FR3117987A1 - Eléments de structure de véhicule avec raidisseurs et véhicules associés - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un élément de structure (7) d’un véhicule automobile (1) formant un corps creux allongé selon une direction longitudinale et comprenant une première paroi latérale (17) et une deuxième paroi latérale (21) disposées écartées selon une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, l’élément de structure (7) comprend en outre au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur. L’invention se rapport également au véhicule comprenant un tel élément de structure et au procédé de fabrication dudit élément de structure. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3
Description
La présente invention concerne un élément de structure d’un véhicule automobile, notamment de type hybride ou électrique, dont le comportement en choc latéral a été amélioré. En particulier, l’invention s’adresse à des éléments de structure comprenant un corps creux de type longeron de châssis de véhicule, ainsi qu’aux véhicules équipés de tels éléments et aux procédés de fabrication de tels éléments.
Dans les véhicules automobiles, le longeron de châssis (également nommé longeron de bas de caisse) fait partie de la structure de soubassement qui comprend le plancher avant. Le plancher avant s’étend depuis son raccordement avec le tablier jusqu’à une zone située sous la rangée de sièges de rang 1, laquelle est fixée au plancher au moyen de traverses d’assises. Dans le cas d’un véhicule automobile de type électrique ou hybride (c’est-à dire, qui combine une motorisation thermique et électrique), le plancher peut montrer une partie surélevée sous laquelle vient se loger au moins un ensemble comprenant une batterie de propulsion.
Une paire de longerons est également fixée au plancher au niveau de ses bords longitudinaux. Les longerons sont généralement des corps creux allongés constitués par l’assemblage de deux profilés emboutis, à savoir un longeron interne et un longeron externe. Les extrémités des traverses d’assises se placent en regard des longerons internes. Les longerons externes sont disposés en regard de la partie intérieure des côtés d’habitacle.
La structure d’un véhicule doit satisfaire à de nombreuses prestations notamment en matière de résistance et d’absorption de chocs. Un exemple de test mesurant la résistance d’un véhicule à un choc latéral de type « choc poteau » est illustré en . Dans ce test, un véhicule 1 est monté sur une plateforme 3 lancée à 32 km/h avec un angle de choc de 75° par rapport à la direction longitudinale du véhicule 1 avec la direction de déplacement de la plateforme. Le véhicule 1 est positionné de façon à ce qu’il percute le poteau 5 au niveau du siège avant conducteur. La déformation de l’habitacle engendrant des risques importants de blessures, notamment au niveau du thorax ou de l’abdomen, le test vise à évaluer l’amplitude de la déformation du plancher. Ainsi, les déchirures ou autres déboutonnages de points de soudure sont en particulier à éviter.
En cas de choc latéral de manière générale, ou de choc latéral de type « choc poteau », une partie des efforts résultant du choc transite par la structure de soubassement. Pour améliorer le comportement du véhicule à de tels chocs, il est donc connu d’utiliser divers renforcements parmi lesquels on peut citer des renforts de longeron (pouvant être des renforts de longeron interne et/ou des renforts de longeron externe), des renforts de tunnel central (pouvant être des cloisons), des renforts de plancher (pouvant être des traverses d’assise), des renforts de pied milieu et des renforts de pavillon. La présence de ces différents renforts permet de limiter les intrusions dynamiques des portes, les effondrements de tunnel (engendrant des déchirures de plancher) ; et les plis ou les déchirures des longerons.
Néanmoins, si la présence de tels renforts donne des résultats satisfaisants pour les véhicules propulsés par des moteurs thermiques, ce n’est pas toujours le cas pour les véhicules à motorisation hybride, par exemple, de type PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) ou les véhicules à motorisation électrique. En effet, ces véhicules intègrent des batteries et des équipements spécifiques qui induisent une augmentation de la masse de plus de 300 kg par rapport aux silhouettes thermiques et qui donc affecte le comportement du véhicule en cas de choc.
Les différentes solutions connues pour y palier et améliorer le comportement des véhicules à motorisation hybride et/ou électrique en cas de choc implique la mise en œuvre d’éléments spécifiques différents de ceux utilisés sur les véhicules à motorisation thermique ce qui engendre des coûts importants d’adaptation au niveau des lignes de production des véhicules et au niveau des pièces à produire (référencement, stockage, logistique etc.). Il serait intéressant de trouver une solution qui permette de standardiser les pièces utilisées tout en pouvant passer facilement d’une silhouette de véhicule thermique à une silhouette à motorisation électrique ou hybride sur une ligne de production.
Le document WO2016/076066 décrit un renfort de pilier central qui est relié à un renfort de longeron latéral au niveau d'une pluralité d'emplacements par soudage par points, les points de soudure étant agencés de manière à être à des distances uniformes de lignes de crête de bourrelets de renfort.
Le document WO2011/077840 décrit une structure pour partie latérale de carrosserie de véhicule dans lequel les parties inférieures respectives d'un pilier avant et d'un pilier central sont reliées à un bas de marche latéral. Une partie inférieure d'un pilier central et une partie inférieure d'un pilier avant sont dotées de sections de liaison se chevauchant comprenant des sections en arc de cercle qui sont formées de manière à être séparées vers l'extérieur depuis un coin d'un bas de marche latéral. Les sections de liaison se chevauchent sur une section de paroi verticale du bas de marche latéral et sont dotées de sections de bourrelet séparées de la section de paroi verticale. Les sections de liaison se chevauchant sont également dotées de sections de contact en contact avec la section de paroi verticale.
Le document JP4749904 décrit une structure du corps de la partie latérale d'une automobile comprenant un renfort positionné au niveau d'une partie latérale arrière d'une pièce de liaison avec au moins un renfort de pilier de la partie d'extrémité avant.
Ces solutions de renforcement de la structure du véhicule sont intéressantes mais peuvent être encore améliorées.
L’invention a pour objectif d’apporter une solution à au moins un des problèmes et/ou inconvénients mentionnés plus haut. En particulier, l’invention a pour objectif de proposer une solution permettant d’améliorer la protection des occupants et de la batterie de propulsion d’un véhicule automobile de type électrique ou hybride en cas de choc latéral tout en conservant la possibilité d’utiliser autant que possible une ligne de production commune aux différentes silhouettes de véhicule, qu’elles soient à motorisation thermique, hybride ou électrique.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention a pour objet un élément de structure d’un véhicule automobile, ledit élément de structure étant un corps creux allongé selon une direction longitudinale et comprenant une première paroi latérale et une deuxième paroi latérale disposées écartées selon une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, l’élément de structure étant remarquable en ce qu’il comprend en outre au moins deux profilés raidisseurs agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur.
Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention propose un élément de structure montrant des prestations en matière de protection qui sont améliorées en cas de choc latéral et en particulier en cas de choc latéral de type « choc poteau » par la présence d’au moins deux profilés raidisseurs. L’invention est remarquable en ce qu’elle propose d’incorporer dans un élément de structure au moins une paire de profilés raidisseurs, préférentiellement montés de manière symétrique par rapport à un plan médian s’étendant selon les directions verticale et longitudinale, et qui s’alignent selon la direction transversale dudit élément de structure. La capacité d’absorption des chocs de l’élément de structure est ainsi améliorée.
L’invention est également remarquable en ce qu’elle permet de renforcer l’élément de structure sans modifier les contraintes de sa production puisque les feuillures de jonction des parois latérales sont conservées pour son assemblage. Les profilés raidisseurs sont intégralement contenus dans le corps creux formé par les parois latérales. Ainsi, les parois latérales peuvent être assemblées sur une même ligne de production que l’élément de structure soit destiné à un véhicule à motorisation thermique, hybride ou électrique. Par ailleurs, les parois latérales peuvent être reportées d’une silhouette thermique à une silhouette hybride ou électrique. Il y a donc un gain au niveau de la standardisation des pièces et des procédés de fabrication.
Selon un mode de réalisation de l’invention, au moins un profilé raidisseur est fixé à une des parois latérales. De préférence, au moins un profilé raidisseur est fixé à chacune des première et deuxième paroi latérales.
Selon un mode de réalisation, l’élément de structure comprend une âme centrale. De préférence, l’âme centrale est disposée au moins en partie entre deux profilés raidisseurs placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale.
De manière avantageuse, l’âme centrale montrant deux faces, l’élément de structure est remarquable en ce qu’au moins un profilé raidisseur est fixé à une des faces de l’âme centrale. De préférence, au moins un profilé raidisseur est fixé sur chacune des faces de l’âme centrale.
De manière optionnelle, au moins deux profilés raidisseurs placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sont de longueur différente et/ou d’épaisseur différente. Eventuellement, au moins deux profilés raidisseurs placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sont de même longueur et/ou de même épaisseur. Par exemple, au moins deux profilés raidisseurs sont identiques. Ceci est particulièrement avantageux pour favoriser la standardisation des différentes pièces constituant l’élément de structure.
Selon des modes de réalisation, au moins un profilé raidisseur a une épaisseur supérieure à 1,5 mm et/ou est confectionné à partir d’un acier multi-phasé comprenant une structure ferritique et martensitique.
Selon des modes de réalisation, au moins un profilé raidisseur a une épaisseur supérieure à l’épaisseur d’au moins une des parois latérales et/ou est confectionné à partir d’une nuance d’acier montrant une résistance mécanique supérieure à la résistance mécanique d’au moins une des parois latérales.
Idéalement, l’élément de structure est un longeron latéral de bas de caisse et/ou l’élément de structure est formé par l’assemblage d’au moins deux profilés de sorte à ce que la première paroi latérale soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale par un deuxième profilé, lesdits profilés étant assemblés par des feuillures de jonction. De préférence, les feuillures de jonction du premier et/ou du deuxième profilé montrent une épaisseur comprise entre 0,9 et 1,3 mm.
Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un véhicule automobile remarquable en ce qu’il comprend au moins un élément de structure selon le premier aspect ; de préférence, le véhicule automobile est un véhicule à motorisation électrique ou à motorisation hybride.
Selon un mode de réalisation, le véhicule automobile comprenant un plancher, deux longerons latéraux de bas de caisse et deux traverses d’assise qui s’étendent entre les longerons latéraux de bas de caisse et qui sont destinées à supporter les sièges avant ; le véhicule automobile est remarquable en ce qu’au moins un des longerons latéral de bas de caisse est un élément de structure selon le premier aspect et en ce qu’au moins deux profilés raidisseurs disposés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur, sont dimensionnés pour être placés en prolongement desdites traverses d’assise.
On aura compris que les profilés raidisseurs s’étendent avantageusement en longueur entre la traverse d’assise avant et la traverse d’assise arrière qui est une zone privilégiée pour le renforcement du longeron car c’est la zone d’impact du choc poteau latéral. Les deux profilés raidisseurs se succèdent selon la direction transversale, ils sont destinés à rigidifier le longeron et à assurer l’absorption d’énergie au cours du choc. Lors de la cinématique d’un choc poteau latéral, les deux profilés raidisseurs se déforment pour absorber l’énergie du choc. La rotation du longeron au cours du choc facilite les appuis entre les profilés raidisseurs qui s’écrasent mutuellement.
Selon un troisième aspect, l’invention a pour objet un procédé de fabrication d’un élément de structure selon le premier aspect, l’élément de structure étant formé par l’assemblage d’au moins deux profilés, de sorte à ce que la première paroi latérale soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale par un deuxième profilé; le procédé comprenant une étape d’assemblage desdites première et deuxièmes paroi latérales par des feuillures de jonction et optionnellement l’assemblage concomitant d’une âme centrale, de manière à former un corps creux allongé selon une direction longitudinale, le procédé est remarquable en ce qu’il comprend en outre une étape préalable de fixation d’au moins deux profilés raidisseurs agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur.
Par exemple, le procédé comprend une étape de fixation d’au moins un profilé sur une paroi latérale et/ou le procédé comprend une étape de fixation d’au moins un profilé raidisseur sur l’âme centrale lorsqu’elle est présente. De préférence, l’étape de fixation d’au moins un profilé raidisseur se fait par soudage.
L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée en référence à la planche de dessins annexée sur laquelle :
Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments ou moyens dans l’élément de structure ou le véhicule auquel il se rapporte, ou d’autres étapes dans le procédé de fabrication considéré. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule tel que pris selon son sens normal de marche, ou de l’élément de structure selon le cas. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Par « profilé » on entendra un élément de forme allongé montrant un profil particulier selon sa section transversale. Selon l’invention, les profilés peuvent être obtenus par pliage, emboutissage ou profilage d’une tôle ou de plusieurs tôles préalablement assemblées entre elles. L’assemblage préalable de plusieurs tôles entre elles bout à bout avant leur mise en forme peut être effectué par soudage laser. De tels flans sont connus et disponibles commercialement, notamment auprès de la société ArcelorMittal®. Il est également possible de produire des flans de tôle composés de plusieurs tôles par des techniques dites de raboutage molette. Selon l’invention, les profilés peuvent également être obtenus par des techniques de fabrication additive.
L’élément de structure, le véhicule et le procédé de production de l’élément de structure et du véhicule vont être décrits de manière conjointe.
La a été décrite en partie introductive, un tel véhicule 1 peut être conforme à l’invention en ce qu’il comprend un élément de structure conforme à l’invention. Référence est maintenant faite à la illustrant partiellement et schématiquement la structure de soubassement d’un véhicule comprenant un plancher 13 et deux longerons 7 latéraux de bas de caisse dont un seul est représenté. Le plancher 13 comprend une partie surélevée 15 sous laquelle se loge la batterie de propulsion. Le véhicule comprend deux traverses d’assise (9, 11) qui s’étendent entre les longerons latéraux de bas de caisse et qui sont destinées à supporter les sièges avant, dont le siège conducteur et le siège passager avant. Le véhicule selon l’invention est remarquable en ce qu’au moins un des longerons latéraux de bas de caisse est un élément de structure selon l’invention.
L’invention concerne également un élément de structure 7 d’un véhicule automobile 1 qui est préférentiellement un longeron latéral de bas de caisse. Néanmoins, l’invention ne se limite pas à l’utilisation d’un tel élément de structure 7 en tant que longeron latéral de bas de caisse. L’élément de structure 7 selon l’invention pourra être utilisé par l’homme du métier à d’autres emplacements dans le véhicule lui conférant d’autres fonctions.
L’élément de structure 7 est un corps creux allongé selon une direction longitudinale qui comprend deux parois latérales (17, 21). Dans le mode de réalisation illustré, les première et deuxième parois latérales (17, 21) s’étendent au moins en partie selon une direction verticale ou sensiblement verticale. Par sensiblement verticale, on comprendra que les parois latérales (17, 21) peuvent s’étendre selon une direction formant un petit angle avec la verticale, par exemple un angle compris entre 0 et 20 degrés ; de préférence, compris entre 1 et 10 degrés ; plus préférentiellement inférieur à 5 degrés.
La première et la deuxième paroi latérale (17, 21) sont disposées écartées selon une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de manière à former un corps creux. Dans le cas d’un longeron de bas de caisse, la première paroi latérale 17 forme la paroi externe du longeron et la deuxième paroi latérale 21 forme la paroi interne du longeron. On aura compris que la paroi latérale interne 21 est définie comme celle étant la plus proche de l’axe longitudinal du véhicule. La paroi latérale externe 17 est celle qui est disposée la plus écartée de l’axe longitudinal du véhicule. En cas de collision latérale, la paroi latérale externe 17 est donc sollicitée avant la paroi latérale interne 21.
La première et la deuxième paroi latérale (17, 21) sont avantageusement des profilés. Ainsi, l’élément de structure est formé par l’assemblage d’au moins deux profilés de sorte à ce que la première paroi latérale 17 soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale 21 par un deuxième profilé, lesdits profilés montrent par exemple une section transversale en forme d’oméga majuscule couché avec un corps en U couché dont les extrémités sont repliées vers l’extérieur de manière à former des feuillures de jonction (19, 23). Le « fond » du U s’étend verticalement ou sensiblement verticalement, tandis que les branches du U s’étendent horizontalement ou sensiblement horizontalement. Par sensiblement horizontalement, on comprendra que branches du U peuvent s’étendre selon une direction formant un petit angle avec l’horizontale, par exemple un angle compris entre 0 et 20 degrés ; de préférence, compris entre 1 et 10 degrés ; plus préférentiellement inférieur à 5 degrés. La première et la deuxième paroi latérale (17, 21) sont alors assemblées par leurs feuillures de jonction (19, 23) qui s’étendent selon une direction verticale ou sensiblement verticale.
Par exemple, les feuillures de jonction (19, 23) du premier et/ou du deuxième profilé (c’est-à-dire de la première et/ou de la deuxième paroi latérale) montrent une épaisseur comprise entre 0,9 et 1,3 mm ; par exemple, inférieure ou égale à 1,2 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm ou inférieure ou égale à 1,0 mm. La faible épaisseur des feuillures de jonction (19, 23) est avantageuse pour la production de l’élément de structure car elle facilite les opérations de soudage. Ainsi, il est possible de conserver la même épaisseur des feuillures de jonction entre les longerons destinés à être montés dans des véhicules à motorisation thermique et les véhicules à motorisation de type hybride ou électrique. La même ligne d’assemblage est donc employée dans la production des deux types de véhicules. L’assemblage de l’élément de structure 7 se fait préférentiellement par soudage, par exemple par une multiplicité de point de soudure électrique (PSE).
L’épaisseur montrée par le corps des profilés formant la première et/ou deuxième paroi latérale (17, 21) peut être la même que celle des feuillures (19, 23) et montrer une épaisseur comprise entre 0,9 et 1,3 mm ; par exemple, inférieure ou égale à 1,2 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm ou inférieure ou égale à 1,0 mm. Dans un mode de réalisation non illustré, l’épaisseur montrée par le corps des profilés formant au moins une des première et deuxième parois latérales (17, 21) montre une surépaisseur sur au moins une partie de sa hauteur de manière à former une zone de renfort. Ainsi, le corps montre une épaisseur supérieure à l’épaisseur des feuillures sur au moins une partie de sa hauteur et par exemple sur au moins 50 % de sa hauteur ou sur toute sa hauteur. La hauteur de la paroi latérale (17, 21) de l’élément de structure s’entend ici sans les feuillures de jonction (19, 23). Avantageusement le corps montre une épaisseur d’au moins 1,1 mm ; de préférence, d’au moins 1,5 mm et de préférence encore d’au moins 2,0 mm. Avantageusement le corps montre une épaisseur d’au plus 3,0 mm. La variation d’épaisseur sur le profilé entre le corps et les feuillures peut être obtenu par raboutage, c’est-à-dire par soudage bout à bout de tôles montrant des épaisseurs différentes ou par laminage différentiel. Par exemple seule, la première paroi latérale 17 (ou paroi latérale externe 17) montre une telle surépaisseur.
Selon l’invention et comme illustré aux figures 3 à 7, l’élément de structure est remarquable en ce qu’il comprend en outre au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur. Selon l’invention, les profilés raidisseurs (25, 27) sont intégralement contenus dans le corps creux formé par l’assemblage des parois latérales (17, 21). Par exemple, il comprend deux profilés raidisseurs (25, 27) ; préférentiellement, les deux profilés raidisseurs (25, 27) sont identiques. La présence d’au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) a pour objectif de rigidifier l’élément de structure et d’accroître la protection qu’il confère notamment en cas de choc de type « choc poteau ». Lorsque les deux profilés raidisseurs (25, 27) sont identiques il y a un gain au niveau de la standardisation des pièces utilisées pour la fabrication de l’élément de structure.
Selon un exemple de réalisation, au moins un profilé raidisseur (25, 27) comprend un corps et des feuillures d’assemblage ou des pattes de fixation. Le corps d’au moins un profilé raidisseur (25, 27) peut montrer une section transversale en forme de U couché dont les extrémités sont repliées vers l’extérieur (comme illustrés sur les figures 3 à 7). Néanmoins d’autres profils peuvent être envisagés par l’homme du métier, tels qu’un corps montrant une section transversale en W couché et/ou au moins une extrémité repliée vers l’intérieur. Les extrémités forment les feuillures d’assemblage ou les pattes de fixation. Un exemple de profilé raidisseur dont les extrémités sont repliées vers l’intérieur est illustré en , dans lequel les feuillures d’assemblage 31 du profilé raidisseur 27 sont repliées vers l’intérieur tandis que le profilé raidisseur 25 placé en regard a des feuillures d’assemblage repliées vers l’extérieur.
Selon un exemple de réalisation, au moins un profilé raidisseur (25, 27) comprend une partie verticale s’étendant en hauteur sur au moins un tiers de la hauteur de la paroi latérale (17, 21) ; par exemple, sur au moins un tiers de la hauteur de la partie verticale ou sensiblement verticale da la paroi latérale (17, 21). Lorsque les extrémités sont repliées vers l’intérieur il est possible d’augmenter encore la hauteur de la partie verticale des profilés raidisseurs (25, 27) qui peut alors s’étendre en hauteur sur au moins la moitié de la hauteur de la paroi latérale (17, 21) ; par exemple, sur au moins la moitié de la hauteur de la partie verticale ou sensiblement verticale da la paroi latérale (17, 21).
Les profilés raidisseurs (25, 27) sont préférentiellement fixés par leurs extrémités par soudage, par exemple par une multiplicité de point de soudure électrique (PSE).
Selon des modes de réalisation illustrés aux figures 3, 4, 5 et 7, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur une des parois latérales (17, 21). De préférence, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur la partie verticale ou sensiblement verticale d’une des parois latérales (17, 21). De préférence, et selon des modes de réalisation illustrés aux figures 3 et 4 au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur chacune des première et deuxième paroi latérales (17, 21). Ainsi les parois latérales peuvent être similaires pour toutes les silhouettes de véhicules qu’elles soient thermiques, hybrides ou électriques, et le nombre de profilés raidisseurs que l’élément de structure présente peut être adapté par l’assemblage ou non de profilés raidisseurs sur les parois latérales.
L’élément de structure 7 peut être exempt d’âme centrale comme illustré en , les deux profilés raidisseurs (25, 27) sont alors placés en regard l’un de l’autre sur au moins une partie de leur longueur. Par exemple, ils sont placés en regard l’un de l’autre au moins sur leur portion de longueur s’étendant entre la traverse d’assise avant et la traverse d’assise arrière dans le cas d’un longeron de bas de caisse.
Néanmoins, et comme illustré aux figures 4 à 7, l’élément de structure 7 peut montrer une âme centrale 29 s’étendant entre les deux parois latérales (17, 21), et reliées auxdites parois latérales (17, 21) par soudage avec leurs feuillures de jonction. Par exemple l’âme centrale 29 est plate. Par exemple, l’âme centrale est présente au niveau du pied milieu 35 (visible en ) mais peut s’étendre sur tout ou partie de la longueur de l’élément de structure 7. Par exemple, l’âme centrale 29 est dimensionnée pour s’étendre en longueur entre la traverse d’assise avant et la traverse d’assise arrière dans le cas d’un longeron de bas de caisse.
Avantageusement, l’âme centrale 29 montre une épaisseur comprise entre 0,9 et 1,3 mm, par exemple, inférieure ou égale à 1,2 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm ou inférieure ou égale à 1,0 mm. De manière alternative l’âme centrale 29 présente une épaisseur d’au moins 1,1 mm ; de préférence, d’au moins 1,5 mm et de préférence encore d’au moins 2,0 mm. Avantageusement, l’âme centrale 29 montre une épaisseur d’au plus 2,5 mm.
De préférence, l’âme centrale 29 est disposée au moins en partie entre deux profilés raidisseurs (25, 27) placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale de l’élément de structure. La illustre un mode de réalisation dans lequel l’élément de structure 7 comprend deux parois latérales (17, 21) et une âme centrale 29. Les deux parois latérales (17, 21) et l’âme centrale 29 sont fixées ensembles par soudage au niveau des feuillures de jonction des parois latérales, l’âme centrale 29 étant disposée intercalée entre les feuillures de jonction. Deux profilés raidisseurs (25, 27) sont fixés à l’intérieur du corps creux ainsi formé, chacun sur une paroi latérale (17, 21) et sont agencés pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur. On aura compris que l’âme centrale est intercalée entre les deux profilés raidisseurs qui sont dimensionnés en conséquence. Par exemple, les profilés raidisseurs sont dimensionnés pour ne pas entrer en contact avec l’âme centrale 29.
Dans un mode de réalisation illustré aux figures 5 à 7, l’âme centrale 29 montrant deux faces, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur une des faces de l’âme centrale 29. Cette configuration est avantageuse en ce qu’elle reporte sur l’âme centrale l’ajout d’un profilé raidisseur. Ainsi les parois latérales peuvent être similaires pour toutes les silhouettes de véhicules qu’elles soient thermiques, hybrides ou électriques, le nombre de profilés raidisseurs que l’élément de structure présente peut-être adapté par le choix de l’âme centrale qui est insérée (sans profilé raidisseur ou avec au moins un profilé raidisseur). Dans les exemples de réalisation illustrés en et 7, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur une seule des faces de l’âme centrale 29. Dans l’exemple de réalisation illustré en , au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur chacune des faces de l’âme centrale 29.
Dans l’exemple de réalisation illustré en , au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur la face de l’âme centrale 29 en regard de la première paroi latérale 17. Cette configuration permet de cumuler au sein d’un même élément de structure 7, la présence de deux profilés raidisseurs (25, 27) et d’au moins un relief de rigidification 33 s’étendant longitudinalement sur au moins une partie de la longueur dudit élément de structure. Dans ce mode de réalisation, l’invention est remarquable en ce qu’elle combine un renforcement local des propriétés mécaniques de l’élément de structure apporté par la présence des aux moins deux profilés raidisseurs alignés selon la direction transversale, avec un relief de rigidification 33, donc avec une géométrie particulière du profil de l’élément de structure 7 (c’est-à-dire, un profil particulier d’au moins une de ses parois latérales). Cette configuration permet d’améliorer la dissipation de l’énergie du choc et le comportement dudit élément de structure 7 dans une cinématique de choc latéral. Selon un mode de réalisation préféré illustré en , la paroi latérale 17 montrant un premier relief de rigidification montre également au moins un deuxième relief de rigidification ; préférentiellement, au moins un deuxième relief de rigidification est agencé au-dessus dudit premier relief de rigidification selon la hauteur de ladite paroi latérale 17.
Quel que soit le mode de réalisation choisi, et comme illustré en , l’homme du métier aura avantage à ce qu’au moins deux profilés raidisseurs disposés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux soient dimensionnés pour être placés en prolongement des deux traverses d’assise (9, 11). Ainsi, les profilés raidisseurs vont s’appuyer sur les extrémités des traverses d’assise (9, 11) lors du choc et leur transmettre les efforts subis. En d’autres termes, le véhicule comprenant un plancher et deux longerons latéraux de bas de caisse, le véhicule comprenant en outre deux traverses d’assise qui s’étendent entre les longerons latéraux de bas de caisse et qui sont destinées à supporter les sièges avant, le véhicule est remarquable en ce qu’au moins un des longerons latéral de bas de caisse est un élément de structure selon le premier aspect et en ce qu’au moins deux profilés raidisseurs disposés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux sont dimensionnés pour être placés en prolongement desdites traverses d’assise selon la direction transversale du véhicule.
Les profilés raidisseurs (17, 21) sont avantageusement de même longueur. Eventuellement, au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sont de longueur différente. Néanmoins, lorsqu’il utilise des profilés raidisseurs (17, 21) de longueur différente, il est important que ceux-ci soient alignés sur leur portion de longueur s’étendant entre les deux traverses d’assise. Par exemple, le véhicule comprend un pied avant et au moins un des deux profilés raidisseurs (25, 27) s’étend jusqu’au pied avant. De manière complémentaire ou alternative le véhicule comprend une planche à talon au niveau des sièges passagers arrière et au moins un des deux profilés raidisseurs (25, 27) s’étend jusqu’à la planche à talon.
Selon un mode de réalisation préférentiel, au moins un des deux profilés raidisseurs (25, 27) s’étend sur toute la longueur de l’élément de structure ou de la paroi latérale (17, 21) sur laquelle il est fixé.
Dans les modes de réalisation illustrés, les profilés raidisseurs (25, 27) ont la même épaisseur que les parois latérales (17, 21) et/ou que l’âme centrale 29 lorsqu’elle est présente. Par exemple, au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) montre une épaisseur comprise entre comprise entre 0,9 et 1,3 mm, par exemple, inférieure ou égale à 1,2 mm ; de préférence, inférieure ou égale à 1,1 mm ou inférieure ou égale à 1,0 mm. L’homme du métier aura un avantage à ce qu’au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) présente une épaisseur supérieure à au moins une des parois latérales (17, 21). Par exemple, au moins un des profilés raidisseurs (17, 21) montre une épaisseur d’au moins 1,1 mm ; de préférence, d’au moins 1,5 mm et de préférence encore d’au moins 2,0 mm. Avantageusement, au moins un des profilés raidisseurs (17, 21) montre une épaisseur d’au plus 3,5 mm., L’emploi de profilés raidisseurs (25, 27) d’épaisseur importante est rendu possible par le fait qu’ils soient intégralement contenus dans la partie creuse de l’élément de structure. Il est donc possible de déporter sur les profilés raidisseurs (25, 27) les besoins additionnels en résistance mécanique de l’élément de structure et de garder des parois latérales standardisées et montrant une épaisseur moins importante.
Avantageusement, au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) montrent la même épaisseur. Eventuellement, au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) montrent une épaisseur différente.
Selon un mode de réalisation, au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) est confectionné à partir d’un acier d’un acier multi-phasé comprenant une structure ferritique et martensitique tel qu’un acier de type dual phase. Ces aciers sont disponibles commercialement par exemple sous la marque ArcelorMittal par exemple sous la dénomination commerciale DP500. Les aciers de type dual phase sont caractérisés par une microstructure ferritique douce dans laquelle sont des dispersés des ilots de martensite, plus dure que la phase ferritique. Ces aciers montrent une balance améliorée aux niveaux de leurs caractéristiques mécaniques et en particulier entre leur résistance mécanique et leur ductilité après la conformation. Le véhicule dont un élément de structure comprend au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) réalisé en acier dual phase montrera donc de meilleures performances en matière de résistance aux chocs.
L’homme du métier aura également avantage à ce qu’au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) soit confectionné en un acier montrant une résistance à la traction comprise entre 500 et 1270 MPa telle que déterminée selon l’ASTM A370, que cet acier soit dual phase ou non. Par exemple, au moins un des profilés raidisseurs (25, 27) peut être confectionné en un acier montrant une résistance à la traction supérieure à 550 MPa telle que déterminée selon l’ASTM A370.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un élément de structure 7 tel que décrit plus haut dans lequel l’élément de structure 7 est formé par l’assemblage d’au moins deux profilés, de sorte à ce que la première paroi latérale 17 soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale 21 par un deuxième profilé; le procédé comprenant une étape d’assemblage desdites première et deuxièmes paroi latérales (17 21) par des feuillures de jonction (23, 25) et optionnellement l’assemblage concomitant d’une âme centrale 29, de manière à former un corps creux allongé selon une direction longitudinale, le procédé est remarquable en ce qu’il comprend en outre une étape préalable de fixation d’au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur. Par exemple, le procédé comprend une étape de fixation d’au moins un profilé raidisseur (25, 27) sur une paroi latérale (17, 21) et/ou le procédé comprend une étape de fixation d’au moins un profilé raidisseur (25, 27) sur l’âme centrale. De préférence, l’étape de fixation d’au moins un profilé raidisseur (25, 27) se fait par soudage.
Claims (10)
- Elément de structure (7) d’un véhicule automobile (1), ledit élément de structure (7) étant un corps creux allongé selon une direction longitudinale et comprenant une première paroi latérale (17) et une deuxième paroi latérale (21) disposées écartées selon une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, l’élément de structure (7) est caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur.
- Elément de structure (7) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé à une des parois latérales (17, 21); de préférence, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé à chacune des première et deuxième paroi latérales (17, 21).
- Elément de structure (7) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend une âme centrale (29) ; de préférence, l’âme centrale (29) est disposée au moins en partie entre deux profilés raidisseurs (25, 27) placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale.
- Elément de structure (7) selon la revendication 3, l’âme centrale (29) montrant deux faces, l’élément de structure (7) est caractérisé en ce qu’au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé à une des faces de l’âme centrale (29) ; de préférence, au moins un profilé raidisseur (25, 27) est fixé sur chacune des faces de l’âme centrale (29).
- Elément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sont de même longueur et/ou de même épaisseur.
- Elément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’au moins un profilé raidisseur (25, 27) a une épaisseur supérieure à 1,5 mm et/ou est confectionné à partir d’un acier d’un acier multi-phasé comprenant une structure ferritique et martensitique.
- Elément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’élément de structure (7) est un longeron latéral de bas de caisse et/ou en ce que l’élément de structure (7) est formé par l’assemblage d’au moins deux profilés de sorte à ce que la première paroi latérale soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale par un deuxième profilé, lesdits profilés étant assemblés par des feuillures de jonction ; de préférence, les feuillures de jonction du premier et/ou du deuxième profilé montrent une épaisseur comprise entre 0,9 et 1,3 mm.
- Véhicule automobile (1) caractérisé en ce qu’il comprend au moins un élément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 7 ; de préférence, le véhicule automobile (1) est un véhicule à motorisation électrique ou à motorisation hybride.
- Véhicule automobile (1) selon la revendication 8, le véhicule automobile (1) comprenant un plancher (13) et deux longerons latéraux de bas de caisse, le véhicule comprenant deux traverses d’assise (9, 11) qui s’étendent entre les longerons latéraux de bas de caisse et qui sont destinées à supporter les sièges avant ; le véhicule automobile (1) étant caractérisé en ce qu’au moins un des longerons latéral de bas de caisse est un élément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 7 et en ce qu’au moins deux profilés raidisseurs disposés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur, sont dimensionnés pour être placés en prolongement desdites traverses d’assise (9, 11).
- Procédé de fabrication d’un élément de structure (7) selon l’une des revendications 1 à 7, l’élément de structure 7 étant formé par l’assemblage d’au moins deux profilés, de sorte à ce que la première paroi latérale (17) soit formée par un premier profilé et la deuxième paroi latérale (21) par un deuxième profilé; le procédé comprenant une étape d’assemblage desdites première et deuxièmes paroi latérales (17 21) par des feuillures de jonction (23, 25) et optionnellement l’assemblage concomitant d’une âme centrale (29), de manière à former un corps creux allongé selon une direction longitudinale, le procédé est caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape préalable de fixation d’au moins deux profilés raidisseurs (25, 27) agencés pour s’étendre à l’intérieur du corps creux selon la direction longitudinale et pour être placés alignés l’un par rapport à l’autre selon la direction transversale sur au moins une partie de leur longueur.
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