FR3111320A1 - Spar reinforcement for motor vehicle - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne, selon un premier aspect, un renfort (1) de longeron d’un véhicule automobile, ledit renfort (1) de longeron se présentant sous forme d’un profilé (3) allongé montrant une zone centrale (11) intercalée entre deux zones latérales (7, 9), chacune des zones latérales (7, 9) comprenant une feuillure (5); les zones latérales (7, 9) et centrale (11) s’étendant selon la longueur dudit profilé (3). Ledit renfort (1) de longeron étant remarquable en ce que la zone centrale (11) montre une résistance mécanique supérieure à la résistance mécanique desdites première et deuxième zones latérales (7, 9). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1The invention relates, according to a first aspect, to a reinforcement (1) for the spar of a motor vehicle, the said spar reinforcement (1) being in the form of an elongated profile (3) showing a central zone (11) interposed between two side zones (7, 9), each of the side zones (7, 9) comprising a rabbet (5); the lateral (7, 9) and central (11) zones extending along the length of said section (3). Said spar reinforcement (1) being remarkable in that the central zone (11) exhibits a mechanical resistance greater than the mechanical resistance of said first and second lateral zones (7, 9). Figure to be published with abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne un renfort de longeron d’un véhicule automobile.The present invention relates to a spar reinforcement of a motor vehicle.
Le document FR3024414 décrit une structure d’un véhicule comprenant au moins un longeron de bas de caisse et un pied avant s’étendant essentiellement verticalement depuis le longeron. Le longeron est un profilé montrant notamment une paroi latérale située du côté extérieur du véhicule. Le pied avant est formé par deux éléments creux se correspondant en vue de former un volume au sein duquel le profilé formant le longeron est imbriqué. Le document décrit un renfort de longeron de bas de caisse inséré entre l’élément creux situé latéralement du côté extérieur du véhicule et la paroi latérale extérieure du profilé. Ce renfort de longeron permet au véhicule d’absorber de manière satisfaisante des chocs avant transmis par la voie supérieure de la structure de véhicule. Cependant, le renfort de longeron ne permet que de renforcer la partie du longeron où le pied avant est en contact avec celui-ci et la zone au niveau du pied milieu.The document FR3024414 describes a structure of a vehicle comprising at least one side sill and a front pillar extending essentially vertically from the side member. The spar is a profile showing in particular a side wall located on the exterior side of the vehicle. The front foot is formed by two corresponding hollow elements in order to form a volume within which the profile forming the spar is nested. The document describes a sill spar reinforcement inserted between the hollow element located laterally on the exterior side of the vehicle and the exterior side wall of the profile. This side member reinforcement allows the vehicle to satisfactorily absorb front impacts transmitted through the upper track of the vehicle structure. However, the spar reinforcement only reinforces the part of the spar where the front foot is in contact with it and the area at the level of the middle foot.
Le document FR2903070 décrit une pièce de structure, pouvant être un longeron, formée par raboutage et comportant au moins deux zones ayant des propriétés mécaniques différentes. Ainsi, grâce au raboutage, il est possible d’obtenir une pièce structurelle comportant par exemple une section en alliage d’aluminium et une section en acier. La section en alliage d’aluminium permet de réduire la masse de la pièce tout en conservant des propriétés de résistance en compression équivalentes à celles de l’acier tandis que la section en acier permet d’obtenir une résistance en flexion supérieure à la section en alliage d’aluminium. Bien qu’il soit possible d’adapter les propriétés de résistance mécanique d’un longeron, il sera toujours nécessaire de renforcer le longeron par un ou plusieurs renforts de longeron afin de protéger la structure du véhicule.Document FR2903070 describes a structural part, which may be a spar, formed by butt-jointing and comprising at least two zones having different mechanical properties. Thus, thanks to splicing, it is possible to obtain a structural part comprising, for example, an aluminum alloy section and a steel section. The aluminum alloy section makes it possible to reduce the mass of the part while maintaining compressive strength properties equivalent to those of steel while the steel section makes it possible to obtain a resistance in bending superior to the section in aluminum alloy. Although it is possible to adapt the mechanical resistance properties of a spar, it will always be necessary to reinforce the spar with one or more spar reinforcements in order to protect the structure of the vehicle.
L’invention a pour objectif d’améliorer la situation antérieure. L’invention a pour objectif d’augmenter les prestations des véhicules automobiles en matière de chocs latéraux et en particulier d’améliorer le comportement des longerons en cas de choc latéral, par exemple en cas de choc latéral de type barrière et/ou poteau.The aim of the invention is to improve the previous situation. The aim of the invention is to increase the performance of motor vehicles in terms of side impacts and in particular to improve the behavior of the side members in the event of a side impact, for example in the event of a side impact of the barrier and/or post type.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention a pour objet un renfort de longeron d’un véhicule automobile, ledit renfort de longeron se présentant sous forme d’un profilé allongé montrant une zone centrale intercalée entre deux zones latérales, chacune des zones latérales comprenant une feuillure; les zones latérales et centrale s’étendant selon la longueur dudit profilé, ledit renfort de longeron étant remarquable en ce que la zone centrale montre une résistance mécanique supérieure à la résistance mécanique desdites première et deuxième zones latérales.To this end, and according to a first aspect, the subject of the invention is a spar reinforcement of a motor vehicle, said spar reinforcement being in the form of an elongated profile showing a central zone interposed between two lateral zones, each side areas comprising a rabbet; the lateral and central zones extending along the length of said profile, said spar reinforcement being remarkable in that the central zone exhibits a mechanical resistance greater than the mechanical resistance of said first and second lateral zones.
Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention est remarquable en ce qu’elle propose un renfort de longeron montrant au moins deux zones avec des propriétés mécaniques différentes, ce qui permet de répondre de façon optimale au besoin de renforcement du longeron. La résistance mécanique de la zone centrale est supérieure à celle des zones latérales du fait d’une différence de nuance d’acier et/ou du fait d’une différence d’épaisseur de tôle.As will have been understood on reading the definition which has just been given, the invention is remarkable in that it proposes a spar reinforcement showing at least two zones with different mechanical properties, which makes it possible to respond optimally to the need for reinforcement of the spar. The mechanical resistance of the central zone is higher than that of the lateral zones due to a difference in steel grade and/or due to a difference in sheet thickness.
Selon un mode de réalisation préféré, la zone centrale montre une épaisseur e1 supérieure à l’épaisseur e2 de la première zone latérale et/ou de la deuxième zone latérale. De préférence, la première zone latérale et la deuxième zone latérale ont la même épaisseur e2. Cette configuration est avantageuse en ce qu’elle permet d’obtenir des prestations améliorées en matière de résistance mécanique par une augmentation de l’épaisseur de la zone centrale tout en conservant une épaisseur de tôle prédéfinie au niveau des zones latérales et donc des feuillures. Cette épaisseur prédéfinie va permettre d’effectuer un soudage avec les feuillures de longerons dans de bonnes conditions (c’est-à-dire en limitant les risques de soudures imparfaites du fait d’une épaisseur trop importante des pièces à assembler) et sans modifier l’outillage existant.According to a preferred embodiment, the central zone has a thickness e1 greater than the thickness e2 of the first lateral zone and/or of the second lateral zone. Preferably, the first lateral zone and the second lateral zone have the same thickness e2. This configuration is advantageous in that it makes it possible to obtain improved performance in terms of mechanical resistance by increasing the thickness of the central zone while maintaining a predefined thickness of sheet metal at the level of the lateral zones and therefore of the rabbets. This predefined thickness will make it possible to carry out welding with the rabbets of the side members in good conditions (that is to say by limiting the risks of imperfect welds due to too great a thickness of the parts to be assembled) and without modifying existing tooling.
De manière avantageuse, la zone centrale montre une épaisseur e1 d’au moins 1,1 fois l’épaisseur e2 montrée par la première zone latérale et/ou de la deuxième zone latérale, plus préférentiellement au moins 1,5 fois ou au moins 2 fois.Advantageously, the central zone shows a thickness e1 of at least 1.1 times the thickness e2 shown by the first lateral zone and/or the second lateral zone, more preferentially at least 1.5 times or at least 2 time.
De manière avantageuse, la zone centrale montre une épaisseur e1 d’au moins 1.5 mm ; de préférence, d’au moins 1,8 mm ; de préférence, d’au moins 1,9 mm ; de préférence, d’au moins 2,0 mm.Advantageously, the central zone shows a thickness e1 of at least 1.5 mm; preferably at least 1.8 mm; preferably at least 1.9 mm; preferably at least 2.0 mm.
De manière avantageuse, la première zone latérale et/ou la deuxième zone latérale montre une épaisseur e2 inférieure ou égale à 1,5 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,3 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,2 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm. L’épaisseur de la première zone latérale et de la deuxième zone latérale peut être la même ou différente.Advantageously, the first lateral zone and/or the second lateral zone has a thickness e2 of less than or equal to 1.5 mm; preferably, less than or equal to 1.3 mm; preferably, less than or equal to 1.2 mm; preferably, less than or equal to 1.1 mm. The thickness of the first side zone and the second side zone can be the same or different.
Selon un mode de réalisation préféré, la zone centrale et lesdites première et deuxième zones latérales sont jointes par raboutage. Avantageusement, le renfort de longeron selon l’invention est formé par double raboutage. L’emploi de techniques de raboutage pour former le renfort de longeron permet d’obtenir un renfort de longeron de grande taille qui peut, par exemple, s’étendre entre le pied avant et le pied central du véhicule, ou s’étendre entre le pied avant et le pied arrière du véhicule. Selon un mode de réalisation, le raboutage se fait par soudage, et préférentiellement par soudage laser.According to a preferred embodiment, the central zone and said first and second lateral zones are joined by butting. Advantageously, the spar reinforcement according to the invention is formed by double butting. The use of butt welding techniques to form the side member reinforcement results in a large size side member reinforcement that can, for example, extend between the front pillar and the center pillar of the vehicle, or extend between the front foot and rear foot of the vehicle. According to one embodiment, the splicing is done by welding, and preferably by laser welding.
Ainsi selon un mode de réalisation. Par exemple, le renfort de longeron montre une longueur d’au moins 0,4 m ; de préférence, d’au moins 0,5 m ; de préférence, d’au moins 0,6 m ; de préférence, d’au moins 0,8 m ; de préférence, d’au moins 1,0 m ; de préférence, au moins 1,1 m ; de préférence, d’au moins 1,2 m ; de préférence, au moins 1,3 m. Par exemple, le renfort de longeron montre une longueur d’au plus 2.0 m, de préférence d’au plus 1.9 m, de préférence d’au plus 1.8 m.Thus according to one embodiment. For example, the spar reinforcement shows a length of at least 0.4 m; preferably at least 0.5 m; preferably at least 0.6 m; preferably at least 0.8 m; preferably at least 1.0 m; preferably at least 1.1 m; preferably at least 1.2 m; preferably at least 1.3 m. For example, the spar reinforcement shows a length of at most 2.0 m, preferably at most 1.9 m, preferably at most 1.8 m.
Dans un mode de réalisation préféré, la zone centrale comprend au moins un relief de rigidification s’étendant longitudinalement sur au moins une partie de la longueur dudit renfort de longeron.In a preferred embodiment, the central zone comprises at least one stiffening relief extending longitudinally over at least part of the length of said spar reinforcement.
De préférence, le renfort de longeron montre au moins un relief de rigidification d’une largeur L1 d’au moins 1,2 fois la largeur minimale L3 montrée par le renfort de longeron en dehors dudit relief de rigidification, plus préférentiellement d’au moins 1,3 fois et encore plus préférentiellement d’au moins 1,4 fois ; la largeur étant définie comme la distance mesurée entre un plan formé par les deux feuillures et un plan montré par la zone centrale s’étendant parallèlement au plan formé par les deux feuillures. La distance étant mesurée selon une droite perpendiculaire audits plans. En effet, il a été trouvé que la dissipation d‘énergie était améliorée lors de la présence d’un relief de rigidification.Preferably, the spar reinforcement shows at least one stiffening relief with a width L1 of at least 1.2 times the minimum width L3 shown by the spar reinforcement outside of said stiffening relief, more preferably of at least 1.3 times and even more preferably at least 1.4 times; the width being defined as the distance measured between a plane formed by the two rabbets and a plane shown by the central zone extending parallel to the plane formed by the two rabbets. The distance being measured along a straight line perpendicular to said planes. Indeed, it was found that the energy dissipation was improved when the stiffening relief was present.
De manière avantageuse, le renfort de longeron est destiné à être placé de manière à ce qu’une de ses zones latérales soit disposée inférieure à l’autre de sorte à ce que la zone centrale montre une partie inférieure et une partie supérieure, le renfort de longeron est remarquable en ce que le ou au moins un relief de rigidification est disposé en partie inférieure de la zone centrale et/ou en ce que au moins un relief de rigidification est un premier relief de rigidification et au moins un deuxième relief de rigidification est agencé au-dessus dudit premier relief de rigidification selon la hauteur de ladite zone centrale.Advantageously, the spar reinforcement is intended to be placed so that one of its lateral zones is arranged lower than the other so that the central zone shows a lower part and an upper part, the reinforcement of spar is remarkable in that the or at least one stiffening relief is arranged in the lower part of the central zone and/or in that at least one stiffening relief is a first stiffening relief and at least one second stiffening relief is arranged above said first stiffening relief along the height of said central zone.
De manière préférentielle, la zone centrale présente une résistance mécanique Rm1 d’au moins 250 MPa telle que mesurée selon la norme ISO 6892-1:2016 et selon la direction transverse ; plus préférentiellement d’au moins 300 MPa, encore plus préférentiellement d’au moins 400 MPa, le plus préférentiellement d’au moins 450 MPa, ou d’au moins 500 MPa, ou encore d’au moins 550 MPa, ou d’au moins 600 MPa, ou d’au moins 800 MPa, ou d’au moins 1000 MPa, ou d’au moins 1100 MPa.Preferably, the central zone has a mechanical strength Rm1 of at least 250 MPa as measured according to the ISO 6892-1:2016 standard and in the transverse direction; more preferably at least 300 MPa, even more preferably at least 400 MPa, most preferably at least 450 MPa, or at least 500 MPa, or even at least 550 MPa, or at at least 600 MPa, or at least 800 MPa, or at least 1000 MPa, or at least 1100 MPa.
Selon un mode de réalisation préféré, la première zone latérale et/ou la deuxième zone latérale montre une feuillure dans laquelle au moins une encoche est découpée. La présence d’une ou plusieurs encoches permet, par exemple, la superposition du renfort de longeron avec un autre renfort ou un autre élément au niveau d’au moins une feuillure, tout en ne conservant que trois épaisseurs de tôles à souder.According to a preferred embodiment, the first lateral zone and/or the second lateral zone shows a rebate in which at least one notch is cut. The presence of one or more notches allows, for example, the superimposition of the spar reinforcement with another reinforcement or another element at the level of at least one rabbet, while retaining only three thicknesses of sheets to be welded.
Selon un mode de réalisation, la zone centrale est formée par au moins deux parties et une des parties montre une épaisseur d’au moins 1,1 fois l’épaisseur e1 montrée par l’autre partie, plus préférentiellement au moins 1,5 fois ou au moins 2 fois. De préférence, les deux parties sont jointes par raboutage, plus préférentiellement le raboutage se fait par soudage, encore plus préférentiellement par soudage laser.According to one embodiment, the central zone is formed by at least two parts and one of the parts has a thickness of at least 1.1 times the thickness e1 shown by the other part, more preferably at least 1.5 times or at least twice. Preferably, the two parts are joined by butt jointing, more preferably the butt jointing is done by welding, even more preferably by laser welding.
Avantageusement, la zone centrale est formée par une tôle constituée d’un acier choisi parmi les aciers à haute limite élastique montrant une limite d’élasticité allant de 300 à 700 MPa, les aciers à très haute limite élastique montrant une limite d’élasticité allant de 800 à 1000 MPa et les aciers à ultra haute limite élastique montrant une limite d’élasticité de 1100 à 1500 MPa, la limite élastique étant mesurée selon la norme ISO 6892-1:2016 et selon la direction transverse. Lorsque la tôle utilisée est une tôle emboutie, la résistance mécanique Rm1 de la zone centrale est mesurée après emboutissage.Advantageously, the central zone is formed by a sheet consisting of a steel chosen from high elastic limit steels showing an elastic limit ranging from 300 to 700 MPa, very high elastic limit steels showing an elastic limit ranging from from 800 to 1000 MPa and ultra high elastic limit steels showing an elastic limit from 1100 to 1500 MPa, the elastic limit being measured according to ISO 6892-1:2016 and according to the transverse direction. When the sheet used is a stamped sheet, the mechanical strength Rm1 of the central zone is measured after stamping.
De manière avantageuse, le renfort de longeron est un profilé embouti et/ou la première zone latérale et/ou la deuxième zone latérale montre un rayon de pliage à la base de la feuillure et ledit rayon de pliage est intégralement contenu dans ladite zone latérale. Le fait que le rayon de pliage soit intégralement contenu dans la zone latérale correspondante permet de ne pas risquer de fragiliser la soudure de la jonction par raboutage lors de l’opération d’emboutissage.Advantageously, the spar reinforcement is a stamped profile and/or the first lateral zone and/or the second lateral zone shows a bend radius at the base of the rabbet and said bend radius is entirely contained in said lateral zone. The fact that the bend radius is entirely contained in the corresponding lateral zone means that there is no risk of weakening the weld of the joint by butt-jointing during the stamping operation.
Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un longeron pour véhicule automobile remarquable en ce qu’il comprend au moins un renfort de longeron selon le premier aspect. De préférence, ledit au moins un renfort de longeron a une longueur équivalente à au moins 80% de la longueur dudit longeron, plus préférentiellement à au moins 85%, encore plus préférentiellement à au moins 90% ou à au moins 95%. Dans un mode de réalisation préféré, ledit au moins un renfort de longeron a une longueur équivalente ou égale à la longueur dudit longeron.According to a second aspect, the subject of the invention is a spar for a motor vehicle which is remarkable in that it comprises at least one spar reinforcement according to the first aspect. Preferably, said at least one spar reinforcement has a length equivalent to at least 80% of the length of said spar, more preferably at least 85%, even more preferably at least 90% or at least 95%. In a preferred embodiment, said at least one spar reinforcement has a length equivalent or equal to the length of said spar.
De préférence, le longeron comprend une paroi interne et une paroi externe, et ledit au moins renfort de longeron est disposé intercalé entre la paroi interne et la paroi externe du longeron. Avantageusement, le longeron comprend une paroi interne et une paroi externe, et ledit au moins un renfort de longeron est placé en renfort de la paroi externe du longeron.Preferably, the spar comprises an internal wall and an external wall, and said at least spar reinforcement is placed between the internal wall and the external wall of the spar. Advantageously, the spar comprises an internal wall and an external wall, and said at least one spar reinforcement is placed as a reinforcement for the external wall of the spar.
Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant au moins un longeron, le véhicule étant remarquable en ce le ou les longerons comprennent au moins un renfort de longeron selon le premier aspect ou en ce qu’il comprend au moins un longeron selon le deuxième aspect. De préférence, ledit au moins un renfort de longeron a une longueur équivalente à au moins 80% de la longueur dudit longeron, plus préférentiellement à au moins 85%, encore plus préférentiellement à au moins 90% ou à au moins 95%. Dans un mode de réalisation préféré, ledit au moins un renfort de longeron a une longueur équivalente à la longueur dudit un longeron.According to a third aspect, the subject of the invention is a motor vehicle comprising at least one spar, the vehicle being remarkable in that the spar(s) comprise at least one spar reinforcement according to the first aspect or in that it comprises at least a spar according to the second aspect. Preferably, said at least one spar reinforcement has a length equivalent to at least 80% of the length of said spar, more preferably at least 85%, even more preferably at least 90% or at least 95%. In a preferred embodiment, said at least one spar reinforcement has a length equivalent to the length of said one spar.
De préférence, le longeron comprend une paroi interne et une paroi externe et ledit au moins un renfort de longeron est disposé intercalé entre la paroi interne et la paroi externe du longeron. Avantageusement, ledit au moins un renfort de longeron est placé en renfort de la paroi externe du longeron.Preferably, the spar comprises an internal wall and an external wall and said at least one spar reinforcement is placed between the internal wall and the external wall of the spar. Advantageously, said at least one spar reinforcement is placed as a reinforcement for the outer wall of the spar.
De manière préférentielle, au moins un renfort de longeron est fixé audit longeron par au moins un point de soudure au niveau d’au moins une des deux feuillures ; de préférence, le point de soudure est obtenu par soudage électrique.Preferably, at least one spar reinforcement is fixed to said spar by at least one spot weld at at least one of the two rabbets; preferably, the spot weld is obtained by electric welding.
De manière préférentielle, au moins un renfort de longeron est fixé audit longeron par au moins un point de soudure au niveau d’au moins une des deux feuillures ; de préférence, le point de soudure est obtenu par soudage électrique.Preferably, at least one spar reinforcement is fixed to said spar by at least one spot weld at at least one of the two rabbets; preferably, the spot weld is obtained by electric welding.
L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée en référence à la planche de dessins annexée sur laquelle :The invention will be well understood and other aspects and advantages will appear clearly on reading the following description given with reference to the attached sheet of drawings on which:
Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments ou moyens dans le renfort de longeron ou le véhicule auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule, ou du renfort de longeron selon le cas. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.In the following description, the term "include" is synonymous with "include" and is not limiting in that it authorizes the presence of other elements or means in the side member reinforcement or the vehicle to which it relates. It is understood that the term “include” includes the terms “consist of”. Similarly, the terms "lower", "upper", "longitudinal" and "transverse" shall be understood in relation to the general orientation of the vehicle, or of the side member reinforcement as the case may be. In the various figures, the same references designate identical or similar elements.
Par « profilé » on entendra un élément de forme allongé montrant un profil particulier selon sa section transversale. Les profilés peuvent être obtenus par pliage, emboutissage ou profilage d’une tôle ou de plusieurs tôles préalablement assemblées entre elles. L’assemblage préalable de plusieurs tôles entre elles bout à bout avant leur mise en forme peut être effectué par soudage laser. De tels flans sont connus et disponibles commercialement, notamment auprès de la société ArcelorMittal®. Il est également possible de produire des flans de tôle composés de plusieurs tôles par des techniques dites de raboutage molette.By "profile" is meant an elongated element showing a particular profile according to its cross section. Profiles can be obtained by bending, stamping or profiling a sheet or several sheets previously assembled together. The preliminary assembly of several sheets together end to end before their shaping can be carried out by laser welding. Such blanks are known and commercially available, in particular from ArcelorMittal®. It is also possible to produce sheet blanks made up of several sheets by so-called knurled splicing techniques.
La figure 1 montre un renfort 1 de longeron selon un premier mode de réalisation l’invention, vu en coupe. Le renfort 1 de longeron est formé par un profilé 3 allongé avec une zone centrale 11 intercalée entre deux zones latérales (7, 9). Les deux zones latérales (7, 9) s’étendent selon la longueur du profilé 3.Figure 1 shows a spar reinforcement 1 according to a first embodiment of the invention, seen in section. The spar reinforcement 1 is formed by an elongated profile 3 with a central zone 11 interposed between two lateral zones (7, 9). The two lateral zones (7, 9) extend along the length of profile 3.
Une feuillure 5 est formée sur chacune des zones latérales (7, 9). Les feuillures 5 sont des feuillures d’assemblage utiles pour joindre le renfort 1 de longeron audit longeron du véhicule, par exemple par soudage. Dans le cas d’un assemblage par soudage, l’empilement de tôles à assembler comprend préférentiellement trois tôles, soit trois feuillures d’assemblages. Deux de ces trois feuillures sont les feuillures de deux profilés formant le longeron et la troisième feuillure est celle d’une des zones latérales du renfort 1 de longeron. Le renfort 1 de longeron est, en effet, disposé intercalé entre les parois interne et externe du longeron, préférentiellement en renfort de la paroi externe. Les feuillures 5 peuvent présenter une ou plusieurs encoches (non-représentées) pour pouvoir assembler un autre élément ou un autre renfort en plus du renfort 1 de longeron dans ou avec le longeron sans aller au-delà d’un empilement de trois tôles à souder. Selon un mode de réalisation le renfort de longeron montre une pluralité d’encoches sur une partie de sa longueur formant un bord crénelé. Par exemple les encoches montrent une longueur comprise entre 15 mm et 45 mm, par exemple entre 20 mm et 40 mm, et sont présentes à un intervalle de 20 mm à 40 mm, plus particulièrement à un intervalle de 25 mm à 35 mm, de sorte à former une crénelure.A rebate 5 is formed on each of the side zones (7, 9). The rabbets 5 are useful assembly rabbets for joining the spar reinforcement 1 to said vehicle spar, for example by welding. In the case of an assembly by welding, the stack of sheets to be assembled preferably comprises three sheets, i.e. three assembly rabbets. Two of these three rabbets are the rabbets of two sections forming the spar and the third rabbet is that of one of the lateral zones of the spar reinforcement 1. The spar reinforcement 1 is, in fact, arranged interposed between the inner and outer walls of the spar, preferably as a reinforcement for the outer wall. The rabbets 5 may have one or more notches (not shown) in order to be able to assemble another element or another reinforcement in addition to the spar reinforcement 1 in or with the spar without going beyond a stack of three sheets to be welded . According to one embodiment, the spar reinforcement shows a plurality of notches over part of its length forming a crenellated edge. For example the notches show a length between 15 mm and 45 mm, for example between 20 mm and 40 mm, and are present at an interval of 20 mm to 40 mm, more particularly at an interval of 25 mm to 35 mm, from so as to form a crenellation.
Selon l’invention, le renfort 1 de longeron se présentant sous forme d’un profilé 3 allongé montrant une zone centrale 11 intercalée entre deux zones latérales (7, 9), chacune des zones latérales (7, 9) comprenant une feuillure 5 ; les zones latérales et centrale s’étendant selon la longueur dudit profilé 3, et la zone centrale 11 montre une résistance mécanique Rm1 supérieure à la résistance mécanique Rm2 desdites première 7 et deuxième 9 zones latérales.According to the invention, the spar reinforcement 1 is in the form of an elongated profile 3 showing a central zone 11 interposed between two lateral zones (7, 9), each of the lateral zones (7, 9) comprising a rabbet 5; the lateral and central zones extending along the length of said profile 3, and the central zone 11 exhibits a mechanical resistance Rm1 greater than the mechanical resistance Rm2 of said first 7 and second 9 lateral zones.
Dans un mode de réalisation, la différence de résistance mécanique entre la zone centrale 11 et la première 7 et deuxième 9 zones latérales est obtenue par l’emploi de tôles constituées par des nuances d’acier différentes pour former la zone centrale et les première 7 et deuxième 9 zones latérales.In one embodiment, the difference in mechanical strength between the central zone 11 and the first 7 and second 9 lateral zones is obtained by the use of sheets consisting of different steel grades to form the central zone and the first 7 and second 9 side areas.
Dans un mode de réalisation pouvant être complémentaire ou alternatif, la différence de résistance mécanique entre la zone centrale 11 et la première 7 et deuxième 9 zones latérales est obtenue par l’emploi de tôles montrant des épaisseurs différentes pour former la zone centrale et les première 7 et deuxième 9 zones latérales. Ainsi, la zone centrale 11 est plus épaisse que les deux zones latérales (7, 9). Par exemple, la zone centrale montre une épaisseur e1 d’au moins 1,1 fois l’épaisseur e2 montrée par la première zone latérale et/ou par la deuxième zone latérale, plus préférentiellement au moins 1,5 fois ou au moins 2 fois (e1 > e2).In an embodiment which can be complementary or alternative, the difference in mechanical strength between the central zone 11 and the first 7 and second 9 lateral zones is obtained by the use of sheets having different thicknesses to form the central zone and the first 7 and second 9 side areas. Thus, the central zone 11 is thicker than the two lateral zones (7, 9). For example, the central zone shows a thickness e1 of at least 1.1 times the thickness e2 shown by the first lateral zone and/or by the second lateral zone, more preferably at least 1.5 times or at least 2 times (e1 > e2).
Par exemple, l’épaisseur e1 de la zone centrale est au moins 1,5 mm ; préférentiellement au moins 1,8 mm, préférentiellement au moins 1,9 mm, plus préférentiellement au moins 2,0 mm. L’épaisseur e2 des deux zones latérales est inférieure ou égale à 1,5 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,3 mm, préférentiellement inférieure ou égale à 1,2 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1,1 mm.For example, the thickness e1 of the central zone is at least 1.5 mm; preferably at least 1.8 mm, preferably at least 1.9 mm, more preferably at least 2.0 mm. The thickness e2 of the two lateral zones is less than or equal to 1.5 mm; preferably less than or equal to 1.3 mm, preferably less than or equal to 1.2 mm, more preferably less than or equal to 1.1 mm.
Ainsi, la zone centrale 11 peut présenter une résistance mécanique Rm1 d’au moins 250 MPa telle que mesurée selon la norme ISO 6892-1:2016 et selon la direction transverse et qui est supérieure à la résistance mécanique Rm2 de chacune des zones latérales (7, 9). Préférentiellement, la résistance mécanique Rm1 de la zone centrale 11 est d’au moins 300 MPa, plus préférentiellement d’au moins 500 MPa, ou encore plus préférentiellement d’au moins 1000 MPa.Thus, the central zone 11 may have a mechanical resistance Rm1 of at least 250 MPa as measured according to the ISO 6892-1:2016 standard and in the transverse direction and which is greater than the mechanical resistance Rm2 of each of the lateral zones ( 7, 9). Preferably, the mechanical resistance Rm1 of the central zone 11 is at least 300 MPa, more preferably at least 500 MPa, or even more preferably at least 1000 MPa.
On comprend donc que le renfort 1 de longeron est consolidé en sa partie qui vient se placer en renfort de la paroi le longeron, en particulier de sa paroi externe, ce qui permet d’améliorer la dissipation de l’énergie lorsque le véhicule subit un choc en sa partie latérale.It is therefore understood that the spar reinforcement 1 is consolidated in its part which is placed as a reinforcement of the wall of the spar, in particular of its outer wall, which makes it possible to improve the dissipation of energy when the vehicle undergoes a shock in its lateral part.
La zone centrale peut être faite d’une seule tôle et ne comprendre qu’une seule partie ou peut être faite de l’assemblage de différentes tôles montrant des résistances mécaniques différentes, par exemple du fait d’un changement d’épaisseur et/ou de nuance d’acier.The central zone can be made of a single sheet and comprise only one part or can be made of the assembly of different sheets showing different mechanical resistances, for example due to a change in thickness and/or of steel grade.
Par exemple, la zone centrale peut être formée par au moins deux parties (non-représentées) et une de ces parties montre une épaisseur e3 d’au moins 1,1 fois l’épaisseur e1 montrée par l’autre partie, plus préférentiellement d’au moins 2,0 fois.For example, the central zone can be formed by at least two parts (not shown) and one of these parts has a thickness e3 of at least 1.1 times the thickness e1 shown by the other part, more preferably d at least 2.0 times.
De préférence, la zone centrale 11 et lesdites première 7 et deuxième 9 zone latérale sont jointes par raboutage et plus préférentiellement par un raboutage effectué par soudage, en particulier par soudage laser. Comme c’est la partie centrale 11 qui est mise bout à bout avec lesdites première 7 et deuxième 9 zones latérales, deux opérations de raboutage sont nécessaires pour joindre les différentes tôles bout à bout. Les figures 1 et 2 montrent une ligne de jonction 13 où les tôles de la zone centrale 11 et des zones latérales (7, 9) sont solidarisées entre elles par raboutage. De manière similaire, lorsque la zone centrale est formée par au moins deux parties et qu’une de ces deux parties est plus épaisse que l’autre, les deux parties peuvent être jointes bout à bout par raboutage, notamment par un raboutage effectué par soudage, en particulier par soudage laser.Preferably, the central zone 11 and said first 7 and second 9 lateral zone are joined by splicing and more preferably by splicing carried out by welding, in particular by laser welding. As it is the central part 11 which is placed end to end with said first 7 and second 9 lateral zones, two splicing operations are necessary to join the different sheets end to end. Figures 1 and 2 show a junction line 13 where the sheets of the central zone 11 and the side zones (7, 9) are joined together by butt jointing. Similarly, when the central zone is formed by at least two parts and one of these two parts is thicker than the other, the two parts can be joined end to end by butt welding, in particular by butt welding , in particular by laser welding.
L’opération de raboutage est avantageuse car elle permet de produire un renfort de longeron montrant une longueur importante. Par exemple, le renfort de longeron montre une longueur d’au moins 0,4 m ; de préférence, d’au moins 0,5 m ; de préférence, d’au moins 0,6 m ; de préférence, d’au moins 0,8 m ; de préférence, d’au moins 1,0 m ; de préférence, au moins 1,1 m ; de préférence, d’au moins 1,2 m ; de préférence, au moins 1,3 m. Par exemple, le renfort de longeron montre une longueur d’au plus 2.0 m, de préférence d’au plus 1.9 m, de préférence d’au plus 1.8 mThe splicing operation is advantageous because it makes it possible to produce a spar reinforcement showing a significant length. For example, the spar reinforcement shows a length of at least 0.4 m; preferably at least 0.5 m; preferably at least 0.6 m; preferably at least 0.8 m; preferably at least 1.0 m; preferably at least 1.1 m; preferably at least 1.2 m; preferably at least 1.3 m. For example, the spar reinforcement shows a length of at most 2.0 m, preferably at most 1.9 m, preferably at most 1.8 m
L’emploi d’un renfort 1 de longeron de grande longueur permet d’accroître les prestations du véhicule en matière de sécurité, le longeron pouvant être renforcé sur tout ou partie de sa longueur. Par exemple, le renfort de longeron est dimensionné et agencé de manière à renforcer la portion du longeron s’étendant entre le pied avant et le pied central du véhicule automobile dans lequel le longeron est monté. Par exemple, le renfort de longeron est dimensionné et agencé de manière à renforcer la portion du longeron s’étendant entre le pied avant et le pied arrière du véhicule automobile dans lequel le longeron est monté.The use of a very long side member reinforcement 1 increases the vehicle's safety features, the side member can be reinforced over all or part of its length. For example, the spar reinforcement is sized and arranged so as to reinforce the portion of the spar extending between the front pillar and the central pillar of the motor vehicle in which the spar is mounted. For example, the spar reinforcement is dimensioned and arranged so as to reinforce the portion of the spar extending between the front pillar and the rear pillar of the motor vehicle in which the spar is mounted.
De préférence, le renfort 1 de longeron montre une longueur équivalente à au moins 50% de la longueur du longeron, de préférence au moins 80% de la longueur dudit longeron, plus préférentiellement à au moins 85%, encore plus préférentiellement à au moins 90% ou à au moins 95%. Dans un mode de réalisation préféré, le renfort de longeron a une longueur équivalente ou égale à la longueur du longeron qu’il renforce.Preferably, the spar reinforcement 1 has a length equivalent to at least 50% of the length of the spar, preferably at least 80% of the length of said spar, more preferably at least 85%, even more preferably at least 90 % or at least 95%. In a preferred embodiment, the spar reinforcement has a length equivalent or equal to the length of the spar that it reinforces.
Le renfort de longeron est avantageusement un profilé formé par emboutissage, de sorte à ce qu’un rayon de pliage est présent à la base des feuillures. Il est à noter qu’il est préférable que le rayon de pliage pour la formation des feuillures 5 soit intégralement contenu dans les zones latérales de sorte à ce que la ligne de jonction 13 soit extérieure au rayon de pliage. Le fait que la ligne de jonction 13 soit extérieure au rayon de pliage permet de ne pas risquer d’endommager les zones de soudure entre les différentes tôles lors des opérations d’emboutissage.The spar reinforcement is advantageously a profile formed by stamping, so that a bend radius is present at the base of the rabbets. It should be noted that it is preferable that the bend radius for the formation of the rabbets 5 is entirely contained in the lateral zones so that the junction line 13 is outside the bend radius. The fact that the junction line 13 is outside the bend radius means that there is no risk of damaging the weld zones between the different sheets during stamping operations.
Avantageusement, un angle de pliage de la zone latérale (7, 9) par rapport au plan formé par les deux feuillures 5 est compris entre 95° et 105°, préférentiellement entre 97° et 103°. L’angle est mesuré du côté du renfort 1 de longeron qui sera plaqué contre le longeron.Advantageously, a folding angle of the lateral zone (7, 9) with respect to the plane formed by the two rabbets 5 is between 95° and 105°, preferably between 97° and 103°. The angle is measured on the side of the spar reinforcement 1 which will be pressed against the spar.
Selon un deuxième mode de réalisation illustré en figure 2, la zone centrale 11 comprend au moins un relief 15 de rigidification s’étendant longitudinalement sur au moins une partie de la longueur dudit renfort 1 de longeron. De préférence, le renfort 1 de longeron montre au niveau dudit un relief 15 de rigidification une largeur L1 d’au moins 1,2 fois la largeur minimale L3 montrée par le renfort 1 de longeron en dehors dudit relief 15 de rigidification, la largeur étant définie comme la distance mesurée entre le plan formé par les deux feuillures 5 et un plan montré par la zone centrale 11 s’étendant parallèlement au plan formé par les deux feuillures 5.According to a second embodiment illustrated in FIG. 2, the central zone 11 comprises at least one stiffening relief 15 extending longitudinally over at least part of the length of said spar reinforcement 1. Preferably, the spar reinforcement 1 shows at the level of said stiffening relief 15 a width L1 of at least 1.2 times the minimum width L3 shown by the spar reinforcement 1 outside of said stiffening relief 15, the width being defined as the distance measured between the plane formed by the two rabbets 5 and a plane shown by the central zone 11 extending parallel to the plane formed by the two rabbets 5.
La largeur L1 est aussi définie par la distance mesurée entre le plan formé par les deux feuillures 5 et le point le plus éloigné appartenant au premier relief de rigidification 15.The width L1 is also defined by the distance measured between the plane formed by the two rabbets 5 and the furthest point belonging to the first stiffening relief 15.
La largeur L2 est également définie par la distance mesurée entre le plan formé par les deux feuillures 5 et le point le plus éloigné appartenant à un deuxième relief de rigidification 17.The width L2 is also defined by the distance measured between the plane formed by the two rabbets 5 and the furthest point belonging to a second stiffening relief 17.
De même, la largeur L3 est définie par la distance mesurée entre le plan formé par les deux feuillures 5 et le point le plus éloigné du renfort 1 de longeron dépourvu d’un relief de rigidification.Similarly, the width L3 is defined by the distance measured between the plane formed by the two rabbets 5 and the furthest point of the reinforcement 1 of the side member without a stiffening relief.
De manière préférentielle, le premier relief 15 de rigidification montre une hauteur H1 inférieure ou égale à 50% de la hauteur H3 séparant les deux points de pliage des deux feuillures 5, de préférence inférieure à 40% ou inférieure à 30%.Preferably, the first stiffening relief 15 shows a height H1 less than or equal to 50% of the height H3 separating the two bending points of the two rabbets 5, preferably less than 40% or less than 30%.
Selon un mode de réalisation préféré, la zone centrale 11 montrant un premier relief 15 de rigidification montre également au moins un deuxième relief 17 de rigidification ; préférentiellement au moins un deuxième relief 17 de rigidification est agencé au-dessus dudit premier relief 15 de rigidification selon la hauteur de la zone centrale 11. De manière préférentielle, le deuxième relief 17 de rigidification montre une hauteur H2 inférieure ou égale à 30% de la hauteur H3 séparant les deux points de pliage des deux feuillures 5 ; de préférence, inférieure ou égale à 20% de la hauteur H3.According to a preferred embodiment, the central zone 11 showing a first stiffening relief 15 also shows at least one second stiffening relief 17; preferably at least one second stiffening relief 17 is arranged above said first stiffening relief 15 along the height of the central zone 11. Preferably, the second stiffening relief 17 has a height H2 less than or equal to 30% of the height H3 separating the two folding points of the two rabbets 5; preferably, less than or equal to 20% of the height H3.
Comme indiqué à la figure 2, l’homme du métier pourra envisager que la zone centrale 11 s’étende sur une partie seulement de la hauteur H3 séparant les deux points de pliage des deux feuillures 5, par exemple sur une hauteur inférieure à 90% de la hauteur H3, de préférence inférieure à 80%, de préférence encore inférieure à 70% ou inférieure à 60% ou inférieure à 50% ou inférieure à 40% ou encore inférieure à 30% de la hauteur H3 séparant les deux points de pliage des deux feuillures 5.As indicated in Figure 2, those skilled in the art may consider that the central zone 11 extends over only part of the height H3 separating the two folding points of the two rabbets 5, for example over a height of less than 90%. of the height H3, preferably less than 80%, more preferably less than 70% or less than 60% or less than 50% or less than 40% or even less than 30% of the height H3 separating the two bending points of the two rabbets 5.
Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, la zone centrale 11 est formée par au moins une bande de tôle constituée d’un acier choisi parmi les aciers à haute limite élastique montrant une limite d’élasticité allant de 300 à 700 MPa, les aciers à très haute limite élastique montrant une limite d’élasticité allant de 800 à 1000 MPa et les aciers à ultra haute limite élastique montrant une limite d’élasticité de 1100 à 1500 MPa, la limite élastique étant mesurée selon la norme ISO 6892-1:2016 et selon la direction transverse. Lorsque la tôle utilisée est une tôle emboutie, la résistance mécanique Rm1 est mesurée après emboutissage.According to an alternative or complementary embodiment, the central zone 11 is formed by at least one strip of sheet metal made of a steel chosen from among the high elastic limit steels showing an elastic limit ranging from 300 to 700 MPa, the steels very high yield strength steels showing a yield strength ranging from 800 to 1000 MPa and ultra high yield strength steels showing a yield strength of 1100 to 1500 MPa, the yield strength being measured according to ISO 6892-1: 2016 and according to the transverse direction. When the sheet used is a stamped sheet, the mechanical strength Rm1 is measured after stamping.
Dans un exemple, l’acier choisi pour la fabrication de la zone centrale 11 est un acier du type HE450M, HE650M, TRIP 800, DP 800, DP 1000, ou DP 1180, préférentiellement un acier de type DP 1180.In one example, the steel chosen for the manufacture of the central zone 11 is a steel of the HE450M, HE650M, TRIP 800, DP 800, DP 1000, or DP 1180 type steel, preferably a DP 1180 type steel.
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