FR3134068A1

FR3134068A1 - Plancher arrière à rigidité renforcée, pour un véhicule terrestre

Info

Publication number: FR3134068A1
Application number: FR2203031A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Tropee; Marc Peru
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2023-10-06

Abstract

Un plancher arrière (PR) équipe un véhicule terrestre (VT) et comprend : - une tôle conformée (TC) ayant une face supérieure (FS) et une face inférieure (FI), à laquelle est couplée une machine motrice (MM) d’un groupe motopropulseur, et définissant entre deux parties latérales longitudinales (PLL) un logement (LM) logeant une partie de la machine motrice (MM), et - une première pièce de renfort (PR1) s’étendant transversalement entre les parties latérales longitudinales (PLL) en étant en regard d’une sous-partie transversale arrière (SPTR) de la tôle conformée (TC), participant à la définition du logement (LM), et renforçant la rigidité. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

PLANCHER ARRIÈRE À RIGIDITÉ RENFORCÉE, POUR UN VÉHICULE TERRESTRE

Domaine technique de l’invention

L’invention concerne les véhicules terrestres, et plus précisément les planchers arrière qui font partie de tels véhicules (éventuellement au sein de plateformes).

Etat de la technique

Certains véhicules terrestres, généralement de type automobile, comprennent, une structure (ou éventuellement une plateforme) comportant un plancher arrière comprenant une tôle conformée ayant une face inférieure à laquelle est solidarisé un berceau arrière auquel est couplée une machine motrice arrière faisant partie d’un groupe motopropulseur (ou GMP). Généralement, cette tôle conformée définit entre deux parties latérales longitudinales un logement logeant une partie de la machine motrice arrière. On notera que la machine motrice arrière est généralement une machine (ou un moteur) électrique chargé(e) d’entraîner en rotation les roues d’au moins un train arrière.

Dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’avant » est définie par rapport à l’extrémité avant du véhicule, et la notion « d’arrière » est définie par rapport à l’extrémité arrière du véhicule (opposée à l’extrémité avant). Par conséquent, la partie avant d’un élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité avant du véhicule, tandis que la partie arrière de cet élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité arrière du véhicule.

L’implantation des organes constituant le train arrière, le berceau arrière et la machine motrice arrière s’avère pénalisante pour la structure en termes de résistance en cas de choc par l’arrière à vitesse élevée. En effet, l’encombrement de ces organes induit une perte de capacité de compression en cas de choc par l’arrière, ce qui fait subir des niveaux d’effort exceptionnels à certains endroits (comme par exemple les points de fixation du train arrière et les cales de la machine motrice). Il existe donc un réel besoin d’augmentation locale de la rigidité du plancher arrière.

L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Présentation de l’invention

Elle propose notamment à cet effet un plancher arrière propre à équiper un véhicule terrestre et comprenant une tôle conformée ayant une face supérieure et une face inférieure, à laquelle est destinée à être couplée une machine motrice d’un groupe motopropulseur (du véhicule), et définissant entre deux parties latérales longitudinales un logement propre à loger une partie de cette machine motrice.

Ce plancher arrière se caractérise par le fait qu’il comprend aussi une première pièce de renfort s’étendant transversalement entre les parties latérales longitudinales en étant en regard d’une sous-partie transversale arrière de la tôle conformée, participant à la définition du logement, et renforçant une rigidité du plancher arrière.

Grâce à l’invention, les endroits, qui subissent des niveaux d’effort exceptionnels en cas de choc par l’arrière, peuvent mieux encaisser (ou supporter) ces niveaux d’effort, malgré la perte de capacité de compression induite par l’encombrement des organes situés sous le plancher arrière, ce qui permet de renforcer la sécurité passive offerte par le véhicule.

Le plancher arrière selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :

- sa première pièce de renfort peut être solidarisée à la face supérieure de la tôle conformée au niveau des parties latérales longitudinales, d’une sous-partie supérieure de la tôle conformée qui participe à la définition du logement, et d’une partie arrière de la tôle conformée qui est située derrière la sous-partie transversale arrière ;

- en présence de la première option, sa première pièce de renfort peut comprendre deux ensembles d’au moins une première patte longitudinale solidarisés à la face supérieure de la tôle conformée au niveau respectivement des parties latérales longitudinales ;

- également en présence de la première option, sa première pièce de renfort peut comprendre, d’une part, deux parties d’extrémité opposées entre elles, solidarisées respectivement aux parties latérales longitudinales, et présentant chacune une section en forme générale de U inversé, et, d’autre part, une partie intermédiaire reliant entre elles les parties d’extrémité, solidarisée à la sous-partie supérieure et à la partie arrière, et présentant une section en forme générale de L inversé ;

- il peut aussi comprendre une seconde pièce de renfort s’étendant transversalement dans le logement en étant en regard de la sous-partie transversale arrière et solidarisée à la face inférieure au niveau d’une partie arrière de la tôle conformée, située derrière la sous-partie transversale arrière, et d’une sous-partie supérieure de la tôle conformée, participant à la définition du logement ;

- en présence de la dernière option, sa seconde pièce de renfort peut comprendre deux secondes pattes longitudinales solidarisées à la face supérieure de la tôle conformée au niveau respectivement de deux sous-parties latérales longitudinales de cette tôle conformée, participant à la définition du logement et situées respectivement en regard des deux parties latérales longitudinales ;

- également en présence de la dernière option, sa seconde pièce de renfort peut présenter une section en forme générale de L ;

- il peut aussi comprendre une traverse avant s’étendant transversalement entre les parties latérales longitudinales en étant solidarisée à la face supérieure au niveau des parties latérales longitudinales et devant une sous-partie transversale avant de la tôle conformée participant à la définition du logement, et renforçant la rigidité ;

- en présence de la dernière option, sa traverse avant peut présenter une section en forme générale de U inversé ;

- l’une au moins des première et seconde pièces peut être réalisée dans un matériau métallique.

L’invention propose également un véhicule terrestre, éventuellement de type automobile, et comprenant :

- un groupe motopropulseur comportant une machine motrice solidarisée à un berceau arrière, et

- un plancher arrière du type de celui présenté ci-avant et auquel est solidarisé le berceau arrière.

Brève description des figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels :

illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessus et du côté arrière, une partie droite d’un exemple de réalisation d’une partie arrière d’un exemple de structure de véhicule terrestre comprenant une partie droite d’un exemple de réalisation d’un plancher arrière selon l’invention,

illustre schématiquement, dans une vue en coupe selon l’axe II-II de la , la sous-partie arrière de la partie droite du plancher arrière de cette même , et

illustre schématiquement, dans une vue en coupe selon l’axe III-III de la , la sous-partie arrière de la partie droite du plancher arrière de cette même .

Description détaillée de l’invention

L’invention a notamment pour but de proposer un plancher arrière PR propre à équiper un véhicule terrestre VT et ayant une rigidité augmentée de manière à accroître sa capacité à encaisser des chocs par l’arrière, y compris à vitesse élevée.

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le plancher arrière PR est destiné à faire partie d’un véhicule terrestre VT de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule terrestre. Elle concerne en effet tout véhicule terrestre comprenant un plancher arrière susceptible de subir des chocs par l’arrière et auquel est couplée une machine motrice arrière faisant partie d’un GMP.

Par ailleurs, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que la machine motrice est une machine (ou un moteur) électrique chargé(e) d’entraîner en rotation les roues d’au moins un train arrière grâce à l’énergie électrique fournie par une batterie principale (ou de traction) installée dans son soubassement. Par conséquent, le GMP est de type tout électrique ou hybride (thermique et électrique).

Sur les figures 1 à 3 la direction X est la direction longitudinale du véhicule VT, laquelle est parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule VT, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule VT, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.

On a schématiquement illustré sur la une partie droite d’un exemple de réalisation d’une partie arrière d’un exemple de structure d’un véhicule terrestre VT comprenant un exemple de réalisation d’un plancher arrière PR selon l’invention.

Comme illustré le véhicule VT comprend dans sa partie arrière un berceau arrière BR auquel est couplée une machine motrice MM (ici un moteur électrique) du GMP qui est chargé(e) d’entraîner en rotation au moins les roues du train arrière. Ce berceau arrière BR est lui-même solidarisé fixement au moins à la face inférieure FI d’une tôle conformée TC faisant partie du plancher arrière PR qui comprend aussi au moins une première pièce de renfort PR1. Cette face inférieure FI est orientée vers le bas (ou le sol) et est opposée à une face supérieure FS de la tôle conformée TC qui est orientée vers le haut.

Cette tôle conformée TC comprend deux parties latérales longitudinales (ou longeronnets) PLL droite et gauche entre lesquelles est défini un logement LM qui est destiné à loger une partie de la machine motrice MM. On notera que ce logement LM est défini par une sous-partie supérieure SPS de la tôle conformée TC, une sous-partie transversale arrière SPTR de la tôle conformée TC, une sous-partie transversale avant SPTV de la tôle conformée TC, et deux sous-parties latérales longitudinales SPL droite et gauche de la tôle conformée TC. On comprendra que chacune de ses sous-parties de la tôle conformée TC participe à la définition du logement LM, ce dernier (LM) ayant une ouverture orientée vers le bas (ou le sol) afin de permettre l’introduction d’au moins une partie de la machine motrice MM.

Ce logement LM est ainsi défini entre les deux parties latérales longitudinales PLL de la tôle conformée TC et des parties avant PVT et arrière PRT de la tôle conformée TC. Cette partie avant PVT est située devant la sous-partie transversale avant SPTV et cette partie arrière PRT est située derrière la sous-partie transversale arrière SPTR.

Comme illustré sur les figures 1 à 3, la première pièce de renfort PR1 du plancher arrière PR s’étend transversalement (et donc suivant la direction transversale Y) entre les deux parties latérales longitudinales PLL de la tôle conformée TC en étant en regard de la sous-partie transversale arrière SPTR de cette même tôle conformée TC, et renforce (localement) la rigidité du plancher arrière PR.

On comprendra que la première pièce de renfort PR1 et la sous-partie transversale arrière SPTR définissent ensemble une espèce de traverse arrière qui renforce localement la rigidité. En outre, cette traverse arrière a une forme de caisson du fait de la distance suivant la direction longitudinale X qui sépare la sous-partie transversale arrière SPTR de la partie de la première pièce de renfort PR1 située en regard de cette sous-partie transversale arrière SPTR , ce qui confère de la compressibilité utile à l’encaissement d’une partie de l’énergie en cas de choc par l’arrière.

Ce renforcement local de la rigidité du plancher arrière PR permet aux endroits, subissant des niveaux d’effort exceptionnels en cas de choc subi par le véhicule VT par l’arrière, comme par exemple les points de fixation du train arrière et les cales de la machine motrice MM, de mieux encaisser (ou supporter) ces niveaux d’effort, malgré la perte de capacité de compression induite par l’encombrement sous le plancher arrière PR des organes constituant le train arrière, le berceau arrière BR et la machine motrice MM. Cela permet de renforcer la sécurité passive offerte par le véhicule VT, et donc la protection de ses passagers et l’intégrité de certains organes arrière, en cas de choc par l’arrière.

Par exemple, la première pièce de renfort PR1 peut être réalisée dans un matériau métallique, de préférence très résistant. Dans ce cas, la première pièce de renfort PR1 peut, par exemple, être réalisée en acier. Ainsi, cet acier peut être de type E275D. Dans ce cas, la première pièce de renfort PR1 peut avoir une épaisseur comprise entre 1 mm et 2 mm, par exemple. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 1,3 mm.

En variante, la première pièce de renfort PR1 pourrait être réalisée dans un matériau composite, de préférence très résistant.

Dans un exemple de réalisation illustré non limitativement sur la , la première pièce de renfort PR1 peut être solidarisée à la face supérieure FS de la tôle conformée TC au niveau de ses deux parties latérales longitudinales PLL, de sa sous-partie supérieure SPS et de sa partie arrière PRT (située derrière la sous-partie transversale arrière SPTR). Cela permet de maximiser le couplage entre la première pièce de renfort PR1 et la sous-partie transversale arrière SPTR et donc d’optimiser l’accroissement de rigidité et de compressibilité.

Par exemple, cette solidarisation peut se faire par soudage.

On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que la première pièce de renfort PR1 peut comprendre deux ensembles d’au moins une première patte longitudinale PL1 solidarisés à la face supérieure FS au niveau respectivement des deux parties latérales longitudinales PLL. Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2 chaque ensemble comprend deux premières pattes longitudinales PL1 opposées entre elles en s’étendant respectivement vers l’avant et l’arrière. Mais chaque ensemble pourrait ne comprendre qu’une seule première patte longitudinale PL1 s’étendant vers l’avant ou vers l’arrière.

On notera également, comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 3, que la première pièce de renfort PR1 peut comprendre deux parties d’extrémité P1 opposées entre elles, et une partie intermédiaire P2 reliant entre elles ces parties d’extrémité P1. Les deux parties d’extrémité P1 sont solidarisées respectivement aux parties latérales longitudinales PLL, et présentent chacune une section en forme générale de U inversé, comme illustré non limitativement sur la . La partie intermédiaire P2 est solidarisée à la sous-partie supérieure SPS et à la partie arrière PRT de la tôle conformée TC, et présente une section en forme générale de L inversé, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3. Un tel agencement est bien adapté au mode de réalisation illustré, dans lequel le logement LM comprend un décrochement (ou embouti) sur chacune de ses deux parties latérales arrière. Chaque décrochement permet de loger une partie d’extrémité P1 ayant une section en forme générale de U inversé et donc définissant une portion de caisson, alors qu’après ce décrochement la partie intermédiaire P2 ne peut avoir qu’une section en forme générale de L inversé du fait de la présence de la sous-partie transversale arrière SPTR avec laquelle elle constitue une autre portion de caisson. On comprendra qu’ainsi les deux parties d’extrémité P1 constituent deux portions de caisson qui complètent à droite et à gauche l’autre portion de caisson définie par la sous-partie transversale arrière SPTR et la partie intermédiaire P2. On dispose ainsi d’une traverse arrière sensiblement continue entre les deux parties latérales longitudinales PLL.

On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, que le plancher arrière PR peut aussi comprendre une seconde pièce de renfort PR2 qui s’étend transversalement (et donc suivant la direction transversale Y) dans le logement LM en étant en regard de la sous-partie transversale arrière SPTR de la tôle conformée TC. De plus, cette seconde pièce de renfort PR2 est solidarisée à la face inférieure FI de la tôle conformée TC au niveau de sa partie arrière PRT (située derrière la sous-partie transversale arrière SPTR), et de la sous-partie supérieure SPS de la tôle conformée TC. On comprendra que la seconde pièce de renfort PR2 participe ainsi à la traverse arrière (déjà définie par la première pièce de renfort PR1 et la sous-partie transversale arrière SPTR), ce qui permet d’augmenter localement encore plus la rigidité. En fait, la seconde pièce de renfort PR2 vient compléter vers l’avant la portion de caisson définie par la sous-partie transversale arrière SPTR et la partie intermédiaire P2, ce qui permet à cette portion de caisson d’avoir au final une section relativement similaire à la section des parties d’extrémité P1 et d’être dans la continuité de ces dernières (P1).

Par exemple, la seconde pièce de renfort PR2 peut être réalisée dans un matériau métallique, de préférence très résistant. Dans ce cas, la seconde pièce de renfort PR2 peut, par exemple, être réalisée en acier. Ainsi, cet acier peut être de type E275D. Dans ce cas, chaque seconde pièce de renfort PR2 peut avoir une épaisseur comprise entre 0,8 mm et 1,5 mm, par exemple. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 1 mm.

En variante, la seconde pièce de renfort PR2 pourrait être réalisée dans un matériau composite, de préférence très résistant.

Egalement par exemple, la seconde pièce de renfort PR2 peut être solidarisée à la face inférieure FI de la tôle conformée TC par soudage.

Comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, la seconde pièce de renfort PR2 peut comprendre deux secondes pattes longitudinales PL2 solidarisées à la face supérieure FS de la tôle conformée TC au niveau respectivement des deux sous-parties latérales longitudinales SPL de la tôle conformée TC, lesquelles sont situées respectivement en regard des deux parties latérales longitudinales PLL.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur la , chaque seconde patte longitudinale PL2 s’étend vers l’avant.

Egalement comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 3, la seconde pièce de renfort PR2 peut présenter une section en forme générale de L. Cela permet à la seconde pièce de renfort PR2 et à la sous-partie transversale arrière SPTR de définir un autre caisson du fait de la distance suivant la direction longitudinale X qui les sépare, et ainsi de conférer localement encore plus de compressibilité.

On notera également que la conformation particulière de chacune des première P1 et seconde P2 pièces peut résulter d’un emboutissage et/ou d’un pliage.

On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le plancher arrière PR peut aussi comprendre une traverse avant TV s’étendant transversalement (et donc suivant la direction transversale Y) entre les parties latérales longitudinales PLL de la tôle conformée TC. Cette traverse avant TV est solidarisée à la face supérieure FS de la tôle conformée TC au niveau des parties latérales longitudinales PLL et devant la sous-partie transversale avant SPTV de la tôle conformée TC. Cette traverse avant TV permet de renforcer (localement) encore plus la rigidité du plancher arrière PR et confère de la compressibilité utile à l’encaissement d’une partie de l’énergie en cas de choc par l’arrière. Cet autre renforcement local de la rigidité du plancher arrière PR permet aux endroits, subissant des niveaux d’effort exceptionnels en cas de choc subi par le véhicule VT par l’arrière, d’encore mieux encaisser (ou supporter) ces niveaux d’effort. On renforce ainsi encore plus la sécurité passive offerte par le véhicule VT, et donc la protection de ses passagers et l’intégrité de certains organes arrière, en cas de choc par l’arrière.

Par exemple, la traverse avant TV peut être réalisée dans un matériau métallique, de préférence très résistant. Dans ce cas, la traverse avant TV peut, par exemple, être réalisée en acier. Ainsi, cet acier peut être de type E275D. Dans ce cas, la traverse avant TV peut avoir une épaisseur comprise entre 1 mm et 2 mm, par exemple. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 1,3 mm.

En variante, la traverse avant TV pourrait être réalisée dans un matériau composite, de préférence très résistant.

Egalement par exemple, la traverse avant TV peut être solidarisée par soudage à la face supérieure FS de la tôle conformée TC, au niveau de sa partie avant PVT.

Comme illustré non limitativement sur la , la seconde pièce de renfort PR2 peut présenter une section en forme générale de U inversé, qui lui permet de définir un caisson avant.

Claims

Plancher arrière (PR) propre à équiper un véhicule terrestre (VT) et comprenant une tôle conformée (TC) ayant une face supérieure (FS) et une face inférieure (FI), à laquelle est destinée à être couplée une machine motrice (MM) d’un groupe motopropulseur, et définissant entre deux parties latérales longitudinales (PLL) un logement (LM) propre à loger une partie de ladite machine motrice (MM), caractérisé en ce qu’il comprend en outre une première pièce de renfort (PR1) s’étendant transversalement entre lesdites parties latérales longitudinales (PLL) en étant en regard d’une sous-partie transversale arrière (SPTR) de ladite tôle conformée (TC), participant à la définition dudit logement (LM), et renforçant une rigidité dudit plancher arrière (PR).
Plancher arrière selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première pièce de renfort (PR1) est solidarisée à ladite face supérieure (FS) au niveau desdites parties latérales longitudinales (PLL), d’une sous-partie supérieure (SPS) de ladite tôle conformée (TC) participant à la définition dudit logement (LM), et d’une partie arrière (PRT) de ladite tôle conformée (TC) située derrière ladite sous-partie transversale arrière (SPTR).
Plancher arrière selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première pièce de renfort (PR1) comprend deux ensembles d’au moins une première patte longitudinale (PL1) solidarisés à ladite face supérieure (FS) au niveau respectivement desdites parties latérales longitudinales (PLL).
Plancher arrière selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite première pièce de renfort (PR1) comprend i) deux parties d’extrémité (P1) opposées entre elles, solidarisées respectivement auxdites parties latérales longitudinales (PLL), et présentant chacune une section en forme générale de U inversé, et ii) une partie intermédiaire (P2) reliant entre elles lesdites parties d’extrémité (P1), solidarisée à ladite sous-partie supérieure (SPS) et à ladite partie arrière (PRT), et présentant une section en forme générale de L inversé.
Plancher arrière selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comprend une seconde pièce de renfort (PR2) s’étendant transversalement dans ledit logement (LM) en étant en regard de ladite sous-partie transversale arrière (SPTR) et solidarisée à ladite face inférieure (FI) au niveau d’une partie arrière (PRT) de ladite tôle conformée (TC), située derrière ladite sous-partie transversale arrière (SPTR), et d’une sous-partie supérieure (SPS) de ladite tôle conformée (TC), participant à la définition dudit logement (LM).
Plancher arrière selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite seconde pièce de renfort (PR2) comprend deux secondes pattes longitudinales (PL2) solidarisées à ladite face supérieure (FS) au niveau respectivement de deux sous-parties latérales longitudinales (SPL) de ladite tôle conformée (TC), participant à la définition dudit logement (LM) et situées respectivement en regard desdites deux parties latérales longitudinales (PLL).
Plancher arrière selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite seconde pièce de renfort (PR2) présente une section en forme générale de L.
Plancher arrière selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend i) une traverse avant (TV) s’étendant transversalement entre lesdites parties latérales longitudinales (PLL) en étant solidarisée à ladite face supérieure (FS) au niveau desdites parties latérales longitudinales (PLL) et devant une sous-partie transversale avant (SPTV) de ladite tôle conformée (TC) participant à la définition dudit logement (LM), et renforçant ladite rigidité.
Plancher arrière selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite traverse avant (TV) présente une section en forme générale de U inversé.
Véhicule terrestre (VT) comprenant un groupe motopropulseur comportant une machine motrice (MM) solidarisée à un berceau arrière (BR), caractérisé en ce qu’il comprend en outre un plancher arrière (PR) selon l’une des revendications précédentes, auquel est solidarisé ledit berceau arrière (BR).