WO2018115657A1 - Organe de fixation d'un élément au plancher d'un véhicule - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
- F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/005—Arrangement or mounting of seats in vehicles, e.g. dismountable auxiliary seats
- B60N2/015—Attaching seats directly to vehicle chassis
Definitions
- the invention relates to structural parts of a motor vehicle made of composite materials, for example a thermosetting plastic material reinforced with glass fibers, on which another element of the vehicle is fixed. It may be for example motor vehicle floors.
- a floor of a motor vehicle is regularly subjected to mechanical stresses, especially at the attachment points of cabin elements connected to the floor.
- a seat will exert mechanical stress at its attachment points to the floor.
- Exceptional efforts may also be applied in the case of emergency braking or even vehicle shocks. These efforts may be compression forces for the fasteners located at the front of the seat, because of the tilting of the seat forward.
- These efforts can also be tensile forces for the fasteners located at the rear of the seat, and more particularly at the fasteners taking the efforts to the hangers of the seat belt.
- these tensile forces have components in several directions with in particular a vertical component most critical in terms of dimensioning, which can reach between 1000 and 2000 daN.
- the floor of the vehicle must then be able to support such efforts.
- a known solution is to achieve a reinforced floor consisting of two separate panels of composite material, for example SMC (for "Sheet Molding Compound”) high fiber glass fiber 3 mm thick each and placed parallel to the remote control. one of the other.
- This floor also has, for fixing other elements, fasteners passing through the floor and thus connected to its two panels to be able to exploit all the strength.
- These organs are then composed of several elements attached to each other and located on either side of each of the two panels constituting the floor.
- This type of floor is heavy and bulky because consists of two remote panels. Its editing is particularly complex. Indeed, it is first necessary to place a first part of the fastener on the first panel, then assemble the two panels together, then set up a second part of the fastener on the second panel and finally assemble the upper and lower parts of the fastener without visual control.
- the fastener to connect two remote panels comprises a large number of components (at least 5), making it a solution with a high cost of implementation.
- the object of the invention is to overcome the drawbacks mentioned above by proposing a fixing member that makes it possible, on the one hand, to withstand significant mechanical stresses and, on the other hand, that is easily mountable and that has a lower cost.
- the subject of the invention is a device for fastening an equipment to a structural part of a motor vehicle, characterized in that it comprises:
- a first part able to be positioned on one side of the part
- a second part able to be positioned on another face of the part and able to be fixed to the first part by gripping the part
- At least one of the two parts comprising at least one concave imprint whose shape is able to collaborate with at least equivalent convex shape of the structural part and comprising a central shaft adapted to pass through a hole of the part.
- the latter thanks to their convex shapes / concave impressions collaborating with convex shapes / complementary concave impressions present on the part (for example a floor), will transmit piece efforts at an area where the latter is reinforced.
- the piece is moreover, by the shape and the direction of the convex shapes / concave impressions component, can distribute the effort as evenly as possible by soliciting usually unsolicited areas which allows to obtain a better resistance to the effort.
- the shaft present in the room collaborates with the workpiece to limit the occurrence of breakage at the center of the binding.
- the fastener according to the invention may optionally include one or more of the following features:
- At least one of the two parts further comprises at least one convex shape capable of collaborating with at least one concave imprint present on the part;
- the second part is composed of two sub-parts, a first composed of the central shaft and a second composed of the main body of the second part including the footprint;
- At least one indentation on the second part comprises at least one portion extending in a direction forming an angle less than 45 ° with a main axis of the second part, and;
- the member comprising a number of concave impressions and / or convex shapes of between 2 and 6, preferably equal to 4.
- a set of at least one fastener according to the invention and a piece of motor vehicle are also provided according to the invention.
- the part comprises a single layer of material, preferably of composite material;
- the central shaft passes through the workpiece at an orifice in the workpiece, the workpiece comprising in the vicinity of the orifice at least one convex shape complementary to at least one concave footprint on one of the parts;
- the piece further comprises at least one complementary concave impression of at least one convex shape present on one of the two parts;
- the part further comprises at least one rib, extending in a direction parallel to a main axis of the element;
- the part comprises an extra thickness located around the end of the orifice located on one of its faces, and;
- the room is a motor vehicle floor.
- the invention also provides a method for producing an assembly according to the invention in which:
- At least one lid is pierced closing off the orifice present on the part
- At least a second part of the fastener is placed on a support that can also accommodate the part
- the part is placed on an assembly support, the lower face of the piece then covering the second part of the fastening member, the central through shaft.
- the orifice and the concave impression being disposed on the convex shape
- the first part is fixed on the second part at the level of the upper face of the part.
- the drilling is carried out at the same time as a deburring of the workpiece.
- FIG. 1 is a perspective view of a fastener according to a first embodiment of the invention
- FIGS. 2 and 3 are respectively perspective views of the first and second parts of the fastener of Figure 1;
- FIG. 4 is a perspective view of a portion of the underside of a motor vehicle floor adapted to collaborate with the fastener of Figure 1;
- FIG. 5 is a perspective view of a portion of the underside of a motor vehicle floor equipped with the second part of the fastener of Figure 1;
- FIG. 6 is a perspective view of the upper face of a motor vehicle floor equipped with the first part of the fastener of Figure 1;
- FIG. 7 is a perspective view of a fastener according to a second embodiment of the invention.
- FIGS. 8 and 9 are respectively perspective views of the second part and the first part of the fastener of Figure 7;
- FIG. 10 is a perspective view of a portion of the underside of a motor vehicle floor adapted to collaborate with the fastener of Figure 7;
- FIG. 11 is a perspective view of a portion of the underside of a motor vehicle floor equipped with the second part of the fastener of Figure 7;
- FIG. 12 is a perspective view of the upper face of a motor vehicle floor equipped with the first part of the fastener of Figure 7;
- FIG. 13 is a schematic representation of an upper face of a motor vehicle floor of an alternative embodiment of the invention.
- FIG. 14 is a sectional view of a floor equipped with a fixing member according to the invention.
- orientation terms that will be used later such as “longitudinal axis X”, “transverse axis Y”, “vertical axis Z”, “front”, “rear”, “above”, “upper”, “Below”, “below”, etc. are understood by reference to the usual orientation of motor vehicles.
- FIGs 1 to 3 show a fastener 2 of an element to a floor of a motor vehicle. It may be another piece of motor vehicle on which must be attached an element.
- This member comprises a first part 4 and a second part 6 respectively able to collaborate, in the examples illustrated, with the upper and lower faces of the floor.
- the first part 4 comprises a bearing surface 8, for example circular in Figure 2, adapted to be pressed against the upper face of the floor.
- It also comprises a housing 10, for example tubular, extending from the bearing surface 8 substantially perpendicular to the latter. This housing 10 makes it possible to fix the first part 4 of the fixing member 2 to the second part 6 of the fixing member 2.
- the housing 10 can be fixed to the second part 6 by means of any known method of those skilled in the art, for example by fitting with a specific tool or by screwing, crimping, welding or gluing. It is preferable to choose fastening means for disassembling the fastener 2 if necessary.
- the second part 6 comprises a central shaft 12 adapted to pass through the floor at a dedicated hole.
- the central shaft 12 may have a height of between 8 mm and 16 mm, preferably between 9 and 13 mm. This height is adapted to the floor on which is mounted the fastener 2.
- the central shaft 12 is the element of the second portion 6 fixed to the housing 10 of the first portion 4 to fix the parts 4 and 6 between them. As shown in Figure 14, the housing 10 is fixed on the outer face of the central shaft 12.
- the central shaft 12 can be threaded at its outer face to allow this connection.
- the central shaft is open at least at its upper end and tapped on its inside diameter to allow to screw the seat rail
- the central shaft 12 can be opened at its lower end which is preferable to avoid creating a retention zone cataphoresis if the structural part is assembled on the body before passing into the cataphoresis bath.
- the housing 10 is in turn open at both ends.
- the second part 6 also comprises a base 14 adapted to bear on the lower face of the floor.
- This base 14 has a bearing surface of between 400 mm 2 and 1200 mm 2 , preferably between 450 and 600 mm 2 . It also has a thickness of between 1.3 mm and 2 mm, preferably between 1.4 mm and 1.6 mm. It is possible to vary the surface and the thickness of the base 14 in order to increase the resistance to the force of the fixing member 2.
- the base 14 comprises a rib 16, for example annular in FIG. 3, capable of collaborating with a complementary concave footprint present on the floor in order to allow anchoring and good transfer of forces between the fastener 2 and the floor during the exercise of a stress on the fastener by the vehicle equipment attached thereto.
- the base 14 also comprises a concave footprint 18, for example circular in Figure 3, delimited by the annular rib 16, the central shaft 12 extending from the base 14 and substantially perpendicular to the latter in the center of the This impression 18 is able to collaborate with a complementary rib present on the floor to also play a role of resistance to a force, for example a tensile force exerted at the point of attachment of a floor element.
- a concave footprint 18 for example circular in Figure 3, delimited by the annular rib 16, the central shaft 12 extending from the base 14 and substantially perpendicular to the latter in the center of the This impression 18 is able to collaborate with a complementary rib present on the floor to also play a role of resistance to a force, for example a tensile force exerted at the point of attachment of a floor element.
- Figure 4 shows the underside 20 of a floor 22 of a motor vehicle.
- the floor 22 consists of a single panel, preferably made of composite material, for example SMC.
- the floor 22 comprises reinforcements in excess thickness, for example in Figure 4 two straight ribs 23 parallel to each other, to increase the resistance to a force of the region. These ribs extend in a direction parallel to a longitudinal axis X of the floor.
- the floor may have a thickness of between 3 mm and 5 mm, preferably between 4 mm and 4.5 mm.
- the floor 22 comprises a through hole 24 for fixing an element, for example a seat.
- This through hole 24 is formed in the center of a rib 26, for example of circular shape, dimensioned so as to collaborate with the footprint 18 of the fastener 2.
- This rib 26 may comprise 4 indentations 28 forming a cross around the orifice 24, as shown in Figure 4. These fingerprints 28 can then collaborate with ribs 30 on the base 14 at the wall forming the floor of the cavity 18 (shown in Figure 5), and always with a view to resistance to stress.
- the floor 22 also comprises on its underside 20 an impression 32, for example annular, located along the base of the circular rib 26 and able to collaborate with the annular rib 16 of the fastener 2.
- the second part 6 of the fixing member 2 is placed on the lower face 20 of the floor 22.
- the positioning of the lower part 6 is easy because of the respective complementarity between the circular rib 16 and the 32, between the cavity 18 and the rib 26 (see for example in Figure 14) and between the ribs 30 and fingerprints 28.
- the second portion 6 comprises curved ends 36 conforming to the shape of the base of the ribs 23, as shown in Figure 14.
- the central shaft 12 passes through the orifice 24 until it is slightly protruding from the upper face 38 of the floor 22, as represented in FIGS. 6 and 14.
- This projection may preferably be equal to the thickness of the first part 4 so that when screwing an element to the floor, the latter is not compressed by fixing the element.
- the free end of the central shaft 12 may also be flush with this upper face 38.
- the first part 4 of the fastener 2, more precisely the housing 10, extends between the outer face of the central shaft 12 and the wall of the through hole 24 to fix the fastener 2 to the floor 20.
- the number of fasteners 2 present on a floor 20 are between 2 and 8 members, preferably between 2 and 6 members.
- Figures 7 to 9 show a fastener 102 of an element, for example a seat, to a floor of a motor vehicle.
- This member 102 comprises a first part 104 and second part 106 fulfilling roles identical to those of parts 4 and 6 of the fixing member 2.
- the fixing member 102 is a "reinforced" version of the fastener 2, which means that it can withstand a tensile force of the order of 1800 daN while the fastener 2 can withstand at a pulling force of 1200 to 1400 daN.
- the second portion 106 comprises a central shaft 112 adapted to pass through the floor at a dedicated orifice.
- the central shaft 112 is larger than the central shaft 12, it can have a height of between 12 mm and 25 mm, preferably between 18 and 22 mm.
- the central shaft 112 is also open at at least one of its ends and tapped on its inside diameter, as for the first embodiment of FIG. the invention.
- the second portion 106 also comprises a base 114 adapted to bear on the underside of the floor.
- This base 114 is wider and thicker than the base 14 to have a greater resistance to the force.
- Its bearing surface may be between 1300 mm 2 and 4000 mm 2 , preferably between 1300 and 2000 mm 2 . It also has a thickness of between 1.6 mm and 2.5 mm, preferably between 1.8 and 2 mm. It is possible to vary the surface of the base 114 in order to increase the resistance to effort of the fixing member 102.
- the second part of the fixing member is comprised of two parts, on the one hand the central shaft and on the other hand the plate and this in order to be able to vary the length of the central shaft for a same base.
- the central shaft 112 extends substantially perpendicular to the base 114 in the center of a cavity 118 capable of collaborating with a rib on the floor.
- This impression may comprise a circular central portion 140 in the center of which extends the central shaft 112 and rectilinear portions 142 extending from the portion 140, as shown in FIG.
- the rectilinear portions 142 extend in two directions intersecting at the center of the central shaft 112 forming a cross.
- the rectilinear portions 142 extend in directions forming an angle less than 45 ° with the longitudinal axis A of the second portion 104 corresponding to the longitudinal axis X of the floor.
- the footprint 118 may also be deeper than the footprint 18 and collaborate with one or more ribs thicker than the rib 26 to better transmit the efforts to the floor.
- the portions 142, and therefore the complementary ribs present on the floor extend in directions closer to the longitudinal axis X of the floor than the transverse axis Y of the floor and to improve the mechanical strength properties of the floor by soliciting areas of the floor far from the point of attachment and other than previously identified failure areas.
- the second portion 106 also includes a bearing surface 116 located along the periphery of the recess 118.
- This bearing surface has a role identical to that of the rib 16 but is of mainly rectangular shape due to the shape 118. The surface of this rib is greater than that of the rib 16 to transmit more effort to the floor.
- the first part 104 of the fixing member 102 corresponds to a washer comprising an orifice 144 adapted to collaborate with the free end of the central shaft 112 to fix the fixing member 102 to the floor.
- the orifice 144 has a diameter and includes means for this collaboration, such as those mentioned in the first embodiment.
- Figure 10 illustrates a floor 122, more precisely the lower face 120 of an intermediate step of such a floor.
- the floor 120 comprises ribs 23 identical to those of the floor 20 and fulfilling a role identical to that of the ribs of the floor 20.
- the floor 120 also comprises a through hole 124 formed in the floor 120 in the center of a rib 126 of the floor 120, circular in Figure 10, of a shape and a size complementary to the portion 140 of the footprint 118 from which extend four ribs 129 of shape and size complementary to the portions 142 of the footprint 118.
- the ribs 129 extend in directions closer to the longitudinal axis X of the floor than the transverse axis Y of the floor and this to improve the mechanical strength properties of the floor by soliciting areas of the floor other than the preferred break zones previously identified.
- the ribs 129 may, like the portions 142, have a length and a width different from those shown in the figures and extend in different directions from those of the figures, while respecting the condition mentioned above, namely directions closer to the longitudinal axis X than to the transverse axis Y.
- FIG. 12 shows, like FIG. 6, the upper face 138 of the floor 122.
- the free end of the central shaft 112 extends slightly projecting from the upper face 138 so that the first part 104 can be fixed on the central shaft 112.
- Figure 13 illustrates an alternative embodiment that can be applied to the two embodiments described above.
- the references of the first embodiment are used.
- the upper face 38 comprises an excess thickness 146 located around the through hole 24 to avoid stress concentration in the SMC at the edges of the first part 4 in case of support.
- the first part 4 is chamfered to avoid such a concentration of efforts.
- FIG. 14 also illustrates this extra thickness 146, here in addition to a chamfer made on the first part 4 of the fixing member 2.
- the floor is first molded so as to include all the shapes described above, namely a set of ribs, fingerprints and orifices. Following the molding, the orifices are generally still closed by a cover of material.
- the first step is to remove these covers to prevent them from interfering with the insertion of the barrel or the tubular portion of the body or blocking them. Preferably, this step is performed at the same time as the deburring of the floor in order to save time.
- the second parts are positioned at their final positions on an assembly support also to accommodate the floor.
- the molded floor is then placed on this support, which then is superimposed on the second parts so as to match the fingerprint (s) of the second parts with the rib (s) present on the lower face and the rib (s) present on the second parts with the fingerprint (s) on the floor.
- the barrels of the second parts pass through the openings of the floor.
- the first parts of the fasteners are positioned and fixed, by their tubular housing or by their orifice, on the free end of the barrels of the lower parts of the fasteners.
- the central drum being hollow and open at least on the side of the upper face of the floor, it allows to insert or pass through the means for attaching equipment, for example cockpit as a seat, the floor of the vehicle.
- the second part is positioned on the upper face of the floor, the concave impressions / convex shapes then being present on the upper face of the floor.
- Concave impressions / convex shapes can take many forms other than those previously described.
- the central shaft can also be understood by the first part of the fastener.
- this fixing device It is also possible to use this fixing device with a component other than a floor of a motor vehicle, or to use this fixing device to fix a power supply system, for example a fuel tank.
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Abstract
L'invention concerne un organe de fixation (2; 102) d'un équipement à une pièce structurelle (22; 122) d'un véhicule automobile comprenant : une première partie (6; 106) apte à être positionnée sur une face de la pièce, et une deuxième partie (4; 104) apte à être positionnée sur une autre face de la pièce et apte à être fixée à la première partie en enserrant la pièce, au moins une des deux parties comprenant au moins une empreinte (18; 118) concave dont la forme est apte à collaborer avec au moins forme équivalente convexe (26; 126, 29) de la pièce structurelle et comprenant un fût central (12, 112) apte à traverser un orifice (24; 124) de la pièce.
Description
Organe de fixation d'un élément au plancher d'un véhicule
L'invention concerne les pièces structurelles de véhicule automobile réalisées en matériaux composite, par exemple un matériau plastique thermodurcissable renforcé en fibres de verre, sur lesquelles un autre élément du véhicule est fixé. Il peut s'agir par exemple de planchers de véhicule automobile.
Un plancher de véhicule automobile est régulièrement soumis à des contraintes mécaniques, notamment au niveau des points de fixation d'éléments d'habitacle reliés au plancher. Par exemple, un siège va exercer des contraintes mécaniques au niveau de ses points de fixation au plancher. Des efforts exceptionnels pourront en outre s'appliquer dans le cas de freinage d'urgence, voire de chocs véhicules. Ces efforts peuvent être des efforts de compression pour les fixations situées à l'avant du siège, en raison du basculement du siège vers l'avant. Ces efforts peuvent également être des efforts de traction pour les fixations situées à l'arrière du siège, et plus particulièrement au niveau des fixations reprenant les efforts aux accroches de la ceinture de sécurité. Dans le cas d'un choc frontal, ces forces de traction ont des composantes dans plusieurs directions avec notamment une composante verticale la plus critique en termes de dimensionnement, pouvant atteindre entre 1 000 et 2 000 daN. Le plancher du véhicule doit alors être capable de soutenir de tels efforts.
Il est alors essentiel de prévoir, au niveau de la fixation, des moyens permettant de prévenir l'apparition de rupture du plancher.
Une solution connue consiste à réaliser un plancher renforcé composé de deux panneaux distincts en matériau composite, par exemple en SMC (pour « Sheet Moulding Compound ») à fort taux en fibre de verre de 3 mm d'épaisseur chacune et placés parallèlement à distance l'un de l'autre. Ce plancher comporte aussi, pour y fixer d'autres éléments, des organes de fixation traversant le plancher et donc reliés à ses deux panneaux pour pouvoir en exploiter toute la robustesse. Ces organes sont alors composés de plusieurs éléments fixés les uns aux autres et situés de part et d'autre de chacun des deux panneaux constituant le plancher.
Cependant, cette solution comporte plusieurs inconvénients.
Ce type de plancher est lourd et encombrant car constitué de deux panneaux distants. Son montage est particulièrement complexe. En effet, il faut tout d'abord placer une première partie de l'organe de fixation sur le premier panneau, puis assembler les deux panneaux entre eux, puis mettre en place une seconde partie de l'organe de fixation sur le deuxième panneau et enfin assembler les parties supérieure et inférieure de l'organe de fixation sans contrôle visuel.
De plus, la fiabilité du procédé d'assemblage n'est pas optimale car plusieurs étapes
de liaison des différentes parties de la fixation se font en aveugle entre les deux panneaux, donc sans possibilité aisée de contrôle.
Enfin, l'organe de fixation devant relier deux panneaux distants comprend un grand nombre de composants (au moins 5), ce qui en fait une solution présentant un coût de réalisation élevé.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant un organe de fixation permettant d'une part de supporter des contraintes mécaniques importantes et d'autre part facilement montable et présentant un coût de revient moins important.
A cet effet, l'invention a pour objet un organe de fixation d'un équipement à une pièce structurelle d'un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend :
- une première partie apte à être positionnée sur une face de la pièce, et
- une deuxième partie apte à être positionnée sur une autre face de la pièce et apte à être fixée à la première partie en enserrant la pièce,
au moins une des deux parties comprenant au moins une empreinte concave dont la forme est apte à collaborer avec au moins forme équivalente convexe de la pièce structurelle et comprenant un fût central apte à traverser un orifice de la pièce.
Ainsi, il est possible de faire collaborer les empreintes de l'organe de fixation avec des formes convexes, par exemple des nervures, présentes sur la pièce afin de diffuser les concentrations d'efforts se produisant au niveau du fût vers la périphérie de la zone sollicitée.
Lors de l'exercice d'une contrainte au niveau des organes de fixation, ces derniers, grâce à leurs formes convexes/empreintes concaves collaborant avec des formes convexes/empreintes concaves complémentaires présents sur la pièce (par exemple un plancher), vont transmettre des efforts à la pièce au niveau d'une zone où cette dernière est renforcée. La pièce va de plus, de par la forme et la direction des formes convexes/empreintes concaves le composant, pouvoir répartir l'effort le plus uniformément possible en sollicitant des zones habituellement non sollicitées ce qui permet d'obtenir une meilleure résistance à l'effort.
Cela permet d'obtenir une résistance comparable voire supérieure à l'art antérieur lors d'une soumission à une force de traction. Ces avantages permettent d'envisager d'utiliser un plancher composé d'une seule peau, donc notamment moins cher à produire.
De plus, le fût présent dans la pièce collabore avec la pièce afin de limiter l'apparition de rupture au niveau du centre de la fixation.
Enfin, on obtient un organe de fixation simple à monter et dont on peut s'assurer de la bonne fixation du fait que la partie inférieure de l'organe comprend un fût traversant
la pièce, organe ne comprenant que deux éléments.
L'organe de fixation selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
au moins une des deux parties comprend en outre au moins une forme convexe apte à collaborer avec au moins une empreinte concave présente sur la pièce ;
- la deuxième partie est composée de deux sous-parties, une première composée du fût central et une seconde composée du corps principal de la deuxième partie comprenant l'empreinte ;
au moins une empreinte présente sur la deuxième partie comprend au moins une portion s'étendant dans une direction formant un angle inférieur à 45° avec un axe principal de la deuxième partie, et ;
l'organe comprenant un nombre d'empreintes concaves et/ou formes convexes compris entre 2 et 6, de préférence égal à 4.
On prévoit également selon l'invention un ensemble d'au moins un organe de fixation selon l'invention et d'une pièce de véhicule automobile.
L'ensemble selon l'invention peut optionnellement comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
la pièce comprend une seule couche de matériau, de préférence en matériau composite ;
- le fût central traverse la pièce au niveau d'un orifice ménagé dans la pièce, la pièce comprenant à proximité de l'orifice au moins une forme convexe complémentaire d'au moins une empreinte concave présente sur une des parties ;
la pièce comprend en outre au moins une empreinte concave complémentaire d'au moins une forme convexe présente sur une des deux parties ;
la pièce comprend en outre au moins une nervure, s'étendant selon une direction parallèle à un axe principal de l'élément ;
la pièce comprend une surépaisseur située autour de l'extrémité de l'orifice située sur une de ses faces, et ;
- la pièce est un plancher de véhicule automobile.
On prévoit également selon l'invention un procédé de réalisation d'un ensemble selon l'invention dans lequel :
- on perce au moins un opercule obturant l'orifice présent sur la pièce,
on place au moins une deuxième partie de l'organe de fixation sur un support en mesure d'accueillir également la pièce,
- on dispose la pièce sur un support d'assemblage, la face inférieure de la pièce coiffant alors la deuxième partie de l'organe de fixation, le fût central traversant
l'orifice et l'empreinte concave étant disposée sur la forme convexe,
on fixe la première partie sur la deuxième partie au niveau de la face supérieure de la pièce.
Préférentiellement, on réalise le perçage en même temps qu'un ébavurage de la pièce.
Nous allons maintenant présenter des modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple non limitatif et à l'appui des figures annexées sur lesquelles à titre d'exemple, la pièce structurelle représentée est un plancher :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un organe de fixation selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 2 et 3 sont respectivement des vues en perspective de la première et deuxième parties de l'organe de fixation de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue en perspective d'une portion de la face inférieure d'un plancher de véhicule automobile apte à collaborer avec l'organe de fixation de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue en perspective d'une portion de la face inférieure d'un plancher de véhicule automobile équipé de la deuxième partie de l'organe de fixation de la figure 1 ;
- la figure 6 est une vue en perspective de la face supérieure d'un plancher de véhicule automobile équipé de la première partie de l'organe de fixation de la figure 1 ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un organe de fixation selon un second mode de réalisation de l'invention ;
- les figures 8 et 9 sont respectivement des vues en perspective de la deuxième partie et de la première partie de l'organe de fixation de la figure 7 ;
- la figure 10 est une vue en perspective d'une portion de la face inférieure d'un plancher de véhicule automobile apte à collaborer avec l'organe de fixation de la figure 7 ;
- la figure 11 est une vue en perspective d'une portion de la face inférieure d'un plancher de véhicule automobile équipé de la deuxième partie de l'organe de fixation de la figure 7 ;
- la figure 12 est une vue en perspective de la face supérieure d'un plancher de véhicule automobile équipé de la première partie de l'organe de fixation de la figure 7 ;
- la figure 13 est une représentation schématique d'une face supérieure d'un plancher de véhicule automobile d'une variante de réalisation de l'invention, et ;
- la figure 14 est une vue en coupe d'un plancher équipé d'un organe de fixation
selon l'invention.
Les termes d'orientation qui seront utilisés par la suite, tels que « axe longitudinal X », « axe transversal Y », « axe vertical Z », « avant », « arrière », « au-dessus », « supérieure », « en dessous », « inférieure », etc. s'entendent par référence à l'orientation usuelle des véhicules automobiles.
On se réfère maintenant aux figures 1 à 3 qui représentent un organe de fixation 2 d'un élément à un plancher de véhicule automobile. Il peut s'agir d'une autre pièce de véhicule automobile sur laquelle doit être fixé un élément. Cet organe comprend une première partie 4 et une deuxième partie 6 respectivement aptes à collaborer, dans les exemples illustrés, avec les faces supérieure et inférieure du plancher. La première partie 4 comprend une surface d'appui 8, par exemple circulaire sur la figure 2, apte à venir se plaquer contre la face supérieure du plancher. Elle comprend également un logement 10, par exemple de forme tubulaire, s'étendant à partir de la surface d'appui 8 sensiblement perpendiculairement à cette dernière. Ce logement 10 permet de fixer la première partie 4 de l'organe de fixation 2 à la deuxième partie 6 de l'organe de fixation 2. Le logement 10 peut être fixé à la deuxième partie 6 par l'intermédiaire de toute méthode connue de l'homme du métier, par exemple par emmanchement à l'aide d'un outil spécifique ou encore par vissage, sertissage, soudure ou collage. Il est préférable de choisir des moyens de fixation permettant de démonter l'organe de fixation 2 si besoin.
La deuxième partie 6 comprend un fût central 12 apte à traverser le plancher au niveau d'un orifice dédié. Le fût central 12 peut avoir une hauteur comprise entre 8 mm et 16 mm, de préférence entre 9 et 13 mm. Cette hauteur est adaptée au plancher sur lequel est monté l'organe de fixation 2. Le fût central 12 est l'élément de la deuxième partie 6 fixé au logement 10 de la première partie 4 afin de fixer les parties 4 et 6 entre elles. Comme représenté sur la figure 14, le logement 10 est fixé sur la face externe du fût central 12. Le fût central 12 peut être fileté au niveau de sa face externe afin de permettre cette liaison. Le fût central est ouvert au moins à son extrémité supérieure et taraudé sur son diamètre intérieur pour permettre d'y visser le rail de siège Le fût central 12 peut être ouvert à son extrémité inférieure ce qui est préférable pour éviter de créer une zone de rétention de cataphorèse si la pièce structurelle est assemblée sur la caisse avant le passage dans le bain de cataphorèse. Dans le cas d'un véhicule ne passant pas en cataphorèse, il est possible de ne pas rendre débouchante l'extrémité inférieure du fût, ce qui aurait pour avantage de simplifier la gestion de l'étanchéité entre extérieur du véhicule et habitacle. Le logement 10 est quant à lui ouvert au niveau de ses deux extrémités.
La deuxième partie 6 comprend également une embase 14 apte à venir en appui sur
la face inférieure du plancher. Cette embase 14 présente une surface d'appui comprise entre 400 mm2 et 1200 mm2, de préférence entre 450 et 600 mm2. Elle a également une épaisseur comprise entre 1 ,3 mm et 2 mm, de préférence entre à 1 ,4 mm et 1 ,6 mm. Il est possible de faire varier la surface et l'épaisseur de l'embase 14 afin d'augmenter la résistance à l'effort de l'organe de fixation 2.
L'embase 14 comprend une nervure 16, par exemple annulaire sur la figure 3, apte à collaborer avec une empreinte concave complémentaire présente sur le plancher afin de permettre un ancrage et un bon transfert des efforts entre l'organe de fixation 2 et le plancher lors de l'exercice d'une contrainte sur l'organe de fixation par l'équipement de véhicule qui y est fixé.
L'embase 14 comprend également une empreinte concave 18, par exemple circulaire sur la figure 3, délimitée par la nervure annulaire 16, le fût central 12 s'étendant à partir de la embase 14 et sensiblement perpendiculairement à cette dernière au centre de l'empreinte 18. Cette empreinte 18 est apte à collaborer avec une nervure complémentaire présente sur le plancher afin de jouer également un rôle de résistance à un effort, par exemple une force de traction exercée au niveau du point de fixation d'un élément au plancher.
La figure 4 représente la face inférieure 20 d'un plancher 22 de véhicule automobile. Le plancher 22 est constitué d'un seul panneau, de préférence en matériau composite, par exemple du SMC. Le plancher 22 comprend, des renforts en surépaisseur, par exemple sur la figure 4 deux nervures rectilignes 23 parallèles entre elles, permettant d'augmenter la résistance à un effort de la région. Ces nervures s'étendent dans une direction parallèle à un axe longitudinal X du plancher.
Le plancher peut avoir une épaisseur comprise entre 3 mm et 5 mm, de préférence entre 4 mm et 4,5 mm.
Le plancher 22 comprend un orifice traversant 24 permettant la fixation d'un élément, par exemple un siège. Cet orifice traversant 24 est réalisé au centre d'une nervure 26, par exemple de forme circulaire, dimensionnée de sorte à pouvoir collaborer avec l'empreinte 18 de l'organe de fixation 2. Cette nervure 26 peut comprendre 4 empreintes 28 formant une croix autour de l'orifice 24, comme illustré à la figure 4. Ces empreintes 28 peuvent alors collaborer avec des nervures 30 situées sur la embase 14 au niveau de la paroi formant le plancher de l'empreinte 18 (représentées à la figure 5), et ce toujours dans une optique de résistance à une contrainte.
Le plancher 22 comprend également sur sa face inférieure 20 une empreinte 32, par exemple annulaire, située le long de la base de la nervure circulaire 26 et apte à collaborer avec la nervure annulaire 16 de l'organe de fixation 2.
Sur la figure 5, la deuxième partie 6 de l'organe de fixation 2 est placée sur la face inférieure 20 du plancher 22. Le positionnement de la partie inférieur 6 est aisé du fait de la complémentarité respective entre la nervure circulaire 16 et l'empreinte 32, entre l'empreinte 18 et la nervure 26 (voir par exemple sur la figure 14) et entre les nervures 30 et les empreintes 28. De plus, la deuxième partie 6 comprend des extrémités recourbées 36 épousant la forme de la base des nervures 23, comme illustré sur la figure 14. Toutes ces complémentarités de forme permettent non seulement un bon positionnement de la deuxième partie 6, un blocage en rotation de la fixation lors du vissage du rail de siège sur chaîne d'assemblage du constructeur, mais également et surtout une plus grande transmission des efforts de l'organe de fixation 2 au plancher 22 et une meilleure répartition des efforts au niveau du plancher.
Le fût central 12 traverse l'orifice 24 jusqu'à être légèrement en saillie de la face supérieure 38 du plancher 22, comme représenté à les figures 6 et 14. Cette saillie peut de préférence être égale à l'épaisseur de la première partie 4 de manière à ce que, lors du vissage d'un élément au plancher, ce dernier ne soit pas comprimé par la fixation de l'élément. L'extrémité libre du fût central 12 peut être également affleurante à cette face supérieure 38. La première partie 4 de l'organe de fixation 2, plus précisément le logement 10, s'étend entre la face extérieure du fût central 12 et la paroi de l'orifice traversant 24 afin de fixer l'organe de fixation 2 au plancher 20.
Le nombre d'organes de fixation 2 présent sur un plancher 20 sont compris entre 2 et 8 organes, de préférence entre 2 et 6 organes.
Dans ce qui va suivre, on décrira un second mode de réalisation de l'invention représenté aux figures 7 à 12. Sur ces figures, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références numériques identiques. Les éléments modifiés ou nouveaux seront quant à eux numérotés par pas de cent.
Les figures 7 à 9 représentent un organe de fixation 102 d'un élément, par exemple un siège, à un plancher de véhicule automobile. Cet organe 102 comprend une première partie 104 et deuxième partie 106 remplissant des rôles identiques à ceux des parties 4 et 6 de l'organe de fixation 2.
L'organe de fixation 102 est une version « renforcée » de l'organe de fixation 2, ce qui signifie qu'il peut résister à une force de traction de l'ordre de 1800 daN alors que l'organe de fixation 2 peut résister à une force de traction de 1200 à 1400 daN.
La deuxième partie 106 comprend un fût central 112 apte à traverser le plancher au niveau d'un orifice dédié. Le fût central 112 est plus grand que le fût central 12, il peut avoir une hauteur comprise entre 12 mm et 25 mm, de préférence entre 18 et 22 mm. Le fût central 112 est également ouvert au niveau d'au moins une de ses extrémités et taraudé sur son diamètre intérieur, comme pour le premier mode de réalisation de
l'invention.
La deuxième partie 106 comprend également une embase 114 apte à venir en appui sur la face inférieure du plancher. Cette embase 114 est plus large et plus épaisse que l'embase 14 afin de d'avoir une résistance à l'effort plus importante. Sa surface d'appui peut être comprise entre 1300 mm2 et 4000 mm2, de préférence entre 1300 et 2000 mm2. Elle a également une épaisseur comprise entre 1 ,6 mm et 2,5 mm, de préférence entre 1 ,8 et 2mm. Il est possible de faire varier la surface de la embase 114 afin d'augmenter la résistance à l'effort de l'organe de fixation 102.
Il est à noter qu'il existe plusieurs configurations intermédiaires entre les deuxièmes parties 6 et 106 en termes de longueur du fût central, d'épaisseur et de taille de la plaque afin d'obtenir des organes de fixation présentant une gamme de résistance à un effort. De plus, il est envisageable que la deuxième partie de l'organe de fixation soit comprise en deux parties, d'une part le fût central et d'autre part la plaque et ce afin de pouvoir faire varier la longueur du fût central pour une même embase.
Le fût central 112 s'étend sensiblement perpendiculairement à l'embase 114 au centre d'une empreinte 118 apte à collaborer avec une nervure présente sur le plancher. Cette empreinte peut comprendre une partie centrale 140 circulaire au centre de laquelle s'étend le fût central 112 et des portions rectilignes 142 s'étendant à partir de la portion 140, comme représenté à la figure 11 . Les portions rectilignes 142 s'étendent selon deux directions se croisant au centre du fût central 112 en formant une croix. Les portions rectilignes 142 s'étendent dans des directions formant un angle inférieur à 45° avec l'axe longitudinal A de la deuxième partie 104 correspondant à l'axe longitudinal X du plancher. L'empreinte 118 peut également être plus profonde que l'empreinte 18 et collaborer avec une ou plusieurs nervures plus épaisses que la nervure 26 afin de mieux transmettre les efforts au plancher.
Cela signifie que les portions 142, et par conséquent les nervures complémentaires présentes sur la plancher, s'étendent selon des directions plus proches de l'axe longitudinal X du plancher que de l'axe transversal Y du plancher et ce afin d'améliorer les propriétés de résistance mécanique du plancher en sollicitant des zones du plancher éloignées du point te fixation et autres que les zones de rupture identifiées auparavant.
La deuxième partie 106 comprend également une surface d'appui 116 située le long de la périphérie de l'empreinte 118. Cette surface d'appui a un rôle identique à celui de la nervure 16 mais est de forme principalement rectangulaire du fait de la forme de l'empreinte 118. La surface de cette nervure est supérieure à celle de la nervure 16 afin de transmettre plus d'efforts au plancher.
La première partie 104 de l'organe de fixation 102 correspond à une rondelle
comprenant un orifice 144 apte à collaborer avec l'extrémité libre du fût central 112 afin fixer l'organe de fixation 102 au plancher. On entend par là que l'orifice 144 a un diamètre et comprend des moyens permettant cette collaboration, comme par exemple ceux mentionnés dans le premier mode de réalisation. La figure 10 illustre un plancher 122, plus précisément la face inférieure 120 d'une marche intermédiaire d'un tel plancher.
Le plancher 120 comprend des nervures 23 identiques à celles du plancher 20 et remplissant un rôle identique à celui des nervures du plancher 20.
Le plancher 120 comprend également un orifice traversant 124 ménagé dans le plancher 120 au centre d'une nervure 126 du plancher 120, circulaire sur la figure 10, d'une forme et d'une taille complémentaire à la portion 140 de l'empreinte 118 à partir de laquelle s'étendent quatre nervures 129 de forme et de taille complémentaires aux portions 142 de l'empreinte 118. Comme pour les portions 142, les nervures 129 s'étendent selon des directions plus proches de l'axe longitudinal X du plancher que de l'axe transversal Y du plancher et ce afin d'améliorer les propriétés de résistance mécanique du plancher en sollicitant des zones du plancher autres que les zones de rupture préférentielles identifiées auparavant. Les nervures 129 peuvent, comme les portions 142, avoir une longueur et une largeur différentes de celles représentées sur les figures et s'étendre dans des directions différentes de celle des figures, tout en respectant la condition mentionnée ci-dessus, à savoir des directions plus proches de l'axe longitudinal X que de l'axe transversal Y.
La figure 12 représente, à l'instar de la figure 6, la face supérieure 138 du plancher 122. L'extrémité libre du fût central 112 s'étend légèrement en saillie de la face supérieure 138 afin que la première partie 104 puisse être fixée sur le fût central 112.
La figure 13 illustre une variante de réalisation pouvant s'appliquer aux deux modes de réalisations exposés ci-dessus. Pour une facilité de lecture, les références du premier mode de réalisation sont utilisées. La face supérieure 38 comprend une surépaisseur 146 située autour de l'orifice traversant 24 afin d'éviter une concentration des contraintes dans le SMC au niveau des bords de la première partie 4 en cas d'appui. Alternativement, il est possible que la première partie 4 soit chanfreinée afin d'éviter une telle concentration des efforts.
La figure 14 illustre également cette surépaisseur 146, ici en plus d'un chanfrein réalisé sur la première partie 4 de l'organe de fixation 2.
Dans le mode de production et d'assemblage préféré, le plancher est tout d'abord moulé de sorte à comprendre l'ensemble des formes décrites ci-dessus, à savoir un ensemble de nervures, d'empreintes et d'orifices. Suite au moulage, les orifices sont en général encore obturés par un opercule de matière.
La première étape consiste à retirer ces opercules pour éviter qu'ils ne gênent l'insertion du fût ou de la portion tubulaire de l'organe ou ne les bouchent. Préférentiellement, cette étape est réalisée en même temps que l'ébavurage du plancher afin de réaliser un gain de temps.
Puis les deuxièmes parties sont positionnées à leurs positions définitives sur un support d'assemblage permettant également d'accueillir le plancher. On place ensuite le plancher moulé sur ce support, qui vient alors se superposer aux deuxièmes parties de manière à faire correspondre la ou les empreintes des deuxièmes parties avec la ou les nervures présentes sur la face inférieure plancher et la ou les nervures présentes sur les deuxièmes parties avec la ou les empreintes présentes sur le plancher. Lors de cette étape les fûts des deuxièmes parties passent au travers des orifices du plancher.
Enfin, les premières parties des organes de fixation sont positionnées et fixées, par leur logement tubulaire ou par leur orifice, sur l'extrémité libre des fûts des parties inférieures des organes de fixation.
Le fût central étant creux et ouvert au moins du côté de la face supérieure du plancher, cela permet d'y insérer ou y faire traverser le moyen servant à fixer un équipement, par exemple d'habitacle comme un siège, au plancher du véhicule.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
II est envisageable que la deuxième partie soit positionnée sur la face supérieure du plancher, les empreintes concaves/formes convexes étant alors présentes sur la face supérieure du plancher. Les empreintes concaves/formes convexes peuvent adoptées de nombreuses formes autres que celles décrite auparavant. Le fût central peut également être compris par la première partie de l'organe de fixation.
II est également possible d'utiliser ce dispositif de fixation avec un autre élément qu'un plancher de véhicule automobile, ou encore d'utiliser ce dispositif de fixation pour fixer un système d'alimentation en énergie, par exemple un réservoir de carburant.
Nomenclature
: organe de fixation
: première partie
: deuxième partie
: surface d'appui
: logement
: fût central
: embase
: nervure annulaire
: empreinte circulaire
: face inférieure du plancher
: plancher
: nervures parallèles
: orifice traversant
: nervure circulaire
: empreintes rectilignes
: nervures rectilignes
: empreinte annulaire
: extrémités recourbées
: face supérieure du plancher
2 : organe de fixation
4 : première partie
6 : deuxième partie
2 : fût central
4 : plaque
6 : surface d'appui
8 : empreinte
0 : face inférieure du plancher
2 : plancher
4 : orifice traversant
6 : surépaisseur
9 : nervures
2 : empreinte rectangulaire
8 : face supérieure du plancher
0 : portion circulaire de l'empreinte 118
2 : portions rectilignes de l'empreinte 1184 : orifice de la partie supérieure 104
6 : surépaisseur de la face supérieure 138
Claims
Revendications
Organe de fixation (2 ; 102) d'un équipement à une pièce structurelle (22 ; 122) d'un véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend :
- une première partie (6 ; 106) apte à être positionnée sur une face de la pièce, et
- une deuxième partie (4 ; 104) apte à être positionnée sur une autre face de la pièce et apte à être fixée à la première partie en enserrant la pièce,
au moins une des deux parties comprenant au moins une empreinte (18 ; 118) concave dont la forme est apte à collaborer avec au moins forme équivalente convexe (26 ; 126, 129) de la pièce structurelle et comprenant un fût central (12, 112) apte à traverser un orifice (24 ; 124) de la pièce.
Organe de fixation (2 ; 102) selon la revendication 1 , dans lequel au moins une des deux parties (4, 6 ; 104, 106) comprend en outre au moins une forme convexe (16, 30 ; 116) apte à collaborer avec au moins une empreinte (28, 32) concave présente sur la pièce (22 ; 122).
Organe de fixation (102) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la deuxième partie est composée de deux sous- parties, une première composée du fût central et une seconde composée du corps principal de la deuxième partie comprenant l'empreinte.
Organe de fixation (102) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une empreinte (118) présente sur la deuxième partie (106) comprend au moins une portion (142) s'étendant dans une direction formant un angle inférieur à 45° avec un axe principal (A) de la deuxième partie.
Organe de fixation (2 ; 102) selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'organe comprenant un nombre d'empreintes concaves et/ou formes convexes compris entre 2 et 6, de préférence égal à 4.
Ensemble d'au moins un organe de fixation (2 ; 102) selon l'une quelconque des revendications précédentes et d'une pièce (22 ; 122) de véhicule automobile.
Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la pièce (22 ; 122) comprend une seule couche de matériau, de préférence en matériau composite.
Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel le fût central (12 ; 112) traverse la pièce (22 ; 122) au niveau d'un orifice (24 ; 124) ménagé dans la pièce, la pièce comprenant à proximité de l'orifice au moins une forme convexe (26 ; 126, 129) complémentaire d'au moins une empreinte (18,
118) concave présente sur une des parties (104, 106).
9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la pièce (22 ; 122) comprend en outre au moins une empreinte (28, 32) concave complémentaire d'au moins une forme convexe (16, 30 ; 116) présente sur une des deux parties (4, 6 ; 104, 106).
10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel la pièce (22 ; 122) comprend en outre au moins une nervure (23) s'étendant selon une direction parallèle à un axe principal de l'élément.
1 1. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, dans lequel la pièce (122) comprend une surépaisseur (146) située autour de l'extrémité de l'orifice (124) située sur une de ses faces (120, 138).
12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 11 , dans lequel la pièce (22, 122) est un plancher de véhicule automobile.
13. Procédé de réalisation d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, dans lequel :
on perce au moins un opercule obturant l'orifice (24 ; 124) présent sur la pièce, on place au moins une deuxième partie (6 ; 106) de l'organe de fixation (2 ; 102) sur un support en mesure d'accueillir également la pièce,
on dispose la pièce (22 ; 122) sur un support d'assemblage, la face inférieure (20 ; 120) de la pièce coiffant alors la deuxième partie de l'organe de fixation, le fût central (12 ; 112) traversant l'orifice et l'empreinte (18 ; 118) concave étant disposée sur la forme convexe (26 ; 126, 129),
on fixe la première partie (4 ; 104) sur la deuxième partie au niveau de la face supérieure (38 ; 138) de la pièce.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel on réalise le perçage en même temps qu'un ébavurage de la pièce.
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| Publication number | Publication date |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17825588 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17825588 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |