FR3134369A1 - Traverse de planche de bord pour véhicule automobile pourvue d'un dispositif de renfort - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une traverse de planche de bord (1) pour véhicule automobile comportant un corps tubulaire métallique (10) s’étendant transversalement entre deux brides de fixation(20) permettant d'arrimer les extrémités de cette traverse à des éléments latéraux de la structure de caisse dudit véhicule, ainsi que des moyens de support (30) pour une colonne de direction fixés audit corps tubulaire (10) ;caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de renfort (100) logé fixement à l’intérieur dudit corps tubulaire (10) et s’étendant transversalement au moins le long de la zone d’implantation desdits moyens de support (30). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention se rapporte au domaine général des traverses destinées à équiper des véhicules, et plus particulièrement à venir se fixer à la structure caisse du véhicule, transversalement au sens de la marche, pour permettre la fixation de la planche de bord dudit véhicule ainsi que de divers équipements tels que la colonne de direction, le module de coussin gonflable, et divers dispositifs électriques.
Une telle traverse de planche de bord comporte classiquement un corps tubulaire métallique s’étendant transversalement entre deux brides de fixation permettant d'arrimer les extrémités de cette traverse à des éléments latéraux de la structure de caisse du véhicule tels que les doublures des ailes avant droite et gauche.
La traverse de planche de bord est en outre usuellement soutenue par une jambe de force centrale la reliant au tunnel central agencé sur le plancher du véhicule.
Elle présente généralement une pluralité de supports de fixation qui lui permettent de soutenir divers équipements tels que notamment la colonne de direction, le boîtier du module de coussin gonflable de sécurité contenant un sac gonflable de protection placé en vis-à- vis du siège passager pour protéger ce dernier d'un choc frontal en cas de collision, certains instruments, les conduits de ventilation, la console centrale, les panneaux d'habillage de la planche de bord, etc.
Une telle traverse de planche de bord permet également de renforcer l'habitacle en résistant aux chocs frontaux et latéraux, lors d'un accident par exemple.
Lors du roulage du véhicule, les vibrations provenant de la route et du groupe motopropulseur se transmettent à la caisse et se propagent via cette traverse de planche de bord et la colonne de direction jusqu’au volant.
Ainsi, le conducteur ressent les aspérités de la chaussée, ce qui provoque un inconfort et nuit à l'image du véhicule.
Par ailleurs, le poids du volant et des mains du conducteur y reposant ont tendance à générer un moment de torsion autour d’un axe transversal sur cette traverse de planche de bord, pouvant à terme la détériorer.
Il est également connu, notamment du document FR 2 991 655 A1, de réaliser le corps tubulaire de la traverse de planche de bord en matériau composite par pultrusion. Ce procédé de fabrication permet de générer des tubes profilés de section géométrique complexes permettant d’obtenir une bonne absorption des vibrations ainsi qu’une résistance à la torsion améliorée par rapport aux tubes métalliques des traverses classiques.
Malheureusement, ce type de traverse en matériau composite présente un coût de revient très largement supérieur celui d’une traverse métallique classique, ce qui n’est pas viable économiquement notamment pour les véhicules d’entrée ou de milieu de gamme.
La présente invention vise donc à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet une traverse de planche de bord pour véhicule automobile comportant un corps tubulaire métallique s’étendant transversalement entre deux brides de fixation permettant d'arrimer les extrémités de cette traverse à des éléments latéraux de la structure de caisse dudit véhicule, ainsi que des moyens de support pour une colonne de direction fixés audit corps tubulaire ;
caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de renfort logé fixement à l’intérieur dudit corps tubulaire et s’étendant transversalement au moins le long de la zone d’implantation desdits moyens de support.
caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de renfort logé fixement à l’intérieur dudit corps tubulaire et s’étendant transversalement au moins le long de la zone d’implantation desdits moyens de support.
L’adjonction d’un tel dispositif de renfort s’étendant transversalement le long de la zone d’implantation des moyens de support de la colonne de direction permet, pour un surcoût relativement modique, de renforcer localement la rigidité mécanique de la traverse de planche de bord, de sorte à limiter la transmission des vibrations vers le volant et à améliorer sa résistance à la torsion.
Selon des caractéristiques préférées de ladite traverse de planche de bord selon l’invention :
- ledit dispositif de renfort comporte deux plaques métalliques emboitées l’une dans l’autre de sorte à constituer une structure à section en croix s’étendant selon une direction transversale à l’intérieur dudit corps tubulaire ;
- la première plaque métallique s’étend horizontalement et présente une fente s’étendant suivant une direction transversale confondue avec l’axe du corps tubulaire, la seconde plaque métallique s’étendant verticalement et comprenant une partie inférieure traversant ladite fente ;
- ladite seconde plaque métallique comprend une partie supérieure de plus grande longueur surmontant ladite partie inférieure, ladite partie supérieure présentant deux extrémités saillant transversalement de part et d’autre de ladite partie inférieure et reposant contre ladite première plaque dans le prolongement de ladite fente ;
- la surface de la tranche périphérique de la fente est recouverte d’un joint annulaire oblong traversé à force par la partie inférieure de ladite seconde plaque de sorte à se trouver sous contrainte ;
- ledit joint présente au moins une collerette supérieure reposant contre la face supérieure de ladite première plaque sur le pourtour de ladite fente ;
- que ledit joint présente également une collerette inférieure reposant contre la face inférieure de ladite première plaque sur le pourtour de ladite fente ;
- ledit corps tubulaire présente quatre lumières s’étendant transversalement le long dudit dispositif de renfort et sur le contour desquelles sont respectivement soudés les bords transversaux desdites plaques ;
- lesdites plaques métalliques présentent une épaisseur supérieure à celle dudit corps tubulaire ; et/ou
- ledit dispositif de renfort saille transversalement et symétriquement de part et d’autre de ladite zone d’implantation des moyens de support.
- ledit dispositif de renfort comporte deux plaques métalliques emboitées l’une dans l’autre de sorte à constituer une structure à section en croix s’étendant selon une direction transversale à l’intérieur dudit corps tubulaire ;
- la première plaque métallique s’étend horizontalement et présente une fente s’étendant suivant une direction transversale confondue avec l’axe du corps tubulaire, la seconde plaque métallique s’étendant verticalement et comprenant une partie inférieure traversant ladite fente ;
- ladite seconde plaque métallique comprend une partie supérieure de plus grande longueur surmontant ladite partie inférieure, ladite partie supérieure présentant deux extrémités saillant transversalement de part et d’autre de ladite partie inférieure et reposant contre ladite première plaque dans le prolongement de ladite fente ;
- la surface de la tranche périphérique de la fente est recouverte d’un joint annulaire oblong traversé à force par la partie inférieure de ladite seconde plaque de sorte à se trouver sous contrainte ;
- ledit joint présente au moins une collerette supérieure reposant contre la face supérieure de ladite première plaque sur le pourtour de ladite fente ;
- que ledit joint présente également une collerette inférieure reposant contre la face inférieure de ladite première plaque sur le pourtour de ladite fente ;
- ledit corps tubulaire présente quatre lumières s’étendant transversalement le long dudit dispositif de renfort et sur le contour desquelles sont respectivement soudés les bords transversaux desdites plaques ;
- lesdites plaques métalliques présentent une épaisseur supérieure à celle dudit corps tubulaire ; et/ou
- ledit dispositif de renfort saille transversalement et symétriquement de part et d’autre de ladite zone d’implantation des moyens de support.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
Les figures 1 et 2 illustrent une traverse de planche de bord 1 pour véhicule automobile selon l’invention, destinée à être disposée entre le tablier pare-feu et l'habitacle non représentés de ce véhicule.
Dans la description qui va suivre et par convention, lorsque l'on fera référence à des qualificatifs d'orientation (tels que les termes « vertical », « transversal » ou « horizontal ») ou de position (tels que les termes « avant », « arrière », « supérieur » ou « inférieur »), ces derniers seront définis par rapport à la position normale de montage de cette traverse de planche de bord 1 dans un véhicule et suivant le sens de progression ordinaire de ce dernier.
Tel qu’illustré sur les figures 1 et 2, la traverse de planche de bord 1 comporte un corps tubulaire principal métallique 10 s’étendant selon une direction transversale entre deux brides de fixation 20 (seule l’une d’entre elles étant visible sur ces figures) permettant d'arrimer les extrémité de cette traverse 1, respectivement sur les doublures des ailes avant droite et gauche de la structure de caisse du véhicule.
Pour des raisons de coût, le corps tubulaire métallique 10 est avantageusement réalisé en acier ou dans un alliage d’aluminium.
La traverse 1 comprend également des moyens de support 30 destinés à permettre d’assurer la fixation de la colonne de direction non représentée du véhicule sur cette traverse 1.
Ces moyens de support sont en l’espèce constitués par deux organes métalliques d’ancrage 30 soudés au corps tubulaire 10 en étant espacés transversalement l’un de l’autre.
Cette traverse 1 comporte en outre une jambe de force métallique 40, soudée à la partie centrale du corps tubulaire 10 et destinée à venir en appui sur le tunnel central agencé sur le plancher non représenté du véhicule afin de reprendre une partie des efforts supportés par de ce corps tubulaire 10 et de les transmettre à la structure de caisse de ce véhicule par l’intermédiaire du plancher.
Selon des variantes de réalisation non représentées, cette traverse pourrait également comporter d’autres éléments de support destinés par exemple à la fixation des canaux de ventilation, ou encore des instruments et/ou des panneaux d'habillage de la planche de bord du véhicule.
Selon l’invention, la traverse de planche de bord 1 comporte un dispositif de renfort 100 logé fixement à l’intérieur du corps tubulaire 10 et s’étendant transversalement au moins le long de la zone d’implantation des moyens de support 30 de la colonne de direction.
Représenté par transparence en traits interrompus sur la , ce dispositif de renfort interne 100 comporte deux plaques métalliques 110, 120 de même longueur, emboitées l’une dans l’autre de sorte à constituer une structure à section en croix s’étendant selon une direction transversale à l’intérieur du corps tubulaire 10.
Les deux plaques 110, 120 présentent une largeur identique correspondant au diamètre externe du corps tubulaire 10.
De forme rectangulaire, la première plaque métallique 110 s’étend suivant un plan diamétral sensiblement horizontal et présente une fente 111 s’étendant sur la majeure partie de sa longueur suivant une direction transversale confondue avec l’axe du corps tubulaire 10 et dont la largeur est légèrement supérieure à l’épaisseur de la seconde plaque 120.
La seconde plaque métallique 120 s’étend suivant un plan diamétral sensiblement vertical et présente une partie inférieure rectangulaire 121dont la longueur est légèrement inférieure à celle de la fente 111, ainsi qu’une partie supérieure rectangulaire 122 de plus grande longueur surmontant la partie inférieure 121 et présentant deux extrémités 122A, 122B saillant transversalement de part et d’autre de cette dernière.
De longueur identique à celle de la première plaque 110, cette seconde plaque métallique 120 est emboitée sur la première plaque 110 : sa partie inférieure 121 traversant la fente 111 et les deux extrémités saillantes 122A, 122B de sa partie supérieure 122 reposant contre la face supérieure de cette première plaque 110 dans le prolongement de cette fente 111.
Afin d’éviter l’apparition de bruits métalliques parasites dus aux microcontacts répétés entre les plaques 110, 120 lors des phases de roulage du véhicule, la surface de la tranche périphérique de la fente 111 est recouverte d’un joint annulaire oblong d’isolation acoustique 130 traversé à force par la partie inférieure 121 de la seconde plaque 120 de sorte à se trouver sous contrainte.
Comme on peut le remarquer sur la , ce joint 130 présente avantageusement une collerette supérieure 131 reposant contre la face supérieure de la première plaque 110 sur le pourtour de la fente 111, de sorte à éviter que ce joint puisse se désolidariser de cette dernière lors de la l’insertion de la partie inférieure 121 de la seconde plaque 120.
Le joint 130 peut également présenter une collerette inférieure 132 reposant contre la face inférieure de la première plaque 110 sur le pourtour de la fente 111, de sorte à éviter que ce joint ne puisse se désolidariser de la première plaque 110 lors de sa manipulation avant sa mise en place dans le corps tubulaire 10.
Ce joint 130 est avantageusement réalisé dans un polymère plastique (par exemple, en polypropylène) et présente une largeur interne très légèrement inférieure (typiquement de l’ordre d’un dixième de millimètre) à l’épaisseur de la seconde plaque 120 de sorte à ce qu’il soit légèrement déformé sous la pression exercée sur lui par la partie inférieure 121 de cette seconde plaque 120 lors de son insertion au travers de la fente 111.
Comme cela est bien visible sur la , le corps tubulaire 10 présente quatre lumières avant 11, arrière 12, supérieure 13 et inférieure 14 s’étendant transversalement le long du dispositif de renfort 100 et sur le contour desquelles sont respectivement soudés le bord transversal avant de la première plaque 110, le bord transversal arrière de cette première plaque 110, le bord transversal supérieur de la seconde plaque 120, et le bord transversal inférieur de cette seconde plaque 120.
Afin de faciliter les opérations de soudage, les plaques métalliques 110, 120 sont avantageusement réalisées dans le même métal ou alliage métallique que celui formant le corps tubulaire 10 de la traverse 1.
De manière à assurer un renfort optimum, ces plaques métalliques 110, 120 présentent préférentiellement une épaisseur supérieure à celle du corps tubulaire 10.
Afin que les opérations de soudage puissent être réalisées par un procédé de soudage à l’arc classique de type MIG/MAG sans risque de perçage du corps tubulaire 10, l’épaisseur des plaques 110, 120 ne dépassera pas de manière avantageuse le double de celle de ce corps tubulaire 10.
Par exemple, le corps tubulaire sera réalisé dans une feuille d’acier de 1,2 mm d’épaisseur tandis que les plaques le seront dans une plaque d’acier de 1, 4 mm.
De manière préférentielle et dans le but d’obtenir une rigidité optimale, le dispositif de renfort 100 saille transversalement et symétriquement de part et d’autre de la zone d’implantation des moyens de support 30 de la colonne de direction, avantageusement de 10 à 50 millimètres de chaque côté.
On va maintenant décrire rapidement les opérations de montage du dispositif de renfort 100 à l’intérieur du corps tubulaire 10 de la traverse 1.
La première plaque métallique horizontale 110 est tout d’abord insérée suivant un mouvement de translation longitudinal au travers de la lumière avant 11 ou de la lumière arrière 12 du corps tubulaire 10, et ce jusqu’à que ses bords transversaux avant et arrière viennent se loger respectivement dans la lumière avant 11 et la lumière arrière 12.
Ces deux bords transversaux avant et arrière de la première plaque 110 sont ensuite soudés sur le contour de ces lumières 11, 12 de sorte à la fixer rigidement au corps tubulaire 10.
La seconde plaque métallique verticale 120 est ensuite insérée suivant un mouvement de translation vertical du haut vers le bas au travers de la lumière supérieure 13 du corps tubulaire 10 jusqu’à ce que son bord transversal inférieur atteigne le niveau de la première plaque 110.
La poursuite de ce mouvement de translation verticale entraine l’insertion à force de la partie inférieure 121 de cette seconde plaque 120 au travers de la fente 111 et du joint 130 qui se déforme et/ou se comprise sous la pression s’exerçant sur lui, et ce jusqu’à ce que les bords transversaux supérieur et inférieur de la plaque 120 viennent se loger respectivement dans la lumière supérieure 13 et la lumière inférieure 14 tandis que simultanément les deux extrémités saillantes 122A, 122B de sa partie supérieure 122 viennent reposer contre la face supérieure de la première plaque 110, de sorte à assurer le pré-maintien de cette seconde plaque 120 avant sa fixation définitive au corps tubulaire 10.
Les deux bords transversaux supérieur et inférieur de la seconde plaque 120 sont enfin soudés sur le contour des lumières 13, 14 de sorte à la fixer rigidement au corps tubulaire 10.
Claims (10)
- Traverse de planche de bord (1) pour véhicule automobile comportant un corps tubulaire métallique (10) s’étendant transversalement entre deux brides de fixation(20) permettant d'arrimer les extrémités de cette traverse à des éléments latéraux de la structure de caisse dudit véhicule, ainsi que des moyens de support (30) pour une colonne de direction fixés audit corps tubulaire (10) ;
caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de renfort (100) logé fixement à l’intérieur dudit corps tubulaire (10) et s’étendant transversalement au moins le long de la zone d’implantation desdits moyens de support (30). - Traverse de planche de bord (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif de renfort (100) comporte deux plaques métalliques (110, 120) emboitées l’une dans l’autre de sorte à constituer une structure à section en croix s’étendant selon une direction transversale à l’intérieur dudit corps tubulaire (10).
- Traverse de planche de bord (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première plaque métallique (110) s’étend horizontalement et présente une fente (111) s’étendant suivant une direction transversale confondue avec l’axe du corps tubulaire (10), la seconde plaque métallique (120) s’étendant verticalement et comprenant une partie inférieure (121) traversant ladite fente (111).
- Traverse de planche de bord (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite seconde plaque métallique (120) comprend une partie supérieure (122) de plus grande longueur surmontant ladite partie inférieure (121), ladite partie supérieure (122) présentant deux extrémités (122A, 122B) saillant transversalement de part et d’autre de ladite partie inférieure (121) et reposant contre ladite première plaque (110) dans le prolongement de ladite fente (111).
- Traverse de planche de bord (1) selon l’une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que la surface de la tranche périphérique de la fente (111) est recouverte d’un joint annulaire oblong (130) traversé à force par la partie inférieure (121) de ladite seconde plaque (120) de sorte à se trouver sous contrainte.
- Traverse de planche de bord (1) selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit joint (130) présente au moins une collerette supérieure (131) reposant contre la face supérieure de ladite première plaque (110) sur le pourtour de ladite fente (111).
- Traverse de planche de bord (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit joint (130) présente également une collerette inférieure (132) reposant contre la face inférieure de ladite première plaque (110) sur le pourtour de ladite fente (111).
- Traverse de planche de bord (1) selon l’une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que ledit corps tubulaire (10) présente quatre lumières (11, 12, 13, 14) s’étendant transversalement le long dudit dispositif de renfort (100) et sur le contour desquelles sont respectivement soudés les bords transversaux desdites plaques (110, 120).
- Traverse de planche de bord (1) selon l’une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que lesdites plaques métalliques (110, 120) présentent une épaisseur supérieure à celle dudit corps tubulaire (10).
- Traverse de planche de bord (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ledit dispositif de renfort (100) saille transversalement et symétriquement de part et d’autre de ladite zone d’implantation des moyens de support (30).
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2022
- 2022-04-07 FR FR2203177A patent/FR3134369A1/fr active Pending
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