FR3124478A1 - Cloison de longeron et caisse de véhicule automobile équipée d’une telle cloison de longeron. - Google Patents

Cloison de longeron et caisse de véhicule automobile équipée d’une telle cloison de longeron. Download PDF

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Abstract

L’invention concerne une cloison de longeron (2) destinée à être montée dans un longeron intérieur (1) d’une caisse de véhicule automobile, ladite cloison de longeron (2) étant constituée principalement d’une pièce en forme de U dont les ailes s’étendent perpendiculairement à l’âme ou paroi centrale de ladite cloison de longeron (2), caractérisé en ce qu’elle présente en outre au moins une paroi de renfort s’étendant depuis la paroi centrale entre les bords des ailes de la cloison de longeron (2). Application au renfort de caisse de véhicule contre un choc latéral. Figure 1

Description

Cloison de longeron et caisse de véhicule automobile équipée d’une telle cloison de longeron.
La présente invention concerne une cloison de longeron et une caisse de véhicule automobile équipée d’une telle cloison de longeron.
Afin d’assurer la protection des occupants lors d’un accident, il est nécessaire de maintenir l’intégrité des éléments de structure de la caisse pendant toute la durée du choc, pour éviter la rupture des voies d’effort et assurer l’espace de survie des occupants.
Il est en particulier important d’éviter la rupture physique des pièces de structure ou de garnissage, susceptible de blesser les occupants.
De plus, pour habiller l’habitacle du véhicule, des orifices sont généralement prévus sur les éléments de structure pour recevoir les fixations de garnitures en matériaux plastiques.
Ainsi, sur le longeron intérieur qui est un élément de structure important, on trouve notamment sur la partie supérieure de ces longerons intérieurs des orifices de fixation de forme rectangulaire.
La forme rectangulaire de ces orifices de fixation engendre au niveau des coins des concentrations de contraintes et de déformations. Il est donc beaucoup plus facile pour une fissure de naître au coin d’un trou rectangulaire qu’en pleine tôle ou qu’autour d’un trou circulaire. De tels orifices de fixation peuvent constituer des points de fragilité dans la structure
Lorsque de tels dommages arrivent sur les orifices ou trous rectangulaires sur le longeron intérieur, peut alors se créer une fissure qui casse la voie d’effort qu’est le longeron intérieur. Cela déstabilise le comportement global en choc et amène des fissures dans l’habitacle susceptibles de blesser les occupants.
Une nouvelle règlementation en choc barrière a accentué ce phénomène dans la mesure où la vitesse lors du crash test a été augmentée de 20%.
Pour éviter l’apparition de telles fissures au niveau de trous rectangulaires il est nécessaire d’éloigner ou de supprimer la déformation plastique autour du trou lors du choc latéral.
De manière classique, on augmente généralement la raideur des éléments de longeron intérieur ou extérieur en augmentant leur épaisseur. On règle alors un problème localisé au niveau du trou par une solution plus globale au niveau des longerons qui diminue la sollicitation sur tout le longeron intérieur.
L’augmentation de l’épaisseur du longeron intérieur est très impactant tant sur la masse, le longeron étant une pièce profilée de très grande taille, que sur le prix et la faisabilité du longeron et ne représente donc pas une solution satisfaisante ni d’un point de vue économique ni du point de vue masse du véhicule, en effet cette augmentation de la masse implique automatiquement une augmentation de la consommation et donc de la production en CO2, ce qui est à l’encontre de la tendance actuelle.
Une autre solution est d’utiliser une pièce rapportée ou patch contre le longeron intérieur autour du trou, de manière à former une surépaisseur localisée qui permet de renforcer ledit longeron autour de ce trou.
L’ajout d’une telle pièce rapportée a un impact moins défavorable sur la masse de la caisse, mais l’ajout d’une pièce spécifique n’est généralement pas souhaitable. Rapporter une pièce telle que ces patchs, nécessite donc d’ajouter une étape de montage et donc d’ajouter des points de soudure, ce qui augmente automatiquement les temps de cycle et la longueur de la ligne de montage.
Par ailleurs, il est connu de rapporter des pièces au niveau du longeron intérieur telles que des cloisons de longeron qui sont mises en place sur le longeron au niveau des traverses d’assise ou du pied milieu, ce qui permet d’améliorer le transfert d’énergie lors d’un choc latéral notamment au niveau des traverses. De telles cloisons de longeron tel que décrit dans CN-U-209096830, se présentent généralement sous forme d’une pièce en U généralement fixée sur le longeron intérieur par l’extrémité des ailes du U soudées sur le longeron intérieur de sorte que lesdites ailes s’étendent transversalement dans le longeron intérieur, formant cloison, et que l’âme de la pièce en U s’étend sensiblement parallèlement au longeron intérieur, écartée de celui-ci.
La présente invention propose donc de réaliser une caisse de véhicule qui étant pourvu d’orifices de fixation au niveau du longeron intérieur de forme rectangulaire présente une résistance améliorée aux risques de déformation plastique autour des orifices rectangulaires existant sur le longeron intérieur à l’aide d’une cloison de longeron d’une nouvelle conception.
La présente invention a donc pour objet une cloison de longeron destinée à être montée dans un longeron intérieur d’une caisse de véhicule automobile, ladite cloison de longeron étant constituée principalement d’une pièce en forme de U dont les ailes s’étendent perpendiculairement à l’âme ou paroi centrale de la cloison de longeron, caractérisé en ce qu’elle présente en outre au moins une paroi de renfort s’étendant depuis la paroi centrale entre les bords des ailes de la cloison de longeron.
Un longeron intérieur est généralement un profilé dont la section transversale présente une forme en U, de préférence avec les ailes du U légèrement évasées, le longeron présentant ainsi une paroi centrale (âme) et deux parois supérieure et inférieure (ailes du U). Dans la mesure où les ailes de la cloison de longeron sont destinées à s’étendre transversalement dans le longeron, elles présentent une forme correspondant à la section transversale du longeron. Ainsi, les bords desdites ailes de la cloison de longeron s’étendent le long des ailes du longeron. Ainsi de manière avantageuse, une paroi de renfort de la cloison de longeron qui s’étend depuis la partie centrale entre les bords des ailes de la cloison de longeron s’étend alors également contre une paroi du longeron constituée par une aile du profilé de longeron.
De préférence, la cloison de longeron présente deux parois de renfort, conférant ainsi à la cloison de longeron une forme de boîte avec un fond constitué de la paroi centrale de la cloison de longeron et des parois latérales constituées par les ailes de la cloison de longeron et les parois de renfort.
Ainsi, cette cloison de liaison en forme de boîte est destinée à être fixée avec son fond contre la paroi centrale du profilé de longeron, les parois latérales constituées des ailes de la cloison de longeron étant destinées à s’étendre transversalement dans le longeron intérieur pour transmettre les efforts d’un choc latéral tandis que les parois de renfort s’étendent contre les parois supérieure et inférieure du profilé de longeron.
Selon une forme de réalisation préférée, la cloison de longeron selon l’invention peut être obtenue par découpe d’un flan métallique sous forme d’une croix présentant au moins trois branches autour d’une partie centrale, lesdites branches étant rabattues par pliage autour de la partie centrale du flan constituant la partie centrale de la cloison de longeron pour former, pour les unes les ailes de la cloison de longeron et pour les autres les parois de renfort.
De manière avantageuse, les branches du flan comportent des parties en saillie permettant ensuite leur fixation sur les autres branches, par exemple par soudure.
Ainsi selon une variante préférée, le flan métallique est découpé sous forme d’une croix à quatre branches dont les branches sont rabattues pour former les unes les ailes de la cloison de longeron et les autres les parois de renfort. Les branches du flan formant les parois de renfort comportent de préférence des parties en saillie permettant ensuite leur fixation sur les deux autres branches. En variante, les parties en saillie peuvent être ménagées sur les branches formant les ailes de la cloison de longeron.
La cloison de longeron est donc facilement obtenue par découpe et pliage des parties les unes par rapport aux autres. Des découpes peuvent être ménagées dont une au moins des parties de renfort pour former un trou se positionnant en correspondance avec un orifice de fixation du longeron lors de la mise en place de la cloison de longeron sur le longeron intérieur. Des trous ou échancrures supplémentaires peuvent être pratiqués pour alléger la pièce formant la cloison de longeron.
L’invention permet donc de proposer une cloison de longeron remplissant à la fois sa fonction de transmission des efforts lors d’un choc latéral vers la traverse en regard de laquelle elle est montée sur le longeron intérieur et une nouvelle fonction de renfort du longeron intérieur lorsque ce dernier présente un orifice de fixation de forme rectangulaire ménagé au voisinage de l’emplacement d’installation sur le longeron intérieur de la cloison de longeron.
L’invention a donc également pour objet une caisse de véhicule automobile dont la partie inférieure comprend :
un plancher,
deux longerons intérieurs respectivement constitués d’un profilé en forme de U dont l’âme ou paroi centrale est fixée le long d’un côté longitudinal du plancher, les ailes du profilé en U définissant une paroi supérieure et une paroi inférieure du longeron intérieur, lesdites parois inférieure et supérieure pouvant présenter des orifices de fixation de forme rectangulaire,
des traverses pour porter des assises s’étendant transversalement sur le plancher entre les longerons intérieurs, et
une cloison de longeron montée dans un longeron intérieur au niveau de chaque traverse, constituée principalement d’une pièce en forme de U dont les ailes s’étendent perpendiculairement à l’âme ou paroi centrale de la cloison de longeron, ladite cloison de longeron étant montée sur le longeron intérieur de sorte que les ailes de ladite cloison de longeron s’étendent transversalement dans le longeron intérieur, entre les parois inférieure et supérieure dudit longeron intérieur et perpendiculairement à la paroi centrale et auxdites parois supérieure et inférieure dudit longeron intérieur, caractérisée en ce que la cloison de longeron est une cloison de longeron selon l’invention qui présente au moins une paroi de renfort s’étendant depuis la paroi centrale entre les bords des ailes de la cloison de longeron, ladite cloison de longeron étant montée dans le longeron intérieur avec sa paroi centrale fixée sur la paroi centrale du longeron intérieur, les ailes de la cloison de longeron s’étendant transversalement entre les parois inférieure et supérieure du longeron intérieur tandis que la au moins une paroi de renfort de la cloison de longeron s’étend contre une paroi supérieure ou inférieure du longeron intérieur et y est fixée, et, lorsque ladite paroi supérieure et/ou inférieure du longeron intérieur présente un orifice de fixation, ladite paroi de renfort présente un trou de forme et dimensions complémentaires dudit orifice de fixation.
Ainsi, de manière avantageuse, la paroi de renfort de la cloison de longeron s’étend le long de la paroi supérieure ou inférieure du longeron intérieur et, lorsque celui-ci comporte un orifice de fixation de forme rectangulaire, la paroi latérale pourvue d’un trou de forme complémentaire et fixée sur ladite paroi supérieure ou inférieure renforce le longeron intérieur contre les risques de fissures au niveau de cet orifice de fixation, lors d’un choc latéral.
Une cloison de longeron est fixée sur le longeron intérieur par soudage de la partie centrale de la cloison de longeron sur la partie centrale du longeron intérieur et de la au moins une paroi de renfort sur la paroi supérieure ou inférieure du longeron intérieur.
Ainsi, la cloison de longeron remplit son rôle habituel de transfert des efforts lors d’un choc latéral vers les traverses et permet également de renforcer le longeron intérieur au niveau d’une zone de fragilité constituée par cet orifice de fixation de forme rectangulaire. Ainsi, à l’aide d’une pièce unique, la cloison de longeron selon l’invention, on remplit deux fonctions distinctes, ce qui limite les coûts de fabrication en montant une seule pièce au lieu de deux et en limitant ainsi le cycle de temps et la longueur de la ligne de montage.
La partie inférieure de caisse automobile selon l’invention présente ainsi des propriétés de résistance aux chocs latéraux grandement améliorées lui permettant de répondre à des réglementations plus sévères et ce, pour un coût maîtrisé.
L’invention concerne également un véhicule automobile comportant une caisse selon l’invention.
On décrira maintenant l’invention plus en détails en référence aux figures qui représentent :
une vue en perspective du dessus du plancher d’une caisse selon l’invention ;
une vue en perspective latérale d’un longeron intérieur équipé d’une cloison de longeron selon l’invention ;
une vue schématique en perspective latérale éclatée d’un longeron 1 et d’une cloison de longeron selon l’invention ;
une vue schématique d’un flan métallique pour former une cloison de longeron ;
une vue en perspective du dessous du longeron de la ; et
une vue en coupe du longeron de la .
Comme on peut le voir à la , la partie inférieure d’une caisse de véhicule automobile comprend un plancher P, pourvu sur ses côtés latéraux de longerons intérieurs 1, et de traverses T s’étendant sur le plancher P entre les longerons 1, en particulier au niveau des assises A.
Comme on peut le voir aux figures 2 et 3, le longeron intérieur 1 est constitué d’un profilé dont la section est principalement en forme de U. L’âme ou paroi centrale 11 du longeron 1 est destinée à être montée contre le plancher P et les ailes du profilé de longeron intérieur 1 forment une paroi supérieure 12 et une paroi inférieure 13 dans lesquelles peuvent être ménagés des orifices 14 de fixation de pièces, en particulier des orifices de forme rectangulaire qui permettent la fixation et la mise en place d’accessoires de carrosserie, par exemple des garnitures de seuil.
Ces orifices 14 du fait de leur forme rectangulaire présente un risque de fissure au niveau des coins de l’orifice 14 lors d’un choc latéral et doivent si possible être renforcés.
A l’intérieur du longeron 1 au niveau des traverses T sont fixées des cloisons de longeron 2. Ces cloisons 2 se présentent sous la forme d’une pièce en forme de U, avec une âme ou partie centrale 21, et deux ailes 22. Une telle cloison 2 est mise en place sur le longeron 1 de sorte que la partie centrale 21 est fixée en appui contre la partie centrale 11 du longeron et les ailes 22 s’étendent transversalement dans le longeron 1 en appui contre la paroi centrale 11 et contre les parois supérieure 12 et inférieure 13 du longeron intérieur 1.
Ainsi, un choc latéral survenant sur la caisse est transmis via la cloison de longeron 2 à la traverse T en correspondance au travers du longeron 1.
Lorsqu’au niveau de l’emplacement de la cloison de longeron 2, la paroi supérieure 12 du longeron intérieur 1, par exemple, comporte un orifice 14 de fixation de forme rectangulaire, la cloison de longeron 2 est selon l’invention conformée pour comporter alors une paroi de renfort 23 s’étendant depuis la partie centrale 21 et entre les bords des ailes 22, de préférence de chaque côté de la paroi centrale 21. Ces deux parois 23 forment avec la partie centrale 21 et les ailes 22, une sorte de boîte ouverte comme on peut le voir sur les figures 3 et 5 qui est montée dans le longeron intérieur 1.
De préférence, la cloison de longeron 2 selon l’invention est obtenue par découpe d’un flan métallique 2’ sous forme d’une croix à quatre branches 22’, 23’ autour d’une partie centrale 21’ comme on peut le voir à la dont les branches 22’, 23’ rabattues par pliage autour de la partie centrale 23’ constituant la partie centrale 21 de la cloison de longeron 2 forment pour les unes les ailes 22 de la cloison de longeron 2 et pour les autres les parois de renfort 23. Les branches 23’ du flan 2’ formant les parois de renfort 23 comportent de préférence des parties en saillie 25 permettant ensuite leur fixation sur les branches 22’. En variante, les parties en saillie 25 peuvent être ménagées sur les branches 22’.
La forme des branches 22’ est définie en correspondance de la section transversale du profilé de longeron intérieur 1, qui dans l’exemple représenté correspond à une section transversale d’un profilé en forme de U dont les ailes sont évasées.
La cloison de longeron 2 est obtenue par pliage des parties 21’, 22’ et 23’ les unes par rapport aux autres. De découpes peuvent être ménagées dont une au moins permet de former un trou 24 qui se positionne en correspondance avec un orifice de fixation 14 du longeron 1 lors de la mise en place sur le longeron intérieur 1. Des trous ou échancrures peuvent être pratiqués pour alléger la pièce formant la cloison 2.
La cloison de longeron 2 peut alors être montée sur le longeron 1 avec sa partie centrale 21 fixée, par exemple par des points de soudure, en appui contre la paroi centrale 11 du longeron 1, voir les figures 6 et 7. Les ailes 22 de la cloison de longeron 2 s’étendent alors transversalement entre les parois supérieure 12 et inférieure 13 du longeron 1 tandis que les parois de renfort 23 s’étendent le long de la paroi supérieure 12 et la paroi inférieure 13 du longeron 1. Chaque paroi de renfort 23 en appui contre une paroi 12, 13 du profilé de longeron peut y être fixée facilement par des points de soudure.
La paroi 23 s’étendant contre la paroi supérieure 12 présente en outre un trou 24 de forme et dimensions complémentaires à celles de l’orifice de fixation 14 de la paroi supérieure 12 de sorte que, lorsque la cloison de longeron 2 est mise en place, le trou 24 de la paroi 23 est positionné en correspondance avec un orifice 14 du longeron 1 (voir les figures 2 et 5).
La cloison 2 est fixée sur le longeron 1 par des points de soudure au niveau de sa partie centrale 21 et de ses parois de renfort 23. Ainsi, la paroi de renfort 23 soudée sur la paroi supérieure 12 du longeron 1 permet de renforcer ledit longeron 1 au niveau de l’orifice 14 en augmentant l’épaisseur au niveau de cet orifice 14 ce qui augmente localement la raideur du longeron intérieur 1.
De manière avantageuse, la cloison de longeron 2 selon l’invention remplit son rôle de cloison permettant la transmission des efforts vers les traverses T en cas de choc latéral et permet également de renforcer le longeron 1 de manière ponctuelle au niveau d’orifices de fixation ménagés dans le longeron 1 et à proximité.

Claims (7)

  1. Cloison de longeron (2) destinée à être montée dans un longeron intérieur (1) d’une caisse de véhicule automobile, ladite cloison de longeron (2) étant constituée principalement d’une pièce en forme de U dont les ailes (22) s’étendent perpendiculairement à l’âme ou paroi centrale (21) de la cloison de longeron (2), caractérisé en ce qu’elle présente en outre au moins une paroi de renfort (23) s’étendant depuis la paroi centrale (21) entre les bords des ailes (22) de la cloison de longeron (2).
  2. Cloison de longeron (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cloison de longeron présente deux parois de renfort (23), conférant ainsi à la cloison une forme de boîte avec un fond constitué de la paroi centrale (21) de la cloison de longeron (2), des parois latérales constituées par les ailes (22) de la cloison de longeron (2) et les parois de renfort (23).
  3. Cloison de longeron (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’elle est obtenue par découpe d’un flan métallique (2’) sous forme d’une croix présentant au moins trois branches (22’ ; 23’) autour d’une partie centrale (21’), lesdites branches (22’ ; 23’) étant rabattues par pliage autour de la partie centrale (21’) du flan (2’) constituant la partie centrale (21) de la cloison de longeron (2) pour former, pour les unes (22’) les ailes (22) de la cloison de longeron (2) et pour les autres (23’) les parois de renfort (23).
  4. Cloison de longeron (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les branches (22’ ; 23’) du flan (2’) comportent des parties en saillie permettant ensuite leur fixation sur les deux autres branches (23’ ; 22’).
  5. Caisse de véhicule automobile dont la partie inférieure comprend :
    un plancher (P),
    deux longerons intérieurs (1) respectivement constitués d’un profilé en forme de U dont l’âme ou paroi centrale (11) est fixée le long d’un côté longitudinal du plancher (P), les ailes du profilé en U définissant une paroi supérieure (12) et une paroi inférieure (13) du longeron intérieur (1), lesdites parois inférieure (13) et supérieure (12) pouvant présenter des orifices de fixation (14) de forme rectangulaire,
    des traverses (T) pour porter des assises (A) s’étendant transversalement sur le plancher (P) entre les longerons intérieurs (1), et
    une cloison de longeron (2) montée dans le longeron intérieur (1) au niveau de chaque traverse, constituée principalement d’une pièce en forme de U dont les ailes (22) s’étendent perpendiculairement à l’âme ou paroi centrale (21) de la cloison de longeron (2), ladite cloison de longeron (2) étant montée sur le longeron intérieur (1) de sorte que les ailes (22) de ladite pièce en forme de U s’étendent transversalement dans le longeron intérieur (1), entre les parois inférieure (13) et supérieure (12) dudit longeron intérieur (1) et perpendiculairement à la partie centrale (11) et auxdites parois supérieure (12) et inférieure (13) dudit longeron intérieur (1), caractérisée en ce que la cloison de longeron (2) est une cloison de longeron selon l’une des revendications 1 à 4, ladite cloison de longeron (2) étant montée dans le longeron intérieur (1) avec sa paroi centrale (21) en appui contre la paroi centrale (11) du longeron intérieur (1), les ailes (22) de la cloison de longeron (22) s’étendant transversalement entre les parois inférieure (13) et supérieure (12) du longeron intérieur (1) tandis que la au moins une paroi de renfort (23) de la cloison de longeron (2) s’étend contre une paroi supérieure (12) ou inférieure (13) du longeron intérieur et, lorsque ladite paroi supérieure (12) et/ou inférieure (13) du longeron intérieur (1) présente un orifice de fixation (14), ladite paroi de renfort (23) présente un trou (24) de forme et dimensions complémentaires dudit orifice de fixation (14).
  6. Caisse de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que la cloison de longeron (2) est fixée sur le longeron intérieur (1) par soudage de la partie centrale de la cloison de longeron sur la partie centrale du longeron intérieur et de la au moins une paroi de renfort (23) sur la paroi supérieure (12) ou inférieure (13) du longeron intérieur (1).
  7. Véhicule automobile comportant une caisse de véhicule automobile selon l’une des revendications 5 ou 6.
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