FR3030431A1 - Nœud de structure avant d'un vehicule automobile. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un nœud de structure avant (2) d'un véhicule automobile comprenant un passage de roue (12), au moins un longeron intermédiaire (14, 15), une chapelle d'amortisseur (10), ledit nœud de structure avant (2) est d'une seule pièce, et le au moins un longeron intermédiaire (14, 15) présente une forme rectiligne de section en forme de I, ladite section en forme de I présentant un segment droit, ledit segment droit comprenant à chacune de ses extrémités un segment perpendiculaire s'étendant de chaque côté dudit segment droit.

Description

Noeud de structure avant d'un véhicule automobile La présente invention se rapporte à un noeud de structure avant d'un véhicule automobile.

Dans le domaine des véhicules automobiles un noeud de structure est un élément de la carrosserie du véhicule automobile permettant la jonction de différents éléments structurels de la carrosserie du véhicule automobile. En référence aux figures 2a et 2b représentant l'art antérieur connu, un noeud de structure avant 2' comprend un passage de roues 12', une chapelle d'amortisseur 10' et deux longerons intermédiaires 14' sensiblement en forme de tube droit de section carré, adapté pour permettre la continuité longitudinale entre un longeron avant et un longeron s'étendant à l'arrière du noeud de structure, de manière à présenter une relativement bonne tenue aux efforts longitudinaux. Le noeud de structure avant 2' est en outre adapté pour supporter des traverses structurelles, ici sur une surface de support 18'. Un noeud de structure avant est généralement composé d'environ 15 à 25 pièces de tôles embouties ou pliées, assemblées les unes aux autres par soudage ou rivetage. En conséquence, les noeuds de structures avant sont complexes à fabriquer, notamment à cause des nombreux points de soudures ou de rivetage nécessaires pour le réaliser. On connait le document FR2800700, déposé par la demanderesse, qui décrit une chapelle d'amortisseur réalisée en une unique pièce et regroupant une structure porteuse d'un élément de suspension et un élément de support de poutres. Cependant une telle solution ne simplifie que la conception de la chapelle d'amortisseur et en outre, l'élément de support de poutres ne permet pas d'assurer une bonne continuité entre les longerons à l'avant et à l'arrière du noeud de structure avant, ce qui ne permet pas d'assurer pas une bonne tenue aux efforts longitudinaux.

C'est pourquoi il existe le besoin de fabriquer de manière plus simple un noeud de structure procurant une bonne tenue aux efforts longitudinaux. Dans le but de résoudre ce problème, on propose un noeud de structure avant d'une carrosserie d'un véhicule automobile comprenant un passage de roue, au moins un longeron intermédiaire, une chapelle d'amortisseur, ledit noeud de structure avant étant conformé pour pouvoir être solidarisé à au moins une traverse et au moins un longeron du véhicule automobile. Ledit passage de roue, ledit au moins un longeron intermédiaire et ladite chapelle d'amortisseur sont d'une seule pièce, le au moins un longeron intermédiaire présentant une forme rectiligne de section en forme de I, ladite section en forme de I présentant un segment droit, ledit segment droit comprenant à chacune de ses extrémités un segment perpendiculaire s'étendant de chaque côté dudit segment droit. Ainsi, le noeud de structure peut être obtenu d'une pièce par moulage, grâce à la forme particulière des longerons intermédiaires, en particulier par leur section en forme de I. En effet, contrairement aux longerons connus dans l'art antérieur de section carrée ou en forme de tube qui ne peuvent être obtenus d'une pièce avec le noeud de structure simplement par moulage, en particulier à cause des multiples directions dans lesquelles le démoulage devrait être effectué, la section en forme de I permet au noeud de structure d'être facilement moulé et démoulé dans une seule direction. En outre la forme en I de la section des longerons intermédiaire procure une bonne tenue aux efforts longitudinaux. La forme en I de la section des longerons intermédiaires permet donc d'obtenir un noeud de structure réalisé en une seule pièce monobloc venue directement de moulage, et donc d'obtenir un noeud de structure relativement simple à fabriquer. Avantageusement et de manière non limitative, le segment droit est apte à s'étendre dans une direction sensiblement verticale lorsque le noeud de structure avant est monté dans le véhicule automobile, et lesdits segments perpendiculaires étant, en outre, aptes à s'étendre dans une direction transversale. De cette manière, le démoulage du noeud de structure est particulièrement simple à effectuer. Avantageusement et de manière non limitative, ladite chapelle d'amortisseur et ledit passage de roue comprennent une bande de raccord destinée à solidariser ledit noeud de structure avant au véhicule automobile, ladite bande de raccord étant agencée le long d'au moins une partie de la périphérie de ladite chapelle d'amortisseur et dudit passage de roue, et étant apte à s'étendre dans un plan sensiblement vertical longitudinal lorsque ledit noeud de structure avant est monté sur le véhicule automobile.

Ainsi, la fixation du noeud de structure à la carrosserie est relativement simple et de manière relativement étendue sur le pourtour du noeud de structure avant. Avantageusement et de manière non limitative, ledit noeud de structure avant comprend deux longerons intermédiaires, aptes à s'étendre sensiblement parallèlement l'un au dessus de l'autre, lorsque ledit noeud de structure est monté sur ledit véhicule automobile. L'invention se rapporte aussi à un procédé de fabrication d'un noeud de structure avant tel que décrit précédemment, qui comprend : - une étape de coulage d'un métal dans un moule, par exemple un moule en acier, en fonte ou en tout autre matériau adapté, de forme sensiblement complémentaire audit noeud de structure avant, et - une étape de démoulage du noeud de structure avant dans une seule direction sensiblement parallèle aux segments perpendiculaires de la section en forme de I dudit longeron intermédiaire.

Ainsi on peut obtenir un noeud de structure d'une seule pièce, relativement simple à démouler et présentant une bonne tenues aux efforts, en particulier longitudinaux. Avantageusement et de manière non limitative, ledit métal coulé dans ledit moule est de l'aluminium. Ainsi le noeud de structure peut être relativement léger, par exemple 40% plus léger qu'un noeud de structure en tôle assemblé.

Avantageusement et de manière non limitative, le moule présente des nervures de fonderies conformées pour faciliter la coulée du métal dans le moule au niveau du longeron intermédiaire du noeud de structure avant. Les nervures de fonderie permettent au outre d'apporter une rigidité 5 supplémentaire au longeron intermédiaire. Ainsi on peut obtenir une relativement bonne tenue aux efforts verticaux et aux efforts de torsion sur les longerons intermédiaires. L'invention concerne aussi un moule pour mettre en oeuvre le procédé de fabrication d'un noeud de structure tel que décrit précédemment. 10 L'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant au moins un noeud de structure avant tel que décrit précédemment. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins 15 annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une caisse d'un véhicule automobile comprenant un noeud de structure avant selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2a est une vue en perspective d'un noeud de structure avant 20 selon un mode de réalisation connu dans l'art antérieur; - la figure 2b est une autre vue en perspective du noeud de structure avant du mode de réalisation connu dans l'art antérieur de la figure 2a; - la figure 3a est une vue en perspective d'un noeud de structure avant selon le mode de réalisation de la figure 1; 25 - la figure 3b est une vue en perspective d'un noeud de structure avant selon le mode de réalisation de la figure 1; - la figure 4 est une vue en perspective d'un moule et d'un noeud de structure avant selon le mode de réalisation de la figure 1; et - la figure 5 est une vue schématique de la section en forme de I des 30 longerons intermédiaires du noeud de structure avant selon le mode de réalisation de la figure 1.

Dans la présente description, les termes avant, arrière, supérieur, inférieur, font référence aux directions avant et arrière du véhicule, lorsque le noeud de structure avant est monté sur le véhicule. Les axes X, Y, Z, correspondent respectivement à l'axe longitudinal (d'avant en arrière), transversal et vertical du véhicule. Par sensiblement horizontal, longitudinal ou vertical, on entend une direction/un plan formant un angle d'au plus ±200, voire d'au plus 10° ou d'au plus 5° avec une direction/un plan horizontal, longitudinal ou vertical. Par sensiblement parallèle, perpendiculaire ou à angle droit, on entend une direction/un angle s'écartant d'au plus ±20°, voire d'au plus 10° ou d'au plus 5° d'une direction parallèle, perpendiculaire ou d'un angle droit. Les figures 1, 3a, 3b, 4 et 5 se rapportant à un même mode de réalisation, elles seront commentées simultanément. Un noeud de structure avant 2 d'un véhicule automobile 1 comprend un passage de roue 12, deux longerons intermédiaires 14, 15 et une chapelle d'amortisseur 11. Le passage de roue 12 présente une forme sensiblement de quart de calotte sphérique. La chapelle d'amortisseur 11 présente une forme sensiblement de prisme droit à base carré.

La chapelle d'amortisseur 11 est partiellement ouverte, l'ouverture étant continue avec l'intérieur du quart de calotte sphérique du passage de roue 12. La chapelle d'amortisseur 11 est disposée sensiblement à l'avant du passage de roue 12. Les deux longerons intermédiaires 14,15 s'étendent dans une direction sensiblement longitudinale, et s'étendent sensiblement sur un côté latéral de la chapelle d'amortisseur 11, en particulier sur le côté fermé de la chapelle d'amortisseur 11. Les deux longerons intermédiaires 14, 15 sont disposés sensiblement l'un au dessus de l'autre. Le longeron intermédiaire supérieur 15 s'étend longitudinalement sur une distance sensiblement plus courte que le longeron intermédiaire inférieur 14. Les longerons intermédiaires 14, 15 s'étendent, à titre d'exemple, sur une longueur comprise entre, entre 400mm et 800mm. Une telle longueur pouvant varier en fonction du type de véhicule automobile. Le noeud de structure avant 2 est fait d'une seule pièce. Le noeud de structure avant 2 est en aluminium, ou en tout autre métal adapté, ou en matériau polymère, ou en tout autre matériau adapté. Les longerons intermédiaires 14, 15 présentent une forme sensiblement rectiligne, s'étendant dans une direction sensiblement longitudinale. Les longerons intermédiaires 14, 15 présentent une section en forme de I, comprenant un segment droit 14a s'étendant dans une direction sensiblement verticale. A chacune de ses extrémités libres, le segment droit 14a présente deux segments perpendiculaires 14b s'étendant de chaque côté du segment droit. Autrement dit, chaque extrémité libre du segment droit 14a se termine en forme de T. Ainsi les longerons intermédiaires 14, 15 sont relativement rigides tout en présentant une forme relativement simple à obtenir, en particulier par moulage. Les longerons intermédiaires 14, 15 comprennent à chacune de leurs extrémités libres des surfaces de solidarisation 17a, 17b respectivement une surface de solidarisation avant 17a et une surface de solidarisation arrière 17b, pour recevoir des longerons de carrosserie, par exemple des longerons de rigidification de la structure du véhicule automobile 1 ou des longerons provenant d'une boîte-tampon (ou « crash-box », selon une terminologie anglo-saxonne). Les surfaces de solidarisation avant 17a, disposées aux extrémités avant des longerons intermédiaires 14, 15, lorsque le noeud de structure est monté 25 dans le véhicule automobile 1, présentent une forme sensiblement rectangulaire et s'étendent dans un plan sensiblement vertical transversal. Les longerons de carrosserie sont par exemple soudés aux surfaces de solidarisation 17a, 17b des longerons intermédiaires 14, 15. Les surfaces de solidarisation 17a, 17b respectives de chaque longeron 30 intermédiaire 14, 15 sont alignées sensiblement dans la direction longitudinale du véhicule automobile 1. Ainsi, chaque longeron intermédiaire 14,15 assure une continuité structurelle longitudinale entre les longerons de carrosserie soudés de part et d'autre du longeron intermédiaire 14, 15 au niveau des surfaces de solidarisation 17a, 17b respectives du longeron intermédiaire 14, 15. Le noeud de structure avant 2 présente en outre des surfaces de réception des traverses 18 adaptées pour recevoir des traverses 20 de la carrosserie du véhicule automobile 1. Les surfaces de réception des traverses sont disposées à l'arrière du passage de roue 12, en partie basse du quart de calotte sphérique du passage de roue 12.

Les traverses 20 de la carrosserie s'étendent dans une direction sensiblement transversale et sont soudées à une de leurs extrémités libres au niveau des surfaces de réception des traverses 18 du noeud de structure avant, conformées pour permettre le soudage des traverses 20 sur le noeud de structure avant 2.

La chapelle d'amortisseur 10 et le passage roue 12 présentent une bande de raccord 11, agencée sur au moins une partie de leur périphérie. La bande de raccord 11 est adaptée pour permettre la fixation du noeud de structure avant 2 sur la carrosserie du véhicule automobile 1. La bande de raccord 11 s'étend dans un plan sensiblement vertical longitudinal lorsque le noeud de structure 2 est monté dans le véhicule automobile 1. Ainsi, le noeud de structure 2 peut-être fabriqué de manière relativement simple, en particulier par moulage, comme illustré figure 4. Un moule 40 en matériau adapté, par exemple en acier, présente une 25 forme sensiblement complémentaire de la forme du noeud de structure 2. Le moule 40 présente deux parties séparables, non représentées, ces deux parties étant destinées à être séparées après que l'aluminium ait été coulé, de manière à pouvoir extraire le noeud de structure 2 du moule 40 dans une seule direction de démoulage Dd, grâce à la forme en I de la section des 30 longerons intermédiaires 14, 15.

Ici, la direction de démoulage Dd est sensiblement parallèle aux segments perpendiculaires 14b de la section en forme de I des longerons intermédiaires 14, 15. La direction de démoulage Dd du moule 40 correspond aussi à une direction sensiblement normale au plan dans lequel s'étend la bande de raccord 11 agencés en périphérie de la chapelle d'amortisseur 10 et du passage de roue 12. Autrement dit, la forme particulière des longerons intermédiaire 14, 15 permet d'obtenir un noeud de structure 2 fait d'une seul pièce et fondu dans un moule 40 dont on peut l'extraire dans une seule direction de démoulage Dd. Des nervures de fonderie 41 sont présentes le long du longeron intermédiaire inférieur 14, dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction dans laquelle s'étend le longeron intermédiaire inférieur 14. Autrement dit, les nervures de fonderie 41 s'étendent dans une direction sensiblement verticale lorsque le noeud de structure avant 2 est monté dans le véhicule automobile 1. Les nervures de fonderie 41 facilitent l'écoulement de l'aluminium en fusion dans le moule 40. En outre, les nervures de fonderie 41 ajoutent avantageusement de la rigidité au longeron intermédiaire inférieur 14.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Noeud de structure avant (2) d'un véhicule automobile (1) comprenant un passage de roue (12), au moins un longeron intermédiaire (14, 15), une chapelle d'amortisseur (10), ledit noeud de structure avant (2) étant conformé pour pouvoir être solidarisé à au moins une traverse et au moins un longeron du véhicule automobile (1), caractérisé en ce que ledit passage de roue (12), ledit au moins un longeron intermédiaire (14, 15) et ladite chapelle d'amortisseur (10) sont d'une seule pièce, le au moins un longeron intermédiaire (14, 15) présentant une forme rectiligne de section en forme de I (14a, 14b), ladite section en forme de I présentant un segment droit (14a), ledit segment droit comprenant à chacune de ses extrémités un segment perpendiculaire (14b) s'étendant de chaque côté dudit segment droit (14a).
2. 2. Noeud de structure avant (2), selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit segment droit (14a) est apte à s'étendre dans une direction sensiblement verticale lorsque le noeud de structure avant (2) est monté dans le véhicule automobile, et lesdits segments perpendiculaires (14b) étant, en outre, aptes à s'étendre dans une direction transversale.
3. 3. Noeud de structure avant (2), selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite chapelle d'amortisseur (10) et ledit passage de roue (12) comprennent une bande de raccord (11) destinée à solidariser ledit noeud de structure avant (2) au véhicule automobile (1), ladite bande de raccord (11) étant agencée le long d'au moins une partie de la périphérie de ladite chapelle d'amortisseur (10) et dudit passage de roue (12), et étant apte à s'étendre dans un plan sensiblement vertical longitudinal lorsque ledit noeud de structure avant (2) est monté sur le véhicule automobile (1).
4. 4. Noeud de structure avant (2), selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit noeud de structure avant (2) comprend deuxlongerons intermédiaires (14, 15), aptes à s'étendre sensiblement parallèlement l'un au dessus de l'autre, lorsque ledit noeud de structure (2) est monté sur ledit véhicule automobile (1).
5. 5. Procédé de fabrication d'un noeud de structure avant (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : une étape de coulage d'un métal dans un moule (40) de forme sensiblement complémentaire audit noeud de structure avant (2), et une étape de démoulage dudit noeud de structure avant (2) dans une seule direction sensiblement parallèle aux segments perpendiculaires (14b) de la section en forme de I (14a, 14b) dudit longeron intermédiaire (14, 15).
6. 6. Procédé de fabrication d'un noeud de structure avant (2), selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit métal coulé dans ledit moule (40) est de l'aluminium.
7. 7. Procédé de fabrication d'un noeud de structure avant (2), selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le moule (40) présente des nervures de fonderies (41) conformées pour faciliter la coulée du métal dans le moule (40) au niveau du longeron intermédiaire (14, 15) du noeud de structure avant (2).
8. 8. Moule (40) pour mettre en oeuvre le procédé de fabrication d'un noeud de structure avant (2) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.
9. 9. Véhicule automobile (1) comprenant au moins un noeud de structure avant (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.