FR3017352A1

FR3017352A1 - AUTOMOTIVE BODY ELEMENT COMPRISING A TREILLIS LINING

Info

Publication number: FR3017352A1
Application number: FR1450971A
Authority: FR
Inventors: Jean-Francois Lerooy; Pierre Brissard; Francois Baudlot
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2015-08-14
Anticipated expiration: 2034-02-07
Also published as: WO2015118268A1; FR3017352B1

Abstract

L'invention concerne un élément de carrosserie automobile (1) comportant une paroi extérieure (10) et une doublure intérieure (20) fixées l'une à l'autre. Selon l'invention, au moins une partie de la doublure intérieure comporte une structure en treillis.The invention relates to an automobile body element (1) comprising an outer wall (10) and an inner lining (20) fixed to one another. According to the invention, at least a portion of the inner liner has a lattice structure.

Description

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale la structure d'un véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un élément de carrosserie automobile comportant une paroi extérieure et une doublure intérieure fixées l'une à l'autre. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la fabrication d'un capot. Elle trouve également une application avantageuse dans la fabrication d'autres parties de carrosserie, telles qu'une porte latérale, une porte de coffre, ou encore un pavillon de véhicule automobile. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Chaque composant de la structure d'un véhicule automobile est conçu pour respecter de nombreuses contraintes, notamment de tenue sous efforts, de résistance aux chocs, et de « process » (afin d'être facilement industrialisable). C'est la raison pour laquelle cette structure présente généralement un poids élevé. Le poids de cette structure doit pourtant être limité au mieux de manière à réduire l'énergie nécessaire pour mouvoir le véhicule. Un exemple de composant de cette structure, dont la conception doit respecter un grand nombre de contraintes, est le capot. Outre les contraintes précitées, le capot doit en effet présenter une bonne tenue aux températures (extérieures et intérieures), une raideur importante pour ne pas se déformer lorsqu'un technicien le manoeuvre afin d'accéder au groupe motopropulseur, et une capacité à absorber une grande quantité d'énergie en cas de choc contre un piéton. Pour répondre à ces contraintes, le capot est alors constitué d'une paroi extérieure (communément appelée « peau ») et d'une doublure intérieure qui est prévue pour rigidifier la paroi extérieure. Ces deux éléments sont généralement issus de tôles métalliques embouties et serties entre elles. Malheureusement, ainsi constitué, le capot présente un poids élevé, ce qui alourdit le véhicule et rend le capot difficile à manoeuvrer.TECHNICAL FIELD TO WHICH THE INVENTION RELATES The present invention relates generally to the structure of a motor vehicle. It relates more particularly to an automobile body element having an outer wall and an inner liner fixed to one another. The invention finds a particularly advantageous application in the manufacture of a hood. It also finds an advantageous application in the manufacture of other body parts, such as a side door, a trunk door, or a roof of a motor vehicle. BACKGROUND TECHNOLOGY Each component of the structure of a motor vehicle is designed to meet many constraints, including resistance under stress, impact resistance, and "process" (to be easily industrialized). This is the reason why this structure usually has a high weight. The weight of this structure must however be limited at best so as to reduce the energy required to move the vehicle. An example of a component of this structure, whose design must respect a large number of constraints, is the hood. In addition to the aforementioned constraints, the hood must indeed have good resistance to temperatures (external and internal), a significant stiffness not to deform when a technician maneuver to access the powertrain, and a capacity to absorb a large amount of energy in case of impact against a pedestrian. To meet these constraints, the cover is then made of an outer wall (commonly called "skin") and an inner liner which is provided to stiffen the outer wall. These two elements are generally derived from metal sheets stamped and crimped together. Unfortunately, thus constituted, the hood has a high weight, which weighs down the vehicle and makes the hood difficult to maneuver.

OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un élément de carrosserie automobile qui est constitué de telle manière qu'il respecte les contraintes précitées et qu'il présente en outre un poids réduit. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un élément de carrosserie automobile tel que défini dans l'introduction, dans lequel au moins une partie de la doublure intérieure comporte une structure en treillis. Ainsi constituée, la doublure intérieure présente un poids réduit, ce qui permet de réduire très sensiblement le poids global de l'élément de carrosserie sans pour autant réduire ses qualités structurelles. En effet, grâce à l'invention, le volume de matière nécessaire pour fabriquer la doublure intérieure peut être environ quatre fois plus faible que celui nécessité par la fabrication d'une doublure intérieure en tôle emboutie.OBJECT OF THE INVENTION In order to overcome the above-mentioned drawback of the state of the art, the present invention proposes an automobile bodywork element which is constituted in such a way that it complies with the abovementioned constraints and that it also presents a reduced weight. More particularly, it is proposed according to the invention an automobile bodywork element as defined in the introduction, wherein at least a portion of the inner liner comprises a lattice structure. Thus formed, the inner liner has a reduced weight, which can significantly reduce the overall weight of the body element without reducing its structural qualities. Indeed, thanks to the invention, the volume of material required to manufacture the inner liner can be about four times lower than that required by the manufacture of a pressed sheet metal liner.

Par conséquent, la masse de la doublure intérieure peut être divisée par quatre, voire par dix en fonction du matériau utilisé pour fabriquer la doublure intérieure. L'invention est par ailleurs particulièrement avantageuse dans la mesure où, en se rompant, les tiges constituant la structure en treillis dissipent une énergie significative, ce qui permet d'absorber une grande énergie en cas de choc contre un piéton. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'élément de carrosserie automobile conforme à l'invention sont les suivantes : - la doublure intérieure est entièrement constituée par ladite structure en treillis ; - ladite structure en treillis présente une forme tridimensionnelle ; - ladite structure en treillis est majoritairement composée d'éléments identiques, de préférence de formes pyramidales ; - ladite structure en treillis est constituée de tiges rectilignes connectées entre elles par leurs extrémités ; - ladite structure en treillis est réalisée en matériau composite ; - ladite structure en treillis est réalisée en matériau métallique ; - ladite structure en treillis est réalisée à partir d'une plaque métallique découpée de manière à présenter au moins une dizaine d'ouvertures de formes identiques ; - ladite structure en treillis est assemblée à ladite paroi extérieure par collage à chaud ; et - ladite paroi extérieure est formée d'une tôle métallique emboutie.Therefore, the mass of the inner liner can be divided by four or even ten depending on the material used to make the inner liner. The invention is also particularly advantageous insofar as, by breaking, the rods constituting the lattice structure dissipate a significant energy, which allows to absorb a high energy in case of impact against a pedestrian. Other advantageous and non-limiting features of the automobile body element according to the invention are the following: the inner lining is entirely constituted by said lattice structure; said lattice structure has a three-dimensional shape; said lattice structure is mainly composed of identical elements, preferably of pyramidal shapes; said lattice structure consists of straight rods interconnected at their ends; said lattice structure is made of composite material; said lattice structure is made of metallic material; said lattice structure is made from a metal plate cut so as to have at least about ten openings of identical shapes; said lattice structure is assembled to said outer wall by hot gluing; and said outer wall is formed of a stamped metal sheet.

DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un capot selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique assemblée du capot de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue de détail d'une partie de la doublure intérieure du capot de la figure 1. Un véhicule automobile comporte généralement un châssis qui supporte tous les autres composants du véhicule automobile. Ce châssis support notamment une pluralité d'éléments de carrosserie. La conception de ces éléments de carrosserie s'intègre avec celle du châssis, les éléments de carrosserie devant à la fois protéger les personnes des intempéries et des chocs en cas d'accident (notamment en se déformant pour absorber une part significative de l'énergie des chocs). La présente invention porte plus précisément sur ces éléments de carrosserie. Elle pourra ainsi s'appliquer à l'un quelconque de ces éléments de 25 carrosserie. Dans le présent exposé, on s'intéressera plus particulièrement à l'un de ces éléments de carrosserie, à savoir au capot. Dans la description, les termes « avant » et « arrière » seront utilisés par rapport au véhicule automobile, l'arrière d'un élément désignant le côté de cet 30 élément qui est tourné vers le coffre et l'avant d'un élément désignant le côté opposé de cet élément. De la même manière, les termes «intérieur » et «extérieur » seront utilisés par rapport au véhicule automobile, la partie intérieure d'un élément désignant la partie de cet élément qui est tournée vers le sol et la partie extérieure désignant la partie de cet élément qui est tournée vers le côté opposé. Le capot est placé au-dessus du groupe motopropulseur du véhicule automobile. Il est monté sur le châssis du véhicule automobile au moyen de charnières, de manière à permettre à un technicien d'accéder facilement au 5 groupe motopropulseur. De par sa situation à l'avant du véhicule, en cas de choc frontal contre un piéton, le capot est l'élément contre lequel le piéton va s'écrouler. Le capot est donc conçu pour présenter une bonne raideur mais également une bonne capacité pour se déformer en cas de choc afin d'amortir 10 l'impact du piéton. Il est également conçu pour bien résister à la chaleur. Comme le montrent les figures 1 et 2, le capot 1 comporte à cet effet une paroi extérieure 10 et une doublure intérieure 20 qui sont fixées ensemble. La paroi extérieure 10 est notamment prévue pour protéger le groupe motopropulseur des intempéries. Elle est conçue pour se placer du côté extérieur 15 du véhicule. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, cette paroi extérieure 10 est formée d'une tôle métallique emboutie. La doublure intérieure a quant à elle pour fonction de rigidifier la paroi extérieure 10. Elle est conçue pour se placer du côté intérieur du véhicule, c'est-à- 20 dire du côté du groupe motopropulseur. Elle est fixée contre la face intérieure de la paroi extérieure 10. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, au moins une partie de la doublure intérieure comporte une structure en treillis. En l'espèce, comme le montrent les figures 1 et 2, l'ensemble de la 25 doublure intérieure constitue une structure en treillis 20. On rappelle ici qu'une structure en treillis est un ensemble de baguettes ou tiges(rectilignes et/ou courbes) qui s'entrecroisent et qui sont fixées les unes aux autres de manière à constituer un ensemble rigide. Préférentiellement, la structure en treillis 20 présente une forme 30 tridimensionnelle. Autrement formulé, ses baguettes s'étendent dans les trois dimensions de l'espace. Préférentiellement encore, comme le montre plus particulièrement la figure 3, la structure en treillis 20 est composée d'éléments géométriques 21 identiques (excepté au niveau de son bord où les éléments géométriques 21 peuvent être partiellement tronqués). Ici, les baguettes sont des tiges rectilignes 22, 23 de sections rectangulaires, connectées entre elles par leurs extrémités. Les éléments géométriques 21 présentent des formes de pyramides.DETAILED DESCRIPTION OF AN EXEMPLARY EMBODIMENT The following description with reference to the accompanying drawings, given as non-limiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be achieved. In the accompanying drawings: - Figure 1 is a schematic perspective exploded view of a hood according to the invention; - Figure 2 is an assembled schematic view of the cover of Figure 1; and FIG. 3 is a detail view of part of the inner lining of the hood of FIG. 1. A motor vehicle generally comprises a chassis that supports all the other components of the motor vehicle. This support frame includes a plurality of body elements. The design of these body elements integrates with that of the chassis, the body elements to both protect people from the weather and shock in case of accident (including deforming to absorb a significant amount of energy shocks). The present invention relates more specifically to these bodywork elements. It can thus be applied to any one of these bodywork elements. In this presentation, we will focus more particularly on one of these body elements, namely hood. In the description, the terms "front" and "rear" will be used with respect to the motor vehicle, the rear of an element designating the side of this element which is turned towards the trunk and the front of a designating element. the opposite side of this element. In the same way, the terms "inside" and "outside" will be used in relation to the motor vehicle, the inner part of an element designating the part of this element which is turned towards the ground and the outer part designating the part of this element. element that is facing the opposite side. The hood is placed above the power train of the motor vehicle. It is mounted on the chassis of the motor vehicle by means of hinges, so as to allow a technician to easily access the powertrain. Because of its situation at the front of the vehicle, in the event of a frontal impact against a pedestrian, the hood is the element against which the pedestrian will collapse. The hood is designed to have good stiffness but also a good ability to deform in case of shock to cushion the impact of the pedestrian. It is also designed to withstand the heat. As shown in Figures 1 and 2, the cover 1 comprises for this purpose an outer wall 10 and an inner liner 20 which are fixed together. The outer wall 10 is especially designed to protect the powertrain from the weather. It is designed to be on the outside of the vehicle. In the embodiment shown in the figures, this outer wall 10 is formed of a stamped metal sheet. The inner lining has the function of stiffening the outer wall 10. It is designed to be placed on the inside of the vehicle, that is to say on the side of the powertrain. It is fixed against the inner face of the outer wall 10. According to a particularly advantageous characteristic of the invention, at least a portion of the inner lining comprises a lattice structure. In the present case, as shown in FIGS. 1 and 2, the entire inner lining constitutes a trellis structure 20. It is recalled here that a trellis structure is a set of rods or rods (rectilinear and / or curves) which intersect and which are fixed to each other so as to constitute a rigid assembly. Preferably, the lattice structure 20 has a three-dimensional shape. Otherwise formulated, its chopsticks extend in the three dimensions of space. Also preferably, as shown more particularly in FIG. 3, the trellis structure 20 is composed of identical geometric elements 21 (except at its edge where the geometric elements 21 may be partially truncated). Here, the rods are rectilinear rods 22, 23 of rectangular sections connected together by their ends. The geometric elements 21 have pyramid shapes.

Plus précisément, chaque élément géométrique 21 est constitué de quatre premières tiges rectilignes 22 qui sont disposées dans un même plan pour former un carré, et de quatre autres tiges rectilignes 23 qui s'étendent respectivement à partir des quatre coins du carré et qui se rejoignent en un unique sommet.More precisely, each geometric element 21 consists of four first rectilinear rods 22 which are arranged in the same plane to form a square, and four other straight rods 23 which respectively extend from the four corners of the square and which meet each other. in a single summit.

Chaque élément géométrique 21 présente ainsi une forme de pyramide dont la base est carrée et dont les quatre faces latérales sont triangulaires isocèles. Deux éléments géométriques 21 contigus partagent une même première tige rectiligne 22 pour former leurs bases carrées.Each geometric element 21 thus has a pyramid shape whose base is square and whose four lateral faces are triangular isosceles. Two contiguous geometric elements 21 share the same first rectilinear rod 22 to form their square bases.

Les éléments géométriques 21 sont fixés à la paroi extérieure 10 par leurs sommets. De cette manière, lors de l'assemblage de la structure en treillis 20 avec la paroi extérieure 10, les éléments géométriques 21 se disposent automatiquement les uns par rapport aux autres de telle sorte que leurs bases suivent la courbure de la paroi extérieure 10.The geometric elements 21 are fixed to the outer wall 10 by their vertices. In this way, during the assembly of the lattice structure 20 with the outer wall 10, the geometric elements 21 are automatically arranged relative to one another so that their bases follow the curvature of the outer wall 10.

Afin de réduire au mieux le poids du capot 1, la structure en treillis 20 est préférentiellement réalisée en matériau composite. Elle peut ainsi comporter des fibres de carbones ou des fibres de verre noyées dans de la résine. Pour faciliter sa fabrication, la structure en treillis 20 pourra être constituée de fibres pré-imprégnées.In order to reduce at best the weight of the cover 1, the trellis structure 20 is preferably made of composite material. It can thus comprise carbon fibers or glass fibers embedded in resin. To facilitate its manufacture, the lattice structure 20 may consist of pre-impregnated fibers.

Ainsi constituée, la structure en treillis 20 présentera une masse environ dix fois moins importante que celle d'une doublure intérieure classique, formée d'une plaque d'acier emboutie. La masse de la structure en treillis 20 sera d'environ 250g en utilisant des fibres de carbone. En variante, on pourra prévoir de réaliser la structure en treillis 20 en matériau métallique. La structure en treillis 20 pourra ainsi être constituée d'un ensemble de tiges métalliques soudées par leurs extrémités. Ainsi constituée, la structure en treillis 20 présentera alors une masse environ quatre fois moins importante que celle d'une doublure intérieure classique, formée d'une plaque d'acier emboutie. La masse de la structure en treillis 20 sera d'environ 1,2kg en utilisant de l'acier, et d'environ 400g en utilisant de l'aluminium. Comme le montre bien la figure 2, la structure en treillis 20 s'étend sur la majeure partie de la face intérieure de la paroi extérieure 10 du capot 1. Elle ne s'étend en revanche pas jusqu'aux bords latéraux de la paroi extérieure 10 du capot 1, pour ne pas entraver la fermeture du capot 1. On pourra selon l'invention prévoir d'assembler la structure en treillis 20 à la paroi extérieure 10 de diverses manières. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, où la structure en treillis 20 est réalisée en matériau composite, on pourra prévoir d'opérer cet 10 assemblage par collage à chaud. Le sommet de la pyramide formée par chaque élément géométrique 21 sera alors garni d'un plot de colle qui sera ensuite écrasé contre la paroi extérieure 10. Dans la variante de l'invention, où la structure en treillis 20 est réalisée 15 en matériau métallique, on pourra prévoir d'opérer cet assemblage par soudage. Le capot 1 comporte par ailleurs des moyens de montage sur le châssis du véhicule automobile. Le capot 1 étant conçu pour s'ouvrir afin de permettre l'accès au groupe motopropulseur, ces moyens de montage comportent ici deux articulations (non 20 représentées) adaptées à coopérer avec le châssis pour permettre le basculement du capot 1, et une gâche (non représentée) pour le maintien et le verrouillage du capot 1 en position fermée. Ces articulations et cette gâche sont ici soudées sur la face intérieure de la paroi extérieure 10 du capot 1. Les articulations sont soudées à proximité du 25 bord de la paroi extérieure 10 du capot 1, à distance de la structure en treillis 20. La gâche est quant à elle soudée au travers d'une ouverture pratiquée dans la structure en treillis 20. La présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante 30 conforme à son esprit. En particulier, on pourra prévoir de réaliser la structure en treillis autrement. On pourra notamment la réaliser à partir d'une plaque métallique qui sera emboutie et découpée à l'emporte-pièce de manière à présenter un grand nombre d'ouvertures identiques séparées les unes des autres par des branches de formes allongées (correspondant aux « baguettes » constituant une structure en treillis). Ainsi emboutie, cette plaque métallique présentera une structure en treillis bidimensionnelle.Thus formed, the lattice structure 20 will have a mass about ten times less than that of a conventional inner liner, formed of a stamped steel plate. The mass of the lattice structure 20 will be about 250 g using carbon fibers. In a variant, it will be possible to provide the lattice structure 20 made of metallic material. The lattice structure 20 may thus consist of a set of metal rods welded at their ends. Thus constituted, the lattice structure 20 will then have a mass about four times smaller than that of a conventional inner lining, formed of a stamped steel plate. The mass of the lattice structure 20 will be about 1.2kg using steel, and about 400g using aluminum. As shown in FIG. 2, the lattice structure 20 extends over most of the inner face of the outer wall 10 of the hood 1. It does not extend however to the lateral edges of the outer wall. 10 of the cover 1, so as not to hinder the closure of the cover 1. It may according to the invention provide to assemble the trellis structure 20 to the outer wall 10 in various ways. In the preferred embodiment of the invention, where the lattice structure 20 is made of composite material, it can be provided to perform this assembly by hot gluing. The top of the pyramid formed by each geometric element 21 will then be lined with a glue pad which will then be crushed against the outer wall 10. In the variant of the invention, where the lattice structure 20 is made of metal material it can be provided to operate this assembly by welding. The cover 1 further comprises mounting means on the chassis of the motor vehicle. The hood 1 being designed to open to allow access to the powertrain, these mounting means here comprise two joints (not shown) adapted to cooperate with the frame to allow the tilting of the cover 1, and a striker ( not shown) for holding and locking the cover 1 in the closed position. These joints and this striker are here welded on the inner face of the outer wall 10 of the cover 1. The joints are welded close to the edge of the outer wall 10 of the cover 1, at a distance from the lattice structure 20. The striker is in turn welded through an opening in the trellis structure 20. The present invention is not limited to the embodiment described and shown, but the skilled person will be able to make any variant in accordance with his mind. In particular, it will be possible to provide the lattice structure otherwise. It may in particular be made from a metal plate which will be stamped and punched so as to have a large number of identical openings separated from each other by elongated branches (corresponding to "chopsticks"). Constituting a lattice structure). Thus stamped, this metal plate will have a two-dimensional lattice structure.

En variante, la structure en treillis pourra être formée de l'assemblage (par soudure ou rivetage) d'au moins deux plaques métalliques du type précité, en position superposée, cet ensemble présentant alors une structure en treillis tridimensionnelle. Selon une autre variante de l'invention non représentée sur les figures, on pourra prévoir que la doublure intérieure ne soit pas entièrement constituée d'une structure en treillis. Ainsi pourra-t-elle par exemple comporter une plaque emboutie et une structure en treillis, collées ou soudées dans le prolongement l'une de l'autre. La partie avant de la doublure intérieure pourra ainsi être formée par la plaque emboutie qui facilitera la fixation de la gâche, tandis que la partie arrière de la doublure intérieure sera formée par la structure en treillis plus légère.Alternatively, the lattice structure may be formed of the assembly (by welding or riveting) of at least two metal plates of the aforementioned type, in superimposed position, this assembly then having a three-dimensional lattice structure. According to another variant of the invention not shown in the figures, it can be provided that the inner lining is not entirely made of a lattice structure. Thus it may for example include a stamped plate and a lattice structure, glued or welded in the extension of one another. The front part of the inner lining can thus be formed by the stamped plate which will facilitate the fixing of the striker, while the rear part of the inner lining will be formed by the lighter mesh structure.

Claims

REVENDICATIONS1. Car body element (1) having an outer wall (10) and an inner liner (20) attached to each other, characterized in that at least a portion of the inner liner comprises a lattice structure (20). ).

2. automotive body element (1) according to the preceding claim, wherein the inner lining is entirely constituted by said lattice structure (20).

3. automotive body element (1) according to one of the preceding claims, wherein said lattice structure (20) has a three-dimensional shape.

4. automotive body element (1) according to one of the preceding claims, wherein said lattice structure (20) is predominantly composed of identical elements (21), preferably of pyramidal shapes.

5. automotive body element (1) according to one of the preceding claims, wherein said lattice structure (20) consists of straight rods (22, 23) interconnected at their ends.

6. automotive body element (1) according to one of claims 1 to 5, wherein said lattice structure (20) is made of composite material.

7. automotive body element (1) according to one of claims 1 to 5, wherein said lattice structure (20) is made of metallic material.

8. automotive body element according to one of claims 1 and 2, wherein said lattice structure is made from a metal plate cut to have at least ten openings of identical shapes.

9. automotive body element (1) according to one of the preceding claims, wherein said lattice structure (20) is assembled to said outer wall (10) by hot gluing.

10. automotive body element (1) according to one of the preceding claims, wherein said outer wall (10) is formed of a stamped metal sheet.