FR3052424A1 - Structure de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet une partie arrière de structure (2) d'un véhicule. La partie comprend un longeron central (10) avec une cavité interne (12) et un dispositif (20) de protection d'un équipement (14), telle une goulotte de réservoir (18). Le dispositif (20) comprenant un logement (22) de protection destiné à recevoir ledit équipement (14). Ladite partie de structure est remarquable en ce que le dispositif (20) de protection comprend une portion fixée (24) au longeron (10) qui est disposée à l'intérieur de la cavité interne (12) du longeron. L'invention a également pour objet un véhicule automobile. L'invention permet de préserver l'intégrité du longeron (10) en cas de choc arrière à 80 km/h avec un recouvrement de 70%.

Description

STRUCTURE DE VÉHICULE AUTOMOBILE L’invention se rapporte au domaine du choc contre un véhicule automobile, notamment un choc à 80 km/h. Plus précisément, l’invention concerne une partie de structure d’un véhicule automobile avec un dispositif de protection fixé au sein du longeron. L’invention traite également d’un véhicule automobile.

Dans le contexte d’un choc arrière contre un véhicule automobile, par exemple dans le cas d’un véhicule à l’arrêt percuté par un autre véhicule roulant à pleine vitesse, il a été observé que la jante se déplace contre le longeron principal du véhicule à l’arrêt. Certains équipements interposés entre la roue et le longeron principal, comme par exemple la goulotte de remplissage du réservoir de carburant du véhicule percuté, peuvent être déformés, voire détruits.

Afin de protéger ces équipements généralement fabriqués en matière plastique, et en particulier le conduit ou la goulotte de remplissage du réservoir, il existe des goulottes renforcées par une gaine métallique. Néanmoins, il a été observé que malgré cette gaine protectrice, la goulotte peut, en cas de choc, se déformer. Sa section ronde finit par s’ovaliser. Cette déformation affaiblit l’appui qui existe entre la roue et le longeron et cause dès lors des dommages relativement important au véhicule.

Le document EP 1 806 272 E2 divulgue un dispositif de protection pour une goulotte de remplissage d’un réservoir de carburant d’un véhicule automobile. Le dispositif en question comprend un caisson de protection de la partie de la goulotte venant se situer entre l’extrémité du longeron et la roue et comprend au moins un orifice de passage de la goulotte. Néanmoins, lors d’un choc, vu que le caisson est un corps rapporté au longeron, le longeron finit par se déformer voire se détruire. Par ailleurs, la transmission des efforts du corps au longeron est limitée. La montée en charge du longeron est particulièrement brusque, ce qui nuit à certains éléments structurels avoisinants. L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objectif d’améliorer la sécurité en cas de choc longitudinal contre le véhicule. L’invention a également pour objectif d’améliorer la capacité d’un véhicule à répartir les charges sur le longeron tout en protégeant tout équipement qui pourrait se trouver entre la roue et le longeron, diminuant ainsi les risques de déformation ou de rupture qu’il pourrait y avoir lors d’un choc. L’invention a pour objet une partie de structure d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile comprenant : un longeron central avec une cavité interne s’étendant longitudinalement et un dispositif de protection d’un équipement, notamment une goulotte de réservoir, le dispositif comprenant un logement de protection destiné à recevoir ledit équipement. Ladite partie de structure est remarquable en ce que le dispositif de protection comprend une portion fixée au longeron qui est disposée à l’intérieur de la cavité interne du longeron, et/ou le dispositif de protection comprend une portion fixée au longeron le long dudit longeron.

Selon des modes particuliers de réalisation, la partie de structure d’un véhicule peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - Le longeron comprend une portion latéralement interne et une portion latéralement externe, la portion de fixation étant fixée à ladite portion interne. - Le dispositif est soudé, collé, riveté, vissé ou boulonné au longeron. - La partie de structure comprend en outre un longeron arrière, la portion fixée est une première portion fixée, le dispositif comprenant en outre une deuxième portion fixée au longeron arrière. - Le dispositif comprend un tube coudé en acier. - Le dispositif comprend un corps creux en matériau composite avec une matrice et des fibres de renfort noyées dans la matrice. - Le longeron comprend une surface interne délimitant la cavité interne, le dispositif comprenant une enveloppe externe générale qui épouse la surface interne du longeron. - La partie centrale du corps creux comprend une bande métallique de renfort traversant verticalement ledit corps creux. - La cavité interne et la portion de fixation comprennent une interface de fixation allongée longitudinalement. - La cavité comprend une entrée, la portion de fixation étant fixée au longeron à distance de ladite entrée. - Le longeron comprend une âme en contact de la portion de fixation. - La partie de structure comprend un pied central au niveau longitudinalement de l’âme. - La partie de structure comprend une traverse chevauchée longitudinalement par le dispositif. - La partie de structure comprend un passage de roue, le dispositif faisant saillie à l’intérieur dudit passage de roue. - La partie de structure est une partie arrière de la structure du véhicule. - La portion latéralement interne du longeron est formée d’une tôle d’épaisseur comprise entre 1 mm et 2 mm, ou entre 1,2 mm et 1,5 mm, et/ou est d’épaisseur supérieure à l’épaisseur de la tôle formant la portion externe. - Le tube comprend un acier à haute limite d’élasticité. - Le tube coudé et/ou la bande métallique comprennent chacun deux branches longitudinales reliées par une branche transversale. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant une partie de structure, remarquable en ce que ladite partie de structure est conforme à l’invention.

Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, le véhicule comprend une roue en regard du dispositif, le dispositif s’étendant sur toute la largeur transversale de ladite roue.

Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, le longeron est dans l’alignement longitudinal de la roue.

Selon un mode particulier de réalisation de l’invention, la largeur de la roue est supérieure ou égale à 200 mm, ou à 220 mm, ou à 240 mm

La largeur de la roue peut être supérieure ou égale à 225mm. Elle peut atteindre 245 mm voire 255mm dans le cas d’une silhouette « type SUV >> ou monospace.

La fixation du dispositif à l’intérieur de la cavité n’est pas un aspect indispensable de l’invention. L’invention a également pour objet un véhicule, notamment automobile, le véhicule comprenant un longeron, éventuellement central, une roue ; un équipement, notamment une goulotte de réservoir ; un dispositif de protection protégeant l’équipement entre la roue et le longeron ; remarquable en ce que le dispositif de protection s’étend transversalement sur toute la largeur de la roue.

De manière générale, les modes particuliers de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets.

Grâce à la fixation du dispositif à l’intérieur du longeron, le chargement du longeron est plus progressif en cas de choc arrière. Le pic d’effort est écrêté ce qui améliore le comportement de la structure puisque ses déformations sont mieux maîtrisées. Un gain de sécurité s’observe. L’invention permet de protéger les équipements qui sont interposés entre la roue et le longeron central tout en répartissent les efforts sur le longeron. L’invention permet de préserver l’intégrité du longeron en cas de choc arrière à 80 km/h avec un recouvrement de 70%, qui correspond au cas où seul un côté du véhicule doit absorber l’énergie de l’impact. Le longeron central est renforcé à l’aide du dispositif de protection. Le dispositif est conçu pour chercher un point d’appui éloigné sur le longeron, ce qui stabilise l’ensemble formé par le longeron et le dispositif protecteur. L’étendue transversale du dispositif par rapport à la roue offre une protection sur toute la largeur de la roue et notamment sur toute la largeur de la jante. Par ailleurs, le dispositif de protection en tant que tel est relativement léger et n’a donc que peu de conséquence sur la masse totale du véhicule automobile. D’ailleurs, la structure du véhicule peut être allégée en amincissant certaines tôles puisque l’énergie qu’elles doivent absorber en cas de choc s’amoindrit, et que leurs conditions de sollicitation mécanique deviennent plus favorables.

La solution proposée dans le cadre de l’invention repose sur un système simple pouvant être monté sur une structure de véhicule existante. Par ce biais, l’invention peut être implémentée sur un véhicule déjà conçu, ce qui limite les frais de conception et d’adaptation d’un modèle de véhicule existant à un nouveau marché. Les frais d’amélioration de la sécurité d’un véhicule restent réduits. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description donnée à titre d’exemple et en référence aux dessins parmi lesquels :

La figure 1 présente une partie de structure d’un véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l’invention.

La figure 2 présente une partie de structure d’un véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 3 montre le dispositif de protection selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.

La figure 4 montre le dispositif de protection selon un troisième mode de réalisation de l’invention.

Dans la description qui va suivre, la direction longitudinale correspond à la direction principale de déplacement du véhicule, et le sens avant à son sens principal de déplacement. La direction transversale est perpendiculaire à la direction longitudinale. Les orientations évoquées ci-après renvoient au sens normal de montage dans le véhicule.

Les figures 1 et 2 illustrent une partie de structure (2 ; 102) d’un véhicule automobile selon respectivement un premier et un deuxième mode de réalisation de l’invention, le véhicule étant observé depuis le dessous. En l’occurrence, il s’agit de la partie arrière droite de la structure du véhicule. Toutefois l’invention peut également s’appliquer à l’avant du véhicule, tout comme à son côté gauche si nécessaire.

Le longeron principal 10 (partiellement représenté), la goulotte 14 de remplissage du réservoir 18 de carburant, une roue 50 et un longeron secondaire, dans ce cas un longeron arrière 16, également appelé « longeronnet >> sont notamment apparents en figure 1. Le longeron principal correspond au longeron central 10 du véhicule et s’étend dans une direction principalement longitudinale du véhicule. Le longeron 10 est relié au longeron arrière 16 par l’intermédiaire d’une traverse 17 (partiellement représentée) qui s’étend transversalement sur toute la largeur de la structure.

Le longeron central 10 comprend au moins deux parties, notamment au moins deux tôles embouties. Par exemple, une tôle interne 11 et une tôle externe (non représentée) peuvent chacune présenter des profils en « C >>. Ces tôles 11 peuvent être placées de manière à mettre en correspondance leurs ouvertures afin de former une cavité interne 12 ; qui traverse longitudinalement le longeron 10 à la manière d’un tunnel.

Selon un premier mode de réalisation tel qu’illustré à la figure 1, le dispositif de protection 20 est un tube cintré afin de former des coudes. Ainsi, il entoure la goulotte 14 de remplissage du réservoir 18 de carburant. Le tube coudé présente deux portions (24 ; 26). L’une d’entre elle ; la première portion 24 ; s’imbrique et/ou se fixe dans la cavité interne 12 du longeron central 10. La seconde portion 26 est fixée au longeron arrière 16, de la structure de véhicule. Le longeron arrière 16 fait partie intégrante du châssis du véhicule. Il est apte à supporter au moins partiellement le poids du véhicule. La première portion 24 et la deuxième portion 26 s’étendent longitudinalement. Elles sont reliées par une portion de jonction 28 qui s’étend transversalement en face de la roue 50. La première portion 24 est placée plus en avant que la deuxième portion 26. Ce décalage améliore à nouveau la répartition des efforts en cas de choc selon la direction longitudinale.

Le dispositif de protection 20 présente deux fonctions majeures : premièrement, il protège la goulotte 14, ou tout autre équipement qui pourrait être interposé entre la roue 50 et le longeron central 10. Il limite les déformations, et restreint le risque de rupture en cas de choc sur le véhicule automobile. Dans le cas de la goulotte 14 de remplissage du réservoir 18 de carburant, cela est extrêmement important car cela peut permettre d’éviter les fuites de carburant lors d’un choc arrière à grande vitesse. Deuxièmement, le dispositif 20 dirige les efforts entrants dans le longeron 10 et permet donc de stabiliser ledit longeron 10. La rigidité de l’extrémité du longeron 10 est aussi préservée, ce qui permet une meilleure résistance en cas de choc. Par ailleurs, dans l’optique d’amélioration du style du véhicule automobile, l’ajout de ce dispositif 20 de protection autorise le styliste à réduire le porte-à-faux du véhicule. En effet, il devient possible de reculer le train arrière tout en offrant une solution de protection parant l’éventuel déplacement du train arrière en cas de choc arrière. L’implantation du dispositif 20 de protection au sein du longeron 10 permet en réalité de venir chercher un point d’appui plus éloigné pour ce dispositif, ce qui, en cas de choc, permet de stabiliser considérablement la structure formée par l’ensemble longeron central 10 et dispositif 20 protégeant la goulotte 14. L’aspect allongé de la fixation optimise encore la stabilisation.

Par ailleurs, il est à noter que le dispositif 20 de protection est plus large que la roue 50 car il s’étend sur l’entièreté de la largeur transversale de la roue 50 et notamment sur l’entièreté de la largeur de la jante de la roue. Cela présente un intérêt important dans le cas de véhicule plus massif, tel que par exemple des véhicules de type « SUV », qui est l’acronyme de l’expression anglosaxone « sport utility vehicle ».

Le dispositif 20 de protection est fabriqué en acier à haute limite d’élasticité. Par acier à haute limite d’élasticité, on entend un acier dont la limite d’élasticité est supérieure ou égale à 500 MPa, ou à 1000 MPa. Le tube cintré peut ainsi avoir un diamètre extérieur d’environ 40 mm, sa paroi étant épaisse d’environ 2 mm. Le dispositif 20 de protection est fixé au longeron 10 par des moyens de fixation tels que des cordons de soudures ou des moyens de vissage.

La figure 2 représente une partie de structure 102 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Cette figure 2 reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 100. Des numéros spécifiques sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation.

Le deuxième mode de réalisation de la partie de structure 102 est sensiblement similaire au premier mode de réalisation, il en diffère toutefois par son dispositif de protection 120.

Le dispositif 120 de protection est une boîte ou un corps creux 138, ou un corps partiellement creux, qui présente un logement 122 de protection destiné à recevoir l’équipement à protéger. Dans le cas illustré de la figure 2, le logement 122 est un orifice traversant, permettant le passage de la goulotte 114 de remplissage du réservoir 118 de carburant. De manière similaire au premier mode de réalisation, le corps creux 138 présente une portion fixée 124 au longeron qui est disposée à l’intérieur de la cavité interne 112 du longeron central 110.

Afin d’alléger le dispositif 120 de protection, celui-ci est conçu en matériau composite, par exemple en matériau composite connu sous l’acronyme « BMC » correspondant à l’expression anglo-saxonne « Bulk Moulding Composite ». Le matériau composite peut alternativement être du type SMC qui est un acronyme de l’expression anglo-saxonne « Sheet Moulding Composite ». L’utilisation de matériau composite au lieu de matériau plus lourd, tel que par exemple des matériaux en acier, permet ainsi de gagner une masse d’environ 2 kg, ce qui représente une amélioration considérable dans la conception d’un véhicule automobile.

La figure 3 présente de manière isolée le dispositif de protection 120 détaillé en figure 2. Le dispositif de protection est représenté du dessous par rapport à sa position de montage. La structure du véhicule et la goulotte ne sont pas représentées par soucis de clarté, ce qui permet de montrer le logement 122.

La portion fixée 124 est destinée à être fixée à l’intérieur de la cavité du longeron. Le corps creux 138 présente également une deuxième portion 126 pour une fixation au longeron secondaire 116 (voir figure 2) de la structure du véhicule. La structure alvéolaire du corps creux 138 provient d’un réseau de nervures quadrillant la partie centrale du corps creux 138. Ces nervures permettent de renforcer la boîte en soutenant la partie latérale, ou l’enveloppe externe générale 140 du dispositif 120. Par ailleurs, l’enveloppe externe générale 140 est configurée pour épouser la surface interne du longeron central lorsque le dispositif 120 y est imbriqué ou fixé.

Les moyens de fixation du dispositif 120 sont des moyens de collage, de rivetage, de vissage et/ou de boulonnage.

La figure 4 illustre le dispositif de protection 220 selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Cette figure 4 reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 200. Des numéros spécifiques sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation. Le dispositif de protection 220 peut être intégré dans la partie de structure de véhicule présentée en relation avec la figure 1.

Le troisième mode de réalisation du dispositif de protection 220 est sensiblement similaire au deuxième mode de réalisation, il en diffère toutefois par son dispositif de protection 220 comporte une bande métallique de renfort 242. L’enveloppe générale 240 est prolongée par la première portion 224 et par la deuxième portion 226.

La bande de renfort 242 ou tôle métallique est, insérée de manière verticale dans le corps creux 238. La bande de renfort 242 peut traverser verticalement le corps 238. Elle est par exemple réalisée en acier à haute limite d’élasticité et apporte un renfort considérable au dispositif 220 en matière de rigidité et de solidité et à la capacité à absorber l’énergie d’un choc. Le métal étant plus résistant que les matériaux en composite, le dispositif 220 est structurellement plus stable lorsqu’il comporte cette bande de renfort 242, notamment en cas de choc. Par ailleurs, cette bande de renfort 242, qui peut être pliée de manière à suivre la forme générale du dispositif 220, présente une faible épaisseur, généralement comprise entre 1 mm et 2 mm, plus particulièrement égale à 1,2 mm ou à 1,5 mm. Cela permet de ne pas alourdir le dispositif tout en le renforçant.

Les différents modes de réalisation de l’invention peuvent être combinés les uns aux autres. Par exemple, un tube tel que présenté en relation avec la figure 1 peut être associé au corps creux présenté en figure 2 et/ou en figure 3. Le tube peut notamment entourer le corps, ou être placé à cœur ; notamment en complément ou en remplacement de la bande métallique de renfort.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Partie de structure (2 ; 102) d’un véhicule comprenant : - un longeron central (10; 110) avec une cavité interne (12; 112) s’étendant longitudinalement ; et - un dispositif de protection (20 ; 120 ; 220) d’un équipement (14 ; 114), notamment une goulotte de réservoir (18 ; 118), le dispositif (20 ; 120 ; 220) comprenant un logement (22; 122) de protection destiné à recevoir ledit équipement (14), caractérisée en ce que le dispositif de protection (20 ; 120 ; 220) comprend une portion fixée (24 ; 124 ; 224) au longeron (10 ; 110) qui est disposée à l’intérieur de la cavité interne (12 ; 112) du longeron.
2. 2. Partie de structure (2 ; 102) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le longeron (10; 110) comprend une portion latéralement interne et une portion latéralement externe, la portion de fixation (24 ; 124 ; 224) étant fixée à ladite portion interne.
3. 3. Partie de structure (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que le dispositif (20 ; 120 ; 220) est soudé, collé, riveté, vissé ou boulonné au longeron (10 ; 110).
4. 4. Partie de structure (2 ; 102) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un longeron arrière (16; 116), la portion fixée (24 ; 124 ; 224) est une première portion fixée, le dispositif (20 ; 120 ; 220) comprenant en outre une deuxième portion (26 ; 126 ; 226) fixée au longeron arrière (16).
5. 5. Partie de structure (2) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif (20) comprend un tube coudé en acier.
6. 6. Partie de structure (102) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif (120; 220) comprend un corps creux (138; 238) en matériau composite avec une matrice et des fibres de renfort noyées dans la matrice.
7. 7. Partie de structure (102) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le longeron comprend une surface interne délimitant la cavité interne, le dispositif (120 ; 220) comprenant une enveloppe (140 ; 240) externe générale qui épouse la surface interne du longeron (110).
8. 8. Partie de structure (102) selon l’une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que la partie centrale du corps creux comprend une bande métallique de renfort (242) traversant verticalement ledit corps creux.
9. 9. Véhicule automobile comprenant une partie de structure (2 ; 102) caractérisé en ce que ladite partie de structure (2; 102) est conforme à l’une des revendications 1 à 8.
10. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend une roue en regard du dispositif, le dispositif s’étendant sur toute la largeur transversale de ladite roue (50 ; 150).