FR3048946B1 - Vehicule automobile comprenant un dispositif de rigidification locale d'un pavillon de toit - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un véhicule automobile comprenant une superstructure (1) de caisse, délimitant en partie sommitale de la caisse, un encadrement de toit formé de brancards latéraux (15) reliés entre eux par au moins une traverse avant (12) de pavillon, une traverse intermédiaire (13) et une traverse arrière (14) de pavillon, la structure de caisse comportant un pavillon (3) de toit comprenant une pièce extérieure de carrosserie recouverte par une garniture (2) intérieure de toit. Le véhicule comprend un moyen de rigidification (40) locale du toit arrangé entre la garniture (2) de toit et le pavillon (3) de toit, un tel moyen de rigidification étant apte à s'opposer à la déformation du pavillon de toit.

Description

Véhicule automobile comprenant un dispositif de rigidification locale d’un pavillon de toit

Dans le domaine des véhicules automobiles, il est connu d’avoir une caisse structurelle réalisée par une partie inférieure formant le soubassement de la caisse et une partie supérieure constituant la superstructure. La partie sommitale de la superstructure est conformée afin de coopérer par complémentarité de forme avec le pavillon de toit qui lui est rapportée par l’extérieur.

Pour ce faire, la superstructure comprend des arches latérales de pavillon, que l’on qualifiera par la suite de brancards de pavillon, qui sont reliées l’une à l’autre au moyen de traverses de pavillon. Les règles habituelles de conception édictent l’usage d’une traverse de pavillon au regard de chacun des pieds de la superstructure, ce qui tend à former une superstructure de rigidité élevée.

La superstructure est conçue de telle manière qu’elle définit une cellule de sécurité conçue pour protéger les occupants du véhicule. La superstructure d’un véhicule du type d’une berline à quatre portes comprend traditionnellement un pied avant A sur lequel est articulée à rotation une porte avant, un pied milieu B sur lequel est articulée à rotation une porte arrière, et un pied arrière C sur lequel la porte arrière est maintenue à l’état verrouillé. Les pieds avant A, milieu B et arrière C de chaque côté de caisse sont reliés par paire l’un à l’autre respectivement par des traverses de pied avant A, de pied B et de pied C. Une traverse arrière de pavillon permet de délimiter, en complémentarité de la traverse de pied avant A et des brancards de pavillon, l’encadrement contre lequel est rapporté le pavillon de toit. C’est ensemble de traverses contribue à la rigidité de la superstructure de la caisse du véhicule.

La réduction de la consommation des véhicules amène aujourd’hui les constructeurs à reconsidérer une telle architecture de caisse. A titre d’exemple, il a été identifié que selon différentes normes, les règles de construction peuvent évoluer dans un sens visant au retrait de la traverse de pied arrière C, sans que cela n’ait d’effet notoire quant à la tenue à la déformation de la superstructure de caisse. Un tel retrait de la traverse de pied arrière C engendre une répartition différente des efforts entre les traverses avant A, de pied milieu B et arrière de pavillon qui sont modifiées en conséquence.

Il a toutefois été relevé qu’en l’absence d’une traverse de pied arrière C, des bruits issus de la déformation du toit de pavillon apparaissent, le toit de pavillon n’étant plus retenu verticalement par la traverse de pied arrière C.

Il résulte de cela que le toit peut débattre librement, de sorte que sous l’effet d’un appui contre le pavillon de toit, dans une zone du pavillon située entre la traverse de pied milieu B et la traverse arrière de toit, engendre des bruits d’enfoncement, dit également bruit de cloquage, ce qui tend à dégrader la qualité de conception du véhicule. Le bruit de cloquage a lieu lorsque le galbe du toit s’inverse sous l’effet d’un effort appliqué verticalement sur ce dernier. A titre d’exemple, en tout point du toit de pavillon, ce dernier doit se maintenir, lors de phases de test qualité, en dessous d’une valeur prédéfinie de déformation sous l’effet d’une valeur de consigne de charge verticale, et quand bien même il se déforme, un effet sonore dit de cloquage doit se produire uniquement au-dessus d’une valeur prédéterminée de consigne de déformation. L’effet sonore du cloquage a traditionnellement lieu lorsque le galbe du toit s’inverse sous l’effet d’un effort qui lui est appliqué verticalement depuis l’extérieur.

Aussi, il existe un besoin pour un dispositif de rigidification du toit qui vise à la fois au respect des exigences de construction en termes de tenue à la déformation et d’allègement du véhicule. L’objet de l’invention consiste en un véhicule automobile comprenant une superstructure de caisse, délimitant en partie sommitale de la caisse, un encadrement de toit formé de brancards latéraux reliés entre eux par au moins une traverse avant A de pavillon, une traverse intermédiaire et une traverse arrière de pavillon, la structure de caisse comportant un pavillon de toit comprenant une pièce extérieure de carrosserie recouverte par une garniture intérieure de toit.

De manière avantageuse, le véhicule est caractérisé en ce qu’il comprend un moyen de rigidification locale du toit arrangé entre la garniture de toit et le pavillon de toit, un tel moyen de rigidification étant apte à s’opposer à la déformation du pavillon de toit.

Un tel moyen de rigidification localisée permet de réduire la déformation du toit, tout du moins d’augmenter la valeur de l’effort à appliquer sur le pavillon de toit pour réaliser une déformation qui se traduise par un effet de cloquage, c’est-à-dire un inversement du galbe de ce dernier.

Avantageusement et de manière non limitative, le véhicule automobile comprend l’une des caractéristiques suivantes, prise séparément ou en combinaison entre elles : - ledit moyen de rigidification est constitué d’une mousse de densité différente à celle de la garniture intérieure de toit; - ledit moyen de rigidification est constitué d’au moins une rangée de bande de mousse ; - au moins une rangée de bande de mousse est discontinue, la rangée étant alors réalisée par plusieurs portions ; - chaque bande de mousse est disposée contre la garniture intérieure de toit et en ce qu’elle comprend une couche d’adhésif rendant apte la liaison mécanique de la bande de mousse avec la garniture intérieure de toit ; - chaque bande de mousse comprend une couche d’adhésif rendant apte la liaison mécanique avec la pièce extérieure de carrosserie ; - chaque bande de mousse est rapportée et collée à la garniture de toit préalablement à la mise en liaison mécanique par collage de la bande de mousse contre la pièce extérieure de carrosserie ; - la bande de mousse a une densité minimale supérieure ou égale à 110 kg/m2 ; - la bande de mousse a une densité maximale inférieure ou égale à 130 Kg/m2 ; - la pièce extérieure de carrosserie comprend un dispositif antivibratoire et en ce que tout ou partie du moyen de rigidification vient à recouvrement du dispositif antivibratoire ; - le dispositif de rigidification s’étend dans une zone de la garniture de toit s’étendant entre la traverse intermédiaire et la traverse arrière de la superstructure de caisse D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d’une partie d’un véhicule automobile comportant une garniture de pavillon, selon l’invention; - la figure 2 est une vue schématique en perspective de la garniture de pavillon de la figure 1, comportant un moyen de rigidification locale du toit, selon l’invention, - la figure 3 représente de manière schématique, vue de dessus, un pavillon de toit coopérant avec une plaque antivibratoire et une variante de réalisation dudit moyen de rigidification locale, selon l’invention.

La description qui suit est faite en référence à un trièdre X, Y et Z associé classiquement à un véhicule automobile, dans lequel X est la direction longitudinale avant-arrière du véhicule dirigée vers l’arrière, Y est la direction transversale droite-gauche au véhicule, qui est horizontale et perpendiculaire à X, dirigée vers la droite, et Z est la direction verticale dirigée vers le dessus. Par ailleurs les termes « avant », « arrière », « droit », « gauche », « horizontal », « vertical », supérieur » et « inférieur » sont relatives au véhicule ou à une partie de celui-ci et sont définis par rapport au sens de déplacement du véhicule.

En référence à la figure 1, la partie sommitale de la superstructure 1 de caisse du véhicule automobile est représentée par le dessus. Le toit du véhicule a été omis de sorte que la garniture 2 intérieure de toit est rendue visible de l’extérieur du véhicule.

La superstructure 1 comprend latéralement des brancards 11 de toit reliés l’un à l’autre au moyen de traverses, plus particulièrement une traverse avant 12 de toit, une traverse arrière 14 de toit et une traverse intermédiaire 13 de toit.

La superstructure comprend des pieds de liaison de la partie sommitale au soubassement de caisse (non représenté).

La figure 1 représente en partie la superstructure d’un véhicule comportant de chaque côté deux portes battantes non représentées. La porte battante avant est destinée à venir en prise avec un pied milieu 16, via une serrure. La porte battante arrière est montée à rotation sur le pied milieu 16 et est destinée à venir en prise avec un pied arrière 17.

La traverse avant 12 de toit s’étend longitudinalement au prolongement du pare-brise, à la jonction d’un montant 18 latéral de baie et d’un brancard 15 de toit prolongeant le montant 18 vers l’arrière du véhicule.

La traverse intermédiaire 13 s’étend au droit des brancards 15 de toit sensiblement à la jonction du brancard 15 et du pied milieu 16.

La ligne 19 pointillée représente la zone du toit qui est dépourvue d’une traverse de liaison des brancards 15 de toit. Cette ligne 19 transversale au véhicule, se trouve sensiblement à la jonction du brancard 15 et du pied arrière 17. L’architecture de toit comprend en outre une traverse arrière 14 reliant les extrémités arrière des brancards 15 de toit entre eux.

Selon la structure de caisse 1, l’écart en X séparant la traverse avant 12 de la traverse intermédiaire 13 est supérieur à l’écart en X séparant cette même traverse intermédiaire 13 de la traverse arrière 14.

Les traverse avant 12, intermédiaire 13 et arrière 14 sont sensiblement parallèles les unes par rapport aux autres.

La traverse intermédiaire 13, les brancards latéraux 15 et le traverse arrière 14 délimitent ensemble un encadrement de toit contre lequel un pavillon 3 de toit est destiné à venir en appui depuis l’extérieur, selon un déplacement Z vers le bas.

Compte tenu de la faible épaisseur du panneau 3 de toit et de la surface délimitée par l’encadrement de toit, le pavillon 3 de toit est susceptible de se déformer de telle sorte que sous l’effet du roulage du véhicule, des bruits de vibrations sont perceptibles depuis l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Pour s’opposer à cela, le pavillon 3 de toit comprend un dispositif antivibratoire. A titre d’exemple non limitatif, un tel dispositif antivibratoire comprend une plaque 31, qui est par exemple rapportée collée contre la face intérieure du pavillon 3 de toit. La plaque 31 comprend un bord avant qui s’étend de manière sensiblement parallèle à la traverse 13 intermédiaire. La plaque 31 s’étend vers l’arrière du véhicule en occupant une partie de la surface délimitée par l’encadrement de toit précédemment décrit. La plaque 31 est autoportée par le pavillon 3 de toit en ce sens que sa face intérieure est en tout ou partie libre, c’est-à-dire qu’elle n’est pas disposée en appui contre un élément de la superstructure 1 de caisse, ni même contre la garniture 2 de toit.

Sur la figure 2, la plaque 31 du dispositif antivibratoire est de manière schématique représentée sur la garniture 2 intérieure de toit dans un but de compréhension de l’agencement dudit dispositif antivibratoire et d’un moyen 40 de rigidification locale du toit qui va à présent être détaillé.

Afin d’éviter tout bruit de cloquage du pavillon 3 de toit lorsque qu’un effort lui est appliqué par l’extérieur, notamment dans une zone située à proximité immédiate de la ligne 19 transversale, le moyen 40 de rigidification locale du toit est arrangé entre la garniture 2 et le pavillon 3 de toit.

Le cloquage du pavillon 3 apparaît lorsque le galbe du toit est inversé sous l’effet d’un effort qui lui serait appliqué depuis l’extérieur du véhicule. A titre d’exemple, un test qualitatif consiste à appliquer un tel effort pour analyser l’effet sonore qui en résulte. Dans l’hypothèse où l’effet sonore se fait entendre pour une valeur de l’effort appliqué située en deçà d’une valeur de seuil établie, le test est négatif et le véhicule ne satisfait alors pas aux exigences de qualité préconisées par le constructeur.

Le moyen 40 de rigidification locale est, selon un mode de réalisation préféré, rapporté sur la garniture 2. Dans ce cas, il est rapporté sur la face de la garniture orientée au regard du pavillon 3 de toit.

Dans ce but, ledit moyen 40 de rigidification comprend au moins une bande 41 de mousse, de préférence rectiligne, s’étendant linéairement parallèlement à la ligne 19 transversale. A titre d’exemple, comme cela est illustré sur la figure 1, ledit moyen 40 de rigidification comprend plusieurs bandes adjacentes les unes aux autres, séparées par un écart en X compris entre 1 et 5 fois la largeur de chaque bande 41 de mousse. De préférence, l’écart en X entre deux bandes 41 de mousse adjacente est de 3 fois la largeur d’une bande 41.

De préférence, les bandes 41 de mousse ont la même largeur et la même longueur. Par exemple, la largeur d’une bande 41 est comprise entre 20 et 60 mm, de préférence 45 mm.

Selon une variante de réalisation, les différentes bandes ont des largeurs différentes.

Chaque bande 41 de mousse s’étendant le long de l’axe Y, au niveau d’une zone médiane de la garniture 2 de toit. Chaque bande 41 a une longueur inférieure à l’écart Y séparant les brancards 15 de toit, de telle sorte que chaque bord d’extrémité latérale d’une bande 41 est écarté du bord du pavillon de toit. A titre d’exemple, une bande 41 de mousse peut avoir une longueur minimale supérieure à la moitié de l’écart Y séparant les brancards 15 latéraux. Une bande 41 de mousse peut avoir une longueur d’environ deux tiers de l’écart Y séparant les brancards 15 latéraux. Par exemple encore, la bande 41 de mousse a une longueur linéaire de un mètre.

Chaque bande 41 de mousse a une densité comprise entre 100 kg/m3 et 130 kg/m3. De préférence, la densité est identique pour chaque bande 41 de mousse.

De manière préférentielle, chaque bande 41 a une densité de 110 kg/m3, ce qui confère un optimum dans la rigidification du pavillon 3 pour atteindre un double effet lorsque la garniture 2 est assemblée à la superstructure 1 et que le pavillon 3 est rapporté et fixé sur cette même superstructure. Cela permet en effet d’éviter d’un côté l’effet de cloquage du toit lorsque celui-ci est soumis au contrôle de qualité consistant à lui appliqué en Z un effort d’appui. Cela permet en outre d’éviter la déformation de la garniture 2 sous l’effet de ce même contrôle de qualité.

Selon un mode préféré de conception, chaque bande 41 de mousse est rapportée collée sur la face de la garniture 2 qui est destinée à faire face au pavillon 3 de toit. Dans ce but, la face de la bande 41 qui vient en appui contre la garniture 2 comprend une couche d’adhésif. Il est en de même de la face opposée de la bande 41 qui est destinée à réaliser la liaison avec le pavillon 3 de toit.

Ainsi, après l’étape de fabrication de la garniture 2 de toit, une étape successive consiste en la réalisation du collage de chaque bande 41 sur la garniture 2 de telle sorte que la garniture 2 ainsi équipée d’au moins une bande 41 de mousse ne forme qu’une seule pièce unitaire qui présente l’avantage d’être facilement déplacée et positionnée contre la superstructure 1 de caisse du véhicule.

Du fait que la face extérieure de chaque bande 41 de mousse, opposée à la face de la bande 41 en contact avec la garniture 2, comprend une couche d’adhésif, chaque bande 41 de mousse est destinée à venir en appui collé contre le pavillon 3 de toit lorsque la garniture est rapportée contre la superstructure 1.

Selon une variante de réalisation, chaque bande 41 de mousse est incorporée à la garniture 2 en ce sens qu’elle est obtenu par injection localisée d’une mousse, en bande, sur la garniture. Du fait des différences de densités entre la garniture 2 de toit et ledit moyen de rigidification 40 localisé, l’étape d’injection peut être postérieure à celle d’injection et de mise en forme de la garniture 2.

Pour permettre de fixer chaque bande de mousse contre le pavillon 3 de toit, une couche d’adhésif peut être déposée au droit de chacune des bandes 41 de mousse injectée.

Quel que soit le mode de réalisation de la garniture 2 avec au moins une bande de mousse, la couche d’adhésif qui permet de fixer une bande 41 de mousse de rigidification peut être continue ou discontinue selon l’effet de rigidité à atteindre, en ce sens qu’une telle couche peut s’étendre en tout ou partie de la face extérieure de la bande 41 considérée.

Dans le cadre de l’invention, il faut entendre par bande 41 de mousse aussi bien une pièce unitaire de mousse qu’une juxtaposition de portions 42 de mousse comme cela est rendu visible sur la figure 3. Dans ce cas, la bande 41 de mousse peut être qualifiée de bande discontinue qui comprend un arrangement de plusieurs portions 42 de mousse. Chaque portion 42 de mousse est réalisée dans une mousse réalisée en matière plastique tel que par exemple du polyuréthane.

Sur la figure 3, chaque bande 41 discontinue est rectiligne en ce sens que les portions 42 sont disposées le long d’un axe Y.

Selon une variante de réalisation non représentée, les portions 42 de mousse d’au moins deux bandes 41 sont disposées en quinconce.

Selon une autre variante de réalisation non représentée, les portions 42 sont reliées par paire par un moyen de liaison de moindre largeur et venu de matière de la bande 41 de mousse. Un tel moyen de liaison permet avantageusement de maintenir les différentes portions 42 de façon rectiligne entre elles ce qui en facilite l’assemblage sur la garniture 2 intérieure de toit.

Avantageusement, la mousse utilisée à la fabrication de chaque bande 41 ou portion 42 est de densité différente à celle de la garniture 2. La garniture 2 est de densité plus faible à celle de la mousse étant donné que sa fonction réside uniquement dans le masquage de la superstructure 1 de caisse et le pavillon 2 du véhicule.

Selon une variante de réalisation, les portions 42 ont des densités différentes selon leur disposition par rapport au plan médian XZ du véhicule, de telle sorte que la portion destinée à être disposée de manière directement adjacente au plan médian XZ à une densité supérieure à celle de la portion leur densité disposée de manière directement adjacente à un bord latéral de la garniture 2 de toit. A titre d’exemple, les densités des portions 42 de mousse varient entre 130 kg/m3 et 110 kg/m3 pour les portions susmentionnées.

Le recours à un renfort localisé de toit réalisé par une bande 41 ou portion 42 de mousse permet avantageusement de réduire la masse totale de la garniture 2 comprenant ledit moyen de rigidification localisé.

Dans la variante de réalisation dudit moyen de rigidification par portions 42 de mousse, la disposition des portions est réalisée de façon homogène par rapport à un plan médian de symétrie, parallèle à l’axe X. Comme cela est représenté sur la figure 3, un même nombre de portions 42 de mousse est disposé de chaque côté du plan médian XZ du véhicule, ici au nombre de deux.

Le pavillon 3 comprend un dispositif antivibratoire 31 préalablement monté sur la face intérieure du pavillon. L’agencement dudit moyen de rigidification sur la garniture 2 peut, selon la taille du pavillon 3, engendrer une superposition d’au moins une bande 41 de mousse et de la plaque antivibratoire du pavillon 3.

Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, deux bandes 41 de mousse viennent à recouvrement du dispositif antivibratoire 31. Afin de ne pas créer une déformation inappropriée de la garniture comprenant les bandes 41 de mousse, du fait de la surépaisseur générée par le dispositif antivibratoire, l’épaisseur des bandes 41 venant en appui contre la plaque 31 du dispositif antivibratoire 31 est réduite de l’épaisseur de la plaque.

Selon l’architecture des figures 2 et 3, ledit moyen 40 de rigidification comprend trois bandes 41 parallèles, dont une bande intermédiaire est disposée entre une bande avant et une bande arrière par rapport à un axe X. Seules les bandes 41 avant et intermédiaire viennent à recouvrement du dispositif antivibratoire 31 lorsque la garniture 2 est fixée à la superstructure. Pour cette raison, et considérant que le dispositif antivibratoire 31 est réalisé à partir d’une plaque dédiée ayant une épaisseur d’environ 5 mm, les bandes 41 avant et intermédiaire ont une épaisseur réduite proportionnellement à l’épaisseur de plaque. La bande arrière a comme épaisseur, la valeur nominale de l’écart en Z séparant la garniture 2 du pavillon 3 de toit.

Claims (2)

1. REVENDICATIONS

   1. Véhicule automobile comprenant une superstructure (1) de caisse, délimitant en partie sommitale de la caisse, un encadrement de toit formé de brancards latéraux (15) reliés entre eux par au moins une traverse avant (12) de pavillon, une traverse intermédiaire (13) et une traverse arrière (14) de pavillon, la structure de caisse comportant un pavillon (3) de toit comprenant une pièce extérieure de carrosserie recouverte par une garniture (2) intérieure de toit, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen de rigidification (40) locale du toit arrangé entre la garniture (2) de toit et le pavillon (3) de toit, un tel moyen de rigidification étant apte à s’opposer à la déformation du pavillon de toit, en ce que la pièce extérieure de carrosserie comprend un dispositif antivibratoire et en ce que tout ou partie du moyen de rigidification (40) vient à recouvrement du dispositif antivibratoire. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de rigidification (40) est constitué d’une mousse de densité différente à celle de la garniture (2) intérieure de toit. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de rigidification (40) est constitué d’au moins une rangée de bande (41) de mousse. 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que au moins une rangée de bande (41) de mousse est discontinue, la rangée étant alors réalisée par plusieurs portions (42). 5. Véhicule selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque bande (41) de mousse est disposée contre la garniture (2) intérieure de toit et en ce qu’elle comprend une couche d'adhésif rendant apte la liaison mécanique de la bande (41) de mousse avec la garniture (2) intérieure de toit.
2. 6. Véhicule selon l’une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chaque bande (41) de mousse comprend une couche d’adhésif rendant apte la liaison mécanique avec la pièce extérieure de carrosserie. 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque bande (41) de mousse est rapportée et collée à la garniture (2) intérieure de toit préalablement à la mise en liaison mécanique par collage de la bande (41) de mousse contre la pièce extérieure de carrosserie. 8. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la bande (41) de mousse a une densité minimale supérieure ou égale à 110 kg/m2. 9. Véhicule selon l’une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la bande (41) de mousse a une densité maximale inférieure ou égale à 130 Kg/m2. 10. Véhicule selon l’une quelconque des revendication 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif de rigidification (40) s’étend dans une zone de la garniture de toit s’étendant entre la traverse intermédiaire (13) et la traverse arrière (14) de la superstructure (1) de caisse.