WO2013182521A1 - Traverse en matériau composite fibré pour planche de bord de véhicule et procédé de fabrication correspondant - Google Patents

Traverse en matériau composite fibré pour planche de bord de véhicule et procédé de fabrication correspondant Download PDF

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WO2013182521A1
WO2013182521A1 PCT/EP2013/061387 EP2013061387W WO2013182521A1 WO 2013182521 A1 WO2013182521 A1 WO 2013182521A1 EP 2013061387 W EP2013061387 W EP 2013061387W WO 2013182521 A1 WO2013182521 A1 WO 2013182521A1
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WO
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composite material
crossbar
fibers
vehicle
elementary
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/061387
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English (en)
Inventor
Laurent BAUDARD
Mickael TRANNOY
Jean Michel Appasamy
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles Sa
Faurecia Interieur Industrie
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/14—Dashboards as superstructure sub-units
    • B62D25/145—Dashboards as superstructure sub-units having a crossbeam incorporated therein
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/02—Bending or folding
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
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    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
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    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1051—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina by folding

Definitions

  • the present invention relates to the general field of sleepers intended to equip vehicles, including motor vehicles, and more particularly to be fixed to the vehicle body, transversely to the direction of travel, to allow the fixing of the instrument panel of said vehicle as well as various accessories such as ventilation, steering column, fuse box, glove box, etc.
  • such sleepers generally comprise a transverse bar formed of a steel pipe which extends between two fixing flanges for securing said bar to the vehicle body, and which is also usually supported by a central strut on the floor of the vehicle.
  • a vehicle dashboard crossbar comprising a transverse bar and at least one connecting flange designed to allow the fixing of said bar transverse on the body of said vehicle, said cross member being characterized in that said transverse bar comprises a carrier core made of a first fiber composite material which extends over the majority, and preferably substantially over the entire length of said cross bar said first composite material comprising continuous fibers, arranged in a matrix, which each extend uninterruptedly along the entire length of said carrier core.
  • the objects assigned to the invention are also achieved by means of a method of manufacturing a vehicle dashboard cross member to be provided with a crossbar and at least one flange of linkage designed to allow the fixing of said crossbar on the body of said vehicle, said method being characterized in that it comprises a step (a) for shaping a transverse bar during which is carried out at least in part said crossbar by bending or folding a piece of web of a composite material around a single direction of the space so as to avoid distorting or dislocating the fiber network of said web.
  • the invention makes it possible to produce a crosspiece whose centerpiece, namely the transverse bar, is made, at least over a portion of its length, and more particularly of the transverse direction of vehicle it equips, in a particularly lightweight composite material, lighter than steel, but nevertheless very resistant due to the presence of reinforcing fibers properly arranged.
  • the method according to the invention is in this respect particularly respectful of the composite material used, and allows in particular to substantially maintain the homogeneity of the structure of said material, and therefore its mechanical properties, without creating in particular areas of weakness in which the matrix would be stripped of its fibers by stamping or stretching too pronounced.
  • the invention makes it possible to realize the bar, and more generally the crossbar, with the aid of a simplified tooling, potentially little energy-intensive, using moreover relatively little raw material, and putting performing operations (cutting, folding and assembly) particularly simple and fast, particularly with regard to the ease of processing of composite materials, which makes said process particularly compatible with the rates required by the mass production of the automotive environment, and more particularly with some automation.
  • Figure 1 illustrates, in an exploded perspective view, an example of dashboard cross member according to the invention.
  • Figure 2 illustrates, in a perspective view, the cross of Figure 1 once assembled.
  • FIGS. 3A, 3B and 3C illustrate the problem of composite sheet distension observed during complex-form stamping, a problem that can be solved by the process according to the invention.
  • FIGS. 4A to 4D illustrate, according to perspective views, a first variant embodiment of a cross member according to the invention, from an assembly of elementary pieces of composite material preformed by folding.
  • FIGS. 5A to 5E illustrate, according to perspective views, a second variant embodiment of a cross member according to the invention, from an assembly of elementary pieces of composite material preformed by folding.
  • FIGS. 6A to 6C illustrate, in perspective views, an alternative method of manufacturing a transom.
  • the present invention relates to a dashboard crossbar 1 for a vehicle, said crossbar comprising a transverse bar 2 and at least one connecting flange 3, 4 designed to allow the attachment of said crossbar on the body of said vehicle (not shown)
  • the invention also relates to a vehicle (not shown), and in particular a motor vehicle, equipped with a dashboard cross member according to the invention.
  • the crosspiece 1 comprises at least two connecting flanges 3, 4 disposed longitudinally on either side of the transverse bar 2, substantially at the ends of this last, so that said flanges can come each to one of the sides (left and right) of the vehicle body, the crossbar thus extending, once mounted, transversely to the running direction of the vehicle, and substantially the entire width of the latter.
  • the crossbar will preferably also include a strut 5 intended to bear against the floor of the vehicle to support the transverse bar 2, in an intermediate position away from the two connecting flanges 3, 4 and, preferably, a fixing fork 6, preferably deformable in the event of impact, and for example made of steel, which retains the cross member, and more particularly the transverse bar 2 to a front portion of the vehicle body, substantially facing -vis of the steering column.
  • a fixing fork 6 preferably deformable in the event of impact, and for example made of steel, which retains the cross member, and more particularly the transverse bar 2 to a front portion of the vehicle body, substantially facing -vis of the steering column.
  • the transverse bar 2 is made in whole or part, and more particularly on at least a portion of its length, and therefore on at least a portion of the width of the vehicle that it equips, in the at least one fiber composite material comprising fibers 7, preferably continuous, arranged in a matrix 8.
  • the fibers 7 may in particular be formed by glass fibers, carbon, aramid, etc..
  • the matrix 8 will in turn preferably carried out in a polymer material, such as polypropylene or polyamide, and more preferably in a thermoplastic polymer, resin type.
  • the use of such a composite material advantageously makes it possible to lighten the bar 2, and thus the crossbar 1, with respect to a metallic embodiment, while retaining, thanks to the reinforcement of the fibers 7, a modulus of elasticity. high, high rigidity, and significant tensile strength, bending and buckling, under lateral compression stresses or under shear forces.
  • the transverse bar 2 will have a hollow structure, or substantially tubular, delimited by a relatively thin composite skin, low density relative to the metal, but which will have good rigidity and good toughness.
  • the shape and dimensions of the crossbar 1, and more particularly of the bar 2 will be studied so as to limit the vibration phenomena, and in particular the appearance of resonances in the spectrum corresponding to the vibrations generated by the engine or the movement of the vehicle.
  • the transverse bar 2 comprises a carrier core 10 made of a first fiber composite material which extends over the majority, and preferably substantially the entire length L2 of said bar, and more particularly at least 50%, 75% or even 90% of said length.
  • the carrier core 10 can form the support structure, beam type, capable of supporting the transverse bar substantially over its entire length, and in particular to withstand the compressive stresses, traction, torsion or flexion that undergoes the latter within the vehicle.
  • the transverse bar may be entirely formed in one or fiber composite materials, and thus devoid in itself of metal reinforcement structure, the kind stem, beam, tube or shell.
  • the composite material of the carrying core 10 has continuous fibers 7, which each extend uninterruptedly over the entire length occupied by the fibered composite material in one piece, and more particularly over the entire length L10 of said carrier core, and therefore, for example, preferably over the entire length of the transverse bar 2.
  • the use of continuous fibers, advantageously arranged parallel to each other and preferably rectilinearly and substantially parallel to the generative line of the carrier core 10, thus forming a regular network of warp son within of the first composite material, as partially illustrated in the series of FIGS. 4 and 5, makes it possible to obtain a longitudinal reinforcement of the bar 2 which is particularly effective and free of zones of weakness, since each fiber is made in one piece from one end to the other of the core 10, and more generally, where appropriate, of the transverse bar 2, and thus covers, in the manner of a tie rod, the entire portion effectively solicited by the stresses.
  • the first composite material constituting the core 10 also comprises fibers 7 "of weft ", disposed across longitudinal fibers 7" chain ", and preferably perpendicular thereto.
  • the reinforcing fibers 7 may thus form a crossed network of textile type, woven or non-woven.
  • a fiberization comprising about 90% of longitudinal fibers at 0 degrees (according to X, considering a developed flat), and 10% transverse fibers at 90 degrees (according to Z, considering a developed flat)
  • the distribution of continuous longitudinal fibers, considered in the width of the bar 2 transverse to the orientation of said fibers, will be regular and homogeneous over the entire width of said bar 2, if necessary both on the sheet 1 1 for shaping the workpiece before forming it on the finished workpiece obtained by placing said web 1 1 in volume, in order to ensure a high resistance and a homogeneous behavior at all points of the bar 2.
  • the carrier core 10 is formed over the majority of its length L10, and preferably substantially over its entire length L10, by a single thickness E1 1 of continuous composite web 1 1.
  • Said sheet 1 1 will also preferably have continuous fibers 7, at least longitudinally, or even transversely.
  • the overlaps of plies January 1 will preferably cover a minor surface of each of plies January 1 thus brought into contact, the unit thickness E1 1 and the composition of each ply being chosen to confer intrinsically sufficient mechanical properties.
  • the bar 2 will generally comprise no more than three, and preferably never more than two layers of plies 1 1 overlapping in thickness in contact with one another.
  • This simplified structure which avoids the use of a multilayer arrangement which comprises a multitude of separate layers superposed, not only preserves the lightness of the cross 1, but also to reduce the consumption of raw material necessary for the realization of this, and reduce the cycle time required for forming each part, and more particularly the carrier core 10, since it is sufficient to form each time, directly in a single pass, a web 1 1 pre-existing monolayer, preferably continuously fibered, and simply pre-cut to the desired size.
  • the carrier core 10, and more generally the cross bar 2 is coated, over all or part of its length, on at least one of its faces, a non-metallic reinforcing layer 12, made, preferably by overmoulding, in a second material, distinct from the first composite material which constitutes said carrier core 10.
  • Said overmolded reinforcing layer 12 may, for example, be made of a second polymeric material, of the polypropylene or polyamide type, optionally reinforced with short, non-continuous fibers, the individual length of which may be less than 25 mm, at 10 mm. or even ultrashort fibers substantially measuring between 2 mm and 4 mm.
  • a second polymeric material of the polypropylene or polyamide type, optionally reinforced with short, non-continuous fibers, the individual length of which may be less than 25 mm, at 10 mm. or even ultrashort fibers substantially measuring between 2 mm and 4 mm.
  • such a material is in fact particularly suitable for injection-molding by overmoulding on the carrier core 10, which forms the true functional reinforcement of the transverse bar 2.
  • Such a coating layer may in particular be used to add to the crossbar 1, and more particularly to the bar 2, organs providing additional functions, and not participating, or only marginally, in the structural strength of the bar 2, such as for example fixing interfaces, of the type lugs or eyelets, for attachment to the cross member of accessories such as ventilation unit, radio, glove box, etc..
  • fixing interfaces heretofore made of metal
  • members made of (second) composite material for replacing all or part of said fixing interfaces, heretofore made of metal, by members made of (second) composite material, and thus lighten the cross-member 1 accordingly.
  • Said cross-member 1 may thus have a differentiated bilayer structure in its composition and in its function, comprising a first carrier reinforcement layer formed by the core 10, preferably by means of at least one fiber ply 1 1. long continuous, and a second reinforcing layer 12 providing for example additional fixing interfaces, preferably formed by overmolding in a short fiber composite.
  • the connecting flanges 3, 4 are made of a fiber composite material, which may be identical to that comprising the core 10 or different from it.
  • the tips placed at the ends of the crossbar 2 may thus be made of composite material, rather than massive metal alloy, so that the structure of the crossbar 1 may be present, throughout its length. , in the form of a solidary subset mostly if not totally composite.
  • the crossbar 1 comprises, as illustrated in the series of FIGS. 4 and 5, an assembly of composite parts.
  • elementary elements 13, 14, 15, 16, 17 which have different shapes from each other and which are each made separately in a separate piece ("patch") of fiber composite material.
  • Said elementary parts 13, 14, 15, 16, 17 may optionally have densities and / or orientations of different fibers.
  • said elementary pieces will each be formed in a patch of a single piece, of the sheet 1 1 type, preferably comprising continuous fibers 7 which run continuously from one cutting edge of said patch to the opposite cutting edge. which of course provides individual pieces with increased strength, as explained above.
  • said elementary parts will be further assembled so that the direction of the continuous fibers 7 of the patch component of one of said parts is substantially parallel to the direction of the continuous fibers of the patch constituting the part which is contiguous thereto.
  • Such a structure advantageously allows said elementary parts, and therefore to the assembly they form when grouped, to collectively preserve a relatively high resistance, despite interruptions patches.
  • the assembly of the elementary parts 13, 14, 15, 16, 17 between them, preferably in direct contact with one another may be achieved by any suitable method, and in particular by welding, for example by thermo welding, ultrasonic welding or laser welding, by gluing, for example epoxy or using a polyurethane-type structural adhesive, or even by stitching by interlacing the fibers of one of the patches 1 1 with the fibers patch attached thereto, where appropriate via suture fibers reported and stitched for this purpose through said patches.
  • At least some elementary parts may have for this purpose hook surfaces 20 substantially flat, the type peripheral flaps, to ensure a good grip on the neighboring elementary part.
  • the assembly can of course be facilitated by the fact that the elementary parts 13, 14, 15, 16, 17, preformed and rigid, so easily manipulated, can present in pairs two forms of cutting or folding substantially conjugated which simplify their juxtaposition, their superposition, even their interlocking.
  • the decomposition of certain parts of the crosspiece 1, and in particular the ends forming the fastening flanges 3, 4, in several elementary pieces 13, 14, 15, 16, 17 of relatively simple shapes allows the realization of shapes. overall, particularly complex, if necessary non-developable as such, which may be made necessary by the arrangement of the vehicle and therefore the environment in which said crossbar 1 must integrate, or else by the vibrational behavior that the it is desired to confer on said crossmember.
  • the useful volume of the crosspiece 1 can indeed be conferred in a first direction of the space (for example X) by a first elementary part (for example 14), and in a second direction (for example Z) by a second piece (for example 16) which engages on the first, advantageously by strengthening the assembly.
  • the decomposition into elementary parts makes it possible, in particular, to accommodate deviations ⁇ , ⁇ of the generatrix line of the crossbar 1, and more particularly of the transverse bar 2, in one or more directions, possibly conjugated, of the space, and more particularly transverse directions to the main direction (Y) of longitudinal extension of the crossbar 2, and thus to form a non-rectilinear crossbar (or bar) having one or more bends 21, without weakening locally the structure of the composite material by a distension of the matrix or a random modification of the distribution of the fibers, as illustrated, to facilitate understanding of these phenomena, in Figures 3A, 3B, 3B.
  • Bending and folding can for example occur by coating the web on a suitable counterform, or by shaping "soft" said web, substantially without distension, according to a developable surface, between a male die and a female matrix. More generally, one and / or the other of the individual pieces 13, 14, 15, 16, 17, considered individually, will preferably correspond to developable surfaces, even if their meeting preferably makes it possible to create a overall piece of non-developable shape, and in particular having one or more transverse deviations of the elbow type 21. According to a first variant embodiment corresponding to the example illustrated in the series of FIGS. 4, it will thus be possible to assemble (FIG. 4D) a dome 13 (FIG. 4C), for example resulting from the bending of a rectangular patch that may be completed.
  • the cross member, and more particularly the transverse bar 2 and in particular the load-bearing core 10 and / or the connecting flanges 3, 4 can advantageously be formed by at least an elementary part 13, and preferably by an assembly of several elementary parts 13, 14, 15, 16, 17 of fiber composite material which each have an open developable form compatible with their production by bending and / or folding.
  • the first composite material comprises at least one network of continuous fibers 7 which are parallel to one another, preferably substantially parallel to the direction Y of longitudinal extension of the transverse bar 2, and where appropriate constituting the majority if not exclusive network of the web 1 1, one and / or the other of the elementary parts 13, 15, 17 may preferably have one or arches, and / or one or folds 22 whose bending axis or folding is substantially collinear with said fibers 7.
  • Such an arrangement advantageously allows to respect the integrity of the material, and in particular to substantially preserve the regularity of the arrangement of the fibers, especially around the axis of bending / bending, while providing a piece at a time rigid, due to the volume created, transversely to the fibers, by the folds and / or arches, and resistant longitudinally to traction, in the direction of said fibers 7.
  • the flaps 20 may advantageously have orifices 26 fixing, and which advantageously has an inclined ramp conjugate to the inclined plane 24 that it comes to support.
  • Each of these three elementary parts 13, 14, 15 can thus form one or more faces of a kind of complex shape box, meeting the geometric, dimensional and functional specifications of the fastening flange 3 and the root of the crossbar 2.
  • FIG. 5E it is possible to assemble (FIG. 5E), in a similar manner, a dome 13 (FIG. 5D) on a sole 14 (FIG. 5A), and to report the flange 3 in the form of a cheek comprising at least one bracket 16 (FIG. 5B) whose cutout of one of the branches preferably corresponds to the transverse section defined by the dome 13, as well as a pad 17 (FIG. 5C), by rectangular example, preferably placed in the recess of the bracket 16 to support the branches, and having orifices 26 for fixing (Figure 5E).
  • the invention also relates as such to a method of manufacturing a vehicle dashboard crossbar 1 to be provided with a transverse bar 2 and at least one connecting flange 3, 4 designed to allow the fixing of said crossbar on the body of said vehicle.
  • said method comprises a step (a) of shaping a transverse bar 2 during which at least a portion of said transverse bar is made by curving or folding a piece of web 1 1. (patch) a composite material around a single direction of space so as to avoid distending or dislocating the fiber network 7 of said web.
  • a method makes it possible to respect the integrity of the structure of the composite web 1 1 during the controlled shape modification thereof, without this shaping, bending and / or folding causing locally tearing or embrittlement by stripping fibers 7 of the matrix 8, or plastic elongation or tearing of the fibers 7.
  • the parts obtained are therefore particularly homogeneous and robust, the distribution of the fibers 7 within the matrix 8 is preserved and reproducibly guaranteed.
  • the bending and possibly the bending, preferably hot steps remain substantially neutral transformations from the dimensional point of view for the developed web, fibers 7 can substantially align spontaneously according to the outline of the "neutral fiber" contained in the thickness of said sheet 1 1.
  • the arches and / or plies being preferably carried by parallel directions in the same sheet 1 1.
  • the method comprises a step (b) of shaping of elementary parts in which separate separate pieces 13, 14, 15, 16, 17 are made separately.
  • each elementary part may preferably be shaped by curving or folding its piece of sheet 1 1 (patch) around a single direction of space, if necessary in several folds 22 parallel, so as to avoid distorting or dislocating the fiber network 7 of said web 1 1.
  • the bending, bending or stamping operation tends to cause some overall distension of the patchwork 30, it may advantageously be compensated, at least in the common portion 31 which undergoes the greater deformation, by a migration and a redistribution of the fibers 7 of the first ply 11 with respect to the fibers 7 'of the second ply 11', for example by compressing / driving one ply into the other or relative sliding plies with respect to each other, so that the finished part will have a relatively homogeneous distribution of fibers 7, 7 ', and at least a lack of stripping over a linear distance of matrix 8, 8' predefined as representing an acceptable resistance threshold.
  • said plies 1 1, 1 1 ' may each have fibers 7, 7' continuous, and may be preferably superimposed so that their respective continuous fibers are substantially aligned, a sheet to the other, parallel to each other.
  • the plies may be arranged so as to cross their respective continuous fibers at a chosen angle (for example between 30 and 45 degrees).
  • Said sheets 1 1, 1 1 ' may optionally be made in the same composite, or in composites having matrix natures 8, 8', fiber types 7, 7 ', orientations or different fiber densities 7, 7 '.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
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Abstract

La présente invention concerne une traverse de planche de bord (1) pour véhicule comprenant une barre transversale (2) ainsi qu'au moins une bride de liaison (3) conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule, ladite traverse étant caractérisée en ce que ladite barre transversale (2) comprend une âme porteuse 10 en matériau composite fibré comprenant des fibres (7) continues disposées dans une matrice (8), et résulte de préférence de l'assemblage d'une pluralité de pièces élémentaires (13, 14, 15) préformées, obtenues chacune en pliant un morceau de nappe (11) d'un matériau composite autour d'une seule direction de l'espace de manière à éviter de distendre ou disloquer le réseau de fibres (7) de chacune desdites nappes.

Description

TRAVERSE EN MATÉRIAU COMPOSITE FIBRÉ POUR PLANCHE DE BORD DE VÉHICULE ET PROCÉDÉ DE FABRICATION CORRESPONDANT
[oooi ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 1255342 déposée le 7 juin 2012 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[ooo2] La présente invention se rapporte au domaine général des traverses destinées à équiper des véhicules, notamment des véhicules automobiles, et plus particulièrement à venir se fixer à la caisse du véhicule, transversalement au sens de la marche, pour permettre la fixation de la planche de bord dudit véhicule ainsi que de divers accessoires tels que ventilation, colonne de direction, boîte à fusibles, boîte à gants, etc.
[ooo3] De manière connue, de telles traverses comprennent généralement une barre transversale formée d'une tubulure en acier qui s'étend entre deux brides de fixation permettant d'arrimer ladite barre à la caisse du véhicule, et qui est en outre usuellement soutenue par une jambe de force centrale portant sur le plancher du véhicule.
[ooo4] Bien que les traverses connues donnent généralement satisfaction, notamment en raison de leur solidité, elles peuvent toutefois souffrir de certains inconvénients.
[ooo5] En particulier, leur fabrication peut nécessiter un outillage lourd, encombrant et coûteux, incluant par exemple des machines de découpe et de soudage des tôles, ainsi que des presses d'emboutissage nécessairement équipées de poinçons et matrices spécifiques.
[ooo6] En outre, les traverses connues présentent souvent un poids relativement élevé qui complique leur manipulation lors de l'assemblage et contribue par ailleurs à alourdir le véhicule, au détriment de la consommation de carburant de ce dernier. [0007] Les objets assignés à l'invention visent par conséquent à proposer une nouvelle traverse pour planche de bord de véhicule qui présente une structure à la fois légère et possédant une résistance mécanique élevée appropriée à sa destination. [ooo8] Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer un nouveau procédé de fabrication de traverses pour planche de bord qui soit simple, reproductible, rapide et peu onéreux.
[ooo9] Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'une traverse de planche de bord pour véhicule, ladite traverse comprenant une barre transversale ainsi qu'au moins une bride de liaison conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule, ladite traverse étant caractérisée en ce que ladite barre transversale comprend une âme porteuse réalisée dans un premier matériau composite fibré qui s'étend sur la majorité, et de préférence sensiblement sur la totalité de la longueur de ladite barre transversale, ledit premier matériau composite comprenant des fibres continues, disposées dans une matrice, qui s'étendent chacune de manière ininterrompue sur toute la longueur de ladite âme porteuse .
[ooi o] Les objets assignés à l'invention sont également atteints à l'aide d'un procédé de fabrication d'une traverse de planche de bord de véhicule devant être pourvue d'une barre transversale et d'au moins une bride de liaison conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape (a) de mise en forme d'une barre transversale au cours de laquelle on réalise au moins en partie ladite barre transversale en incurvant ou en pliant un morceau de nappe d'un matériau composite autour d'une seule direction de l'espace de manière à éviter de distendre ou disloquer le réseau de fibres de ladite nappe.
[ooi i] Avantageusement, l'invention permet de produire une traverse dont la pièce maîtresse, à savoir la barre transversale, est réalisée, au moins sur un tronçon de sa longueur, et plus particulièrement de la direction transversale du véhicule qu'elle équipe, dans un matériau composite particulièrement léger, plus léger que l'acier, mais néanmoins très résistant du fait de la présence de fibres de renfort convenablement agencées.
[0012] Avantageusement, le procédé conforme à l'invention est à ce titre particulièrement respectueux du matériau composite employé, et permet notamment de conserver sensiblement l'homogénéité de la structure dudit matériau, et par conséquent de ses propriétés mécaniques, sans créer en particulier de zones de faiblesses dans lesquelles la matrice serait dégarnie de ses fibres par un emboutissage ou un étirement trop prononcé. [0013] En outre, l'invention permet de réaliser la barre, et plus globalement la traverse, à l'aide d'un outillage simplifié, potentiellement peu gourmand en énergie, en utilisant de surcroît relativement peu de matière première, et en mettant en œuvre des opérations (de découpe, pliage et assemblage) particulièrement simples et rapides, eu égard notamment à la facilité de transformation des matériaux composites, ce qui rend ledit procédé particulièrement compatible avec les cadences requises par la production en grande série du milieu automobile, et plus particulièrement avec une certaine automatisation.
[ooi4] D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels :
• La figure 1 illustre, selon une vue en perspective éclatée, un exemple de traverse de planche de bord conforme à l'invention.
• La figure 2 illustre, selon une vue en perspective, la traverse de la figure 1 une fois assemblée.
• Les figures 3A, 3B et 3C illustrent le problème de la distension de nappe composite observé lors d'un emboutissage de forme complexe, problème que permet de résoudre le procédé conforme à l'invention.
• Les figures 4A à 4D illustrent, selon des vues en perspectives, une première variante de réalisation de traverse conforme à l'invention, à partir d'un assemblage de pièces élémentaires en matériau composite préformées par pliage. • Les figures 5A à 5E illustrent, selon des vues en perspectives, une seconde variante de réalisation de traverse conforme à l'invention, à partir d'un assemblage de pièces élémentaires en matériau composite préformées par pliage.
· Les figures 6A à 6C illustrent, selon des vues en perspectives, une variante de procédé de fabrication de traverse.
[0015] La présente invention concerne une traverse de planche de bord 1 pour véhicule, ladite traverse comprenant une barre transversale 2 ainsi qu'au moins une bride de liaison 3, 4 conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule (non représentée).
[0016] Bien entendu, l'invention concerne également un véhicule (non représenté), et notamment un véhicule automobile, équipé d'une traverse de planche de bord conforme à l'invention.
[0017] De préférence, tel que cela est illustré sur les figures 1 et 2, la traverse 1 comprend au moins deux brides de liaison 3, 4 disposées longitudinalement de part et d'autre de la barre transversale 2, sensiblement aux extrémités de cette dernière, de telle sorte que lesdites brides peuvent venir se fixer chacune à l'un des côtés (gauche et droit) de la caisse du véhicule, la traverse s'étendant ainsi, une fois montée, transversalement à la direction de marche du véhicule, et sensiblement sur toute la largeur de ce dernier.
[ooi 8] La traverse comprendra de préférence également une jambe de force 5 destinée à venir en appui sur le plancher du véhicule afin de soutenir la barre transversale 2, dans une position intermédiaire à distance des deux brides de liaison 3, 4 ainsi que, préférentiellement, une fourche de fixation 6, de préférence déformable en cas de choc, et par exemple réalisée en acier, qui retient la traverse, et plus particulièrement la barre transversale 2 à une portion avant de la caisse du véhicule, sensiblement en vis-à-vis de la colonne de direction.
[0019] Par convention, et par commodité de description, on désignera par « X » la direction correspondant à la direction horizontale de marche avant-arrière du véhicule, par « Y » la direction latérale transverse dudit véhicule, qui correspond globalement à la direction d'extension longitudinale de la traverse 1 et plus particulièrement de la barre transversale 2, et par « Z » la direction, ici verticale, qui forme avec les précédentes un trièdre direct.
[0020] Selon l'invention, la barre transversale 2 est réalisée en tout ou partie, et plus particulièrement sur au moins un tronçon de sa longueur, et donc sur au moins une portion de la largeur du véhicule qu'elle équipe, dans au moins un matériau composite fibré comprenant des fibres 7, de préférence continues, disposées dans une matrice 8.
[0021 ] Les fibres 7 pourront notamment être formées par des fibres de verre, de carbone, d'aramide, etc.
[0022] La matrice 8 sera quant à elle préférentiellement réalisée dans un matériau polymère, tel que le polypropylène ou le polyamide, et plus préférentiellement dans un polymère thermoplastique, de type résine.
[0023] L'emploi d'un tel matériau composite permet avantageusement d'alléger la barre 2, et donc la traverse 1 , par rapport à une réalisation métallique, tout en conservant, grâce au renfort des fibres 7, un module d'élasticité élevé, une grande rigidité, et une résistance importante à la traction, à la flexion et au flambage, sous les contraintes de compression latérale ou sous les efforts tranchants. [0024] De préférence, la barre transversale 2 possédera une structure creuse, voire sensiblement tubulaire, délimitée par une peau composite relativement fine, de faible densité par rapport au métal, mais qui présentera une bonne rigidité et une bonne ténacité.
[0025] De préférence, la forme et les dimensions de la traverse 1 , et plus particulièrement de la barre 2, seront étudiées de sorte à limiter les phénomènes vibratoires, et en particulier l'apparition de résonances dans le spectre correspondant aux vibrations générées par le moteur ou le déplacement du véhicule.
[0026] De préférence, la barre transversale 2 comprend une âme porteuse 10 réalisée dans un premier matériau composite fibré qui s'étend sur la majorité, et de préférence sensiblement sur la totalité de la longueur L2 de ladite barre, et plus particulièrement sur au moins 50 %, 75 % voire 90 % de ladite longueur.
[0027] Avantageusement, l'âme porteuse 10 peut former la structure de maintien, de type poutre, capable de soutenir la barre transversale sensiblement sur tout son long, et notamment d'encaisser les contraintes de compression, traction, torsion ou flexion que subit cette dernière au sein du véhicule.
[0028] De façon particulièrement préférentielle, la barre transversale pourra être entièrement formée dans un ou des matériaux composites fibrés, et ainsi dépourvue en elle-même de structure de renfort métallique, du genre tige, poutre, tube ou coque.
[0029] De façon particulièrement préférentielle, le matériau composite de l'âme porteuse 10 présente des fibres 7 continues, qui s'étendent chacune de manière ininterrompue sur toute la longueur qu'occupe d'un seul tenant le matériau composite fibré, et plus particulièrement sur toute la longueur L10 de ladite âme porteuse, et donc, par exemple, de préférence, sur toute la longueur de la barre transversale 2.
[0030] Avantageusement, l'utilisation de fibres continues, avantageusement disposées parallèlement les unes aux autres et préférentiellement de manière rectiligne et sensiblement parallèle à la ligne génératrice de l'âme porteuse 10, en formant ainsi un réseau régulier de fils de chaîne au sein du premier matériau composite, tel que cela est illustré partiellement sur les séries de figures 4 et 5, permet d'obtenir un renforcement longitudinal de la barre 2 particulièrement efficace et exempt de zones de faiblesse, puisque chaque fibre est réalisée d'un seul tenant d'un bout à l'autre de l'âme 10, et plus globalement, le cas échéant, de la barre transversale 2, et couvre ainsi, à la manière d'un tirant, toute la portion effectivement sollicitée par les contraintes.
[0031 ] Bien entendu, il est également envisageable que le premier matériau composite constituant l'âme 10 comprenne également des fibres 7 « de trame », disposées en travers des fibres 7 « de chaîne » longitudinales, et de préférence perpendiculairement à ces dernières.
[0032] Le cas échéant, les fibres 7 de renfort pourront ainsi former un réseau croisé, de type textile, tissé ou non tissé. [0033] Bien que de nombreux agencements de fibres soient envisageables, en faisant varier la disposition et l'orientation relative des fibres 7, on pourra de préférence mettre en œuvre un fibrage comprenant environ 90 % de fibres longitudinales à 0 degrés (selon X, en considérant une développée à plat), et 10 % de fibres transverses à 90 degrés (selon Z, en considérant une développée à plat)
[0034] De préférence, la répartition des fibres longitudinale continues, considérée dans la largeur de la barre 2 transverse à l'orientation desdites fibres, sera régulière et homogène sur toute la largeur de ladite barre 2, le cas échéant tant sur la nappe 1 1 servant à façonner la pièce avant son formage que sur la pièce finie obtenue par mise en volume de ladite nappe 1 1 , et ce afin d'assurer une résistance élevée et un comportement homogène en tous points de la barre 2.
[0035] De préférence, l'âme porteuse 10 est réalisée sur la majorité de sa longueur L10, et de préférence sensiblement sur la totalité de sa longueur L10, par une seule épaisseur E1 1 de nappe 1 1 composite continue.
[0036] Ladite nappe 1 1 présentera par ailleurs préférentiellement des fibres 7 continues, au moins longitudinalement, voire transversalement.
[0037] Avantageusement, on peut ainsi obtenir une structure d'âme 10 homogène et particulièrement fine, du fait qu'une seule couche d'enveloppe composite, préférentiellement fibrée en continu, suffit en pratique à conférer à l'âme 10, et par extension à la barre transversale 2, notamment dans le tronçon central de celle-ci, sa résistance et son caractère autoporteur.
[0038] Bien qu'il ne soit pas exclu de réaliser localement des superpositions de portions de nappes 1 1 , notamment pour raccorder entre elles différentes pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17, tel que cela est illustré sur les figures 4D et 5E, les chevauchements de nappes 1 1 couvriront de préférence une surface minoritaire de chacune des nappes 1 1 ainsi mises en contact, l'épaisseur unitaire E1 1 et la composition de chaque nappe étant choisie pour lui conférer intrinsèquement des propriétés mécaniques suffisantes. [0039] De façon particulièrement préférentielle, la barre 2 ne comportera globalement jamais plus de trois, et de préférence jamais plus de deux, couches de nappes 1 1 se chevauchant en épaisseur au contact l'une de l'autre.
[0040] Cette structure simplifiée, qui évite le recours à un agencement multicouches qui comprendrait une multitude de nappes distinctes superposées, permet non seulement de préserver la légèreté de la traverse 1 , mais également de réduire la consommation de matière première nécessaire à la réalisation de celle-ci, et de réduire le temps de cycle nécessaire au formage de chaque pièce, et plus particulièrement de l'âme porteuse 10, puisqu'il suffit de mettre en forme à chaque fois, directement en une seule passe, une nappe 1 1 monocouche préexistante, de préférence fibrée en continu, et simplement prédécoupée à la dimension voulue.
[0041 ] De préférence, tel que cela est illustré sur les figures 1 et 2, l'âme porteuse 10, et plus globalement la barre transversale 2, est revêtue, sur tout ou partie de sa longueur, sur au moins l'une de ses faces, d'une couche de renfort 12 non métallique, réalisée, de préférence par surmoulage, dans un second matériau, distinct du premier matériau composite qui constitue ladite âme porteuse 10.
[0042] Ladite couche de renfort surmoulée 12 pourra par exemple être réalisée dans un second matériau polymère, du genre polypropylène ou polyamide, éventuellement renforcé par des fibres courtes, non continues, dont la longueur individuelle pourra être inférieure à 25 mm, à 10 mm, voire par des fibres ultracourtes mesurant sensiblement entre 2 mm et 4 mm. [0043] Avantageusement, un tel matériau est en effet particulièrement adapté à une mise en forme par injection en surmoulage sur l'âme porteuse 10, qui forme la véritable armature fonctionnelle de la barre transversale 2.
[0044] Une telle couche d'enrobage peut notamment servir à ajouter à la traverse 1 , et plus particulièrement à la barre 2, des organes procurant des fonctions additionnelles, et ne participant pas, ou seulement marginalement, à la résistance structurelle de la barre 2, tels que par exemple des interfaces de fixation, du type pattes ou œillets, permettant la fixation à la traverse d'accessoires tels que groupe de ventilation, radio, boîte à gants, etc.. [0045] Avantageusement, on pourra ainsi remplacer tout ou partie desdites interfaces de fixation, jusqu'à présent métalliques, par des organes en (second) matériau composite, et ainsi alléger d'autant la traverse 1 .
[0046] Ladite traverse 1 pourra ainsi présenter une structure bicouche différenciée dans sa composition et dans sa fonction, comprenant une première couche d'armature porteuse formée par l'âme 10, de préférence au moyen d'au moins une nappe 1 1 à fibres continues longues, et une seconde couche de renfort 12 offrant par exemple des interfaces de fixation additionnelles, de préférence formée par surmoulage dans un composite à fibres courtes. [0047] De préférence, la ou les brides de liaison 3, 4 sont réalisées dans un matériau composite fibré, qui peut être identique à celui composant l'âme 10 ou différent de celui-ci.
[0048] Avantageusement, même les embouts placés aux extrémités de la barre transversale 2 pourront ainsi être réalisée en matériau composite, plutôt qu'en alliage métallique massif, de telle sorte que la structure de la traverse 1 pourra se présenter, sur toute sa longueur, sous forme d'un sous-ensemble solidaire majoritairement sinon totalement composite.
[0049] Plus globalement, selon une caractéristique préférentielle qui peut constituer une invention à part entière, la traverse 1 comporte, tel que cela est illustré sur les séries de figures 4 et 5, un assemblage de pièces composites élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 préformées qui présentent des formes différentes les unes des autres et qui sont réalisées chacune séparément dans un morceau distinct (« patch ») de matériau composite fibré.
[0050] Lesdites pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 peuvent éventuellement présenter des densités et/ou des orientations de fibres différentes.
[0051 ] De préférence, lesdites pièces élémentaires seront formées chacune dans un patch d'un seul tenant, du genre nappe 1 1 , comprenant préférentiellement des fibres 7 continues qui courent sans interruption d'un bord de découpe dudit patch au bord de découpe opposé, ce qui procure bien entendu individuellement auxdites pièces une résistance accrue, tel que cela a été expliqué plus haut.
[0052] De préférence, lesdites pièces élémentaires seront en outre assemblées de telle sorte que la direction des fibres 7 continues du patch composant l'une desdites pièces soit sensiblement parallèle à la direction des fibres continues du patch constituant la pièce qui lui est accolée.
[0053] Une telle structure permet avantageusement auxdites pièces élémentaires, et donc à l'ensemble qu'elles forment une fois regroupées, de préserver collectivement une résistance relativement élevée, malgré les interruptions des patches. [0054] L'assemblage des pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 entre elles, de préférence au contact direct l'une de l'autre, pourra être réalisé par tout procédé idoine, et notamment par soudage, par exemple par thermo soudage, soudage aux ultra-sons ou soudage laser, par collage, par exemple époxy ou à l'aide d'une colle structurelle de type polyuréthane, voire par piquage en entrelaçant les fibres de l'un des patches 1 1 avec les fibres du patch qui lui est accolé, le cas échéant par l'intermédiaire de fibres de suture rapportées et piquées à cet effet à travers lesdits patches.
[0055] De préférence, au moins certaines pièces élémentaires pourront présenter à cet effet des surfaces d'accroché 20 sensiblement planes, du genre rabats périphériques, permettant d'assurer une bonne prise de fixation sur la pièce élémentaire voisine.
[0056] L'assemblage peut bien entendu être facilité par le fait que les pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17, préformées et rigides, donc facilement manipulables, peuvent présenter deux à deux des formes de découpe ou de pliage sensiblement conjuguées qui simplifient leur juxtaposition, leur superposition, voire leur emboîtement.
[0057] Avantageusement, la décomposition de certaines parties de la traverse 1 , et notamment des extrémités formant les brides de fixation 3, 4, en plusieurs pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 de formes relativement simples autorise la réalisation de formes globales particulièrement complexes, le cas échéant non développables en tant que telles, qui peuvent être rendues nécessaires par l'agencement du véhicule et donc de l'environnement dans lequel ladite traverse 1 doit s'intégrer, ou bien encore par le comportement vibratoire que l'on souhaite conférer à ladite traverse.
[0058] Le volume utile de la traverse 1 peut en effet être conféré selon une première direction de l'espace (par exemple X) par une première pièce élémentaire (par exemple 14), et selon une seconde direction (par exemple Z) par une seconde pièce (par exemple 16) qui vient en prise sur la première, avantageusement en renforçant l'ensemble.
[0059] Avantageusement, la décomposition en pièces élémentaires permet notamment d'accommoder des déviations ΔΧ, ΔΖ de la ligne génératrice de la traverse 1 , et plus particulièrement de la barre transversale 2, selon une ou plusieurs directions, éventuellement conjuguées, de l'espace, et plus particulièrement des directions transverses à la direction principale (Y) d'extension longitudinale de la barre transversale 2, et ainsi de former une traverse (ou une barre) non rectiligne présentant un ou plusieurs coudes 21 , sans pour autant fragiliser localement la structure du matériau composite par une distension de la matrice ou une modification aléatoire de la distribution des fibres, telle qu'illustrées, pour faciliter la compréhension de ces phénomènes, sur les figures 3A, 3B, 3B.
[0060] De surcroît, on pourra réaliser les pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 par simple cintrage ou pliage de nappes 1 1 initialement planes, correspondant à des développées aux contours relativement simples, ce qui permet de simplifier la fabrication desdites pièces, de limiter les chutes et ainsi d'économiser de la matière première, mais également de travailler ladite matière sans en dégrader les propriétés, et notamment en préservant sensiblement la régularité de répartition et la longueur des fibres 7, en particulier des fibres longues.
[0061 ] Le cintrage et le pliage peuvent par exemple intervenir par couchage de la nappe sur une contre-forme appropriée, ou encore par mise en forme "douce" de ladite nappe, sensiblement sans distension, selon une surface développable, entre une matrice mâle et une matrice femelle. [0062] Plus généralement, l'une et/ou l'autre des pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17, considérées individuellement, correspondront ainsi de préférence à des surfaces développables, même si leur réunion permet de préférence de créer une pièce globale de forme non développable, et notamment présentant une ou des déviations transverses de type coudes 21 . [0063] Selon une première variante de réalisation correspondant à l'exemple illustré sur la série de figures 4, on pourra ainsi assembler (figure 4D) un dôme 13 (figure 4C), par exemple résultant du cintrage d'un patch rectangulaire éventuellement complété par du pliage pour obtenir un hémi-cylindrique en U ou en Ω, sur une semelle 14 (figure 4A), ici présentant deux plis 22 de sorte à former une rampe en « z » présentant trois plans 23, 24, 25 sécants successifs, le dôme 13 étant de préférence collé à plat par ses rabats 20 sur le premier plan 23, de telle sorte que l'ensemble dôme 13-semelle 14 se prolonge en Y sous forme d'un tunnel pour former la portion centrale de la barre 2, et plus particulièrement l'âme porteuse 10, qui rejoint la seconde bride de fixation 4 opposée. [0064] Plus généralement, quelle que soit la variante de réalisation envisagée, la traverse, et plus particulièrement la barre transversale 2 et notamment l'âme porteuse 10 et/ou les brides de liaison 3, 4, pourront avantageusement être formées par au moins une pièce élémentaire 13, et de préférence par un assemblage de plusieurs pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 en matériau composite fibré qui présentent chacune une forme développable ouverte compatible avec leur réalisation par cintrage et/ou pliage.
[0065] A ce titre, en définissant des pièces élémentaires qui, même une fois terminées, mais le cas échéant avant leur assemblage avec d'autres pièces élémentaires, présentent une ouverture résiduelle, et ne s'enroulent ou se replient donc pas totalement sur elles-mêmes, de manière à ne pas fermer totalement leur contour autour d'un axe générateur, on préserve avantageusement un accès pour la mise en place et le retrait de l'outil de pliage/cintrage, ce qui facilite la fabrication desdites pièces élémentaires, éventuellement en une seule passe, et procure donc un gain de productivité.
[0066] En particulier, si le premier matériau composite comprend au moins un réseau de fibres 7 continues parallèles les unes aux autres, de préférence sensiblement parallèles à la direction Y d'extension longitudinale de la barre transversale 2, et le cas échéant constituant le réseau majoritaire sinon exclusif de la nappe 1 1 , l'une et/ou l'autre des pièces élémentaires 13, 15, 17 pourra de préférence présenter une ou des arches, et/ou un ou des plis 22 dont l'axe de cintrage ou pliage est sensiblement colinéaire auxdites fibres 7.
[0067] Un telle disposition permet avantageusement de respecter l'intégrité du matériau, et notamment de préserver sensiblement la régularité de la disposition des fibres, notamment autour de l'axe de pliage/cintrage, tout en procurant une pièce à la fois rigide, du fait du volume créé, transversalement aux fibres, par les plis et/ou arches, et résistante longitudinalement à la traction, dans le sens desdites fibres 7. [0068] A contrario, il sera envisageable de plier ou cintrer la nappe 1 1 selon un axe de pliage/cintrage sensiblement perpendiculaire aux fibres longues longitudinales, tel que cela peut être le cas pour la semelle 14 (figure 4A).
[0069] Par ailleurs, à l'extrémité de la traverse, on pourra former un coude 21 , ici un décalage ΔΧ, grâce au plan incliné 24 de la semelle, et intégrer la bride de fixation 3, en insérant, entre d'une part l'extrémité du dôme 13 et d'autre part les plans incliné 24 et inférieur 25 de la semelle 14, une cale 15 (figure 4B), ici sensiblement en forme de parallélépipède biseauté, dont les rabats 20 peuvent avantageusement présenter des orifices 26 de fixation, et qui présente avantageusement une rampe inclinée conjuguée au plan incliné 24 qu'elle vient épauler.
[0070] Chacune de ces trois pièces élémentaires 13, 14, 15 pourra ainsi former une ou plusieurs faces d'une sorte de boîte de forme complexe, répondant aux spécifications géométriques, dimensionnelles et fonctionnelles de la bride de fixation 3 et de la racine de la barre transversale 2.
[0071 ] Selon une seconde variante de réalisation correspondant aux figures de la série 5, on pourra assembler (figure 5E), de manière analogue, un dôme 13 (figure 5D) sur une semelle 14 (figure 5A), et rapporter la bride 3 sous forme d'une joue comprenant au moins une équerre 16 (figure 5B) dont la découpe de l'une des branches correspond de préférence à la section transverse délimitée par le dôme 13, ainsi qu'un plot 17 (figure 5C), par exemple rectangulaire, placé de préférence au creux de l'équerre 16 pour en étayer les branches, et comportant des orifices 26 de fixation (figure 5E).
[0072] On pourra ainsi créer un double coude, et un double décalage ΔΧ , ΔΖ, respectivement par l'inclinaison en profondeur du plan 24 de la semelle 14 et par le décalage vertical de la découpe de l'équerre 16 venant habiller le dôme 13 par rapport au plan verticalement médian de ladite équerre et/ou par rapport à l'emplacement vertical du plot de fixation 17.
[0073] On pourra bien entendu procéder de même à chaque extrémité de la traverse 1 . [0074] Bien entendu, l'homme du métier sera en outre à même d'adapter au besoin l'invention en isolant ou combinant tout ou partie des caractéristiques susmentionnées.
[0075] L'invention concerne également en tant que tel un procédé de fabrication d'une traverse de planche de bord 1 de véhicule devant être pourvue d'une barre transversale 2 et d'au moins une bride de liaison 3, 4 conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule.
[0076] Selon l'invention, ledit procédé comprend une étape (a) de mise en forme d'une barre transversale 2 au cours de laquelle on réalise au moins en partie ladite barre transversale en incurvant ou en pliant un morceau de nappe 1 1 (patch) d'un matériau composite autour d'une seule direction de l'espace de manière à éviter de distendre ou disloquer le réseau de fibres 7 de ladite nappe. [0077] Avantageusement, un tel procédé permet de respecter l'intégrité de la structure de la nappe 1 1 composite lors de la modification de forme contrôlée de celle-ci, sans que cette mise en forme, par cintrage et/ou pliage ne provoque localement de déchirure ou de fragilisation par dégarnissage en fibres 7 de la matrice 8, voire d'élongation plastique ou d'arrachement des fibres 7.
[0078] Les pièces obtenues sont donc particulièrement homogènes et robustes, la distribution des fibres 7 au sein de la matrice 8 étant conservée et garantie de manière reproductible.
[0079] Avantageusement, le cintrage et éventuellement le pliage, étapes réalisées de préférence à chaud (compte-tenu de la température de transition vitreuse de la matrice 8), restent des transformations sensiblement neutres du point de vue dimensionnel pour la nappe développée, les fibres 7 pouvant sensiblement s'aligner spontanément selon le tracé de la « fibre neutre » contenue dans l'épaisseur de ladite nappe 1 1 . [0080] Bien entendu, il sera envisageable de former plusieurs arches par cintrage et/ou plusieurs plis 22 par pliage plus marqué, les arches et/ou plis étant de préférence portés par des directions parallèles, dans une même nappe 1 1 . [0081 ] A titre d'exemple, on pourra ainsi réaliser deux plis 22 portés par la direction Z, dans un patch rectangulaire initialement plat, pour former la semelle 14 (figure 4A), ou bien encore une arche à large courbure s'enroulant autour de la direction Y pour former le dôme 13 (figure 4C).
[0082] En outre, de telles opérations de cintrage et/ou pliage (et, préalablement ou postérieurement, de découpe) correspondant à des transformations simples, réalisables sous des conditions de contraintes et/ou de température peu élevées, l'outillage peut donc être simplifié, moins massif, et moins onéreux que celui employé pour le travail, et notamment l'emboutissage, du métal. [0083] De préférence, tel que cela a été détaillé plus haut, le procédé comprend une étape (b) de mise en forme de pièces élémentaires au cours de laquelle on réalise séparément plusieurs pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 distinctes sensiblement rigides, en préparant plusieurs morceaux de nappes 1 1 de matériau composite, de préférence fibré en continu, puis en conférant à chacun des différents morceaux une forme prédéterminée, puis une étape (c) de construction au cours de laquelle on assemble lesdites pièces élémentaires 13, 14, 15, 16, 17 ainsi préformées sur ladite barre transversale 2 de sorte à reconstituer une ou plusieurs brides de fixation 3, 4 à l'une et/ou l'autre des extrémités de ladite barre 2. [0084] Bien entendu, tout ou partie desdites pièces élémentaires pourront être employées, le cas échéant, pour former la barre transversale 2 elle-même et/ou pour intégrer la ou les brides 3, 4 à ladite barre.
[0085] Bien entendu, chaque pièce élémentaire pourra de préférence être mise en forme en incurvant ou en pliant son morceau de nappe 1 1 (patch) autour d'une seule direction de l'espace, le cas échéant selon plusieurs plis 22 parallèles, de manière à éviter de distendre ou disloquer le réseau de fibres 7 de ladite nappe 1 1 .
[0086] Il est du reste remarquable que le temps de cycle de formage d'une traverse 1 à partir de pièces formées dans des nappes isolées monocouche, par sa simplicité, peut être réduit jusqu'à des valeurs de l'ordre de quelques minutes, voire inférieures ou égales à 1 ou 2 minutes, parfaitement compatibles avec les cadences imposées par le milieu de la construction automobile.
[0087] Selon une variante de procédé qui peut constituer une invention à part entière, on peut procéder, préalablement à une étape de pliage ou cintrage, voire d'emboutissage, à la constitution d'un patchwork 30 (figure 6B) regroupant au moins deux nappes 1 1 , 1 1 ' découpées séparément (figure 6C), qui sont avantageusement superposées de manière à se chevaucher au niveau d'une portion commune 31 , de superficie plus restreinte que leurs superficies respectives, ladite portion commune correspondant sensiblement à la zone de déformation maximale prévisible, comme l'indique la superposition de vues de la figure 6A.
[0088] Ainsi, même si l'opération de cintrage, de pliage voire d'emboutissage tend à provoquer une certaine distension globale du patchwork 30, celle-ci pourra avantageusement être compensée, à tout le moins dans la portion commune 31 qui subit la plus grande déformation, par une migration et une redistribution des fibres 7 de la première nappe 1 1 par rapport aux fibres 7' de la seconde nappe 1 1 ', par exemple par tassement/enfoncement d'une nappe dans l'autre ou glissement relatif des nappes l'une par rapport à l'autre, de telle sorte que la pièce finie présentera une distribution relativement homogène de fibres 7, 7', et à tout le moins une absence de dégarnissage sur une distance linéaire de matrice 8, 8' prédéfinie comme représentant un seuil de résistance acceptable.
[0089] La redistribution de la surdensité initiale de fibres 7, 7' dans la portion commune 31 permet le cas échéant d'obtenir dans cette zone une densité finale résultante (notamment une densité linéaire) proche de celle qui existe dans les portions voisines 1 1 A, 1 1 Ά monocouche du reste du patchwork 30.
[0090] Bien entendu, lesdites nappes 1 1 , 1 1 ' pourront présenter chacune des fibres 7, 7' continues, et pourront être de préférence superposées de telle sorte que leurs fibres continues respectives soient sensiblement alignées, d'une nappe à l'autre, parallèlement les unes aux autres. A contrario, les nappes pourront être disposées de sorte à croiser leurs fibres continues respectives selon un angle choisi (par exemple entre 30 et 45 degrés).
[0091 ] Lesdites nappes 1 1 , 1 1 ' pourront le cas échéant être réalisées dans un même composite, ou bien dans des composites présentant des natures de matrice 8, 8', des natures de fibres 7, 7', des orientations ou des densités de fibres 7, 7' différentes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Traverse de planche de bord (1 ) pour véhicule, ladite traverse (1 ) comprenant une barre transversale (2) ainsi qu'au moins une bride de liaison
(3, 4) conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule, ladite traverse étant caractérisée en ce que ladite barre transversale (2) comprend une âme porteuse (10) réalisée dans un premier matériau composite fibré qui s'étend sur la majorité, et de préférence sensiblement sur la totalité de la longueur de ladite barre transversale (2), ledit premier matériau composite comprenant des fibres (7) continues, disposées dans une matrice (8), qui s'étendent chacune de manière ininterrompue sur toute la longueur (L10) de ladite âme porteuse (10).
2. Traverse selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'âme porteuse (10) est formée par au moins une pièce élémentaire (13), et de préférence par un assemblage de plusieurs pièces élémentaires (13, 14), en matériau composite fibré qui présentent chacune une forme développable ouverte compatible avec leur réalisation par cintrage et/ou pliage.
3. Traverse selon la revendication 2 caractérisée en ce que le premier matériau composite comprend au moins un réseau de fibres (7) continues parallèles les unes aux autres, de préférence sensiblement parallèles à la direction (Y) d'extension longitudinale de la barre transversale (2), et en ce que l'une et/ou l'autre des pièces élémentaires (13) présentent une ou des arches, et/ou un ou des plis (22) dont l'axe de cintrage ou pliage est sensiblement colinéaire auxdites fibres (7).
4. Traverse selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'âme porteuse (10) est réalisée sur la majorité de sa longueur (L10), et de préférence sensiblement sur la totalité de sa longueur, par une seule épaisseur (E1 1 ) de nappe (1 1 ) composite continue.
5. Traverse selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'âme porteuse (10) est revêtue d'une couche de renfort (12) non métallique, réalisée, de préférence par surmoulage, dans un second matériau, distinct du premier matériau composite qui constitue ladite âme porteuse (10).
6. Traverse selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la ou les brides de liaison (3, 4) sont réalisées dans un matériau composite fibré.
7. Traverse selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comporte un assemblage de pièces composites élémentaires (13, 14, 15, 16, 17) préformées qui présentent des formes différentes les unes des autres et qui sont réalisées chacune séparément dans un morceau distinct de matériau composite fibré.
8. Véhicule équipé d'une traverse de planche de bord selon l'une des revendications 1 à 7.
9. Procédé de fabrication d'une traverse (1 ) de planche de bord de véhicule devant être pourvue d'une barre transversale (2) et d'au moins une bride de liaison (3, 4) conçue pour permettre la fixation de ladite barre transversale sur la caisse dudit véhicule, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape (a) de mise en forme d'une barre transversale au cours de laquelle on réalise au moins en partie ladite barre transversale (2) en incurvant ou en pliant un morceau de nappe (1 1 ) d'un matériau composite autour d'une seule direction de l'espace de manière à éviter de distendre ou disloquer le réseau de fibres (7) de ladite nappe.
10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend une étape (b) de mise en forme de pièces élémentaires au cours de laquelle on réalise séparément plusieurs pièces élémentaires (13, 14, 15, 16, 17) distinctes sensiblement rigides, en préparant plusieurs morceaux de nappes (1 1 ) de matériau composite puis en conférant à chacun des différents morceaux une forme prédéterminée, puis une étape (c) de construction au cours de laquelle on assemble lesdites pièces élémentaires (13, 14, 1 5, 16, 17) ainsi préformées sur la barre transversale (2) de sorte à reconstituer une ou plusieurs brides de fixation (3, 4) à l'une et/ou l'autre des extrémités de ladite barre (2).
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