WO2021004707A1 - Structure de caisse pour un véhicule automobile - Google Patents

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WO2021004707A1
WO2021004707A1 PCT/EP2020/065603 EP2020065603W WO2021004707A1 WO 2021004707 A1 WO2021004707 A1 WO 2021004707A1 EP 2020065603 W EP2020065603 W EP 2020065603W WO 2021004707 A1 WO2021004707 A1 WO 2021004707A1
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WO
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Prior art keywords
structural element
lining
spacer
structural
body structure
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/065603
Other languages
English (en)
Inventor
Jose Cabo
Original Assignee
Renault S.A.S
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP20730274.6A priority Critical patent/EP3994051A1/fr
Publication of WO2021004707A1 publication Critical patent/WO2021004707A1/fr

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02—Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D25/02—Side panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B62D25/04—Door pillars ; windshield pillars

Definitions

  • TITLE Body structure for a motor vehicle Technical field of the invention
  • the invention relates to a body structure for a motor vehicle, 3 comprising a structural member and a liner of the structural member welded to the structural member.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising such a body structure.
  • the invention also relates to a method of manufacturing such a body structure.
  • Motor vehicles include a body forming a robust structure.
  • the body can include a structural element, such as for example a sheet metal element, to which a liner is attached.
  • the assembly formed by the structural element and its lining increases the robustness of the body of the motor vehicle, and in particular its resistance in the event of an impact.
  • the structural element and its liner must be securely attached to each other. In fact, in the event of an impact against the vehicle, the connection between the structural element and its liner can be highly stressed. If the mechanical connection between these two parts gives way or deteriorates, the body becomes more deformed and its capacity to absorb the energy of the impact decreases.
  • the structural element and its lining can extend to an opening intended to accommodate a door of the motor vehicle.
  • a gasket can be attached along a common edge of the structural member and the liner.
  • This fixing interface can be in the form a relief in the form of crenellations. The seal is then fitted, or in other words fitted, around the slots. The seal deforms around the crenellations which puts it in tension and ensures its good hold.
  • the aim of the invention is to provide a body structure for a motor vehicle overcoming the above drawbacks and improving the body structures known from the prior art.
  • a first object of the invention is a body structure in which a structural element and its liner are sturdily attached to each other.
  • a second object of the invention is a body structure which is simple to manufacture.
  • a third object of the invention is a body structure on which one can simply fix a seal.
  • the invention relates to a body structure for a motor vehicle, the body structure comprising a structural element and a lining of the structural element, the lining of the structural element extending generally parallel to the structural element, the lining of the structural member being welded directly to the structural member by means of first weld points, at least one of the structural element or the lining of the structural element comprising a relief forming a spacing between the lining of the structural element and the structural element, the spacing being located between the first weld points, the body structure including a spacer extending into the gap, the spacer being welded directly to the structural member, and the spacer being welded directly to the liner of the structural member.
  • the structural member may comprise a first edge, and the liner of the structural member may include a second edge, the second edge extending along the first edge, said spacing between the liner of the structural member and the member structural being formed at least in part between the first edge and the second edge.
  • the first edge and / or the second edge can comprise a fixing interface for a gasket of a motor vehicle, the gasket being intended to cover the first edge and / or the second edge, the gasket of sealing being intended to be fixed to the structural element and / or to the lining of the structural element by cooperation with said relief.
  • Said relief can comprise a succession of crenellations.
  • the spacer may include a body and a plurality of teeth connected to the body, each tooth of the spacer extending opposite a slot.
  • the spacer may be welded to the structural member and to the structural member liner by at least one second electrical weld point passing through a thickness of the structural member, the spacer, and the liner of the structural member.
  • the structural member may be a first sheet member, and / or the liner of the structural member may be a second sheet member, and / or the spacer may be a third sheet member.
  • the structural element may be a bodywork element of a motor vehicle, in particular an element of a rear wing or of a rear wing of a motor vehicle, the structural element comprising a generally smooth outer surface, and the lining of the structural element may comprise said relief.
  • the spacer can be riveted to the structural member or to the liner of the structural member.
  • the body structure may comprise a seal fixed to the structural element and / or to the lining of the structural element by cooperation with said relief.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a body structure as defined above.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a body structure as defined above, the method comprising:
  • Figure 1 is a schematic view of a motor vehicle according to one embodiment of the invention.
  • Figure 2 is an isometric side view of a liner of a structural element of the motor vehicle.
  • Figure 3 is a side isometric view of the structural member liner assembled to a spacer.
  • Figure 4 is a perspective isometric view of the structural member, assembled to the structural member liner and assembled to the spacer.
  • FIG. 1 schematically illustrates a motor vehicle 1 according to one embodiment of the invention.
  • the vehicle 1 can be of any kind. In particular, it can be for example a private vehicle, a utility vehicle, a truck or a bus.
  • the vehicle 1 comprises a body 2.
  • the body 2 is a rigid structure of the vehicle capable of supporting various components of the vehicle 1 and of protecting the passengers of the vehicle in the event of an impact against the vehicle.
  • the box 2 comprises a box structure 3 according to one embodiment of the invention.
  • the body structure 3 is part of the body 2 of the vehicle 1.
  • the X axis denotes the longitudinal axis of a vehicle. In forward gear and in a straight line, the vehicle advances from rear to front in a direction parallel to its longitudinal axis.
  • the X axis is oriented from the front to the rear of the vehicle, that is to say in the direction of reverse.
  • the Y axis designates the transverse axis of the vehicle.
  • the Y axis is oriented left to right, with left and right defined from the perspective of a driver of the vehicle.
  • the Z axis denotes the axis perpendicular to the X axis and the Y axis.
  • the Z axis is a vertical axis when the vehicle is resting on horizontal ground.
  • the Z axis is oriented from bottom to top.
  • the X, Y and Z axes form an orthogonal coordinate system.
  • the body structure 3 comprises a structural element 4 and a lining of the structural element 5.
  • the structural element 4 is a body element of the motor vehicle, in particular a rear wing or a rear wing. custode.
  • the rear wing or quarter panel is a part of the body extending to the rear of a lateral side of the vehicle 1.
  • the structural element 4 can be delimited at the front by an opening 6 intended to receive a door of the vehicle.
  • the opening 6 allows in particular the passengers of the vehicle 1 to enter and exit the vehicle.
  • the structural element 4 can in particular be delimited downwards by a wheel arch and upwards by a roof of the vehicle. Finally, it can be delimited at the rear by a trunk of the vehicle.
  • the structural element could be any other part of the body of the vehicle, for example a front fender, part of a floor of the vehicle or even an upright of the vehicle.
  • the structural element may include an exterior surface that is generally smooth, visible from the outside, and painted or intended to be painted.
  • the lining of the structural element 5 extends generally along the structural element 4. In other words, it extends generally parallel to the structural element 4. According to the embodiment presented, the lining of the element structural 5 and structural element 4 extend generally in a longitudinal and vertical plane of the vehicle but as a variant this plane could be oriented differently.
  • the lining of the structural element 5 can have a dimension close to the structural element 4 and cover it completely, or alternatively a smaller dimension and only partially cover it. It can be positioned towards the interior of the vehicle with respect to the structural element 4.
  • the lining of the structural element 5 may be concealed inside the vehicle by trim components or trim covering it.
  • the liner of the structural member 5 is firmly attached to the structural member
  • the structural element 4 and the liner of the structural element 5 can both be a sheet element, i.e. an element produced by deformation of an initially flat sheet or strip, for example. by stamping.
  • the lining of the structural element 5 may include various reliefs or openings 56 distributed over its surface.
  • the structural element 4 and the lining of the structural element 5 respectively comprise a first edge 41 and a second edge 51.
  • the first edge 41 and the second edge 51 form the rear contour of the opening 6 intended to receive the vehicle door.
  • the second edge 51 extends along the first edge 41.
  • the shape of the second edge 51 is therefore generally identical to the shape of the first edge 41 or otherwise very close to this shape.
  • the two edges 41, 51 are offset with respect to each other in a transverse direction of the vehicle. They can extend generally vertically and include curvatures matching the curvatures of said door.
  • the lining of structural element 5 comprises a ply 52 extending parallel to edge 51 and at a substantially constant distance from edge 51. Between the line formed by ply 52 and edge 51, the lining of structural element 5 is closer to the structural element 4, and even locally in contact with the structural element 4. At the rear of this fold 52 (i.e. on the other side of the ply 52 from the edge 51), a greater distance may exist between the structural element 4 and the lining of the structural element 5, which may allow house certain vehicle equipment.
  • the lining of the structural element 5 comprises a relief formed by a succession of crenellations 54.
  • the crenellations 54 are recesses with a generally flat bottom.
  • the relief is thus formed in the transverse direction, that is to say in the direction perpendicular to that in which the lining of the structural element 5 extends.
  • the crenellations 54 can be obtained by locally deforming the sheet constituting the lining. of the structural element 5, for example by stamping. Between the crenellations 54, that is to say between the recesses, the lining of the structural element comprises projecting faces 55 in contact with the structural element 4. A spacing 53 is therefore formed between the lining of the element. structural element 5 and the structural element 4 at the height of the crenellations 54. On the other hand, the structural element 5 and the structural element 4 are in contact at the height of the projecting faces 55.
  • the terms "projecting” and “hollow” is here to be interpreted from the point of view of an observer of the lining of structural element 5 positioned on the side of structural element 4.
  • the spacing 53 may for example be of the order of magnitude of a few millimeters.
  • the slots 54 may have a generally rectangular shape and be found in any number. They can be repeated along the edge 51 in a regular pattern, or on the contrary in an irregular manner.
  • the projecting faces 55 between the crenellations 54 may also have a generally rectangular shape and a size close to that of the crenellations.
  • the projecting faces 55 are connected to the crenellations 54 by fillets or rounded.
  • the slots 54 are formed at the edge 51 of the lining of the structural element.
  • the spacing 53 is therefore formed at least in part between the first edge and the second edge.
  • the relief formed by the series of crenellations 54 serves as a fixing interface for a seal 7 of the motor vehicle.
  • the seal represented by dotted lines in FIG. 2, may for example comprise a U-shaped frame which fits around the two edges 41, 51. One of the branches of the U is then resting against the structural element 4 and the other branch of the U is then resting against the lining of the structural element 5. The presence of relief puts the reinforcement of the seal. locally in tension, which allows the seal to be held in place. The seal 7 is therefore fixed to the structural element and to the lining of the structural element by cooperation with said relief.
  • the first edge 41 and the second edge 51 therefore include a fixing interface for the seal 7.
  • the seal 7 serves to seal the interface between the vehicle door and the body structure 3. It can be sealed. in particular for this purpose include an elastomeric part.
  • the seal is fixed to the structural element 4 and to the lining of the structural element 5. It covers the first edge 41 and the second edge 51.
  • the lining of the structural member is welded directly to the structural member at each protruding face 55 by first weld points 61.
  • the spaces 53 therefore extend between the first weld points 61. In other words, they are located between the first weld points 61.
  • the spaces 53 each comprise a straight segment connecting two consecutive weld points 61.
  • the welds 61 can be produced for example by an electric welding means, by applying a first electrode on the lining of the structural element 5, at a projecting face 55 and a second electrode on the structural element 4 opposite the first electrode. The weld point 61 is then formed at the interface between the structural element 4 and the lining of the structural element 5, between the two electrodes. As shown in Figure 1, the structural member 4 and the liner of the structural member 5 are welded directly to each other by four first spot welds 61, however, this number could be different, for example example one spot weld, two spot welds, three spot welds, or even any number of spot welds greater than or equal to five.
  • the structural element 4 and the lining of the structural element 5 are welded directly to each other insofar as they are in contact at these first weld points. Molten material (in this case steel) from the structural element 4 has therefore fused with the molten material from the lining of the structural element 5.
  • the body structure further includes a strut 8 extending into the space 53 formed between the structural member and the liner of the structural member.
  • the spacer is also a sheet element. It may have, at least locally, a thickness substantially equal to the spacing between the structural element and the lining of the structural element.
  • the spacer comprises a first face in contact with the structural element 4 and a second face, opposite the first face, in contact with the lining of the structural element 5. It is therefore sandwiched between the structural element 4 and the lining of the structural element 5.
  • the spacer 8 according to the embodiment of the invention is in particular clearly visible in FIG. 3. It comprises a body 81 and a plurality of teeth 82 connected to the body 81, in l 'species three teeth connected to the body 81.
  • Each tooth 82 of the spacer extends vis-à-vis a slot 54.
  • the teeth 82 therefore occupy the spaces 53 between the structural element 4 and the lining of the structural element 5 generated by the reliefs.
  • the first face of each tooth 82 of the spacer extends generally to the same height as the protruding faces 55 of the lining of the element structural 5.
  • the structural element 4, of generally planar shape, can therefore bear both against the projecting faces of the lining of the structural element 5 and against the teeth 82 of the spacer 8.
  • the body 81 of the The spacer may be shaped to match the shape of the structural member liner 5. Body 81 may contact the structural member liner over most of its surface.
  • It can also include a ply 84 matching the ply 52 and stiffening ribs 85 to stiffen the spacer at the ply 84. It may also include a cutout 86 matching the various reliefs and openings 56 formed on the surface of the lining of the structural element. It can also include openings 87 coinciding with openings made in the lining of the structural element 5.
  • the spacer 8 is welded directly to the structural element 4, and welded directly to the lining of the structural element 5.
  • the spacer can be welded to the structural element and to the lining of the structural element by at least a second electrical weld point 62 extending through a thickness of the structural member, the spacer, and the liner of the structural member.
  • the second welding points 62 can be produced, for example, by an electrical welding means, by applying a first electrode to the lining of the structural element 5, at the level of a slot. 54 and a second electrode on the structural element 4 opposite the first electrode.
  • the second weld point 62 can therefore be broken down into two elementary weld points formed simultaneously: the first 62a is formed between the structural element 4 and the spacer 8, the second 62b is formed between the lining of the structural element 5 and the spacer 8
  • a weld by elementary double attachment point is particularly resistant. It is even more resistant than fixing by a simple fixing point as is the case with the first welding points 61.
  • structural member 4 and the liner of structural member 5 are welded directly to each other by three second spot welds 62, however, this number could be different, for example example one spot weld, two spot welds, or even any number of spot welds greater than or equal to four.
  • the structural member 4 and the liner of the structural member 5 are not welded directly to each other through the second weld points as the spacer 8 is interposed between the structural member 4 and the lining of the structural element 5 at the level of the second welds.
  • the spacer can also be riveted to the liner of the structural member.
  • the spacer 8 may include two circular holes 83 capable of accommodating rivets. Riveting the spacer to the structural member liner immobilizes the spacer relative to the structural member liner before it is permanently welded. Indeed, the spacer being inserted between the structural element 4 and the lining of the structural element 5, it is difficult to access once the structural element 4 and its lining 5 are in place. In particular, it could be very complicated to keep the spacer 8 in position with a holding tool while waiting for the realization of the second welding points.
  • the spacer could not be simply inserted between the structural element and its liner by a translational movement parallel to the plane in which they extend.
  • the spacer could be attached to the structural member instead of being attached to its liner.
  • the spacer can then be riveted by two rivets to the lining of the structural element 5.
  • the pre-assembly of the spacer 8 with the liner of the structural element 5 could be obtained differently. It could for example be obtained by screwing, by another welding, or even by gluing.
  • the purpose of pre-assembly is to provide temporary support for the spacer, the time to make the first and second welds.
  • the use of two fixing points to achieve this pre-assembly prevents the spacer from rotating relative to the lining of the structural element 5.
  • the lining of the structural element can be brought against the structural element so that the edges 41, 51 are aligned.
  • the first and second electrical welding points can then be produced. For example, it is possible to make first of all the first electrical welding points then the second electrical welding points, or conversely, first of all the second electrical welding points and then the first electrical welding points. It is also possible to alternate the production of the first electrical welding points and of the second electrical welding points, for example by progressing along the edges 41, 51 upwards or downwards. Taking into account the fact that the welding parameters are different depending on the thickness of the sheets to be welded, the same welding clamp can be used to make the first and second electrical welding points.
  • the operating parameters of the welding gun are adapted to the thickness of the weld, in particular by modifying the electrical intensity flowing through of the clamp.
  • a compressive force of the structural element can be applied against the lining of the structural element to ensure good contact between the different surfaces. This pressure can be released as soon as the molten material has cooled and solidified.
  • a structural element 4 is thus obtained welded to the lining of the structural element 5 by seven welding points, but as a variant this number could be different.
  • the seal 7 can be fitted or in other words fitted around the two edges 41, 51 respectively of the structural element 4 and of the lining of the structural element 5. Thanks to the presence of reliefs along the edge.
  • the seal 7 is put under tension which makes it possible to obtain a good holding of the seal 7. Thanks to the invention, there is therefore a structure of body offering at the same time a very great robustness since the structural element is welded to the lining of the structural element by the first and the second welding points. These weld spots are formed as close as possible to the edges 41, 51 despite the presence of reliefs, and without disturbing the sealing interface of the seal. It is easy to assemble the seal and its hold against the structural element and its lining is also optimal.
  • the invention may be suitable for fixing by welding any structural element with its lining, since the structural element or its lining have a relief reducing their surfaces in contact.

Abstract

Structure de caisse (3) pour un véhicule (1) automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément structurel (4) et une doublure de l'élément structurel (5), la doublure de l'élément structurel (5) s'étendant globalement parallèlement à l'élément structurel (4), la doublure de l'élément structurel (5) étant soudée directement à l'élément structurel (4) par des premiers points de soudures (61), au moins l'un parmi l'élément structurel (4) ou la doublure de l'élément structurel (5) comprenant un relief formant un espacement (53) entre la doublure de l'élément structurel (5) et l'élément structurel (4), l'espacement (53) étant localisé entre les premiers points de soudure (61), la structure de caisse (3) comprenant une entretoise (8) s'étendant dans l'espacement (53), l'entretoise (8) étant soudée directement à l'élément structurel (4), et l'entretoise (8) étant soudée directement à la doublure de l'élément structurel (5).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Structure de caisse pour un véhicule automobile Domaine Technique de l'invention
L’invention concerne une structure de caisse pour un véhicule automobile, la 3 comprenant un élément structurel et une doublure de l'élément structurel soudé à l'élément structurel. L’invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant une telle structure de caisse. L’invention porte encore sur un procédé de fabrication d'une telle structure de caisse.
Etat de la technique antérieure
Les véhicules automobiles comprennent une caisse formant une structure robuste. Notamment, la caisse peut comprendre un élément structurel, comme par exemple un élément de tôle, auquel est fixée une doublure. L'ensemble formé par l'élément structurel et sa doublure augmente la robustesse de la caisse du véhicule automobile, et en particulier sa résistance en cas de choc. L'élément structurel et sa doublure doivent être solidement fixé l'un à l'autre. En effet, en cas de choc contre le véhicule, la liaison entre l'élément structurel et sa doublure peut être fortement sollicitée. Si la liaison mécanique entre ces deux pièces cède ou se dégrade, la caisse se déforme davantage et sa capacité à absorber l'énergie du choc diminue.
Par ailleurs, l'élément structurel et sa doublure peuvent s'étendre jusqu'à une ouverture destinée à accueillir une porte du véhicule automobile. Dans ce cas, un joint d'étanchéité peut être fixé le long d'un bord commun de l'élément structurel et de la doublure. Pour permettre une bonne tenue du joint d'étanchéité sur la caisse du véhicule, il est connu de prévoir sur la doublure de l'élément structurel une interface de fixation du joint d'étanchéité. Cette interface de fixation peut se présenter sous la forme d'un relief en forme de créneaux. Le joint d'étanchéité est alors emboîté, ou autrement dit chaussé, autour des créneaux. Le joint d'étanchéité se déforme autour des créneaux ce qui le met en tension et assure sa bonne tenue.
Toutefois, les caisses des véhicules automobiles connues de l'état de la technique ne présentent pas simultanément une robustesse optimale, notamment en cas de choc contre le véhicule, et une interface de fixation pour un joint d'étanchéité simple à utiliser et offrant une bonne tenue du joint d'étanchéité.
Présentation de l'invention
Le but de l’invention est de fournir une structure de caisse pour un véhicule automobile remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les structures de caisse connues de l’art antérieur.
Plus précisément, un premier objet de l’invention est une structure de caisse dans laquelle un élément structurel et sa doublure sont fixés de manière robuste l'un à l'autre.
Un second objet de l’invention est une structure de caisse simple à fabriquer.
Un troisième objet de l'invention est une structure de caisse sur laquelle on peut fixer simplement un joint d'étanchéité.
Résumé de l'invention
L'invention se rapporte à une structure de caisse pour un véhicule automobile, la structure de caisse comprenant un élément structurel et une doublure de l'élément structurel, la doublure de l'élément structurel s'étendant globalement parallèlement à l'élément structurel, la doublure de l'élément structurel étant soudée directement à l'élément structurel par des premiers points de soudures, au moins l'un parmi l'élément structurel ou la doublure de l'élément structurel comprenant un relief formant un espacement entre la doublure de l'élément structurel et l'élément structurel, l'espacement étant localisé entre les premiers points de soudure, la structure de caisse comprenant une entretoise s'étendant dans l'espacement, l'entretoise étant soudée directement à l'élément structurel, et l'entretoise étant soudée directement à la doublure de l'élément structurel.
L'élément structurel peut comprendre un premier bord, et la doublure de l'élément structurel peut comprendre un deuxième bord, le deuxième bord s'étendant le long du premier bord, ledit espacement entre la doublure de l'élément structurel et l'élément structurel étant formé au moins en partie entre le premier bord et le deuxième bord.
Le premier bord et/ou le deuxième bord peuvent comprendre une interface de fixation pour un joint d'étanchéité d'un véhicule automobile, le joint d'étanchéité étant destiné à recouvrir le premier bord et/ou le deuxième bord, le joint d'étanchéité étant destiné à être fixé à l'élément structurel et/ou à la doublure de l'élément structurel par une coopération avec ledit relief.
Ledit relief peut comprendre une succession de créneaux.
L'entretoise peut comprendre un corps et une pluralité de dents reliées au corps, chaque dent de l'entretoise s'étendant en vis-à-vis d'un créneau.
L'entretoise peut être soudée à l'élément structurel et à la doublure de l'élément structurel par au moins un deuxième point de soudure électrique traversant une épaisseur de l'élément structurel, de l'entretoise, et de la doublure de l'élément structurel. L'élément structurel peut être un premier élément de tôle, et/ou la doublure de l'élément structurel peut être un deuxième élément de tôle, et/ou l'entretoise peut être un troisième élément de tôle.
L'élément structurel peut être un élément de carrosserie d'un véhicule automobile, notamment un élément d'une aile arrière ou d'une custode d'un véhicule automobile, l'élément structurel comprenant une surface extérieure globalement lisse, et la doublure de l'élément structurel peut comprendre ledit relief.
L'entretoise peut être rivetée à l'élément structurel ou à la doublure de l'élément structurel.
La structure de caisse peut comprendre un joint d'étanchéité fixé à l'élément structurel et/ou à la doublure de l'élément structurel par une coopération avec ledit relief.
L'invention se rapporte également à un véhicule automobile comprenant une structure de caisse telle que définie précédemment.
L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une structure de caisse telle que définie précédemment, le procédé comprenant :
- une étape de pré-assemblage de l'entretoise à l'un parmi l'élément structurel ou la doublure de l'élément structurel, notamment le pré assemblage étant réalisé par rivetage, puis
- une étape de soudure électrique de l'élément structurel directement à la doublure de l'élément structurel, et
- une étape de soudure électrique de l'entretoise directement à l'élément structurel et directement à la doublure de l'élément structurel. Présentation des figures
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[Fig. 1 ] La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l'invention.
[Fig. 2] La figure 2 est une vue isométrique de côté d'une doublure d'un élément structurel du véhicule automobile.
[Fig. 3] La figure 3 est une vue isométrique de côté de la doublure de l'élément structurel assemblé à une entretoise.
[Fig. 4] La figure 4 est une vue isométrique en perspective de l'élément structurel, assemblé à la doublure de l'élément structurel et assemblé à l'entretoise.
Description détaillée
La figure 1 illustre schématiquement un véhicule 1 automobile selon un mode de réalisation de l'invention. Le véhicule 1 peut être de toute nature. Notamment, il peut être par exemple un véhicule particulier, un véhicule utilitaire, un camion ou un bus. Le véhicule 1 comprend une caisse 2. La caisse 2 est une structure rigide du véhicule apte à supporter différents organes du véhicule 1 et à protéger les passagers du véhicule en cas de choc contre le véhicule. La caisse 2 comprend une structure de caisse 3 selon un mode de réalisation de l'invention. La structure de caisse 3 est une partie de la caisse 2 du véhicule 1.
Dans ce document, l’axe X désigne l’axe longitudinal d'un véhicule. En marche avant et en ligne droite, le véhicule progresse de l’arrière vers l’avant selon une direction parallèle à son axe longitudinal. L’axe X est orienté de l’avant vers l’arrière du véhicule, c’est-à-dire dans le sens de la marche arrière. L’axe Y désigne l’axe transversal du véhicule. L’axe Y est orienté de la gauche vers la droite, la gauche et la droite étant définies selon le point de vue d’un conducteur du véhicule. L’axe Z désigne l’axe perpendiculaire à l’axe X et à l’axe Y. L’axe Z est un axe vertical lorsque le véhicule repose sur un sol horizontal. L’axe Z est orienté de bas en haut. Les axes X, Y et Z forment un repère orthogonal.
La structure de caisse 3 comprend un élément structurel 4 et une doublure de l'élément structurel 5. En particulier, selon le mode de réalisation décrit, l'élément structurel 4 est un élément de carrosserie du véhicule automobile, notamment une aile arrière ou une custode. L'aile arrière ou custode est une partie de la caisse s'étendant à l'arrière d'un côté latéral du véhicule 1 . L'élément structurel 4 peut être délimité à l'avant par une ouverture 6 destinée à recevoir une porte du véhicule. L'ouverture 6 permet notamment aux passagers du véhicule 1 d'entrer et de sortir du véhicule. L'élément structurel 4 peut notamment être délimité vers le bas par un passage de roue et vers le haut par un toit du véhicule. Enfin, il peut être délimité à l'arrière par un coffre du véhicule. En variante, l'élément structurel pourrait être toute autre partie de la caisse du véhicule par exemple une aile avant, une partie d'un plancher du véhicule ou encore un montant du véhicule. L'élément structurel peut comprendre une surface extérieure globalement lisse, visible de l'extérieur, et peinte ou destinée à être peinte.
La doublure de l'élément structurel 5 s'étend globalement le long de l'élément structurel 4. Autrement dit, elle s'étend globalement parallèlement à l'élément structurel 4. Selon le mode de réalisation présenté, la doublure de l'élément structurel 5 et l'élément structurel 4 s'étendent globalement dans un plan longitudinal et vertical du véhicule mais en variante ce plan pourrait être orienté différemment. La doublure de l'élément structurel 5 peut avoir une dimension proche de l'élément structurel 4 et le recouvrir complètement, ou en variante une dimension inférieure et ne le recouvrir que partiellement. Elle peut être positionnée vers l'intérieur du véhicule par rapport à la l'élément structurel 4. La doublure de l'élément structurel 5 peut être masquée à l'intérieur du véhicule par des composants d'habillage ou garnitures la recouvrant. La doublure de l'élément structurel 5 est fixée fermement à l'élément structurel
4 pour augmenter la rigidité et sa robustesse globale de la structure de caisse 3.
L'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 peuvent être tous les deux un élément de tôle, c’est-à-dire un élément produit par déformation d'une tôle ou d'un feuillard initialement plat, par exemple par emboutissage. L'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel
5 sont avantageusement fabriqués à partir d'acier ou de tout autre matériau apte à être soudé.
En référence à la figure 2, la doublure de l'élément structurel 5 peut comprendre divers reliefs ou ouvertures 56 répartis sur sa surface. L'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 comprennent respectivement un premier bord 41 et un deuxième bord 51 . Le premier bord 41 et le deuxième bord 51 forment le contour arrière de l'ouverture 6 destinée à recevoir la porte du véhicule. Le deuxième bord 51 s'étend le long du premier bord 41 . La forme du deuxième bord 51 est donc globalement identique à la forme du premier bord 41 ou sinon très proche de cette forme. Les deux bords 41 , 51 sont décalés l'un par rapport à l'autre suivant une direction transversale du véhicule. Ils peuvent s'étendre globalement verticalement et comprendre des courbures épousant les courbures de ladite porte.
La doublure de l'élément structurel 5 comprend un pli 52 s'étendant parallèlement au bord 51 et à une distance sensiblement constante du bord 51. Entre la ligne formée par le pli 52 et le bord 51 , la doublure de l'élément structurel 5 est plus proche de l'élément structurel 4, et même localement en contact avec l'élément structurel 4. A l'arrière de ce pli 52 (c’est-à-dire de l'autre côté du pli 52 par rapport au bord 51 ), une distance plus importante peut exister entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5, ce qui peut permettre de loger certains équipements du véhicule. Dans la bande délimitée par le pli 52 et le bord 51 , la doublure de l'élément structurel 5 comprend un relief formé par une succession de créneaux 54. Les créneaux 54 sont des creux avec un fond globalement plat. Le relief est ainsi formé dans la direction transversale c’est-à-dire dans la direction perpendiculaire à celle dans laquelle s'étend la doublure de l'élément structurel 5. Les créneaux 54 peuvent être obtenus en déformant localement la tôle constituant la doublure de l'élément structurel 5, par exemple par emboutissage. Entre les créneaux 54, c’est-à-dire entre les creux, la doublure de l'élément structurel comprend des faces saillantes 55 en contact avec l'élément structurel 4. Un espacement 53 est donc formé entre la doublure de l'élément structurel 5 et l'élément structurel 4 à hauteur des créneaux 54. D'un autre côté, l'élément structurel 5 et l'élément structurel 4 sont en contact à hauteur des faces saillantes 55. En remarque, les termes "saillantes" et "creux" doivent ici être interprétés selon le point de vue d'un observateur de la doublure de l'élément structurel 5 positionné du côté de l'élément structurel 4.
L'espacement 53 peut être par exemple de l'ordre de grandeur de quelques millimètres. Les créneaux 54 peuvent avoir une forme globalement rectangulaire et se trouver en nombre quelconque. Ils peuvent être répétés le long du bord 51 selon un motif régulier, ou au contraire de manière irrégulière. Les faces saillantes 55 entre les créneaux 54 peuvent avoir également une forme globalement rectangulaire et une taille proche de celle des créneaux. Les faces saillantes 55 sont reliées au créneaux 54 par des congés ou arrondis.
Les créneaux 54 sont formés au niveau du bord 51 de la doublure de l'élément structurel. Lorsqu'on observe la tranche du bord 51 comme sur la figure 1 ou sur la figure 4, on constate qu'elle suit une ligne crénelée. L'espacement 53 est donc formé au moins en partie entre le premier bord et le deuxième bord.
Le relief formé par la série de créneaux 54 sert d'interface de fixation pour un joint d'étanchéité 7 du véhicule automobile. Le joint d'étanchéité, représenté par des pointillés sur la figure 2, peut par exemple comprendre une armature en forme de U qui s'emboîte autour des deux bords 41 , 51 . L'une des branches du U est alors en appui contre l'élément structurel 4 et l'autre branche du U est alors en appui contre la doublure l'élément structurel 5. La présence de relief met l'armature du joint d'étanchéité localement en tension ce qui permet de bien faire tenir le joint d'étanchéité en place. Le joint d'étanchéité 7 est donc fixé à l'élément structurel et à la doublure de l'élément structurel par une coopération avec ledit relief.
Le premier bord 41 et le deuxième bord 51 comprennent donc une interface de fixation pour le joint d'étanchéité 7. Le joint d'étanchéité 7 sert à rendre étanche l'interface entre la porte du véhicule et la structure de caisse 3. Il peut notamment comprendre à cet effet une partie en élastomère. Le joint d'étanchéité, est fixé à l'élément structurel 4 et à la doublure de l'élément structurel 5. Il recouvre le premier bord 41 et le deuxième bord 51 .
La doublure de l'élément structurel est soudée directement à l'élément structurel au niveau de chaque face saillante 55 par des premiers points de soudure 61 . Les espacements 53 s'étendent donc entre les premiers points de soudure 61. Autrement dit, ils sont localisés entre les premiers points de soudure 61. Les espacements 53 comprennent chacun un segment de droite reliant deux points de soudure 61 consécutifs.
Les points de soudures 61 peuvent être réalisés par exemple par un moyen de soudure électrique, en appliquant une première électrode sur la doublure de l'élément structurel 5, au niveau d'une face saillante 55 et une deuxième électrode sur l'élément structurel 4 en face de la première électrode. Le point de soudure 61 se forme alors à l'interface entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5, entre les deux électrodes. Comme cela est représenté sur la figure 1 , l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 sont soudés directement l'un à l'autre par quatre premiers points de soudure 61 , toutefois, ce nombre pourrait être différent, par exemple un point de soudure, deux points de soudure, trois points de soudure, ou même n'importe quel nombre de points de soudure supérieur ou égal à cinq. L'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 sont soudés directement l'un à l'autre dans la mesure où ils sont en contacts au niveau de ces premiers points de soudure. De la matière fondue (en l'espèce de l'acier) issue de l'élément structurel 4 a donc fusionné avec de la matière fondue issue de la doublure de l'élément structurel 5.
La structure de caisse comprend en outre une entretoise 8 s'étendant dans l'espacement 53 formé entre l'élément structurel et la doublure de l'élément structurel. Avantageusement, l'entretoise est également un élément de tôle. Elle peut avoir, au moins localement, une épaisseur sensiblement égale à l'espacement entre l'élément structurel et la doublure de l'élément structurel. L'entretoise comprend une première face en contact avec l'élément structurel 4 et une deuxième face, opposée à la première face, en contact avec la doublure de l'élément structurel 5. Elle est donc prise en sandwich entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5. L'entretoise 8 selon le mode de réalisation de l'invention est notamment bien visible sur la figure 3. Elle comprend un corps 81 et une pluralité de dents 82 reliées au corps 81 , en l'espèce trois dents reliées au corps 81. Chaque dent 82 de l'entretoise s'étend en vis-à-vis d'un créneau 54. Les dents 82 occupent donc les espacements 53 entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 générés par les reliefs. La première face de chaque dent 82 de l'entretoise s'étend globalement à la même hauteur que les faces saillantes 55 de la doublure de l'élément structurel 5. L'élément structurel 4, de forme globalement plane, peut donc prendre appui à la fois contre les faces saillantes de la doublure de l'élément structurel 5 et contre les dents 82 de l'entretoise 8. Le corps 81 de l'entretoise peut avoir une forme épousant la forme de la doublure de l'élément structurel 5. Le corps 81 peut être en contact avec la doublure de l'élément structurel sur la majeure partie de sa surface. Il peut en outre comprendre un pli 84 épousant le pli 52 et des nervures de rigidification 85 pour rigidifier l'entretoise au niveau du pli 84. Il peut en outre comprendre une découpe 86 épousant les divers reliefs et ouvertures 56 formés à la surface de la doublure de l'élément structurel. Il peut aussi comprendre des ouvertures 87 coïncidant avec des ouvertures réalisées dans la doublure de l'éléments structurel 5.
L'entretoise 8 est soudée directement à l'élément structurel 4, et soudée directement à la doublure de l'élément structurel 5. Notamment, l'entretoise peut être soudée à l'élément structurel et à la doublure de l'élément structurel par au moins un deuxième point de soudure électrique 62 traversant une épaisseur de l'élément structurel, de l'entretoise, et de la doublure de l'élément structurel. De manière analogue aux premiers points de soudure électriques 61 , les deuxièmes points de soudures 62 peuvent être réalisés par exemple par un moyen de soudure électrique, en appliquant une première électrode sur la doublure de l'élément structurel 5, au niveau d'un créneau 54 et une deuxième électrode sur l'élément structurel 4 en face de la première électrode. Un arc électrique reliant les deux électrodes fait fondre les matériaux à l'interface entre l'élément structurel 4 et l'entretoise 8, ainsi qu'entre l'entretoise 8 et la doublure de l'élément structurel 5. Le deuxième point de soudure 62 peut donc être décomposé en deux points de soudure élémentaire formés simultanément: le premier 62a est formé entre l'élément structurel 4 et l'entretoise 8, le deuxième 62b est formé entre la doublure de l'élément structurel 5 et l'entretoise 8. Avantageusement, une soudure par double point de fixation élémentaire est particulièrement résistante. Elle est même plus résistante qu'une fixation par un simple point de fixation comme c'est le cas des premiers points de soudure 61 . Comme cela est représenté sur la figure 1 , l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 sont soudés directement l'un à l'autre par trois deuxièmes points de soudure 62, toutefois, ce nombre pourrait être différent, par exemple un point de soudure, deux points de soudure, ou même n'importe quel nombre de points de soudure supérieur ou égal à quatre. L'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 ne sont pas soudés directement l'un à l'autre par l'intermédiaire des deuxièmes points de soudure dans la mesure où l'entretoise 8 est intercalée entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5 au niveau des deuxièmes points de soudure.
Pour les besoins de l'assemblage, l'entretoise peut être également rivetée à la doublure de l'élément structurel. Par exemple, comme cela apparaît sur la figure 3, l'entretoise 8 peut comprendre deux trous circulaires 83 aptes à accueillir des rivets. Le rivetage de l'entretoise à la doublure de l'élément structurel permet d'immobiliser l'entretoise par rapport à la doublure de l'élément structurel avant qu'elle ne soit définitivement soudée. En effet, l'entretoise étant insérée entre l'élément structurel 4 et la doublure de l'élément structurel 5, elle est difficilement accessible une fois que l'élément structurel 4 et sa doublure 5 sont en place. Notamment, il pourrait être très compliqué de maintenir l'entretoise 8 en position avec un outillage de maintien en attendant la réalisation des deuxièmes points de soudure. De plus, comme les dents 82 de l'entretoise s'étendent dans des directions qui ne sont pas parallèle (en référence à la figure 3, la dent inférieure est orientée légèrement vers le haut et la dent supérieure est orientée légèrement vers le bas), l'entretoise ne pourrait pas être simplement insérée entre l'élément structurel et sa doublure par un mouvement de translation parallèle au plan dans lequel ils s'étendent. En variante, l'entretoise pourrait être fixée à l'élément structurel au lieu d'être fixée à sa doublure. Pour fabriquer une structure de caisse telle que précédemment décrit, on peut tout d'abord réaliser séparément l'élément structurel, la doublure de l'élément structurel et l'entretoise 8. Ces trois éléments peuvent être fabriqué par déformation d'une feuille de tôle, par exemple par emboutissage. Ensuite on positionne l'entretoise 8 contre la doublure de l'élément structurel 5 de sorte que ses dents coïncident avec les créneaux 54. On peut alors riveter l'entretoise par deux rivets à la doublure de l'élément structurel 5. En variante le pré-assemblage de l'entretoise 8 avec la doublure de l'élément structurel 5 pourrait être obtenu différemment. Il pourrait être par exemple obtenu par vissage, par une autre soudure, voire même par collage. Le pré-assemblage a pour objectif d'offrir un maintien temporaire de l'entretoise, le temps de réaliser les premiers et deuxièmes points de soudure. Avantageusement, l'utilisation de deux point de fixation pour réaliser ce pré-assemblage empêche l'entretoise de tourner par rapport à la doublure de l'élément structurel 5.
Une fois l'entretoise solidarisée à la doublure de l'élément structurel 5, on peut apporter la doublure de l'élément structurel contre l'élément structurel de sorte à ce que les bords 41 , 51 soient alignés. On peut alors réaliser les premiers et deuxièmes points de soudure électrique. On peut par exemple réaliser tout d'abord les premiers points de soudure électrique puis les deuxièmes points de soudure électrique, ou inversement réaliser tout d'abord les deuxièmes points de soudure électrique puis les premiers points de soudure électrique. On peut également alterner la réalisation des premiers points de soudure électrique et des deuxièmes points de soudure électrique, par exemple en progressant le long des bords 41 , 51 vers le haut ou vers le bas. Compte tenu du fait que les paramètres de soudage sont différents en fonction des épaisseurs de tôles à souder, la même pince à souder peut être utilisée pour réaliser les premiers et deuxièmes points de soudure électrique. Dans ce cas, les paramètres de fonctionnement de la pince à souder sont adaptés à l’épaisseur de la soudure, notamment en modifiant l’intensité électrique circulant au travers de la pince. Lors de l'opération de soudure électrique, on peut appliquer un effort de compression de l'élément structurel contre la doublure de l'élément structurel pour assurer un bon contact entre les différentes surfaces. Cette pression peut être relâchée dès que les matériaux fondus ont refroidis et se sont solidifiés. On obtient ainsi un élément structurel 4 soudé à la doublure de l'élément structurel 5 par sept points de soudure, mais en variante ce nombre pourrait être différent. Ensuite, on peut chausser ou autrement dit emmancher le joint d'étanchéité 7 autour des deux bords 41 , 51 respectivement de l'élément structurel 4 et de la doublure de l'élément structurel 5. Grâce à la présence de reliefs le long du bord 51 de la doublure de l'élément structurel, le joint d'étanchéité 7 est mis sous tension ce qui permet d'obtenir une bonne tenue du joint d'étanchéité 7. Grâce à l'invention, on dispose donc d'une structure de caisse offrant à la fois une très grande robustesse puisque l'élément structurel est soudé à la doublure de l'élément structurel par les premiers et les deuxièmes points de soudure. Ces points de soudure sont formés au plus près des bords 41 , 51 malgré la présence de reliefs, et sans perturber l'interface de fixation du joint d'étanchéité. Le montage du joint d'étanchéité est aisé et sa tenue contre l'élément structurel et sa doublure est également optimale. L'invention pourra être adaptée pour la fixation par soudure de n'importe quel élément structurel avec sa doublure, dès lors que l'élément structurel ou sa doublure présentent un relief réduisant leurs surfaces en contact.

Claims

REVENDICATIONS
1. Structure de caisse (3) pour un véhicule (1 ) automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément structurel (4) et une doublure de l'élément structurel (5), la doublure de l'élément structurel (5) s'étendant globalement parallèlement à l'élément structurel (4), la doublure de l'élément structurel (5) étant soudée directement à l'élément structurel (4) par des premiers points de soudures (61 ), au moins l'un parmi l'élément structurel (4) ou la doublure de l'élément structurel (5) comprenant un relief formant un espacement (53) entre la doublure de l'élément structurel (5) et l'élément structurel (4), l'espacement (53) étant localisé entre les premiers points de soudure (61 ), la structure de caisse (3) comprenant une entretoise (8) s'étendant dans l'espacement (53), l'entretoise (8) étant soudée directement à l'élément structurel (4), et l'entretoise (8) étant soudée directement à la doublure de l'élément structurel (5).
2. Structure de caisse (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'élément structurel (4) comprend un premier bord (41 ), et en ce que la doublure de l'élément structurel (5) comprend un deuxième bord (51 ), le deuxième bord (51 ) s'étendant le long du premier bord (41 ), ledit espacement (53) entre la doublure de l'élément structurel (5) et l'élément structurel (4) étant formé au moins en partie entre le premier bord (41 ) et le deuxième bord (51 ).
3. Structure de caisse (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le premier bord (41 ) et/ou le deuxième bord (51 ) comprennent une interface de fixation pour un joint d'étanchéité (7) d'un véhicule (1 ) automobile, le joint d'étanchéité (7) étant destiné à recouvrir le premier bord (41 ) et/ou le deuxième bord (51 ), le joint d'étanchéité (7) étant destiné à être fixé à l'élément structurel (4) et/ou à la doublure de l'élément structurel (5) par une coopération avec ledit relief.
4. Structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit relief comprend une succession de créneaux (54).
5. Structure de caisse (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'entretoise (8) comprend un corps (81 ) et une pluralité de dents (82) reliées au corps (81 ), chaque dent de l'entretoise s'étendant en vis-à-vis d'un créneau (54).
6. Structure de caisse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entretoise (8) est soudée à l'élément structurel (4) et à la doublure de l'élément structurel (5) par au moins un deuxième point de soudure électrique (62) traversant une épaisseur de l'élément structurel (4), de l'entretoise (8), et de la doublure de l'élément structurel (5).
7. Structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément structurel (4) est un premier élément de tôle, et/ou en ce que la doublure de l'élément structurel (5) est un deuxième élément de tôle, et/ou en ce que l'entretoise (8) est un troisième élément de tôle.
8. Structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément structurel (4) est un élément de carrosserie d'un véhicule automobile, notamment un élément d'une aile arrière ou d'une custode d'un véhicule (1 ) automobile, l'élément structurel (4) comprenant une surface extérieure globalement lisse, et en ce que la doublure de l'élément structurel (5) comprend ledit relief.
9. Structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entretoise (8) est rivetée à l'élément structurel (4) ou à la doublure de l'élément structurel (5).
10. Structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un joint d'étanchéité (7) fixé à l'élément structurel (4) et/ou à la doublure de l'élément structurel (5) par une coopération avec ledit relief.
1 1 . Véhicule (1 ) automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une structure de caisse (3) selon l'une des revendications précédentes.
12. Procédé de fabrication d'une structure de caisse (3) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape de pré-assemblage de l'entretoise (8) à l'un parmi l'élément structurel (4) ou la doublure de l'élément structurel (5), notamment le pré-assemblage étant réalisé par rivetage, puis - une étape de soudure électrique de l'élément structurel (4) directement à la doublure de l'élément structurel (5), et
- une étape de soudure électrique de l'entretoise (8) directement à l'élément structurel (4) et directement à la doublure de l'élément structurel (5).
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