FR2990920A1 - Dispositif de structure destine a etre monte sur un element de chassis de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Dispositif de structure (100) destiné à être monté sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur un berceau (2), en particulier sur un berceau avant, comprenant deux longerons (3, 4), deux montants (7, 8), deux absorbeurs de choc (13) disposés au niveau d'extrémités distales (51, 52) des longerons, des éléments (41) de fixation du dispositif au châssis et des premiers éléments (23) de guidage des longerons en déplacement relativement au châssis selon une direction (x) longitudinale ou sensiblement longitudinale, les premiers éléments de guidage étant disposés au niveau d'extrémités proximales (53, 54) des longerons.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de structure destiné à être monté sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur un berceau, en particulier sur un berceau avant. L'invention porte aussi sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur un berceau, en particulier sur un berceau avant. L'invention porte encore sur un ensemble ou châssis comprenant un tel dispositif de structure et un tel élément de châssis. L'invention porte enfin sur un véhicule automobile comprenant un tel dispositif de structure et/ou un tel élément de châssis et/ou un tel châssis.

L'invention concerne plus particulièrement les structures du type comportant, d'une part, une partie supérieure formée d'au moins deux longerons qui s'étendent longitudinalement en avant de l'habitacle du véhicule, et comportant, d'autre part, une partie inférieure formée d'au moins un berceau ou berceau cadre qui supporte des éléments fonctionnels du véhicule. La partie inférieure comprend au moins deux bras longitudinaux s'étendant vers l'avant du véhicule et est reliée aux longerons de la partie supérieure par l'intermédiaire de montants. Ce type de structure permet de traiter indépendamment au moins deux caractéristiques mécaniques distinctes, à savoir la suspension et le traitement des chocs frontaux. La partie inférieure de la structure, connue par l'homme du métier sous la dénomination de "voie basse", porte des éléments fonctionnels du véhicule, à titre d'exemple le groupe motopropulseur, par l'intermédiaire d'un berceau. Cette voie basse permet d'atténuer les vibrations provenant du roulement du véhicule sur la chaussée et provenant du moteur supporté, grâce au fait que le berceau est en partie découplé de la caisse. La partie supérieure de la structure, connue par l'homme du métier sous la dénomination de "voie haute", permet d'encaisser les chocs frontaux grâce à la résistance mécanique des longerons. Cette voie haute doit donc absorber l'énergie consécutive à des efforts de choc importants, de manière à ce qu'un tel choc ne provoque pas d'intrusion dans l'habitable. Une structure avant doit en fait gérer deux types de choc différents, les petits chocs, comme le "choc piéton" et le "choc Danner", qui génère peu d'énergie à absorber par le véhicule, c'est-à-dire des chocs à faible vitesse qui ne doivent avoir pour incidence que le changement limité de pièces de la structure et les chocs à forte énergie. Ces chocs dégageant une forte énergie, par exemple de type "crashs", ne doivent pas entraîner de déformation de l'habitacle pour une sécurité optimale des passagers. Ces différents chocs sont difficiles à gérer dans les mêmes zones du véhicule. Il est ainsi connu d'ajouter de la mousse pour le traitement des "chocs piétons" sur les traverses destinées à traiter le choc Danner, mais le traitement des "chocs piétons" n'est dans ce cas pas optimisé. Il est alors connu de prévoir des barres ou absorbeurs de "choc piéton" situées en "voie basse", ce qui est efficace dans ce type de choc mais qui contraint l'implantation d'autres éléments d'absorption.

Pour absorber des chocs Danner, la voie basse est sollicitée. Des absorbeurs de choc inférieurs sont fixés sur celle-ci et les efforts transitent dans le sens longitudinal dans les absorbeurs, dans des éléments rapportés sur le berceau, dans le berceau et enfin dans la caisse. La mise en place des absorbeurs sur la caisse est donc subordonnée à des contraintes de transmission d'efforts mécaniques, mais aussi à des contraintes d'encombrement, à des contraintes de localisation ou encore à des contraintes acoustiques. On connaît du document FR2859157 une structure de partie avant de 30 véhicule automobile comprenant une voie basse, une voie haute et différents éléments d'absorption d'énergie.

Le but de l'invention est de fournir un dispositif de structure permettant de remédier aux problèmes évoqués précédemment et améliorant les dispositifs connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose un dispositif permettant de réaliser une absorption efficace d'énergie lors de chocs de faible énergie. Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un dispositif de structure selon l'invention.

Selon l'invention, le dispositif de structure est destiné à être monté sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur un berceau, en particulier sur un berceau avant. Le dispositif de structure comprend deux longerons, deux montants, deux absorbeurs de choc disposés au niveau d'extrémités distales des longerons, des éléments de fixation du dispositif au châssis et des premiers éléments de guidage des longerons en déplacement relativement au châssis selon une direction longitudinale ou sensiblement longitudinale. Les premiers éléments de guidage sont disposés au niveau d'extrémités proximales des longerons.

Les extrémités proximales peuvent comprendre chacune une première butée de limitation du déplacement d'un des longerons. Les premières butées peuvent comprendre chacune une cale destinée à être fixée sur un site prévu à chaque extrémité proximale des longerons. Les montants peuvent être chacun fixés à un longeron au niveau d'une extrémité distale du longeron.

Les éléments de fixation au châssis peuvent comprendre des conformations des montants destinées à épouser la forme du châssis au niveau de la fixation.

Les premiers éléments de guidage peuvent comprendre chacun un arbre, respectivement un alésage, destiné à coopérer avec un alésage, respectivement un arbre, prévu sur le châssis et constituant un deuxième moyen de guidage.

Selon l'invention, l'élément de châssis de véhicule automobile, notamment berceau, en particulier berceau avant, comprend des deuxièmes éléments de guidage destinés à coopérer avec des premiers éléments de guidage prévus sur un dispositif de structure destiné à être monté sur le châssis, les premiers et deuxièmes éléments de guidage étant destinés à guider des longerons en déplacement relativement à l'élément de châssis selon une direction longitudinale ou sensiblement longitudinale. Les deuxièmes éléments de guidage peuvent comprendre chacun un arbre, respectivement un alésage, destiné à coopérer avec un alésage, respectivement un arbre, prévu sur un dispositif de structure et constituant un premier moyen de guidage. Selon l'invention, un ensemble ou châssis comprend un dispositif de structure tel que défini précédemment et un élément de châssis tel que défini précédemment. Selon l'invention, un véhicule automobile comprend un dispositif de structure tel que défini précédemment et/ou un élément de châssis tel que défini précédemment et/ou un ensemble tel que défini précédemment.30 La figure 1 est une vue en perspective partielle d'un mode de réalisation d'un châssis selon l'invention. Les figures 2 à 4 sont des vues en perspective de détail d'un mode de 5 réalisation d'un dispositif de structure au niveau d'une fixation d'un absorbeur de choc. La figure 5 est une vue en perspective partielle du mode de réalisation du dispositif de structure selon l'invention, les montants n'étant pas 10 représentés. La figure 6 est une vue en perspective de détail du mode de réalisation du dispositif de structure au niveau d'une butée. 15 Les figures 7 et 8 sont des vues de côté du mode de réalisation du châssis selon l'invention. Un mode de réalisation d'un châssis 1 de véhicule automobile selon l'invention est décrit ci-après en référence aux figures 1 à 8. 20 Le châssis 1 comprend principalement un élément de châssis 2, comme un berceau, en particulier un berceau avant, et un mode de réalisation d'un dispositif de structure 100. 25 Le châssis présente une symétrie générale de conception par rapport à un plan longitudinal vertical médian. Telle que représentée sur les figures, une structure de partie avant de châssis de véhicule comporte principalement une partie supérieure comprenant, dans un plan sensiblement horizontal, des longerons 5. La structure de partie avant comporte aussi une partie 30 inférieure dans un plan sensiblement horizontal et à une hauteur inférieure de celle de la partie supérieure. Cette partie inférieure comprend un berceau 2 ou berceau cadre qui a pour rôle d'assurer le support d'éléments fonctionnels du véhicule, et plus particulièrement du groupe moto-propulseur. Ce berceau est prolongé, depuis l'habitacle vers l'avant du véhicule, par le dispositif de structure.

Le dispositif de structure est destiné à être monté sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur le berceau 2, en particulier sur le berceau avant. Le dispositif de structure comprend deux longerons ou bras 3, 4, deux montants 7, 8, deux absorbeurs de choc 13 (figures 3 et 4) disposés au niveau des montants 7, 8, particulièrement au niveau d'extrémités distales 51, 52 des longerons 3, 4, des éléments 41 de fixation du dispositif de structure au châssis et des premiers éléments 23 (figure 6) de guidage des longerons en déplacement relativement au châssis selon une direction x longitudinale ou sensiblement longitudinale. Les premiers éléments de guidage sont disposés au niveau d'extrémités proximales 53, 54 des longerons 3, 4. Par « absorbeur de choc disposé au niveau de l'extrémité distale d'un longeron », on entend que l'absorbeur de choc est monté directement sur l'extrémité distale du longeron ou que l'absorbeur de choc est monté au voisinage de l'extrémité du longeron, par exemple sur une autre pièce, notamment dans une partie inférieure d'un montant, en particulier d'un montant fixé au longeron.

De préférence, les deux bras 3, 4 sont reliés à leur extrémité avant par une traverse 9 s'étendant transversalement. Les bras 3, 4 s'étendent longitudinalement ou au moins sensiblement longitudinalement. Au niveau de la partie inférieure, les absorbeurs d'énergie 13 sont fixés sur les montants 7, 8 en avant des bras 3, 4.30 La partie inférieure est reliée à la partie supérieure par les montants 7, 8, notamment des montants verticaux ou sensiblement verticaux. Ces montants sont situés près des extrémités avant des parties inférieure et supérieure, notamment s'étendent depuis les extrémités avant ou distales des bras 3, 4. Les montants 7, 8 permettent la tenue du berceau et de reprendre ainsi des efforts en arrière des absorbeurs d'énergie ou de choc. Tels que représentés sur les figures, plus particulièrement sur les figures 3 et 4, les absorbeurs 13 présentent une forme tronconique dont l'axe principal est longitudinal, dont la base de petit diamètre est située longitudinalement en avant de la base de grand diamètre qui est fixée sur la structure. Les absorbeurs peuvent présenter d'autres formes (par exemple, une forme cylindrique) sans pour autant sortir du contexte de l'invention. De préférence, la plus grande dimension de l'absorbeur est sensiblement longitudinale. De préférence, les extrémités proximales 53, 54 comprennent chacune une première butée 21 de limitation du déplacement d'un des longerons (figure 6). Avantageusement, les premières butées comprennent chacune une cale 21 destinée à être fixée sur un site 20 prévu à chaque extrémité proximale des longerons. Les sites 20 comprennent chacun une tôle fixée à une extrémité proximale des bras. Les cales sont par exemple clipsées sur les sites. Elles comprennent par exemple pour ce faire des éléments 22 de clipsage, comme des lamelles de clipsage. Les cales peuvent être réalisées en matière synthétique élastique. Elles peuvent aussi être réalisées en alliage métallique. L'élément de châssis comprend des deuxièmes butées destinées à coopérer avec les premières butées de limitation du déplacement des longerons. En l'absence d'action mécanique sur le dispositif de structure, il existe un jeu entre les premières et deuxièmes butées.

Des éléments de suspension 31 (figure 8) peuvent supporter les bras 3, 4. Les éléments de suspension relient les longerons supérieurs 5 aux bras 3, 4. Les éléments de suspension s'étendent par exemple verticalement ou sensiblement verticalement. Les éléments de suspension sont par exemple liés mécaniquement aux bras au niveau des extrémités proximales des bras 3, 4. Les montants 7, 8 peuvent être chacun fixés à un longeron au niveau d'une extrémité distale 51, 52 du longeron. Les montants peuvent être verticaux ou sensiblement verticaux. Ils peuvent être fixés par tout moyen aux bras 3, 4, notamment ils peuvent être fixés par vissage ou par soudage, en particulier par soudage par point. Les éléments de fixation au châssis peuvent comprendre des conformations 41 des montants destinées à épouser la forme du châssis au niveau de la fixation, c'est-à-dire au niveau des longerons supérieurs 5. Les montants et les longerons supérieurs peuvent être fixés les uns aux autres, notamment ils peuvent être fixés par vissage ou par soudage, en particulier par soudage par point.

Les premiers éléments de guidage 23 sont destinés à coopérer avec des deuxièmes éléments de guidage prévus sur le châssis. Les premiers éléments de guidage peuvent comprendre chacun un arbre destiné à coopérer avec un alésage pratiqué dans le châssis et constituant un deuxième élément de guidage. Les premier et deuxième éléments de guidage permettent par exemple de guider les bras en translation ou sensiblement en translation selon la direction longitudinale ou sensiblement selon la direction longitudinale relativement à l'élément de châssis, en particulier lorsque le châssis est soumis à un choc, notamment un choc frontal.

Alternativement, les premiers éléments de guidage peuvent comprendre chacun un alésage pratiqué dans un bras et destiné à coopérer avec un arbre réalisé sur le châssis et constituant un deuxième élément de guidage.

Les amortisseurs de choc 13 sont fixés en bas des montants 7, 8 et en appui et en avant des bras 3, 4 via des éléments d'interface 12, 11 (figures 2, 3 et 4). Les éléments d'interface peuvent être réalisés en tôle pliée. Les amortisseurs de choc peuvent être fixés par des vis 14 sur les éléments d'interface. Les éléments d'interface peuvent être fixés par tout moyen sur les montants, notamment par soudage, en particulier par soudage par point. En cas de choc frontal, un effort est appliqué sur un absorbeur de choc ou les deux absorbeurs de choc. Par exemple, un effort de direction longitudinale est appliqué au dispositif de structure, au niveau des absorbeurs de choc. Sous cet effort, les absorbeurs de choc se déforment. De plus, les montants 7, 8 fléchissent dans leur domaine élastique. Il s'ensuit un déplacement des bras 3, 4 jusqu'à ce que les premières et deuxièmes butées viennent en contact les unes contre les autres. Dès lors, l'effort est transmis à l'élément de châssis au travers des bras 3, 4. Lorsque l'effort n'est plus appliqué, les bras et les montants reviennent à leur position d'origine. Les absorbeurs de choc et les montants peuvent être déformés simultanément ou successivement lors de l'application de l'effort. Dans le cas de déformations successives, les absorbeurs de choc peuvent être déformés en premier, puis les montants peuvent être fléchis. Alternativement, les montants peuvent être fléchis en premier, puis les absorbeurs de choc peuvent être déformés.

L'élément de châssis 2 de véhicule automobile, notamment le berceau, en particulier le berceau avant, comprend de préférence les deuxièmes éléments de guidage destinés à coopérer avec les premiers éléments de guidage prévus sur un dispositif de structure destiné à être monté sur le châssis. Les premiers et deuxièmes éléments de guidage sont comme vus précédemment destinés à guider les longerons 3, 4 en déplacement relativement à l'élément de châssis selon la direction x. Les deuxièmes éléments de guidage comprennent chacun un arbre, respectivement un alésage, destiné à coopérer avec un alésage, respectivement un arbre 23 prévu sur le dispositif de structure et constituant 10 un premier moyen de guidage. Un ensemble 1 comprend de préférence le dispositif de structure précédent et l'élément de châssis 2 précédent.

15 Le véhicule automobile comprend de préférence le dispositif de structure précédent et/ou l'élément de châssis précédent et/ou l'ensemble dispositif de structure-châssis. Un même dispositif de structure peut être utilisé sur plusieurs modèles de 20 véhicules. Ce dispositif peut cependant présenter des cales différentes, notamment des cales de différentes épaisseurs selon le modèle auquel il est destiné. Un tel dispositif de structure permet d'absorber différents niveaux d'énergie, 25 avec à chaque niveau, un nombre limité de pièces à changer après un choc. Un tel dispositif de structure permet aussi de gérer de manière optimisée les jeux et emplacements des pièces.

30 Un tel dispositif de structure permet encore de gérer différents domaines élastiques.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de structure (100) destiné à être monté sur un élément de châssis de véhicule automobile, notamment sur un berceau (2), en particulier sur un berceau avant, comprenant deux longerons (3, 4), deux montants (7, 8), deux absorbeurs de choc (13) disposés au niveau d'extrémités distales (51, 52) des longerons, des éléments (41) de fixation du dispositif au châssis et des premiers éléments (23) de guidage des longerons en déplacement relativement au châssis selon une direction (x) longitudinale ou sensiblement longitudinale, les premiers éléments de guidage étant disposés au niveau d'extrémités proximales (53, 54) des longerons.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités proximales comprennent chacune une première butée (21) de limitation du déplacement d'un des longerons.
3. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les premières butées comprennent chacune une cale (21) destinée à être fixée sur un site (20) prévu à chaque extrémité proximale des longerons.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les montants (7, 8) sont chacun fixés à un longeron au niveau d'une extrémité distale du longeron.
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de fixation au châssis comprennent des conformations des montants destinées à épouser la forme du châssis au niveau de la fixation.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers éléments de guidage comprennent chacun un arbre (23), respectivement un alésage, destiné à coopérer avec un alésage, respectivement un arbre, prévu sur le châssis et constituant un deuxième moyen de guidage.
7. 7. Elément de châssis (2) de véhicule automobile, notamment berceau, en particulier berceau avant, comprenant des deuxièmes éléments de guidage destinés à coopérer avec des premiers éléments de guidage prévus sur un dispositif de structure destiné à être monté sur le châssis, les premiers et deuxièmes éléments de guidage étant destinés à guider des longerons en déplacement relativement à l'élément de châssis selon une direction (x) longitudinale ou sensiblement longitudinale.
8. 8. Elément de châssis selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxièmes éléments de guidage comprennent chacun un arbre, respectivement un alésage, destiné à coopérer avec un alésage, respectivement un arbre (23) prévu sur un dispositif de structure et constituant un premier moyen de guidage.
9. 9. Ensemble (1) ou châssis comprenant un dispositif de structure selon l'une des revendications 1 à 6 et un élément de châssis (2) selon l'une des revendications 7 à 8.
10. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de structure selon l'une des revendications 1 à 6 et/ou un élément de châssis selon l'une des revendications 7 à 8 et/ou un ensemble selon la revendication 9.30