FR3038288A1

FR3038288A1 - Plancher de vehicule automobile

Info

Publication number: FR3038288A1
Application number: FR1556229A
Authority: FR
Inventors: Catherine Tual; Marine Menand; Frederic Coiffier; David Tresse; Laurent Rocheblave; Frederic Stablo
Original assignee: Plastic Omnium SE; Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: Plastic Omnium SE; PSA Automobiles SA
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-06
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: WO2017001195A1; FR3038288B1; EP3317165A1; CN108025775A

Abstract

L'invention consiste en un plancher (8) de véhicule automobile comprenant : un tunnel central (10) ; deux parois principales (12, 12') s'étendant transversalement de part et d'autre du tunnel, respectivement ; deux parois de renfort (14, 14'), chacune desdites parois étant disposée au-dessus d'une des deux parois principales (12, 12') et fixée à ladite paroi, de manière à former une cavité (18, 18') ; il comprend, en outre, au moins un élément de fixation (20, 20') s'étendant dans chacune des cavités (18, 18'), entre la paroi de renfort (14, 14') et la paroi principale (12, 12') correspondante formant ladite cavité ; il comprend enfin un élément raidisseur (22) du tunnel central (10), s'étendant transversalement au tunnel et fixé aux éléments de fixation (20, 20').

Description

PLANCHER DE VEHICULE AUTOMOBILE L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement à un plancher de véhicule automobile.

Un plancher de véhicule automobile à usage routier classique avec un moteur à l’avant comprend généralement un tunnel longitudinal pour le passage notamment d’un tuyau d’échappement, d’un arbre de transmission et/ou de conduits. Un tel plancher de véhicule comprend des parois latérales joignant le tunnel central avec les longerons de bas de caisse.

La réalisation du véhicule doit satisfaire à de nombreuses prestations notamment des tests de choc. Parmi ces tests il existe le test de choc latéral, notamment le test de choc latéral contre un poteau.

La figure 1 illustre un exemple des conditions d’un test de choc latéral d’un véhicule automobile 2 contre un poteau fixe à 30km/h. Lors d’un tel test, le véhicule 2 est monté sur une plateforme 4 lancée dans une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal du véhicule 2, de manière à ce que le véhicule percute latéralement un poteau 6, au niveau d’un siège de passager. La déformation transversale du véhicule engendrant des risques importants de blessures au passager, le test vise à mesurer l’amplitude de la déformation du véhicule. Il est à noter que le test relève en particulier la déformation au niveau du plancher du véhicule. Le tunnel du plancher est généralement une cause importante de la déformation transversale du plancher. La déformation comprend généralement aussi des déchirements ou des arrachements au niveau des points de fixation des sièges qui sont particulièrement sollicités lors d’un tel choc.

Par ailleurs, les constructeurs font face à des réglementations également plus strictes au niveau de la consommation, notamment en C02, ce qui les pousse à réaliser des véhicules, notamment les planchers, plus légers. Les déchirements du plancher sont généralement favorisés par l’utilisation de matériaux plus légers, par exemple des matériaux composites.

Il est donc souhaitable de réduire la déformation transversale du plancher du véhicule lors d’un choc latéral, et en particulier dans le cadre d’un allégement du véhicule.

Le document de brevet DE 10 2006 031 452 A1 divulgue un plancher comprenant un tunnel central s’étendant longitudinalement, des traverses partant de chacun des côtés du tunnel et destinées à la fixation de sièges, et un raidisseur s’étendant transversalement sous le tunnel entre les traverses. Le raidisseur est fixé à ses extrémités sous les traverses et, dans sa portion centrale, contourne le tunnel par le dessous. La portion centrale comprend deux tronçons verticaux en vis-à-vis de portions correspondantes verticales du tunnel. En cas de choc latéral du véhicule, le tronçon vertical qui est opposé au choc prend appui sur la face correspondante du tunnel opposée au choc, prenant elle-même appui sur la traverse opposée de sorte à transférer l’effort du choc sur ladite traverse. Cet enseignement est intéressant en ce que le raidisseur favorise la réduction de la déformation du plancher au niveau du tunnel via le soutien d’une traverse opposée au choc. Elle se limite cependant aux planchers comprenant des traverses formant un appui latéral contre le tunnel.

Le document de brevet DE 10 2008 036 179A1 divulgue un plancher de véhicule automobile comprenant un tunnel central s’étendant longitudinalement et deux parois latérales de part et d’autre du tunnel. Le plancher comprend également des traverses montées sur les parois latérales pour le renfort transversal du plancher. Ces traverses sont également destinées à la fixation de sièges. Le plancher comprend en outre un raidisseur s’étendant transversalement dans le tunnel. Le document divulgue par ailleurs que le raidisseur peut être configuré pour soutenir un support de tableau de bord. Cet enseignement est intéressant en ce que le raidisseur permet, outre de renforcer le tunnel, de renforcer la fixation d’un support extérieur au plancher. Le renfort de cet enseignement se limite cependant à prendre appui sur les parois du tunnel, ce qui peut limiter son champ d’action de renforcement par rapport au reste du plancher.

Le document de brevet US 6,666,501 B1 divulgue un plancher de véhicule automobile comprenant un premier tunnel et des premières parois latérales de part et d’autre du tunnel, ainsi qu’un deuxième tunnel et des deuxièmes parois de part et d’autre du deuxième tunnel ; les premiers et seconds jeux de parois sont juxtaposés et forment entre eux des cavités transversales pour rigidifier le plancher. Les matériaux utilisés pour réaliser le plancher peuvent être du type aluminium ou magnésium, ils peuvent être assemblés par collage, soudage ou rivetage. L’enseignement est intéressant en ce que le plancher est réalisé en matériaux légers ce qui est favorable au poids du véhicule. Les solutions de renfort de tunnel des enseignements susmentionnés ne sont pas adaptées au plancher de cet enseignement, essentiellement en raison de la construction en sandwich du plancher. L’invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un des inconvénients de l’état de la technique, en particulier de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution permettant de réduire la déformation d’un plancher de véhicule automobile réalisé dans le cadre d’un allégement du véhicule et comprenant un tunnel central en cas de choc latéral à 30 km/h contre un poteau. Plus particulièrement encore l’invention a pour objectif de réduire la déformation du plancher induite par la sollicitation d’un siège sur le plancher lors d’un tel test. L’invention a pour objet un plancher de véhicule automobile comprenant : un tunnel central ; deux parois principales s’étendant transversalement de part et d’autre du tunnel, respectivement ; deux parois de renfort, chacune desdites parois étant disposée au-dessus d’une des deux parois principales et fixée à ladite paroi, de manière à former une cavité ; remarquable en ce qu’il comprend, en outre : au moins un élément de fixation s’étendant dans chacune des cavités, entre la paroi de renfort et la paroi principale correspondante formant ladite cavité ; un élément raidisseur du tunnel central, s’étendant transversalement au tunnel et fixé aux éléments de fixation.

Selon des modes particuliers de réalisation, le plancher de véhicule automobile peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l’élément raidisseur comprend une portion centrale de forme galbée épousant le tunnel et deux pattes de part et d’autre de la portion centrale galbée, chacune desdites pattes comprenant un orifice de fixation coopérant avec un des éléments de fixation. - Les éléments de fixation forment des entretoises s’étendant verticalement entre les parois principales et les parois de renfort. - chacune des parois de renfort et des parois principales correspondantes comprend un orifice traversé par un des éléments de fixation. - chacun des éléments de fixation comprend à son extrémité supérieure des moyens de fixation d’un siège du véhicule. - l’élément raidisseur s’étend sous le tunnel et les parois principales, et est fixé auxdites parois par les éléments de fixation. - l’élément raidisseur s’étend au-dessus du tunnel et des parois principales, le long de la face supérieure ou inférieure des parois de renfort, et est fixé auxdites parois par les éléments de fixation. - le plancher comprend, en outre, une traverse s’étendant transversalement sous le tunnel et les parois principales. - l’élément raidisseur est un profilé, préférentiellement métallique, de section généralement droite avec deux extrémités formant un épaulement en contrebas de la section droite. - L’élément raidisseur est une plaque métallique mise à forme par pliage, préférentiellement par emboutissage. - La plaque métallique est une plaque d’acier d’une épaisseur inférieure à 3mm. - La plaque d’acier est de limite élastique Re>450MPa et de résistance à la rupture Rm>750MPa. - L’élément raidisseur est un embouti comprenant un bord arrondi. - L’élément raidisseur est un embouti formant un bord en appui contre les parois principales ou de renfort. - Le tunnel, les parois principales et/ou les parois de renfort sont en matériau composite à matrice organique. - L’élément raidisseur est d’un seul tenant avec le tunnel ou la traverse. - L’élément raidisseur est venu de matériau différent du tunnel et/ou de la traverse. - Les parois de renfort s’étendent majoritairement parallèlement aux parois principales et préférentiellement comprennent des portions s’étendant verticalement. - Le plancher comprend un ou plusieurs éléments raidisseurs. - Le plancher comprend une paire ou plusieurs paires d’éléments de fixation. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un plancher, remarquable en ce que le plancher est conforme à l’invention.

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que le plancher conforme à l’invention est renforcé au niveau du tunnel central, il est en outre renforcé au niveau des cavités entre les parois principales et de renfort ce qui favorise la réduction de la déformation du plancher en cas de test de choc à 30km/h contre un poteau. En effet, l’élément raidisseur s’étendant entre les parois du plancher de part et d’autre du tunnel central, une partie de l’énergie d’un choc latéral contre un côté du véhicule peut être absorbée par la partie du plancher opposée au choc ce qui réduit la déformation du tunnel. De plus, les éléments de fixation s’étendant dans les cavités entre les parois principales et les parois de renfort du plancher et associés à l’élément raidisseur distribuent l’absorption de l’énergie du choc. Les sollicitations du choc au niveau des points de fixation des sièges au plancher sont en outre favorablement équilibrées. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une illustration d’un test de choc latéral contre un poteau d’un véhicule automobile ; - La figure 2 est une vue d’un plancher de véhicule automobile conforme à l’invention ; - La figure 3 est une vue en coupe verticale du plancher de la figure 2 dans un mode particulier de réalisation ; - La figure 4 est une vue en perspective d’un élément raidisseur du plancher de la figure 2 ;

La figure 1 est une illustration d’un test de choc latéral contre un poteau d’un véhicule automobile lancé à 30km/h. Cette figure a été décrite en lien avec la discussion de l’état de la technique.

La figure 2 est une vue d’un plancher 8 conforme à l’invention d’un véhicule automobile. Le plancher comprend un tunnel central 10 ; deux parois principales 12 et 12’ s’étendant transversalement de part et d’autre du tunnel, respectivement ; le plancher comprend aussi deux parois de renfort 14 et 14’ disposées au-dessus des deux parois principales de part et d’autre du tunnel. Les parois de renfort s’étendent majoritairement parallèlement aux parois principales, on peut observer que les parois de renfort comprennent en outre des portions 16 et 16’ s’étendant verticalement. Chacune des parois de renfort 14 et 14’ est fixée à chacune des parois principales 12 et 12’ et forme avec ces dernières une cavité 18 et 18’. Le plancher comprend, en outre, un élément de fixation 20 et 20’ (en traits interrompus) s’étendant dans chacune des cavités entre la paroi de renfort et la paroi principale. Le plancher comprend, enfin, un élément raidisseur 22 (en traits interrompus) du tunnel central, s’étendant transversalement au tunnel et fixé aux éléments de fixation.

La figure 3 est une vue en coupe verticale du plancher 8 conforme à l’invention dans un mode particulier de réalisation et niveau des éléments de fixation 20 et 20’ introduit en relation avec la figure 2. On peut voir l’élément raidisseur 22 fixé aux éléments de fixation. On peut également voir le tunnel central 10 du plancher qui est en l’occurrence en matériau composite, on peut également voir les parois principales 12 et 12’ de part et d’autre du tunnel et les parois de renfort 14 et 14’ de part et d’autre du tunnel, chacune des parois principales et des parois de renfort correspondantes formant les cavités 18 et 18’. Les parois principales et les parois de renfort sont en l’occurrence également en matériau composite à matrice organique et comprennent chacune un orifice 19-i, 19-Γ, 192 et 192’ traversé par les éléments de fixation 20 et 20’. Chacun de ces éléments de fixation forme, en outre, une entretoise verticale entre ces parois. Il est à noter que chacun des éléments de fixation comprend à son extrémité supérieure des moyens de fixation 24 d’un siège du véhicule. Cette mesure est intéressante, en ce que l’absorption de l’énergie d’un choc latéral du véhicule contre le poteau, choc impactant particulièrement le siège du véhicule, peut se répartir entre la paroi principale et la paroi de renfort via l’élément de fixation du côté du choc.

On peut également observer que l’élément raidisseur 22 comprend une portion centrale 26 de forme galbée épousant le tunnel, il comprend aussi deux pattes 28 et 28’ de part et d’autre de la portion centrale galbée, chacune d’elles comprenant un orifice de fixation 30 et 30’ coopérant avec un des éléments de fixation et pouvant être fixé à une paroi principale ou bien à une paroi de renfort par un des éléments de fixation. Dans le mode particulier ici présenté, les deux pattes 28 et 28’ de l’élément raidisseur 22 sont fixées aux parois principales 12 et 12’, l’élément raidisseur est un profilé métallique de section généralement droite avec les deux extrémités formant un épaulement en contre-bas de la section droite ; on peut voir sur l’image l’élément raidisseur 22 s’étendant sous le tunnel et les parois principales. L’élément raidisseur peut être une plaque d’acier d’une épaisseur inférieure à 3mm et mise à forme par pliage. Cette plaque d’acier peut être de limite élastique Re>450MPa et de résistance à la rupture Rm>750MPa. Cette mesure est intéressante en ce qu’en cas de choc latéral du véhicule sur le poteau, l’élément raidisseur est apte à transmettre l’énergie du choc sur un côté du plancher opposé au choc, l’énergie s’équilibrant, en outre, entre la paroi principale et la paroi de renfort opposée grâce à l’élément de fixation opposé. Le plancher 8 comprend en l’occurrence aussi une traverse 32 s’étendant transversalement sous le tunnel et les parois principales, l’élément raidisseur 22 pouvant être d’un seul tenant avec cette traverse. Dans un mode alternatif de réalisation non représenté, l’élément raidisseur peut s’étendre au-dessus du tunnel ainsi que des parois principales, le long de la face supérieure ou inférieure des parois de renfort. Il peut par ailleurs être en matériau composite, préférentiellement d’un seul tenant avec le tunnel. Un seul élément raidisseur et deux éléments de fixation sont ici illustrés, cela ne limite cependant en rien l’invention. Un tel plancher peut comprendre plusieurs éléments raidisseurs ainsi que plus de deux ou plusieurs paires de deux éléments de fixation associés aux éléments raidisseurs. Par ailleurs la combinaison des matériaux et des modes de montage de l’élément raidisseur et des éléments de fixation ici présentés ne limitent en rien l’invention.

La figure 4 est une vue en perspective d’un élément raidisseur 22 du plancher conforme à l’invention. L’élément raidisseur est un embouti venu de tôle métallique. On peut voir la forme centrale 26 destinée à épouser la forme du tunnel, on peut également voir les pattes latérales 28 et 28’ avec les orifices 30 et 30’ de fixation aux parois du plancher. On peut observer que l’embouti comprend un bord arrondi 34 destiné à être en appui contre les parois principales ou de renfort. Cette mesure est intéressante en particulier dans la configuration de parois de plancher en matériaux composite, les bords arrondis permettant de ne pas endommager ces parois.

Claims

REVENDICATIONS

1. Plancher (8) de véhicule automobile (2) comprenant : - un tunnel central (10) ; - deux parois principales (12, 12’) s’étendant transversalement de part et d’autre du tunnel, respectivement ; - deux parois de renfort (14, 14’), chacune desdites parois étant disposée au-dessus d’une des deux parois principales (12, 12’) et fixée à ladite paroi, de manière à former une cavité (18, 18’) ; caractérisé en ce qu’il comprend, en outre : - au moins un élément de fixation (20, 20’) s’étendant dans chacune des cavités (18, 18’), entre la paroi de renfort (14, 14’) et la paroi principale (12, 12’) correspondante formant ladite cavité ; - un élément raidisseur (22) du tunnel central (10), s’étendant transversalement au tunnel et fixé aux éléments de fixation (20, 20’).
2. Plancher (8) de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’élément raidisseur (22) comprend une portion centrale (26) de forme galbée épousant le tunnel (10) et deux pattes (28, 28’) de part et d’autre de la portion centrale galbée, chacune desdites pattes comprenant un orifice de fixation (30, 30’) coopérant avec un des éléments de fixation (20, 20’).
3. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des parois de renfort (14, 14’) et des parois principales (12, 12’) correspondantes comprend un orifice (19-i, 19-Γ, 192, 192’) traversé par un des éléments de fixation (20, 20’).
4. Plancher (8) de véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun des éléments de fixation (20, 20’) comprend à son extrémité supérieure des moyens de fixation (24) d’un siège du véhicule.
5. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’élément raidisseur (22) s’étend sous le tunnel (10) et les parois principales (12, 12’), et est fixé auxdites parois par les éléments de fixation (20, 20’).
6. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l’élément raidisseur (22) s’étend au-dessus du tunnel (10) et des parois principales (12, 12’), le long de la face supérieure ou inférieure des parois de renfort (14, 14’), et est fixé auxdites parois par les éléments de fixation (20, 20’).
7. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le plancher (8) comprend, en outre, une traverse (32) s’étendant transversalement sous le tunnel (10) et les parois principales (12, 12’).
8. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’élément raidisseur (22) est un profilé, préférentiellement métallique, de section généralement droite avec deux extrémités (28, 28’) formant un épaulement en contre-bas de la section droite.
9. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le tunnel (10), les parois principales (12, 12’) et/ou les parois de renfort (14, 14’) sont en matériau composite à matrice organique.
10. Plancher (8) de véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les parois de renfort (14, 14’) s’étendent majoritairement parallèlement aux parois principales (12, 12’) et préférentiellement comprennent des portions (16, 16’) s’étendant verticalement.