc., pour, par exemple, les panneaux de porte latérale, et ce sans impacts sur la structure de caisse de base, et donc de la structure de la caisse du véhicule. De tels éléments de structure de caisse à grand volume de production permettent ainsi d'imaginer des parties d'un véhicule automobile « variables » permettant de changer en partie de type de carrosserie, de couleur ou d'aspect du panneau 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 : - Ladite doublure peut être fixée sur le caisson de base par des moyens de fixation démontable, par exemple du type à fixation positive. - Ladite doublure en matériau composite peut être réalisée en matériau thermoplastique du type polypropylène expansé, la densité utilisée pour le polypropylène expansé de la doublure pouvant être comprise entre 50g/I et 250g/I. - Ladite peau thermoformée peut être réalisée en matière composite, par exemple en polycarbonate ou en polypropylène sans renfort et/ou talqué. - Ladite peau thermoformée peut comporter plusieurs portions associées adjacentes. - Lesdites portions de la peau peuvent comporter chacune un bord recourbé venant coopérer avec le bord recourbé de la portion adjacente, de sorte à ce que lesdits bords recourbés associés fassent saillie dans ladite doublure, ou lesdites portions de la peau peuvent comporter chacune un bord superposé avec le bord de la portion adjacente. - Ladite peau thermoformée peut comprendre une matière imprimée ou sérigraphiée par thermoformage ou peut comprendre une matière peinte, pré-peinte, teintée masse ou filmée par thermoformage. - L'épaisseur de ladite peau thermoformée peut être comprise entre 0,3mm et 1,5mm, de préférence de l'ordre de 0,5mm.OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to remedy all of the aforementioned drawbacks and is aimed at producing structural elements of a bodywork of a motor vehicle, which may offer a possibility of increased customization. while being simple to implement, inexpensive and without heavy investments in complete re-design of a vehicle. This object of the invention is characterized, more particularly, by the fact that said panel is composed of a composite material lining, comprising fixing means to said base box, and a variable thermoformed skin, in particular in terms of color and / or appearance, depending on the version of the panel. Such a body structure element thus makes it possible to set up a personalization system, that is to say, stylistic modifications on the shapes, aspects, colors, etc., for, for example, the door panels. lateral, without any impact on the basic body structure, and therefore the structure of the vehicle body. Such high volume production body structure elements thus make it possible to imagine parts of a motor vehicle "variables" to change part of the body type, color or appearance of the body panel, to use of the vehicle according to the wishes of the customer, the purchase even see in the lifetime of the product, so with much smaller parts volumes, but at an acceptable cost. Other advantages and features of the invention may be considered in isolation or in combination: Said lining may be fixed to the base box by removable fixing means, for example of the positive attachment type. - Said lining of composite material may be made of thermoplastic material of the expanded polypropylene type, the density used for the expanded polypropylene of the liner may be between 50g / I and 250g / l. Said thermoformed skin may be made of composite material, for example polycarbonate or polypropylene without reinforcement and / or talc. Said thermoformed skin may comprise several adjacent associated portions. - Said portions of the skin may each comprise a curved edge cooperating with the curved edge of the adjacent portion, so that said associated bent edges protrude into said lining, or said portions of the skin may each comprise a superimposed edge with the edge of the adjacent portion. Said thermoformed skin may comprise a thermoformed printed or screen printed material or may comprise a painted, pre-painted, mass-dyed or thermoformed material. - The thickness of said thermoformed skin may be between 0.3mm and 1.5mm, preferably of the order of 0.5mm.
L'invention a également pour objet la réalisation d'un procédé de fabrication d'un tel élément structurel qui soit simple, peu coûteux et rentable dans le cas d'une production à grande série d'un véhicule automobile.The invention also relates to the realization of a method of manufacturing such a structural element that is simple, inexpensive and profitable in the case of a large-scale production of a motor vehicle.
Cet objet de l'invention est caractérisé, plus particulièrement, en ce que le procédé comporte au moins les étapes suivantes : - thermoformage de la peau de l'élément structurel, - positionnement de la peau thermoformée dans un moule d'injection de la doublure, - injection dans le moule de la matière constitutive de la doublure, par exemple des billes de polypropylène expansé, sous vapeur en contact avec ladite peau thermoformée préalablement positionnée dans le fond du moule, - fixation de la doublure et de la peau assemblées sur le caisson de base de l'élément structurel. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention peuvent être considérés isolément ou en combinaison : - Le procédé peut comporter une étape de préchauffage du moule. - Le procédé peut comporter l'application d'une couche de matière thermofusible, uniquement dans le cas où les matières de la peau et de la doublure sont différentes, de sorte à permettre la symbiose entre leurs matières respectives, ladite couche de matière thermofusible pouvant être réalisée, par exemple, en polymère, notamment du type polypropylène, polyester, polycarbonate, ou en copolymère.This object of the invention is characterized, more particularly, in that the method comprises at least the following steps: thermoforming of the skin of the structural element, positioning of the thermoformed skin in an injection mold of the liner injection into the mold of the material constituting the lining, for example expanded polypropylene beads, under vapor in contact with said thermoformed skin previously positioned in the bottom of the mold, fixing the lining and the skin assembled on the basic box of the structural element. Other advantages and features of the invention may be considered in isolation or in combination: the process may comprise a step of preheating the mold. - The method may comprise the application of a layer of hot melt material, only in the case where the materials of the skin and the lining are different, so as to allow the symbiosis between their respective materials, said layer of hot melt material being able to be made, for example, of polymer, in particular polypropylene, polyester, polycarbonate, or copolymer type.
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 : Les figures la à ld représentent chacune une vue partielle en perspective d'un mode particulier de réalisation d'un élément de structure d'une caisse selon l'invention, ici un panneau de porte latérale à titre d'exemple non limitatif, illustrant la zone de personnalisation recherchée.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention given by way of non-limiting example and represented in the accompanying drawings, in which: Figures la to ld each represent a partial perspective view of a particular embodiment of a structural element of a box according to the invention, here a side door panel by way of non-limiting example, illustrating the desired personalization area.
Les figures 2a et 2b représentent, respectivement une vue de face et une vue en coupe II-II, d'un mode particulier de réalisation d'un panneau de porte latéral, illustrant un exemple d'élément structurel selon l'invention.Figures 2a and 2b show, respectively a front view and a sectional view II-II, of a particular embodiment of a side door panel, illustrating an example of a structural element according to the invention.
Les figures 3a et 3b représentent, respectivement une vue de face et une vue en coupe III-III, d'une variante de réalisation d'un panneau de porte latéral, illustrant un autre exemple d'élément structurel selon l'invention. Les figures 4a et 4b représentent, respectivement une vue de face et une vue en coupe IV-IV, d'une variante de réalisation d'un panneau de porte latéral, illustrant un autre exemple d'élément structurel selon l'invention. La figure 5 représente une vue partielle d'un panneau de porte latérale selon les figures 2a à 4b, et une vue du détail A associé, illustrant l'association de différentes portions de la peau du panneau de porte latérale. La figure 6 représente une vue partielle d'un autre panneau de porte latérale selon les figures 2a à 4b, et une vue du détail B associé, illustrant une variante de réalisation de l'association de différentes portions de la peau du panneau de porte latérale. Les figures 7 à 10 représentent chacune un mode particulier de fixation de la doublure du panneau de porte latérale selon les figures 2a à 6, sur le caisson de base associé de la porte latérale.30 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 la 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 les figures pour des raisons de clarté). En référence aux figures, l'élément structurel 10 selon l'invention a pour objectif de proposer une nouvelle méthode de fabrication/assemblage d'un panneau extérieur de carrosserie d'une caisse d'un 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). Notamment, le principe est d'avoir un élément structurel de la caisse, composé d'un caisson de base et d'un panneau associé, ou peau extérieure visible de l'élément, qui permette une interchangeabilité entre des panneaux, que ce soit en termes de couleurs, de formes et/ou d'aspect, etc. Sur les figures la à 1 d, un exemple particulier de réalisation d'un élément structurel 10 selon l'invention d'une caisse d'un véhicule automobile est représenté, illustrant plus particulièrement la zone de personnalisation et les différentes configurations que peut permettre l'élément structurel selon l'invention. Sur les figures la à 1 d, l'élément structurel 10 comprend un panneau extérieur 11 d'une porte latérale, comportant un caisson de base 13 (figures 2a à 4b), sur lequel vient se fixer le panneau extérieur 11. Selon la version considérée du panneau extérieur 11, celui-ci comporte un motif 14 pouvant prendre différentes formes, aspects et couleurs, notamment en forme de vague ou de virgule, comme sur les figures 1 a, 1 c et 1 d, ou en forme de bossage ou surépaisseur, comme sur la figure 1 b. Le principe de l'élément structurel 10 selon l'invention est donc d'avoir un panneau 11 composé d'une doublure en matériau composite, comportant notamment des moyens de fixation au caisson de base 13 et d'une peau thermoformée variable, c'est-à- dire pouvant comporter un ou plusieurs motifs 14 variables, notamment en termes de couleurs, formes et/ou aspects, selon la version considérée du panneau 11 (figures 1 a à 1d). Sur les figures la à 1 d, le principe de l'invention est décrit en rapport avec une porte latérale arrière gauche, par rapport à l'axe longitudinal X du véhicule, mais l'invention s'applique de la même façon à la fois pour l'ensemble des portes latérales du véhicule, mais aussi pour l'ensemble des éléments structurel composant la caisse d'un véhicule automobile, à savoir le capot avant, le hayon arrière, ou porte de coffre, les ailes, les côtés de caisse, le pavillon, le bas de caisse, le bavolet, ou bas de dessous de caisse, etc., chacun de ses éléments structurels étant composé donc à la fois d'un caisson de base 13 et d'un panneau 11 extérieur variable interchangeable. Sur les figures 2a et 2b, un premier mode de réalisation d'un élément structurel 10 selon l'invention est représenté, à savoir la porte latérale arrière du véhicule. Celle-ci comporte le caisson de base 13 et le panneau 11 extérieur visible. Le panneau 11 comporte une doublure 15 réalisée en matière composite, de préférence en matériau thermoplastique du type polypropylène expansé, ou PPE, et une peau 16 thermoformée, composée de deux portions 16a, 16b, adjacentes, à savoir une première portion supérieure 16a, ou peau supérieure, par exemple d'une première couleur, et une seconde portion inférieure 16b, ou peau inférieure, par exemple d'une seconde couleur différente de la première, de sorte à donner l'effet d'une baguette inférieure sur le panneau 11, qui est alors composé d'une peau bi tons ou bicolore (figure 2a).Figures 3a and 3b show, respectively a front view and a sectional view III-III, of an alternative embodiment of a side door panel, illustrating another example of a structural element according to the invention. Figures 4a and 4b show, respectively a front view and a sectional view IV-IV, of an alternative embodiment of a side door panel, illustrating another example of a structural element according to the invention. Figure 5 shows a partial view of a side door panel according to Figures 2a to 4b, and a view of the associated detail A, illustrating the association of different portions of the skin of the side door panel. FIG. 6 shows a partial view of another side door panel according to FIGS. 2a to 4b, and a view of the associated detail B, illustrating an alternative embodiment of the combination of different portions of the skin of the side door panel. . FIGS. 7 to 10 each represent a particular method of fastening the lining of the side door panel according to FIGS. 2a to 6, to the associated base box of the side door. Description of particular embodiments In the description which will be follow, identical or similar elements will bear the same numbers and reference numbers. Expressions such as "back" and "front", "left" and "right", "upper" and "lower" and "longitudinal", "transverse" and "vertical" orientations will be defined with reference to X, Y triad , Z shown in Figure la and the definitions given in the description. In particular, the longitudinal direction X corresponds to the direction of travel in the forward direction of a motor vehicle (not shown completely in the figures for the sake of clarity). With reference to the figures, the structural element 10 according to the invention aims to propose a new method of manufacture / assembly of an outer body panel of a body of a motor vehicle, to allow a stronger personalization for the customer at an acceptable cost / selling price level (see reducing the diversity of the non-personalized part in order to improve its economic performance). In particular, the principle is to have a structural element of the body, consisting of a base box and an associated panel, or visible outer skin of the element, which allows interchangeability between panels, whether in terms of colors, shapes and / or appearance, etc. In Figures la to 1 d, a particular embodiment of a structural element 10 according to the invention of a body of a motor vehicle is shown, illustrating more particularly the personalization area and the various configurations that can allow structural element according to the invention. In FIGS. 1a to 1d, the structural element 10 comprises an outer panel 11 of a side door, comprising a base box 13 (FIGS. 2a to 4b), on which the outer panel 11 is fixed. considered of the outer panel 11, it comprises a pattern 14 which can take different shapes, aspects and colors, in particular in the form of wave or comma, as in Figures 1a, 1c and 1d, or in the form of boss or overthickness, as in Figure 1b. The principle of the structural element 10 according to the invention is therefore to have a panel 11 composed of a lining of composite material, including in particular fixing means to the base box 13 and a variable thermoformed skin, c ' that is to say, may comprise one or more variable patterns 14, in particular in terms of colors, shapes and / or aspects, depending on the considered version of the panel 11 (Figures 1a to 1d). In FIGS. 1a to 1d, the principle of the invention is described in relation to a left rear side door, with respect to the longitudinal axis X of the vehicle, but the invention applies in the same way at the same time for all the lateral doors of the vehicle, but also for all the structural elements comprising the body of a motor vehicle, namely the front cover, the tailgate, or the boot door, the wings, the sides of the body , the flag, the rocker, the flap, or bottom of underbody, etc., each of its structural elements being composed therefore both of a base box 13 and an interchangeable variable outer panel 11. In Figures 2a and 2b, a first embodiment of a structural element 10 according to the invention is shown, namely the rear side door of the vehicle. This comprises the base box 13 and the outer panel 11 visible. The panel 11 comprises a lining 15 made of a composite material, preferably of thermoplastic material of the expanded polypropylene type, or PPE, and a skin 16 thermoformed, composed of two portions 16a, 16b, adjacent, namely a first upper portion 16a, or upper skin, for example of a first color, and a second lower portion 16b, or lower skin, for example of a second color different from the first, so as to give the effect of a lower rod on the panel 11 , which is then composed of two-tone or two-tone skin (Figure 2a).
Sur la figure 2b, et comme représenté plus particulièrement sur les figures 9 et 10, la doublure 15 est fixée sur le caisson de base 13 de la porte latérale par des moyens 17 de fixation démontable, par exemple du type à fixation positive comme un système de vis-écrou. Sur la figure 2b, les moyens 17 de fixation positive sont représentés schématiquement par un axe en traits pointillés pour des raisons de clarté. D'une façon générale, le nombre et la position des moyens 17 de fixation dépendent notamment de la taille, de la forme et de l'agencement de la doublure 15 sur le caisson de base 13 au niveau de l'élément structurel 10. Par ailleurs, dans des variantes de réalisation non représentées, les moyens 17 de fixation positive coopèrent, de préférence, avec des moyens de fixation glissante, notamment pour permettre de libérer les contraintes subies par le panneau 11 lors de l'ensoleillement ou lors du passage en ligne de peinture usine (température très haute et fortes dilatations de la peau 16 thermoformée).In FIG. 2b, and as shown more particularly in FIGS. 9 and 10, the liner 15 is fixed on the base box 13 of the side door by means 17 of removable fastening, for example of the positive fastening type such as a system. screw-nut. In FIG. 2b, the positive fixing means 17 are schematically represented by a dotted line axis for the sake of clarity. In general, the number and the position of the fixing means 17 depend in particular on the size, the shape and the arrangement of the lining 15 on the base box 13 at the level of the structural element 10. By Moreover, in alternative embodiments not shown, the positive fastening means 17 preferably cooperate with sliding fastening means, in particular to make it possible to release the stresses undergone by the panel 11 during sunshine or during the transition to factory paint line (very high temperature and strong dilations of the skin 16 thermoformed).
Comme représenté plus particulièrement sur les figures 7 à 10, la doublure 15 du panneau 11 peut être fixée par tout moyen de fixation permettant l'interchangeabilité du panneau 11 sur le caisson de base 13. Sur la figure 7, la doublure 15 est fixée par l'intermédiaire d'un pion de centrage 19, ou excroissance, venu de matière avec la doublure 15 et en saillie par rapport à la doublure 15 pour coopérer avec un orifice 20 associé formé dans le caisson de base 13. Sur la figure 8, la doublure 15 est en contact serré avec le caisson de base 13 par l'intermédiaire d'un bord relevé 28 du caisson 13. Plus particulièrement, la doublure 15 interfère et se fixe sur le caisson 13 par ce contact « forcé » entre les deux pièces. Sur la figure 9, la doublure 15 comporte un insert 21 noyé dans son épaisseur, dans lequel une vis 22 du caisson de base 13 vient s'insérer pour la fixation. Plus particulièrement et d'une façon générale, une telle fixation par insert 21 noyé est reproductible sur tout le contour du caisson de base 13 en vue de la fixation de la doublure 15. Sur la figure 10, la doublure 15 comporte une conformation 23, ou excroissance, faisant saillie de l'épaisseur de la doublure 15 de sorte à comporter un pion de centrage 24, destiné à coopérer avec un orifice 29 associé formé dans le caisson de base 13. Par ailleurs, en référence de nouveau à la figure 2b, la doublure 15 est conformée selon la forme du caisson de base 13 et les deux portions adjacentes 16a et 16b de la peau recouvrent complètement cette doublure 15. Par ailleurs, la peau 16 thermoformée est, de préférence, très fine par rapport à l'épaisseur de la doublure 15. A titre d'exemple, l'épaisseur E de ladite peau thermoformée 16 est comprise entre 0,3mm et 1,5mm, de préférence de l'ordre de 0,5mm. Ainsi, l'association d'une telle doublure 15 en PPE et d'une peau 16 très fine permet notamment de personnaliser uniquement la partie visuelle du panneau 11, et surtout de renforcer la peau 16 thermoformée pour tenir notamment l'ensemble des prestations des cahiers des charges d'une porte latérale, plus particulièrement en termes de choc, de tenue, etc. Par ailleurs, une telle association permet aussi d'alléger la porte latérale au global et de diminuer les investissements associés.As shown more particularly in Figures 7 to 10, the lining 15 of the panel 11 can be fixed by any fastening means allowing the interchangeability of the panel 11 on the base box 13. In Figure 7, the liner 15 is fixed by via a centering pin 19, or protuberance, integrally formed with the lining 15 and projecting from the lining 15 to cooperate with an associated orifice 20 formed in the base box 13. In FIG. the liner 15 is in close contact with the base box 13 via a raised edge 28 of the box 13. More particularly, the liner 15 interferes and is fixed on the box 13 by this "forced" contact between the two rooms. In Figure 9, the liner 15 comprises an insert 21 embedded in its thickness, wherein a screw 22 of the base box 13 is inserted for fixing. More particularly, and in general, such a fixing by insert 21 embedded is reproducible over the entire contour of the base box 13 for the attachment of the liner 15. In Figure 10, the liner 15 has a conformation 23, or protrusion, protruding from the thickness of the liner 15 so as to include a centering pin 24, intended to cooperate with an associated orifice 29 formed in the base box 13. Moreover, with reference again to FIG. 2b , the liner 15 is shaped according to the shape of the base box 13 and the two adjacent portions 16a and 16b of the skin completely cover this lining 15. Moreover, the skin 16 thermoformed is preferably very thin compared to the thickness of the lining 15. For example, the thickness E of said thermoformed skin 16 is between 0.3mm and 1.5mm, preferably of the order of 0.5mm. Thus, the combination of such a PPE lining 15 and a very thin skin 16 allows in particular to customize only the visual part of the panel 11, and especially to reinforce the skin 16 thermoformed to include all the benefits of the specifications of a side door, especially in terms of impact, hold, etc. Moreover, such an association also makes it possible to reduce the overall side door and to reduce the associated investments.
A titre d'exemple, la matière utilisée pour la doublure 15, à savoir le polypropylène expansé, comporte une densité comprise entre 50g/I et 250g/I, de préférence de l'ordre de 90g/I. Cela permet d'offrir une multitude de possibilités notamment quant à la forme de la doublure 15, quant à la rigidité de l'ensemble et quant à la bonne cohésion avec la peau 16 thermoformée.By way of example, the material used for the liner 15, namely expanded polypropylene, has a density of between 50 g / l and 250 g / l, preferably of the order of 90 g / l. This makes it possible to offer a multitude of possibilities, particularly as regards the shape of the liner 15, as regards the rigidity of the assembly and the good cohesion with the thermoformed skin 16.
Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 3a et 3b, l'élément structurel 10 se distingue de l'élément structurel 10 représenté sur les figures 2a et 2b par la peau thermoformée 16. Celle-ci recouvre toujours la doublure 15, mais comporte une première portion supérieure 16a moins haute et une seconde portion inférieure 16b plus haute par rapport aux portions 16a, 16b représentées sur les figures 2a et 2b. La première portion supérieure 16a de la peau 16 est, par exemple, d'une première couleur, et la seconde portion inférieure 16b de la peau 16 est, par exemple, d'une seconde couleur différente de la première et la peau 16 comporte un insert chromé 25, de sorte à donner au panneau extérieur 11 l'aspect d'une peau bi tons et l'effet d'une porte latérale avec protection inférieur de porte, grâce à la présence de l'insert chromé 25, lequel peut être thermoformé en même temps que la peau 16 ou peut être une pièce distincte ajoutée sur la peau 16 thermoformée. Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 4a et 4b, l'élément structurel 10 se distingue de l'élément structurel 10 représenté sur les figures 2a, 2b et 3a, 3b par la peau thermoformée 16. Celle-ci recouvre toujours la doublure 15, mais comporte deux portions adjacentes associées de façon moins régulière pour procurer un effet visuel esthétique au panneau 11 (figure 2a). Plus particulièrement, la jonction entre la première portion supérieure 16a et la seconde portion inférieure 16b est inclinée d'un bord vertical du panneau 11 vers l'autre bord vertical du panneau 11, de sorte à former sensiblement l'effet d'une virgule ou d'une vague (figure 4a). Là encore, la première portion supérieure 16a de la peau 16 est, par exemple, d'une première couleur, et la seconde portion inférieure 16b de la peau 16 est, par exemple, d'une seconde couleur différente de la première, de sorte à donner au panneau extérieur 11 un effet de peau bi tons avec un motif en vague. Ainsi, un tel élément structurel 10 offre donc une multitude de possibilités de personnalisation, grâce à la présence du caisson de base 13 commun pour toutes les versions de panneaux 11 et donc du panneau 11 interchangeable qui s'avère complètement variable en termes de formes, couleurs, aspects, etc.In the embodiment variant shown in FIGS. 3a and 3b, the structural element 10 is distinguished from the structural element 10 shown in FIGS. 2a and 2b by the thermoformed skin 16. This skin still covers the lining 15, but comprises a first upper portion 16a less high and a second lower portion 16b higher relative to the portions 16a, 16b shown in Figures 2a and 2b. The first upper portion 16a of the skin 16 is, for example, of a first color, and the second lower portion 16b of the skin 16 is, for example, of a second color different from the first, and the skin 16 comprises a chromed insert 25, so as to give the outer panel 11 the appearance of a two-tone skin and the effect of a side door with lower door protection, thanks to the presence of the chromed insert 25, which can be thermoformed at the same time as the skin 16 or may be a separate piece added to the thermoformed skin 16. In the variant embodiment shown in FIGS. 4a and 4b, the structural element 10 is distinguished from the structural element 10 shown in FIGS. 2a, 2b and 3a, 3b by the thermoformed skin 16. This always covers the lining 15, but has two adjacent portions associated less evenly to provide an aesthetic visual effect to the panel 11 (Figure 2a). More particularly, the junction between the first upper portion 16a and the second lower portion 16b is inclined from one vertical edge of the panel 11 to the other vertical edge of the panel 11, so as to substantially form the effect of a comma or of a wave (Figure 4a). Again, the first upper portion 16a of the skin 16 is, for example, a first color, and the second lower portion 16b of the skin 16 is, for example, a second color different from the first, so to give the outer panel 11 a two-tone skin effect with a wave pattern. Thus, such a structural element 10 thus offers a multitude of customization possibilities, thanks to the presence of the common base box 13 for all versions of panels 11 and therefore the interchangeable panel 11 which is completely variable in terms of shapes, colors, aspects, etc.
Par ailleurs, comme représenté plus particulièrement sur les figures 5 et 6, quel que soit le mode de réalisation de la peau thermoformée 16 (figures 2a à 4b), les deux portions adjacentes 16a et 16b de la peau thermoformée 16 peuvent être assemblées différemment sur la doublure 15, pour fournir l'effet visuel recherché. Sur la figure 5, les portions supérieure 16a et inférieure 16b de la peau 16 thermoformée comporte chacune un bord recourbé 26a, 26b venant coopérer l'un avec l'autre. Plus particulièrement, les bords recourbés 26a, 26b sont agencés sensiblement perpendiculairement aux restes des portions 16a et 16b et sont assemblés l'un contre l'autre et agencés de sorte à faire saillie dans l'épaisseur de la doublure 15, c'est-à-dire vers l'intérieur du panneau 11 de sorte à cacher cette liaison. Une telle configuration permet notamment d'assembler les deux portions 16a et 16b de la peau 16 par collage ou par soudage laser, avant injection de la doublure 15, de sorte à obtenir un meilleur aspect visuel du jeu résiduel apparaissant au niveau de la jonction entre les deux portions 16a et 16b (figure 5). Sur la figure 6, les portions supérieure 16a et inférieure 16b de la peau 16 comporte chacune un bord 27a, 27b superposés l'un sur l'autre et sensiblement parallèlement au reste des portions 16a et 16b. Plus particulièrement, le bord 27b de la portion inférieure 16b de la peau 16 vient se positionner sur le bord 27a de la portion supérieure 16a de la peau thermoformée 16, de sorte à le recouvrir et le cacher. Une telle configuration permet notamment de pouvoir positionner les portions 16a et 16b de la peau 16 thermoformée dans le fond du moule d'injection, comme décrit plus en détails ci-après, sans assemblage prédéfini entre ces portions 16a et 16b. Par ailleurs, quel que soit le mode de réalisation du panneau 11 décrit ci- dessus selon les figures 2a à 6, la peau thermoformée 16 est réalisée, de préférence, en matière composite, par exemple en polycarbonate ou polypropylène sans renfort et/ou talqué. De même, la peau thermoformée 16 peut être réalisée selon deux familles distinctes : La peau thermoformée 16 comprend une matière imprimée ou sérigraphiée. Une telle sérigraphie, permet d'obtenir des teintes et des dessins très précis en termes d'aspect visuel. L'impression ou la sérigraphie est notamment obtenue en déposant des pigments sur la peau thermoformée 16 (plus particulièrement lorsqu'elle est réalisée en polycarbonate) par plusieurs phases et plusieurs couches. La peau thermoformée 16 comprend une matière peinte ou pré-peinte, teintée masse ou filmée, plus particulièrement dans le cas d'un matériau composite en polypropylène généralement utilisé dans le domaine de l'industrie automobile pour des pièces d'aspect extérieur et intérieur. Quel que soit le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'élément structurel 10 selon l'invention permet ainsi une personnalisation accrue de son panneau 11 de carrosserie grâce à l'association de la doublure 15 en polypropylène expansé et de la peau thermoformée 16 ultra fine et ultra personnalisable, en termes de formes, aspects, couleurs, etc. Un procédé de fabrication d'un élément structurel 10 selon l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 1 à 10. Le procédé comporte d'abord l'étape de thermoformage de la peau 16 de l'élément structurel 10, notamment par tout type de procédé connu de thermoformage adapté à la version choisie de la peau, à savoir la première famille, dite imprimée ou sérigraphiée, ou la deuxième famille, dite peinte ou teintée, etc.Moreover, as shown more particularly in FIGS. 5 and 6, irrespective of the embodiment of the thermoformed skin 16 (FIGS. 2a to 4b), the two adjacent portions 16a and 16b of the thermoformed skin 16 can be assembled differently on the liner 15, to provide the desired visual effect. In Figure 5, the upper portions 16a and 16b of the lower skin 16 thermoformed each comprises a curved edge 26a, 26b cooperating with each other. More particularly, the curved edges 26a, 26b are arranged substantially perpendicular to the remains of the portions 16a and 16b and are assembled against each other and arranged so as to protrude into the thickness of the lining 15, that is, ie towards the inside of the panel 11 so as to hide this connection. Such a configuration makes it possible in particular to assemble the two portions 16a and 16b of the skin 16 by bonding or by laser welding, before injection of the liner 15, so as to obtain a better visual appearance of the residual clearance occurring at the junction between the two portions 16a and 16b (Figure 5). In Figure 6, the upper portions 16a and 16b of the lower skin 16 each has an edge 27a, 27b superimposed on each other and substantially parallel to the rest of the portions 16a and 16b. More particularly, the edge 27b of the lower portion 16b of the skin 16 is positioned on the edge 27a of the upper portion 16a of the thermoformed skin 16, so as to cover and hide it. Such a configuration allows in particular to be able to position the portions 16a and 16b of the skin 16 thermoformed in the bottom of the injection mold, as described in more detail below, without a predefined assembly between these portions 16a and 16b. Moreover, whatever the embodiment of the panel 11 described above according to Figures 2a to 6, the thermoformed skin 16 is preferably made of composite material, for example polycarbonate or polypropylene without reinforcement and / or talc . Similarly, the thermoformed skin 16 can be made according to two distinct families: The thermoformed skin 16 comprises a printed or screen printed material. Such screen printing makes it possible to obtain hues and very precise drawings in terms of visual appearance. The printing or the screen printing is obtained in particular by depositing pigments on the thermoformed skin 16 (more particularly when it is made of polycarbonate) by several phases and several layers. The thermoformed skin 16 comprises a painted or pre-painted material, mass dyed or filmed, more particularly in the case of a polypropylene composite material generally used in the field of the automotive industry for parts of external and internal appearance. Whatever the embodiment described above, the structural element 10 according to the invention thus allows an increased personalization of its body panel 11 by the combination of the expanded polypropylene lining 15 and the thermoformed skin 16 ultra thin and ultra customizable, in terms of shapes, aspects, colors, etc. A method of manufacturing a structural element 10 according to the invention will now be described with reference to FIGS. 1 to 10. The method firstly comprises the step of thermoforming the skin 16 of the structural element 10, in particular by any type of known thermoforming process adapted to the chosen version of the skin, namely the first family, said printed or screen printed, or the second family, said painted or tinted, etc.
Une fois la peau thermoformée 16 obtenue, le procédé comporte une étape de positionnement de la peau thermoformée 16 dans un moule d'injection de la doublure 15. Puis, le procédé comporte une étape d'injection de la doublure 15 dans le moule. Plus particulièrement, la matière constitutive de la doublure 15, par exemple des billes de polypropylène expansé, est injectée sous vapeur en contact avec ladite peau thermoformée 16 préalablement positionnée dans le fond du moule. Enfin, la doublure 15 et la peau thermoformée 16 ainsi assemblées sont ensuite fixées sur le caisson de base 13 associé de l'élément structurel 10. Une étape de préchauffage du moule peut être réalisée avant le positionnement de la peau thermoformée 16 dans le moule, notamment pour permettre une meilleure cohésion avec le polypropylène expansé qui sera injecté pour former la doublure 15. De même, dans une autre variante de réalisation du procédé, celui-ci peut comporter une étape d'application d'une couche de matière thermofusible, après le positionnement de la peau thermoformée 16 dans le fond du moule et avant l'injection du polypropylène expansé, uniquement dans le cas où les matières de la peau thermoformée 16 et de la doublure 15 sont différentes, de sorte à permettre la symbiose entre leurs matières respectives. A titre d'exemple, la matière thermofusible utilisée peut être réalisée, par exemple, en polymère, notamment du type polypropylène, polyester, polycarbonate, ou en copolymère, à savoir avec une association de plusieurs polymères. Ainsi, un tel procédé de réalisation d'un élément structurel 10 est simple à réaliser, peu coûteux et très facilement utilisable pour de la grande série. Ainsi, quel que soit le mode de réalisation de l'élément structurel 10 et du procédé de fabrication associé, ceux-ci présentent de nombreux avantages : - Le caisson de base 13 est transverse à toutes solutions d'éléments structurels 10, quelles que soient les formes stylistiques recherchées ; - De tels panneaux 11 sont interchangeables en cours de vie du véhicule ou en après-vente ; Une telle solution apporte ainsi une souplesse dans le procédé de réparation des éléments structurels du véhicule. Dans les solutions connues, il faut rééquiper entièrement l'élément structurel en acier (en plus de la faire passer à nouveau en cataphorèse pour l'après-vente) et remonter tous les équipements intérieurs et extérieurs associés (provenant de l'ancien élément structurel). Grâce à l'invention, les panneaux 11 sont démontables facilement, ce qui implique donc un gain considérable en termes de temps d'atelier ; - Une telle association entre une doublure en PPE et une peau ultrafine en matière thermoplastique permet une personnalisation accrue de l'élément structurel considéré, notamment en termes de formes, motifs, aspects, couleurs etc. ; - 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. L'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits ci-dessus. Notamment, les panneaux 11 de l'élément structurel 10 peuvent être de matériaux, de formes, et de dimensions différents et peuvent être fabriqués par tout type de procédé différent, tant qu'un panneau 11 comporte une doublure 15 en matériau composite et une peau extérieure 16 thermoformée. La peau 16 thermoformée peut prendre différentes formes, différents aspects, différentes couleurs, tant qu'elle permet l'interchangeabilité et l'ultra personnalisation de l'élément structurel 10. Notamment, la peau thermoformée 16 peut comporter plus de deux portions adjacentes, pour accentuer encore plus la personnalisation. Par ailleurs, dans une variante de réalisation du procédé de fabrication d'un élément structurel 10, celui-ci peut comporter une étape d'application d'une couche de colle, après l'étape de moulage de la doublure 15. De même, dans le cas d'une peau thermoformée 16 sérigraphiée, le procédé de réalisation peut également comporter une étape de dépose d'une couche de colle prête à l'emploi.Once the thermoformed skin 16 has been obtained, the method comprises a step of positioning the thermoformed skin 16 in an injection mold of the liner 15. Then, the method comprises a step of injecting the liner 15 into the mold. More particularly, the constituent material of the liner 15, for example expanded polypropylene beads, is injected under vapor in contact with said thermoformed skin 16 previously positioned in the bottom of the mold. Finally, the liner 15 and the thermoformed skin 16 thus assembled are then fixed on the associated base box 13 of the structural element 10. A preheating step of the mold can be performed before the positioning of the thermoformed skin 16 in the mold, in particular to allow a better cohesion with the expanded polypropylene which will be injected to form the lining 15. Similarly, in another variant embodiment of the method, it may comprise a step of applying a layer of hot melt material, after the positioning of the thermoformed skin 16 in the bottom of the mold and before the injection of the expanded polypropylene, only in the case where the materials of the thermoformed skin 16 and the liner 15 are different, so as to allow the symbiosis between their materials respectively. By way of example, the hot-melt material used may be made, for example, of a polymer, in particular of the polypropylene, polyester or polycarbonate type, or of a copolymer, namely with a combination of several polymers. Thus, such a method of producing a structural element 10 is simple to produce, inexpensive and very easy to use for large series. Thus, irrespective of the embodiment of the structural element 10 and the associated manufacturing method, these have many advantages: - The base box 13 is transverse to all solutions of structural elements 10, whatever the stylistic forms sought; - Such panels 11 are interchangeable during the life of the vehicle or after-sales; Such a solution thus provides flexibility in the method of repairing the structural elements of the vehicle. In known solutions, the steel structural element must be completely re-equipped (in addition to cataphoresis for after-sales) and all the associated interior and exterior equipment (from the old structural element) must be reassembled. ). Thanks to the invention, the panels 11 are easily removable, which implies a considerable gain in terms of workshop time; Such an association between a PPE liner and an ultrafine skin of thermoplastic material allows for an increased personalization of the structural element in question, especially in terms of shapes, patterns, aspects, colors, etc. ; - The overall weight of the vehicle is not impacted and even greatly reduced, the density of plastic being six times lower than that of steel. The invention is not limited to the various embodiments described above. In particular, the panels 11 of the structural element 10 may be of different materials, shapes, and dimensions and may be manufactured by any type of different process, as long as a panel 11 has a lining 15 of composite material and a skin 16 thermoformed exterior. The skin 16 thermoformed can take different forms, different aspects, different colors, as long as it allows the interchangeability and ultra customization of the structural element 10. In particular, the thermoformed skin 16 may comprise more than two adjacent portions, for to accentuate even more the personalization. Furthermore, in an alternative embodiment of the method of manufacturing a structural element 10, it may comprise a step of applying a layer of glue, after the molding step of the lining 15. Similarly, in the case of a screen printed thermoformed skin 16, the production method may also comprise a step of depositing a layer of ready-to-use glue.
L'invention s'applique à tout type d'élément structurel (porte latérale, hayon, capot, aile, etc.) d'un véhicule automobile comportant un caisson de base et un panneau interchangeable. Plus particulièrement, l'invention s'applique à tout type de véhicule automobile à moyen ou 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.The invention applies to any type of structural element (side door, tailgate, bonnet, wing, etc.) of a motor vehicle comprising a base box and an interchangeable panel. More particularly, the invention applies to any type of motor vehicle with medium or large production volume and whose body structure seeks to imagine parts of the vehicle "variables" to change part of the body type, to use of the vehicle according to the wishes of the customer, the purchase even see in the lifetime of the product, so with much smaller parts volumes, but at an acceptable cost.
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