FR2989051A1 - Casing for vehicle i.e. car, has longitudinal base plate whose flange is provided with rear stiffener having U-shaped cross-section that is extended up to rear end of base plate, where flange is extended up to right side of heel of board - Google Patents
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Abstract
Description
CAISSE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN RENFORT DE PIED MILIEU ELARGI L'invention a trait au domaine de l'automobile, et plus précisément à la rigidification des caisses de véhicules automobiles en vue de les rendre plus résistantes aux chocs, et notamment aux chocs latéraux. La caisse d'un véhicule automobile comprend ordinairement un plancher délimité latéralement par des longerons qui s'étendent longitudinalement de part et d'autre du plancher, depuis un pied avant ou montant A, qui sépare l'habitacle du compartiment moteur, jusqu'à un pied arrière ou montant C, qui sépare l'habitacle d'un coffre arrière. Lorsque le véhicule est à deux rangées de sièges, la caisse comprend généralement, entre les deux rangées (c'est-à-dire derrière la rangée avant) une traverse centrale fixée au plancher pour relier 15 transversalement les longerons, et une traverse arrière, dénommée traverse sous banquette arrière ou planche à talon, écartée de la traverse avant vers l'arrière du véhicule, et qui relie transversalement les longerons au voisinage de leur jonction avec les pieds arrière. La caisse du véhicule à deux rangées de sièges comprend 20 également, au droit de la traverse centrale, une paire de montants centraux appelés montants B ou pieds milieux, qui relient les longerons à des brancards latéraux de toit. Les pieds milieux ont pour fonction première de raidir verticalement l'habitacle en cas de retournement du véhicule. 25 Ordinairement, chaque pied milieu est fixé au longeron par l'intermédiaire d'un renfort de pied milieu, qui se présente classiquement sous forme d'une pièce en T inversé dont un jambage est solidaire du pied milieu, et dont une embase est solidaire du longeron. Le renfort de pied milieu a pour double fonction, en cas de 30 choc latéral, d'absorber par déformation une partie de l'énergie du choc, et de constituer une voie privilégiée d'effort vers la traverse centrale. Le brevet américain US 2008/0001434 décrit une structure de caisse connue. 35 Lorsque le choc est centré sur le pied milieu, le renfort de pied milieu remplit correctement sa fonction de transmission des efforts à la traverse centrale. The invention relates to the field of the automobile, and more specifically to the stiffening of the bodies of motor vehicles to make them more resistant to shocks, and in particular side shocks. BACKGROUND OF THE INVENTION The body of a motor vehicle usually comprises a floor delimited laterally by longitudinal members which extend longitudinally on either side of the floor, from a front leg or A-pillar, which separates the passenger compartment from the engine compartment, up to a rear foot or C-pillar, which separates the cabin from a trunk. When the vehicle is in two rows of seats, the box generally comprises, between the two rows (that is to say behind the front row) a central crossbar fixed to the floor to connect transversely the side members, and a rear crossmember, referred to as cross under rear bench or heel board, spaced from the front cross member to the rear of the vehicle, and which connects the longitudinal members in the vicinity of their junction with the rear legs. The vehicle body with two rows of seats also includes, at the right of the central beam, a pair of central uprights called B-pillars or mid-feet, which connect the side members to side roof trunks. The middle legs have the primary function of vertically stiffen the passenger compartment in case of overturning of the vehicle. Ordinarily, each center pillar is fixed to the spar by means of a middle foot reinforcement, which is conventionally in the form of an inverted T-piece, one leg of which is integral with the central pillar, and of which a base is integral. of the spar. The middle-foot reinforcement has the dual function, in the event of a side impact, of absorbing part of the shock energy by deformation, and of constituting a preferred path of effort towards the central beam. US Patent US 2008/0001434 discloses a known cash structure. When the shock is centered on the center pillar, the middle foot reinforcement correctly fulfills its function of transmitting the forces to the central beam.
Lorsque le choc est décalé vers l'arrière ou centré sur le pied arrière, la reprise d'effort est généralement assurée par un renfort de longeron, qui s'étend ordinairement sur toute la longueur du longeron et qui constitue une voie d'effort vers la planche à talon. When the shock is shifted to the rear or centered on the back foot, the recovery of effort is usually provided by a reinforcement spar, which usually extends over the entire length of the spar and is a path of effort to the heel board.
La longueur du renfort de longeron dépend de l'empattement du véhicule. Sur les véhicules à empattement rallongé (typiquement les monospaces à sept places), le renfort de longeron est plus long que sur les véhicules à empattement court, ce qui nécessite de prévoir des gammes de fabrication différentes et limite par conséquent la standardisation de la production. Un premier objectif est de permettre une meilleure standardisation de la production des véhicules automobiles. Un deuxième objectif est de maximiser le nombre de composants communs aux véhicules à empattement court et long. The length of the spar reinforcement depends on the wheelbase of the vehicle. On longer-wheelbase vehicles (typically seven-seater minivans), the spar reinforcement is longer than on short-wheelbase vehicles, which necessitates different manufacturing ranges and consequently limits the standardization of production. A first objective is to allow a better standardization of the production of motor vehicles. A second objective is to maximize the number of components common to short and long wheelbase vehicles.
Un troisième objectif est de maintenir les standards de résistance (ou encore d'améliorer la résistance) de la caisse aux chocs latéraux. Il est proposé, en premier lieu, une caisse de véhicule automobile, comprenant un plancher muni d'une traverse centrale et d'une planche à talon écartée de la traverse centrale vers l'arrière, un longeron bordant longitudinalement le plancher, et un renfort de pied milieu comprenant un jambage central disposé au droit de la traverse centrale, et une embase longitudinale solidaire du longeron, ayant une aile arrière munie d'un raidisseur à section transversale en U qui s'étend jusqu'à une extrémité arrière de l'embase, l'aile arrière de l'embase s'étendant au moins jusqu'au droit de la planche à talon. De la sorte, le renfort de pied milieu assure à la fois la transmission d'effort vers la traverse centrale et vers la planche à talon, tout en raidissant la section du longeron située entre la traverse centrale et la planche à talon, cette fonction de raidissement étant ordinairement assurée par le renfort de longeron. Ainsi dimensionné, le renfort de pied milieu peut se substituer partiellement au renfort de longeron, qu'il est alors possible de standardiser quel que soit l'empattement du véhicule. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - l'aile arrière de l'embase s'étend jusqu'au-delà de la planche à talon ; - le raidisseur comprend une paroi latérale, ainsi qu'une paroi inférieure et une paroi supérieure évasées à partir de la paroi latérale - la paroi inférieure et la paroi supérieure définissent entre elle un angle de 30° environ ; - le rapport d'une hauteur du raidisseur et d'une hauteur hors tout de l'aile arrière de l'embase, mesurées au voisinage de la planche à talon, est d'environ 1/2 ; le rapport entre une profondeur transversale et la hauteur du raidisseur est d'environ 1/2 ; - l'embase présente une aile avant munie d'un raidisseur qui s'interrompt à distance d'une extrémité avant de l'embase ; - la caisse comprend en outre un renfort avant de longeron, solidaire du longeron et abouté au renfort de pied milieu ; - la caisse comprend un renfort arrière de longeron, solidaire du longeron et abouté au renfort de pied milieu. Il est proposé, en deuxième lieu, un véhicule automobile équipé d'une caisse telle que présentée ci-dessus. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode préféré de réalisation, faite ci- après en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en perspective montrant une caisse de véhicule depuis l'intérieur ; la figure 2 est une vue partielle en perspective montrant la caisse de la figure 1 depuis l'extérieur ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1, montrant la caisse partiellement éclatée ; - la figure 4 est une vue de coté de la caisse des figures précédentes ; la figure 5 est une vue en coupe selon le plan V-V de la figure 4. Sur les figures 1 et 2 est représentée une caisse 1 d'un véhicule automobile. Cette caisse 1 définit un habitacle et comprend un plancher 2 délimitant l'habitacle vers le bas, vers l'avant (par une remontée destinée à accueillir les pieds des passagers avant) et vers l'arrière. A third objective is to maintain the standards of resistance (or to improve the resistance) of the body to lateral shocks. It is proposed, in the first place, a motor vehicle body, comprising a floor provided with a central cross and a heel board spaced from the central cross back, a spar longitudinally bordering the floor, and a reinforcement center pillar comprising a central leg disposed at the right of the central beam, and a longitudinal base secured to the spar, having a rear wing provided with a U-shaped cross-section stiffener which extends to a rear end of the base, the rear wing of the base extending at least to the right of the heel board. In this way, the middle foot reinforcement provides both the transmission of force to the central cross and to the heel board, while stiffening the section of the spar between the central crossbar and the heel board, this function of stiffening being ordinarily provided by the spar reinforcement. Thus dimensioned, the middle foot reinforcement can partially replace the spar reinforcement, it is possible to standardize regardless of the wheelbase of the vehicle. Various additional features may be provided, alone or in combination: - the rear wing of the base extends beyond the heel board; - The stiffener comprises a side wall, and a bottom wall and an upper wall flared from the side wall - the bottom wall and the upper wall define between it an angle of 30 °; - The ratio of a height of the stiffener and an overall height of the rear wing of the base, measured in the vicinity of the heel board, is about 1/2; the ratio between a transverse depth and the height of the stiffener is about 1/2; - The base has a front wing provided with a stiffener which stops at a distance from a front end of the base; - The body further comprises a front spar reinforcement, secured to the spar and abutting the middle foot reinforcement; - The body comprises a rear spar reinforcement, secured to the spar and abutting the middle foot reinforcement. It is proposed, secondly, a motor vehicle equipped with a box as presented above. Other objects and advantages of the invention will become apparent in the light of the description of a preferred embodiment, given below with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a partial perspective view showing a box vehicle from the inside; Figure 2 is a partial perspective view showing the body of Figure 1 from the outside; - Figure 3 is a view similar to Figure 1, showing the body partially exploded; - Figure 4 is a side view of the box of the previous figures; Figure 5 is a sectional view along the plane V-V of Figure 4. In Figures 1 and 2 is shown a body 1 of a motor vehicle. This body 1 defines a passenger compartment and comprises a floor 2 defining the cockpit downwards, forwards (by a lift intended to accommodate the feet of the front passengers) and to the rear.
On définit par rapport à la caisse 1 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir : - un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule, - un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, - un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal. Le plancher 2 est destiné à accueillir deux rangées de sièges, à savoir une rangée avant et une rangée arrière. La caisse 1 comprend une paire de longerons 3 à section en U ouverte vers l'extérieur, qui s'étendent longitudinalement (suivant X) de part et d'autre du plancher 2, depuis un pied 4 avant jusqu'à un pied 5 arrière. Une traverse 6 centrale solidaire du plancher 2 relie les longerons 3 entre eux. Le plancher 2 forme vers l'arrière un repli 7 qui définit une traverse sous banquette arrière (suivant Y), également dénommée planche à talon, écartée de la traverse 6 centrale vers l'arrière. La planche 7 à talon délimite l'habitacle vers l'arrière, au niveau des pieds des occupants de la rangée arrière. La planche 7 à talon s'étend sensiblement dans un plan parallèle au plan YZ, en étant éventuellement légèrement inclinée vers l'arrière, comme illustré sur la figure 4. La caisse 1 comprend en outre un pied 8 milieu (en pointillés sur la figure 1) assurant une jonction entre le longeron 3 et un brancard de toit (non représenté), ainsi qu'un renfort 9 de pied milieu par l'intermédiaire duquel le pied 8 milieu est solidaire du longeron 3. With reference to the body 1, an orthogonal reference mark XYZ is defined comprising three axes perpendicular two by two, namely: an axis X, defining a longitudinal, horizontal direction coinciding with the general direction of movement of the vehicle, a Y axis, defining a transverse, horizontal direction which, along the X axis, defines a horizontal XY plane, - an Z axis, defining a vertical direction perpendicular to the horizontal XY plane. The floor 2 is intended to accommodate two rows of seats, namely a front row and a rear row. The body 1 comprises a pair of U-shaped cross members 3 open outward, which extend longitudinally (along X) on either side of the floor 2, from a front foot 4 to a rear foot 5 . A central crosspiece 6 secured to the floor 2 connects the longitudinal members 3 between them. The floor 2 forms a rearward fold 7 which defines a cross under the rear seat (along Y), also called heel board, away from the cross 6 central rearward. The board 7 with heel delimits the cabin towards the rear, at the feet of the occupants of the rear row. The plate 7 with a heel extends substantially in a plane parallel to the plane YZ, possibly being inclined slightly towards the rear, as illustrated in FIG. 4. The box 1 furthermore comprises a central foot 8 (in dashed lines in FIG. 1) ensuring a junction between the spar 3 and a roof stretcher (not shown), and a reinforcement 9 of the middle foot through which the foot 8 is integral with the spar 3.
Le renfort 9 de pied milieu présente, vu de côté, un profil en T inversé et comprend un jambage 10 central, qui s'étend sensiblement verticalement (suivant Z), par lequel le renfort 9 est solidaire du pied 8 milieu, et une embase 11, qui s'étend longitudinalement (suivant X), par laquelle le renfort 9 est solidaire du longeron 3. The midfoot reinforcement 9 has, seen from the side, an inverted T-shaped profile and comprises a central leg 10, which extends substantially vertically (along Z), through which the reinforcement 9 is integral with the central foot 8, and a base 11, which extends longitudinally (along X), by which the reinforcement 9 is integral with the spar 3.
L'embase 11 présente une aile 12 avant, qui s'étend du côté du pied 4 avant, et une aile 13 arrière, qui s'étend à l'opposé, du côté du pied 5 arrière. L'embase 11 présente une âme 14 sensiblement plate par laquelle le renfort 9 de pied milieu est solidaire du longeron 3, auquel le renfort 9 est directement fixé (par exemple via une soudure électrique). The base 11 has a front wing 12, which extends from the side of the front leg 4, and a rear wing 13, which extends opposite to the side of the rear leg. The base 11 has a substantially flat core 14 by which the footrest reinforcement 9 is integral with the spar 3, to which the reinforcement 9 is directly fixed (for example via an electric weld).
Comme on le voit sur les figures 1 et 2, l'aile 12 avant est munie d'un raidisseur 15 à section transversale en U qui forme une saillie transversale à partir de l'âme 14. Le raidisseur 15 s'interrompt à distance d'une extrémité 16 avant de l'embase 11, où celle-ci présente une partie plate qui assure une continuité verticale (suivant Z) de l'âme 14 L'aile 13 arrière est également munie d'un raidisseur 17 à section transversale en U. Ce raidisseur 17 s'étend jusqu'à une extrémité 18 arrière de l'embase 11, où le raidisseur 17 débouche. As seen in Figures 1 and 2, the front wing 12 is provided with a U-shaped cross-section stiffener 15 which forms a transverse projection from the core 14. The stiffener 15 stops at a distance of a front end 16 of the base 11, where it has a flat portion which provides a vertical continuity (along Z) of the web 14 The rear wing 13 is also provided with a stiffener 17 with a cross-section U. This stiffener 17 extends to a rear end 18 of the base 11, where the stiffener 17 opens.
Comme cela est bien visible sur la figure 4, l'aile 13 arrière s'étend au moins jusqu'au droit de la planche 7 à talon. En d'autres termes, le renfort 9 de pied milieu couvre, via son aile 13 arrière, toute la section du longeron 3 comprise entre la traverse 6 centrale et la planche 7 à talon. As is clearly visible in Figure 4, the rear wing 13 extends at least to the right of the plate 7 heel. In other words, the midfoot reinforcement 9 covers, via its rear flange 13, the entire section of the spar 3 between the central beam 6 and the plate 7 heel.
Deux options sont possibles. Selon une première option, l'aile 13 arrière s'étend jusqu'à la planche 7 à talon, sans la dépasser. Selon une deuxième option, qui correspond à l'exemple illustré, l'aile 13 arrière s'étend jusqu'au-delà de la planche à talon 7 dont elle dépasse longitudinalement (suivant X). Two options are possible. According to a first option, the rear wing 13 extends to the board 7 heel, without exceeding it. According to a second option, which corresponds to the example shown, the rear wing 13 extends beyond the heel board 7 which protrudes longitudinally (along X).
Comme on le voit sur la figure 4, le raidisseur 17 est décalé vers le bas de l'aile 13 arrière, en étant plus proche d'un bord inférieur de celle-ci que d'un bord supérieur. Au voisinage de l'extrémité 18 arrière (c'est-à-dire sensiblement au droit de la planche 7 à talon), le raidisseur 17 diminue toutefois de section en direction d'un plan médian de l'aile 13 arrière. Dans cette zone en effet, le raidisseur 17 peut présenter une moindre résistance à la compression de sorte à permettre une transmission des efforts transversaux (suivant Y) à la planche 7 à talon. Le raidisseur 17 comprend une paroi 19 latérale, qui s'étend verticalement et longitudinalement (suivant le plan XZ), bordée vers le bas par une paroi 20 inférieure et vers le haut par une paroi 21 supérieure. La paroi 20 inférieure et la paroi 21 supérieure définissent entre elle un angle de 30° environ, ce qui garantit une bonne raideur aux chocs latéraux (suivant Y) tout en évitant un flambage des parois 20, 21 On note : H1 la hauteur (mesurée verticalement, suivant Z) du raidisseur 17, mesurée au droit de la planche 17 à talon entre les jonctions des parois 20, 21 et la paroi 19 latérale, H2 la hauteur hors tout de l'aile 13 arrière de l'embase 11, également mesurée au droit de la planche 7 à talon, L la profondeur transversale (ou largeur) du raidisseur 17. Selon un mode de réalisation particulier, illustré sur les figures (et plus précisément sur la figure 5), ces hauteurs H1 et H2 sont dans un rapport de 1/2 environ. De même, le rapport de la profondeur L à la hauteur H1 du raidisseur est de préférence de 1/2 environ. Ces rapports confèrent au renfort 9 de pied milieu un bon compromis entre la compressibilité en début de choc, et la raideur en fin de choc. Ainsi conçu et dimensionné, le renfort 9 de pied milieu se substitue ici à une section centrale d'un renfort de longeron ordinaire couvrant longitudinalement la totalité du longeron. De fait, comme on le voit sur les figures, la caisse 1 ne comprend pas de renfort de longeron unitaire, mais plusieurs renforts de longeron localisés, à savoir, en l'espèce : un renfort 22 avant de longeron, qui s'étend localement à la jonction entre le longeron 3 et le pied 4 avant, à cheval sur ces deux éléments, un renfort 23 arrière de longeron, qui s'étend localement à la jonction entre le longeron 3 et le pied 5 arrière, à cheval sur ces deux éléments. As seen in Figure 4, the stiffener 17 is shifted downwardly from the rear wing 13, being closer to a lower edge thereof than to an upper edge. In the vicinity of the rear end 18 (that is to say substantially to the right of the plate 7 heel), the stiffener 17, however, decreases in section towards a median plane of the rear wing 13. In this area, the stiffener 17 may have a lower resistance to compression so as to allow a transmission of transverse forces (along Y) to the plate 7 heel. The stiffener 17 comprises a side wall 19, which extends vertically and longitudinally (in the XZ plane), bordered downwards by a lower wall 20 and upwards by an upper wall 21. The lower wall 20 and the upper wall 21 define between them an angle of approximately 30 °, which guarantees a good stiffness to lateral impacts (along Y) while avoiding buckling of the walls 20, 21. Note: H1 the height (measured vertically, according to Z) of the stiffener 17, measured in line with the board 17 at the bead between the junctions of the walls 20, 21 and the side wall 19, H2 the overall height of the rear flange 13 of the base 11, also measured at the right of the plate 7 heel, L the transverse depth (or width) of the stiffener 17. According to a particular embodiment, illustrated in the figures (and more specifically in Figure 5), these heights H1 and H2 are in a ratio of about 1/2. Similarly, the ratio of the depth L to the height H1 of the stiffener is preferably about 1/2. These ratios give the 9 middle reinforcement a good compromise between the compressibility at the beginning of shock, and the stiffness at the end of shock. Thus designed and dimensioned, the midfoot reinforcement 9 is here substituted for a central section of an ordinary spar reinforcement longitudinally covering the entire spar. In fact, as can be seen in the figures, the body 1 does not comprise a unit spar reinforcement, but several localized spar reinforcements, namely, in this case: a spar reinforcement 22 which extends locally. at the junction between the spar 3 and the front foot 4, straddling these two elements, a rear spar reinforcement 23, which extends locally to the junction between the spar 3 and the rear foot 5, straddling these two elements.
Comme on le voit sur la figure 2, les renforts 22, 23 de longeron sont aboutés au renfort 8 de pied milieu, sans chevauchement du côté du renfort 23 arrière. Un éclissage peut être réalisé entre, d'une part, les renforts 22, 23 et, d'autre part, le renfort 8 de pied milieu au moyen d'entretoises 24, 25 emboîtées dans le longeron 3 auquel ces entretoises 24, 25 confèrent une certaine raideur suivant Z tout en étant relativement compressibles transversalement (suivant Y). La caisse 1 qui vient d'être décrite présente les avantages suivants. Premièrement, elle présente une performance aux chocs au moins équivalente à celle d'une caisse classique, dans laquelle un renfort de longeron s'étend sur toute la longueur du longeron. En l'espèce, les efforts subis lors d'un choc latéral sont transmis par l'aile 13 arrière du renfort 9 de pied milieu à la planche 7 à talon, qui présente une grande raideur à la compression et au flambage suivant Y. Le renfort 9 de pied milieu remplace ainsi avantageusement une section centrale d'un renfort de longeron ordinaire. As seen in Figure 2, the reinforcements 22, 23 of spar are abutted to the reinforcement 8 foot without overlapping the side of the rear reinforcement 23. A splice can be realized between, on the one hand, the reinforcements 22, 23 and, on the other hand, the reinforcement 8 of the center support by means of spacers 24, 25 fitted into the spar 3 to which these spacers 24, 25 confer some stiffness following Z while being relatively compressible transversely (following Y). The box 1 which has just been described has the following advantages. First, it has a shock performance at least equivalent to that of a conventional body, in which a spar reinforcement extends over the entire length of the spar. In this case, the forces suffered during a side impact are transmitted by the rear wing 13 of the 9 midfoot reinforcement to the plate 7 heel, which has a high stiffness compression and buckling along Y. The 9 foot reinforcement thus advantageously replaces a central section of an ordinary spar reinforcement.
Deuxièmement, le renfort de longeron étant subdivisé en deux composants (les renforts 22 et 23), il est possible, quel que soit l'empattement du véhicule, de standardiser complètement l'un d'entre eux (ici le renfort 22 avant), et partiellement le second (le renfort 23 arrière). Compte tenu de la taille modeste de cette pièce, il en résulte une gestion de production simplifiée (notamment en termes de logistique), avec une banque élargie de composants communs aux véhicules à empattement court et long. Secondly, the spar reinforcement being subdivided into two components (the reinforcements 22 and 23), it is possible, regardless of the wheelbase of the vehicle, to completely standardize one of them (here the front reinforcement 22), and partially the second (the rear reinforcement 23). Given the modest size of this part, this results in simplified production management (especially in terms of logistics), with an expanded bank of components common to short and long wheelbase vehicles.
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