"Ensemble de structure de caisse de véhicule renforcé localement en fibre de carbone" L'invention concerne un ensemble de structure de caisse de véhicule automobile.The invention relates to a vehicle body structure assembly reinforced with carbon fiber.
L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de structure de caisse de véhicule automobile comportant au moins un paroi de raideur globale déterminée constituée de la combinaison d'un panneau extérieur réalisée en tôle d'acier d'une première raideur déterminée et d'un élément intérieur de renfort d'une seconde raideur déterminée qui double le panneau extérieur. On connaît des exemples d'ensemble de structure de caisse du type décrit précédemment. Un ensemble de structure de caisse comporte en effet généralement des parois dont la raideur globale est déterminante pour pouvoir résister aux phénomènes d'enfoncement, qu'il s'agisse d'un phénomène d'enfoncement localisé de type marquage ou d'un phénomène d'enfoncement étendu de type cloquage.The invention more particularly relates to a motor vehicle body structure assembly comprising at least one wall of overall stiffness determined consisting of the combination of an outer panel made of sheet steel with a first determined stiffness and an element. reinforcing interior of a determined second stiffness that doubles the outer panel. Examples of body structure of the type described above are known. In general, a body structure assembly has walls whose overall stiffness is decisive in order to be able to withstand driving phenomena, whether it be a localized marking-type penetration phenomenon or a formation phenomenon. extended depression of the blistering type.
Afin de limiter les épaisseurs de tôle, et donc de limiter le poids global de l'ensemble de structure de caisse, il a déjà été proposé de réaliser la paroi sous la forme d'un assemblage d'un panneau extérieur en tôle et d'une peau de renfort intérieure elle aussi en tôle.In order to limit the thickness of the sheet, and therefore to limit the overall weight of the body structure assembly, it has already been proposed to make the wall in the form of an assembly of an outer sheet metal panel and an inner reinforcing skin also made of sheet metal.
Cette configuration n'apporte qu'un gain de poids limité. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant un ensemble de structure de caisse comportant une paroi réalisée à partir d'un panneau extérieur en tôle d'acier d'une première raideur déterminée et d'une peau intérieur de renfort réalisée en un matériau non métallique rigide. Dans ce but, l'invention propose un ensemble de structure de caisse du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'élément intérieur de renfort comporte une peau intérieure de renfort réalisée en fibres de carbone pour proposer une paroi légère. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la peau intérieure de renfort double le panneau extérieur seulement dans une zone de la paroi vulnérable à l'enfoncement, - le panneau en tôle d'acier présente une épaisseur de sensiblement 0.5mm et la peau de renfort en fibres de carbone présente une épaisseur de sensiblement 0.7 mm. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble de structure de caisse selon l'invention ; et - la figure 2 est une vue très schématique en coupe d'une paroi de l'ensemble de structure de caisse selon la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un ensemble 10 de structure de caisse de véhicule automobile réalisé conformément à l'invention.This configuration provides only limited weight gain. The invention overcomes this disadvantage by proposing a body structure assembly comprising a wall made from an outer sheet steel panel of a first determined stiffness and an inner reinforcing skin made of a non-rigid material. rigid metal. For this purpose, the invention provides a body structure assembly of the type described above, characterized in that the inner reinforcing member comprises an inner skin of reinforcement made of carbon fibers to provide a lightweight wall. According to other features of the invention: the inner reinforcing skin doubles the outer panel only in an area of the wall vulnerable to penetration, the sheet steel panel has a thickness of substantially 0.5 mm and the Carbon fiber reinforcement skin has a thickness of substantially 0.7 mm. Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of a structure assembly of crate according to the invention; and FIG. 2 is a very schematic sectional view of a wall of the body structure assembly according to FIG. 1. FIG. 1 shows a vehicle body structure assembly 10 made according to FIG. 'invention.
De manière connue l'ensemble 10 comporte par exemple un plancher 12, un montant 14 et un panneau de custode 16, surmontés d'un toit 17. Le panneau de custode 16 comporte localement une paroi 18 dont la raideur globale est déterminée de manière à résister à un enfoncement, qu'il s'agisse d'un phénomène d'enfoncement localisé de type marquage ou d'un phénomène d'enfoncement étendu de type cloquage. Il est connu de proposer une paroi 18 constituée de la combinaison d'un panneau extérieur 22 réalisé en tôle d'acier d'une première raideur déterminée et d'un élément intérieur 20 de renfort d'une seconde raideur déterminée qui double le panneau extérieur.In known manner the assembly 10 comprises for example a floor 12, a post 14 and a rear quarter panel 16, surmounted by a roof 17. The side panel 16 locally comprises a wall 18 whose overall stiffness is determined so as to to resist a depression, whether it is a localized marking-type penetration phenomenon or an extended blistering-type penetration phenomenon. It is known to propose a wall 18 made up of the combination of an outer panel 22 made of sheet steel with a first determined stiffness and an inner reinforcement element of a second determined stiffness which doubles the outer panel. .
Toutefois, les éléments 20 connus de l'état de la technique sont généralement réalisés en tôle d'acier et participent de ce fait au poids élevé de l'ensemble de structure de caisse. Pour remédier à cet inconvénient, comme représenté sur les figures 1 et 2, l'invention propose un ensemble 10 de structure de caisse comportant une paroi 18 réalisée à partir d'un panneau 22 extérieur en tôle d'acier d'une première raideur déterminée et d'une peau intérieure 20 de renfort réalisée en un matériau non métallique rigide.However, the known elements of the state of the art are generally made of sheet steel and thus participate in the high weight of the body structure assembly. To remedy this drawback, as represented in FIGS. 1 and 2, the invention proposes a body structure assembly 10 comprising a wall 18 made from an outer panel 22 of sheet steel of a first determined stiffness. and an inner reinforcing skin made of a rigid non-metallic material.
Dans ce but, l'invention propose un ensemble 10 de structure de caisse dans lequel l'élément intérieur 20 de renfort comporte une peau intérieure de renfort réalisée en fibres de carbone. Cette configuration permet avantageusement de proposer une paroi 18 globalement légère et résistante. Ainsi, à titre d'exemple, pour les seules parois 18 des panneaux de custode d'un véhicule de petit gabarit, le remplacement des éléments intérieurs de renfort métalliques 20 par des peaux en fibres de carbone 20 induisent une perte de poids de sensiblement 3,5 kg de chaque côté de l'ensemble de structure de caisse. Il sera compris que cette configuration n'a d'intérêt que dans le cas où le gain de poids attendu compense le prix élevé des fibres de carbone.For this purpose, the invention provides a body structure assembly 10 in which the inner reinforcing member 20 comprises an inner reinforcing skin made of carbon fibers. This configuration advantageously makes it possible to propose a wall 18 that is generally light and resistant. Thus, for example, for the walls 18 alone of the rear quarter panels of a vehicle of small size, the replacement of the inner metal reinforcing elements 20 with carbon fiber skins 20 results in a weight loss of substantially 3. , 5 kg on each side of the body structure. It will be understood that this configuration is of interest only in the case where the expected weight gain offsets the high price of carbon fibers.
Aussi, lors de la conception du véhicule, on s'attachera tout particulièrement à ce que la peau intérieure 20 de renfort double le panneau extérieur 22 seulement dans une zone de la paroi 18 vulnérable à l'enfoncement, l'emploi des fibres de carbone n'étant pas nécessaire dans les zones de rigidité élevées comme les angles de caisse, ou les arêtes (figure 1). A titre d'exemple, comme représenté plus particulièrement sur la figure 2, pour un véhicule ordinaire, on utilisera un panneau 22 en tôle d'acier présentant une épaisseur el de sensiblement 0.5 mm et une peau de renfort en fibres de carbone présentant une épaisseur e2 de sensiblement 0.7 mm. L'invention permet ainsi d'alléger sensiblement le poids global des structures de caisse des véhicules automobiles.Also, when designing the vehicle, particular attention will be given to the fact that the inner reinforcing skin doubles the outer panel 22 only in an area of the wall 18 vulnerable to penetration, the use of carbon fibers not necessary in areas of high stiffness such as body angles, or ridges (Figure 1). By way of example, as shown more particularly in FIG. 2, for an ordinary vehicle, use will be made of a sheet steel panel 22 having a thickness of substantially 0.5 mm and a reinforcing skin made of carbon fibers having a thickness of e2 of substantially 0.7 mm. The invention thus makes it possible to significantly reduce the overall weight of the body structures of motor vehicles.