FR3129423A1 - Plaquette d’indexation de charnière de porte renforçant un pilier pour véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un ensemble (1) comportant une plaquette d’indexation (10) de charnière de porte pour véhicule automobile logée entre un renfort de pilier (11) et une doublure de pilier (12), la plaquette d’indexation (10) ayant des dimensions, des formes et une position d’assemblage sur le renfort de pilier (11) d’une manière telle qu’elle recouvre un cordon de soudure (CS) qui relie une partie supérieure (111) à une partie inférieure (112) du renfort de pilier (11). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des véhicules automobiles et aux éléments structurels contribuant à la sécurité de ses occupants. Plus particulièrement, l’invention a trait à une plaquette d’indexation de charnière de porte.
Pour un véhicule automobile, les chocs latéraux constituent un test critique pour la sécurité des occupants et l’obtention des certifications nécessaires à leur homologation. En effet, en cas de choc latéral, les différents piliers latéraux délimitant l’habitacle et protégeant les occupants sont les premiers éléments structurants du véhicule automobile à être mis en contrainte : ils ont pour objectif d’absorber le choc lié à l’impact et/ou de transférer l’énergie résultante du choc vers d’autres éléments structurels du véhicule automobile afin de ne pas céder et de préserver autant que possible l’intégrité de l’habitacle. Ainsi, la tenue des piliers latéraux est indispensable pour la protection des occupants présents dans l’habitacle au moment du choc.
De manière préférentielle mais non exclusive, l’invention concerne plus particulièrement le périmètre du pilier central du véhicule automobile.
En cas de choc latéral, l’intégrité du pilier doit être assurée afin de préserver l’habitacle : le pilier ne doit pas céder sous le choc. A cet effet, de manière connue, le pilier est constitué d’un logement creux et fermé par un renfort de pilier et une doublure de pilier liée au renfort de pilier. Par ailleurs, le pilier est conçu de sorte à ce que la déformation dudit pilier induite par le choc soit localisée et contenue en partie basse du pilier. Pour ce faire, le renfort de pilier est constitué d’un premier matériau de raideur importante et localisé en partie haute du renfort de pilier, et d’un deuxième matériau moins raide et plus ductile situé en partie basse du renfort de pilier.
Les parties hautes et basses du renfort de pilier sont reliées entre elles par un cordon de soudure.
Dès lors, en cas de choc latéral et de mise en contrainte du pilier, la déformation induite par le choc sera localisée au niveau de la partie basse du renfort de pilier, et les propriétés mécaniques du deuxième matériau autoriseront ainsi une plus grande déformation sans rupture du renfort de pilier.
Cependant, un inconvénient de ces renforts de pilier connus découle de l’écart important de raideur entre la partie haute et la partie basse du pilier : lors de la sollicitation du pilier sous l’effet du choc latéral, les contraintes mécaniques résultantes du choc latéral et les déformations induites son concentrées au niveau de la zone de soudure entre la partie haute et la partie basse du renfort de pilier. Cette concentration de contraintes au niveau de la zone de soudure provoque un risque accru de rupture du pilier, ce qui n’est pas recherché.
On connait l’utilisation d’une pièce de renforcement sur toute la hauteur du pilier/. L’inconvénient de l’usage de cette pièce de renforcement est l’alourdissement du véhicule automobile ainsi que le surcoût de fabrication
La présente invention a pour objet de proposer un nouvel ensemble afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
Un autre but de l’invention est de renforcer le renfort de pilier afin de limiter les risques de cassure en cas de choc latéral.
Un autre but de l’invention est de renforcer la rigidité mécanique du pilier au niveau de la zone de soudure entre la partie haute et la partie basse du renfort de pilier.
Un autre but de l’invention est de limiter l’apport de masse au niveau du pilier.
Un autre but de l’invention est de proposer une solution économique.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un ensemble pour véhicule automobile, l’ensemble comportant :
- un pilier comportant un renfort de pilier et une doublure de pilier fixée au renfort de pilier, le renfort de pilier et la doublure de pilier formant ensemble un logement creux, le renfort de pilier comportant une partie supérieure plus rigide et moins ductile qu’une partie inférieure, la partie supérieure et la partie inférieure du renfort de pilier étant liées entre elles par un cordon de soudure ;
- une plaquette d’indexation de charnière de porte logée dans le logement creux du pilier et configurée pour collaborer avec une porte du véhicule automobile.
Dans l’ensemble conforme au premier aspect de l’invention, la plaquette d’indexation recouvre en partie à la fois la partie supérieure et la partie inférieure du renfort de pilier, de sorte à recouvrir au moins partiellement le cordon de soudure.
L’invention conforme à son premier aspect exploite de manière astucieuse la proximité de la plaquette d’indexation avec le cordon de soudure liant la partie inférieure et la partie supérieure du renfort de pilier pour en étendre son usage et intégrer une nouvelle fonctionnalité. Désormais, outre sa fonction de liaison avec la charnière de porte, la plaquette d’indexation joue aussi le rôle de renfort mécanique local au niveau de la zone de jonction entre la partie inférieure et la partie supérieure du renfort de pilier. En d’autres termes, la plaquette d’indexation chevauche au moins partiellement le cordon de soudure liant les deux parties du renfort de pilier afin de jouer le rôle de raidisseur local et afin d’éloigner les contraintes mécaniques hors du cordon de soudure.
Ainsi, la plaquette d’indexation permet de mieux répartir les contraintes mécaniques apparaissant au moment d’un choc latéral sur une zone périphérique plus large autour du cordon de soudure liant la partie supérieure à la partie inférieure du renfort de pilier. Ainsi, l’accumulation de contraintes au niveau du cordon de soudure est réduite, et le risque de cassure du pilier est amoindrie.
L’ensemble conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- la plaquette d’indexation s’étend dans le logement creux entre un bord frontal et un bord arrière du renfort de pilier. Le bord frontal du renfort de pilier est destiné à être situé du côté d’un parechoc avant du véhicule automobile sur lequel l’ensemble conforme au premier aspect de l’invention est destiné à être assemblé, et le bord arrière du renfort de pilier est destiné à être situé du côté d’un parechoc arrière dudit véhicule automobile. En d’autres termes, le bord frontal et le bord arrière sont située de part et d’autre d’une face du renfort de pilier située en regard de la doublure de pilier. La plaquette d’indexation recouvre ainsi le cordon de soudure sur une plus grande surface au niveau de la face du renfort de pilier située en regard de la doublure de pilier. Cette configuration avantageuse permet de mieux répartir les contraintes mécaniques consécutives du choc latéral sur une zone périphérique et distante du cordon de soudure ;
- la plaquette d’indexation est fixée solidairement sans jeu entre ladite plaquette d’indexation et le renfort de pilier au niveau de zones de fixation. Dans le contexte de l’invention, les zones de fixation sont les zones de la plaquette d’indexation et du renfort de pilier au niveau desquelles la fixation est réalisée. En d’autres termes, la plaquette d’indexation est plaquée contre le renfort de pilier au niveau des zones de fixation et fixée solidairement à lui. Cette configuration avantageuse permet, d’une part, de garantir une bonne liaison mécanique entre la plaquette d’indexation et le renfort de pilier et, d’autre part, d’assurer le rôle de raidisseur attendu ;
- la plaquette d’indexation est fixée solidairement au renfort de pilier par une soudure périphérique à la plaquette d’indexation. En d’autres termes, la plaquette d’indexation est fixée solidairement au renfort de pilier par le biais d’une soudure située à distance du cordon de soudure liant la partie supérieure du renfort de pilier à sa partie inférieure. En outre, la soudure liant la plaquette d’indexation au renfort de pilier s’étend préférentiellement sur une plus grande distance et/ou une plus grande surface que le cordon de soudure liant la partie supérieure à la partie inférieure du renfort de pilier. La soudure liant la plaquette d’indexation au renfort de pilier permet ainsi de distribuer les contraintes mécaniques apparaissant lors d’un choc sur toute la surface de la plaquette d’indexation, contribuant ainsi à sa rigidité et réduisant les risques de rupture ;
- la soudure s’étend le long du bord frontal et du bord arrière du renfort de pilier. De manière avantageuse, la plaquette d’indexation et la soudure liant ladite plaquette d’indexation au renfort de pilier suit la géométrie du logement creux dans lequel la plaquette d’indexation est logée. En l’espèce, la plaquette d’indexation comporte des rabats qui épouse la forme du bord frontal et du bord arrière du renfort de pilier, de sorte à permettre un bon plaquage de la plaquette d’indexation contre le renfort de pilier. Complémentairement, il est avantageux que la soudure liant la plaquette d’indexation au renfort de pilier déborde sur les rabats de la plaquette d’indexation et sur les bords frontaux et arrière du renfort de pilier afin de renforcer la tenue mécanique de la plaquette d’indexation et, par suite, du pilier ;
- de manière avantageuse, la soudure s’étend sur au moins la moitié d’une longueur du bord frontal et/ou du bord arrière du renfort de pilier, prise entre le renfort de pilier et la doublure de pilier et selon une direction sensiblement perpendiculaire à une élongation du pilier. Cette configuration avantageuse permet de garantir une bonne tenue mécanique en cas de choc latéral ;
- la plaquette d’indexation est formée d’une tôle. Par tôle, on comprend une pièce de forme quelconque et d’épaisseur sensiblement constante. En outre, l’épaisseur d’une telle tôle est largement inférieure à des dimensions latérales de la tôle ;
- la tôle formant la plaquette d’indexation est métallique, préférentiellement en acier. L’acier est ici choisi pour ses propriétés mécaniques, et notamment sa constante de raideur, afin d’apporter la rigidité nécessaire en cas de choc latéral pour renforcer le pilier ;
- une épaisseur de la tôle est inférieure à 3 mm, préférentiellement égale à 1.8 mm. Selon un aspect particulièrement intéressant de l’invention, il est désormais possible de réaliser un tel renfort de pilier par l’intermédiaire d’une pièce de très faible épaisseur comparativement aux renforts de pilier connus, contribuant ainsi à renforcer la fiabilité du pilier tout en minimisant la masse et les coûts de production.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un habitacle délimité de chaque côté latéral par au moins un ensemble conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.
Avantageusement, le pilier auquel est fixé l’au moins une plaquette d’indexation est un pilier central du véhicule automobile.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
La illustre une plaquette d’indexation 10 d’une charnière de porte pour véhicule automobile 3, telle qu’utilisée dans le contexte de la présente invention. Une telle plaquette d’indexation 10 présente des dimensions et une forme nettement plus grande que les plaquettes d’indexation 10 connues, du fait des fonctionnalités attendues dans le contexte de l’invention. En effet, comme évoqué précédemment, et tel que visible sur les FIGURES 2 et 3, la plaquette d’indexation 10 remplit ici un double rôle :
– celui d’interagir avec la charnière de porte afin de permettre son fonctionnement et sa collaboration avec les éléments structurels du véhicule automobile 3 ; et
– celui de répartir des contraintes mécaniques apparaissant au niveau du pilier d’un ensemble 1 de véhicule automobile 3 en cas de choc latéral. En particulier, la plaquette d’indexation est configurée pour permettre une répartition des contraintes mécaniques apparaissant en cas de choc latéral au niveau d’une zone périphérique et distante à un cordon de soudure CS liant une partie supérieure 111 à une partie inférieure 112 d’un renfort de pilier 11 formant l’ensemble 1 conforme au premier aspect de l’invention.
Le cordon de soudure CS est représenté en traits pointillés sur la , au niveau d’une position à laquelle il se trouve lorsque la plaquette d’indexation 10 est montée sur l’ensemble 1 conforme au premier aspect de l’invention, dans un logement creux 13 du pilier formé par le renfort de pilier 11 et une doublure de pilier 12.
A cet effet, la plaquette d’indexation 10 comporte :
– une face principale 101 destinée à être mise en appui contre une face en regard du renfort de pilier 11 lorsque la plaquette d’indexation est installée dans le logement creux 13 formé par le renfort de pilier 11 et la doublure de pilier 12 ;
– deux rabats 102a, 102b situés de part et d’autre de la face principale 101, chaque rabat 102a, 102b étant destiné à collaborer avec un bord frontal 11b et respectivement un bord arrière 11a du renfort de pilier 11 lorsque la plaquette d’indexation 10 est insérée dans le logement creux 13.
Chaque rabat 102a, 102b forme un angle non nul par rapport à la face principale 101, préférentiellement compris entre 70° et 110°.
La face principale 101 forme ainsi une grand surface, majoritairement plane, destinée à recouvrir au moins en partie le cordon de soudure CS liant la partie supérieure 111 à la partie inférieure 112 d’un renfort de pilier 11. Ainsi, la plaquette d’indexation 10 s’étend de part et d’autre du cordon de soudure CS afin d’éviter que les contraintes mécaniques apparaissant en cas de choc latéral ne soient concentrées au niveau dudit cordon de soudure CS.
En d’autres termes, la plaquette d’indexation 10 présente des dimensions et une géométrie telles que le cordon de soudure CS s’étende entre une arrête inférieure 106 et une arrête supérieure 105 de ladite plaquette d’indexation 10 lorsque celle-ci est assemblée sur le renfort de pilier 11.
Afin de permettre la collaboration avec la charnière de porte, la plaquette d’indexation comporte un orifice d’indexation 104 et des orifices de fixation 103.
La plaquette d’indexation prend avantageusement la forme d’une tôle pliée, d’épaisseur sensiblement constante et inférieure à 3 mm afin de limiter l’apport en masse sur le pilier. Préférentiellement, la plaquette d’indexation 10 est formée d’une tôle d’épaisseur égale à 1,8 mm. Préférentiellement encore, la plaquette d’indexation 10 est formée d’un matériau métallique, tel que de l’acier.
En référence aux FIGURES 2 et 3, la plaquette d’indexation 10 est mise en œuvre dans un ensemble 1 conforme au premier aspect de l’invention.
Un tel ensemble 1 comporte :
- un pilier comportant un renfort de pilier 11 et une doublure de pilier 12 fixée au renfort de pilier 11. Le renfort de pilier 11 et la doublure de pilier 12 forme ensemble un logement creux 13. Le renfort de pilier 11 comporte une partie supérieure 111 plus rigide et moins ductile qu’une partie inférieure 112. La partie supérieure 111 et la partie inférieure 112 du renfort de pilier 11 sont liées entre elles par un cordon de soudure CS ;
- une plaquette d’indexation 10 telle que décrit précédemment et logée dans le logement creux 13 du pilier et formé par le renfort de pilier 11 et le renfort de pilier 12. La plaquette d’indexation 10 est configurée pour collaborer avec une porte du véhicule automobile 3.
Dans l’ensemble conforme au premier aspect de l’invention, la plaquette d’indexation 10 recouvre en partie à la fois la partie supérieure 111 et la partie inférieure 112 du renfort de pilier 11, de sorte à recouvrir au moins partiellement le cordon de soudure CS.
De manière avantageuse, la plaquette d’indexation 10 s’étend dans le logement creux 13 entre un bord frontal 11b et un bord arrière 11a du renfort de pilier 11. Le bord frontal 11b du renfort de pilier 11 et le bord arrière 11a du renfort de pilier 11 sont situés de part et d’autre d’une face 113 du renfort de pilier 11 située en regard de la doublure de pilier 12.
La plaquette d’indexation 10 recouvre ainsi le cordon de soudure CS sur une plus grande surface au niveau de la face 113 du renfort de pilier 11 située en regard de la doublure de pilier 12.
Afin de permettre, d’une part, une bonne liaison mécanique entre la plaquette d’indexation 10 et le renfort de pilier 11 et, d’autre part, d’assurer le rôle de raidisseur attendu sur le pilier, la plaquette d’indexation 10 est fixée solidairement au renfort de pilier 11 et sans jeu entre ladite plaquette d’indexation 10 et ledit renfort de pilier 11 au niveau de zones de fixation.
A cet effet, la plaquette d’indexation 10 est fixée solidairement au renfort de pilier 11 par l’intermédiaire d’une soudure périphérique à la plaquette d’indexation 10. Ainsi, la plaquette d’indexation 10 est fixée solidairement au renfort de pilier 11 par le biais d’une soudure située à distance du cordon de soudure CS liant la partie supérieure 111 du renfort de pilier 11 à sa partie inférieure 112.
En particulier, la soudure fixant la plaquette d’indexation 10 au renfort de pilier 11 s’étend simultanément le long des rabats 102a, 102b de ladite plaquette d’indexation 10 et le long du bord frontal 11b et du bord arrière 11a du renfort de pilier 11.
En référence à la , l’invention a trait aussi à un véhicule automobile 3 comportant au moins un ensemble 1 tel que décrit précédemment. En particulier, une tel ensemble 1 est préférentiellement formé par un pilier central du véhicule automobile 3, situé entre une ouverture de porte avant 31 et une ouverture de porte arrière 32.
En synthèse, l’invention concerne une plaquette d’indexation 10 de charnière de porte pour véhicule automobile 3 logée entre un renfort de pilier 11 et une doublure de pilier 12, la plaquette d’indexation 10 ayant des dimensions, des formes et une position d’assemblage sur le renfort de pilier 11 d’une manière telle qu’elle recouvre un cordon de soudure CS qui relie une partie supérieure 111 à une partie inférieure 112 du renfort de pilier 11.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (10)
- Ensemble (1) pour véhicule automobile (3), l’ensemble (1) comportant :
- un pilier comportant un renfort de pilier (11) et une doublure de pilier (12) fixée au renfort de pilier (11), le renfort de pilier (11) et la doublure de pilier (12) formant ensemble (1) un logement creux (13), le renfort de pilier (11) comportant une partie supérieure (111) plus rigide et moins ductile qu’une partie inférieure (112), la partie supérieure (111) et la partie inférieure (112) du renfort de pilier (11) étant liées entre elles par un cordon de soudure (CS) ;
- une plaquette d’indexation (10) de charnière de porte logée dans le logement creux (13) du pilier et configurée pour collaborer avec une porte du véhicule automobile (3) ;
caractérisé en ce que la plaquette d’indexation (10) recouvre en partie à la fois la partie supérieure (111) et la partie inférieure (112) du renfort de pilier (11), de sorte à recouvrir au moins partiellement le cordon de soudure (CS). - Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel la plaquette d’indexation (10) s’étend dans le logement creux (13) entre un bord frontal (11b) et un bord arrière (11a) du renfort de pilier (11).
- Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette d’indexation (10) est fixée solidairement sans jeu entre ladite plaquette d’indexation (10) et le renfort de pilier (11) au niveau de zones de fixation.
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel la plaquette d’indexation (10) est fixée solidairement au renfort de pilier (11) par une soudure périphérique à la plaquette d’indexation (10).
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel la soudure s’étend le long du bord frontal (11b) et du bord arrière (11a) du renfort de pilier (11).
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel la soudure s’étend sur au moins la moitié d’une longueur du bord frontal (11b) et/ou du bord arrière (11a) du renfort de pilier (11), prise entre le renfort de pilier (11) et la doublure de pilier (12) et selon une direction sensiblement perpendiculaire à une élongation du pilier.
- Ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette d’indexation (10) est formée d’une tôle.
- Ensemble (1) selon la revendication précédente, dans lequel une épaisseur de la tôle est inférieure à 3 mm, préférentiellement égale à 1,8 mm.
- Véhicule automobile (3) comportant un habitacle délimité de chaque côté latéral par au moins un ensemble (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Véhicule automobile (3) selon la revendication précédente, dans lequel le pilier auquel est fixé l’au moins une plaquette d’indexation (10) est un pilier central du véhicule automobile (3).
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| FR2112426A FR3129423A1 (fr) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | Plaquette d’indexation de charnière de porte renforçant un pilier pour véhicule automobile |
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- 2021-11-24 FR FR2112426A patent/FR3129423A1/fr active Pending
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