FR3140341A1 - Structure de véhicule automobile et véhicule automobile comportant une telle structure - Google Patents

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Abstract

Structure de véhicule automobile et véhicule automobile comportant une telle structure. L’invention concerne une structure (11) de véhicule automobile, comportant :- deux longeronnets latéraux (13), s’étendant longitudinalement relativement à ladite structure de part et d’autre de ladite structure,- une barre anti-rapprochement (15), s’étendant transversalement relativement à ladite structure et reliant lesdits longeronnets latéraux entre eux,- un dispositif de fixation, agencé pour fixer ladite barre anti-rapprochement sur lesdits longeronnets latéraux.Selon l’invention, le dispositif de fixation comporte un ensemble de renfort structurel (19) s’interfaçant entre au moins un desdits longeronnets latéraux (13) et ladite barre anti-rapprochement (15), agencé dans ladite structure (11) pour transmettre des efforts transversaux directement depuis ledit au moins un desdits longeronnets latéraux (13) vers ladite barre anti-rapprochement (15) lorsque ledit véhicule automobile est soumis à un choc latéral.L’invention concerne également un véhicule automobile comportant une telle structure (11). Figure pour l’abrégé : Figure 4

Description

Structure de véhicule automobile et véhicule automobile comportant une telle structure
L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles et concerne plus particulièrement une structure de véhicule automobile et un véhicule automobile comportant une telle structure.
La caisse d’un véhicule automobile comporte un ensemble d’éléments structurels conférant la raideur au véhicule automobile et appartenant à une structure de véhicule automobile.
On se réfère à la montrant une structure 1 de véhicule automobile de l’art antérieur.
La structure 1 de véhicule automobile comporte, entre autres, au niveau de sa face latérale, des longeronnets 3, éléments horizontaux inférieurs montés à l’arrière de la structure 1 de véhicule automobile, de façon symétrique de part et d’autre d’un plan médian longitudinal de symétrie de la structure 1 de véhicule automobile.
De façon connue, lorsque le véhicule automobile est à traction électrique, une batterie de traction, alimentant le moteur électrique du véhicule automobile, équipe le véhicule automobile.
Parmi la pluralité de tests utilisés pour l’homologation des véhicules automobiles, un choc dit « poteau » est pratiqué.
Ce test consiste à projeter le véhicule automobile latéralement à une vitesse de 30 km/h environ sur un poteau rigide.
Le véhicule passe avec succès le choc « poteau » lorsque, en fin de choc, certaines pièces du véhicule ne sont pas impactées, en particulier les éléments actifs de la batterie de traction du véhicule automobile.
Afin de protéger la batterie de traction du véhicule automobile électrique en cas de choc « poteau », les longeronnets 3 sont reliés entre eux par l’intermédiaire d’une barre anti-rapprochement 5, formant une traverse transversale et ayant pour but d’éviter que les longeronnets 3 ne se rapprochent en cas de choc « poteau ».
Chacune des extrémités latérales de la barre anti-rapprochement 5 est fixée sur le longeronnet 3 correspondant par l’intermédiaire d’une vis de fixation.
Lors d’un choc « poteau », le poteau pousse le longeronnet 3 correspondant vers l’intérieur de la structure 1 de véhicule automobile, et la barre anti-rapprochement 5 agit de façon à empêcher le déplacement du longeronnet 3 vers l’intérieur du véhicule.
Lors d’un tel choc « poteau », la vis de fixation, assurant la fixation de la barre anti-rapprochement 5 sur le longeronnet 3 correspondant, est soumise à des efforts de cisaillement importants, pouvant entraîner sa rupture.
La présente invention vise à surmonter les inconvénients précités, et concerne pour ce faire une structure de véhicule automobile, comportant :
- deux longeronnets latéraux, s’étendant longitudinalement relativement à ladite structure, de part et d’autre de ladite structure,
- une barre anti-rapprochement, s’étendant transversalement relativement à ladite structure et reliant lesdits longeronnets latéraux entre eux,
- un dispositif de fixation, agencé pour fixer ladite barre anti-rapprochement sur lesdits longeronnets latéraux,
ladite structure étant remarquable en ce que ledit dispositif de fixation comporte un ensemble de renfort structurel s’interfaçant entre au moins un desdits longeronnets latéraux et ladite barre anti-rapprochement, agencé dans ladite structure pour transmettre des efforts transversaux directement depuis ledit au moins un desdits longeronnets latéraux vers ladite barre anti-rapprochement lorsque ledit véhicule automobile est soumis à un choc latéral.
Ainsi, en prévoyant un ensemble de renfort structurel qui s’interface entre au moins un des longeronnets latéraux et la barre anti-rapprochement, et qui est agencé pour transmettre des efforts transversaux directement depuis ledit au moins un des longeronnets latéraux vers ladite barre anti-rapprochement lorsque ledit véhicule automobile est soumis à un choc latéral, on limite les efforts de cisaillement repris par le dispositif de fixation qui est agencé pour fixer ladite barre anti-rapprochement sur le longeronnet latéral correspondant.
Selon des caractéristiques optionnelles de la structure selon l’invention :
- ledit ensemble de renfort structurel comporte au moins un corps creux anti-cisaillement, fixé sur ladite barre anti-rapprochement, au moins un écrou de fixation, fixé sur au moins un desdits longeronnets latéraux, au moins une vis de serrage, agencée dans ladite structure de façon à serrer ledit au moins un corps creux anti-cisaillement sur ledit au moins un écrou de fixation.
Ainsi, lors d’un choc latéral du véhicule automobile, en particulier lors d’un choc « poteau », l’effort transversal est transmis du longeronnet latéral à l’écrou de fixation, qui transmet ensuite l’effort transversal au corps creux anti-cisaillement. Le corps creux anti-cisaillement transmet ensuite l’effort transversal à la barre anti-rapprochement. Ainsi, on limite largement l’effort de cisaillement au niveau de la vis de serrage du dispositif de fixation.
La vis de serrage n’a ainsi pour rôle que de serrer le corps creux anti-cisaillement sur l’écrou de fixation.
Aussi, grâce à la présente invention, le renfort de la structure de véhicule ne nécessite pas d’augmenter le diamètre de la vis de serrage ou le nombre de vis de serrage, solution qui serait incompatible d’une intégration dans l’architecture de la structure de véhicule automobile.
Aussi, on conserve avantageusement l’aspect démontable de la structure, contrairement à une solution qui viserait à riveter la barre anti-rapprochement sur le longeronnet latéral ou à la souder via un cordon de soudure ;
- dans une réalisation de la structure selon l’invention, ledit ensemble de renfort structurel présente, d’une part, un jeu radial entre ledit corps creux anti-cisaillement et ledit écrou de fixation, et, d’autre part, un jeu radial entre ledit corps creux anti-cisaillement et ladite vis de serrage, ledit jeu radial entre ledit corps creux anti-cisaillement et ledit écrou de fixation étant inférieur audit jeu radial entre ledit corps creux anti-cisaillement et ladite vis de serrage ;
- dans une réalisation de la structure selon l’invention, ledit corps creux anti-cisaillement comporte une ouverture interne supérieure et une ouverture interne inférieure cylindrique, et ledit écrou de fixation comporte une face externe cylindrique en vis-à-vis de ladite ouverture interne inférieure cylindrique ;
- dans une autre réalisation de la structure selon l’invention, ledit corps creux anti-cisaillement comporte une ouverture interne supérieure et une ouverture interne inférieure tronconique, et ledit écrou de fixation comporte une face externe tronconique en vis-à-vis de ladite ouverture interne inférieure tronconique ;
- selon une disposition de l’invention, ledit corps creux anti-cisaillement présente une raideur supérieure à celle de ladite vis de serrage ;
- dans une autre réalisation de la structure selon l’invention, le corps creux anti-cisaillement peut consister en une entretoise.
L’invention concerne aussi un véhicule automobile comportant une structure, remarquable en ce que ladite structure est obtenue selon l’invention.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
est une vue isométrique d’une structure de véhicule automobile de l’art antérieur.
montre partiellement en vue de dessus une structure d’un véhicule automobile selon l’invention.
est une vue en coupe selon la ligne III-III de la .
illustre schématiquement la cinématique de transmission des efforts lors d’un choc latéral appliqué au véhicule automobile selon l’invention.
Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues sont désignés par une même référence.
On adoptera par convention, à titre non limitatif, des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre direct (L, V, T) désignant les axes longitudinal, vertical et transversal du véhicule.
Dans ce qui suit, les termes « avant », « arrière », « gauche », « droit », « inférieur » et « supérieur » s'entendent par rapport au véhicule.
On se réfère à la montrant partiellement en vue de dessus une structure 11 d’un véhicule automobile selon l’invention.
La structure 11 de véhicule automobile comporte, entre autres, au niveau de ses faces latérales 11a, 11b, deux longeronnets latéraux 13, s’étendant longitudinalement relativement à la structure 11, de part et d’autre de la structure 11.
La structure 11 de véhicule automobile admet un plan médian longitudinal de symétrie de la structure 11 de véhicule automobile. Ainsi, la description faite pour la partie droite de la structure 11 de véhicule automobile s’applique par analogie à la partie gauche de la structure de véhicule automobile, et inversement.
Les longeronnets latéraux 13 forment des éléments horizontaux inférieurs montés à l’arrière de la structure 11 de véhicule automobile de façon symétrique de part et d’autre du plan médian longitudinal de symétrie de la structure 11 de véhicule automobile.
Les longeronnets latéraux 13 sont reliés entre eux par l’intermédiaire d’une barre anti-rapprochement 15, s’étendant transversalement relativement à la structure 11 de véhicule automobile et reliant les longeronnets latéraux 13 entre eux.
La barre anti-rapprochement 15 forme ainsi une traverse transversale ayant pour fonction, entre autres, d’éviter que les longeronnets latéraux 13 ne se rapprochent en cas de choc latéral du véhicule, notamment un choc « poteau ».
La structure 11 comporte en outre un dispositif de fixation 17, agencé pour fixer la barre anti-rapprochement 15 sur les longeronnets latéraux 13.
Plus particulièrement, la barre anti-rapprochement 15 est fixée sur les longeronnets latéraux 13 correspondants au niveau de chacune de ses extrémités latérales 15a, 15b.
Le dispositif de fixation 17 comporte un ensemble de renfort structurel 19 s’interfaçant entre le longeronnet latéral 13 et la barre anti-rapprochement 15.
L’ensemble de renfort structurel 19 du dispositif de fixation 17 est monté au niveau de chacune des extrémités latérales 15a, 15b de la barre anti-rapprochement 15.
On se réfère à la , vue en coupe selon la ligne III-III de la , pour illustrer un exemple de réalisation de l’ensemble de renfort structurel 19 du dispositif de fixation 17 de la structure 11 de l’invention.
L’ensemble de renfort structurel 19 comporte un corps creux anti-cisaillement 21.
Le corps creux anti-cisaillement 21 comporte un axe longitudinal 22 s’étendant sensiblement verticalement lorsqu’il est monté dans la structure 11 de véhicule automobile.
Le corps creux anti-cisaillement 21 consiste par exemple en une entretoise ou en un tube.
Le corps creux anti-cisaillement 21 comporte une ouverture interne supérieure 23, pouvant être par exemple cylindrique, et une ouverture interne inférieure 25, par exemple cylindrique, de diamètre supérieur à celui de l’ouverture interne supérieure 23.
L’ouverture interne supérieure 23 et l’ouverture interne inférieure 25 sont par exemple pratiquées sur toute la longueur du corps creux anti-cisaillement 21.
Le corps creux anti-cisaillement 21 comporte une face externe 27, par exemple cylindrique.
Le corps creux anti-cisaillement 21 est monté dans un alésage 29 pratiqué dans la barre anti-rapprochement 15. Le corps creux anti-cisaillement 21 est fixé sur la barre anti-rapprochement 15, par exemple par soudure ou par sertissage. D’autres modes de fixation peuvent toutefois être envisagés.
L’ensemble de renfort structurel 19 comporte également un écrou de fixation 31.
L’écrou de fixation 31 comporte une face externe 33, par exemple cylindrique, en vis-à-vis de l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21.
L’écrou de fixation 31 est fixé au niveau de son embase 35 sur le longeronnet latéral 13, par exemple par soudure ou par sertissage. D’autres modes de fixation peuvent toutefois être envisagés.
Le maintien du corps creux anti-cisaillement 21 sur l’écrou de fixation 31 est opéré par l’intermédiaire d’une vis de serrage 37, vissée sur l’écrou de fixation 31.
Selon une disposition de l’invention, le corps creux anti-cisaillement 21 présente une raideur supérieure à celle de la vis de serrage 37.
La vis de serrage 37 est agencée dans la structure 11 de façon à serrer le corps creux anti-cisaillement 21 sur l’écrou de fixation 31.
L’ensemble de renfort structurel 19 présente un jeu radial J1, entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31, ainsi qu’un jeu radial J2, entre le corps creux anti-cisaillement 21 et la vis de serrage 37.
Le jeu radial J1 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31 s’étend plus particulièrement entre l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21 et la face externe 33 de l’écrou de fixation 31.
Selon l’invention, le jeu radial J1 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31 est inférieur au jeu radial J2 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et la vis de serrage 37.
Selon une variante de réalisation non représentée, l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21 peut être tronconique.
Dans ce cas, la face externe 33 de l’écrou de fixation 31 est également tronconique, de façon s’étendre de façon complémentaire à l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21.
Selon cette variante de réalisation, le jeu radial J1 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31, plus particulièrement entre la face externe 33 de l’écrou de fixation 31 et l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21, est inférieur au jeu radial J2 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et la vis de serrage 37.
Selon cette variante de réalisation, le jeu radial J1 entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31, plus particulièrement entre la face externe 33 de l’écrou de fixation 31 et l’ouverture interne inférieure 25 du corps creux anti-cisaillement 21, peut être nul.
Le fonctionnement de l’invention est à présent décrit en référence à la montrant schématiquement la cinématique de transmission des efforts lors d’un choc latéral appliqué au véhicule automobile selon l’invention.
Lors d’un choc latéral, en particulier lors d’un choc « poteau » consistant à projeter le véhicule automobile latéralement à une vitesse de 30 km/h environ sur un poteau rigide, le longeronnet 13 est soumis à un effort transversal dirigé vers l’intérieur de la structure 11 de véhicule automobile, comme représenté par la flèche 39.
L’ensemble formé par le longeronnet 13, par l’écrou de fixation 31, fixé sur le longeronnet 13, et par la vis de serrage 37 vissée sur l’écrou de fixation 31, forme un ensemble solidaire qui se déplace relativement à l’ensemble formé par le corps creux anti-cisaillement 21 et par la barre anti-rapprochement 15 sur laquelle est fixée le corps creux anti-cisaillement 21.
Le jeu radial J1, présent entre le corps creux anti-cisaillement 21 et l’écrou de fixation 31, est alors rattrapé avant le jeu radial J2 présent entre la vis de serrage 37 et le corps creux anti-cisaillement 21 compte tenu du fait que le jeu radial J1 est inférieur au jeu radial J2.
Ainsi, l’effort transversal 39 est repris par l’écrou de fixation 31, qui le transmet ensuite au corps creux anti-cisaillement 21 sans transmettre l’effort transversal 39 à la vis de serrage 37, comme représenté par les flèches 41, 43.
Ainsi, le rôle de la vis de serrage 37 est ainsi limité au seul serrage du corps creux anti-cisaillement 21 sur l’écrou de fixation 31.
Le corps creux anti-cisaillement 21, dimensionné de façon à transmettre au longeronnet 13 les efforts transversaux sans céder, en particulier les efforts subis lors du choc « poteau », transmet ensuite l’effort radial à la barre anti-rapprochement 15, comme représenté par les flèches 45.
Grâce à la présente invention, lorsque le véhicule automobile est soumis à un choc latéral, notamment un choc « poteau », l’ensemble de renfort structurel 19 transmet les efforts transversaux depuis le longeronnet latéral 13 en vis-à-vis duquel survient le choc latéral vers la barre anti-rapprochement 15, sans que la vis de serrage 37 ne reprenne les efforts transversaux.
On évite ainsi de soumettre la vis de serrage 37 à des efforts de cisaillement importants lors d’un choc « poteau », contrairement aux structures de l’art antérieur.
Le risque de rupture de la vis de serrage 37 de la structure 11 de l’invention lors d’un choc « poteau » est ainsi avantageusement fortement réduit.
Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette structure de véhicule automobile et de ce véhicule automobile comportant une telle structure, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention.

Claims (8)

  1. Structure (11) de véhicule automobile, comportant :
    - deux longeronnets latéraux (13), s’étendant longitudinalement relativement à ladite structure (11), de part et d’autre de ladite structure (11),
    - une barre anti-rapprochement (15), s’étendant transversalement relativement à ladite structure (11) et reliant lesdits longeronnets latéraux (13) entre eux,
    - un dispositif de fixation (17), agencé pour fixer ladite barre anti-rapprochement (15) sur lesdits longeronnets latéraux (13),
    ladite structure (11) étant caractérisée en ce que ledit dispositif de fixation (17) comporte un ensemble de renfort structurel (19) s’interfaçant entre au moins un desdits longeronnets latéraux (13) et ladite barre anti-rapprochement (15), agencé dans ladite structure (11) pour transmettre des efforts transversaux directement depuis ledit au moins un desdits longeronnets latéraux (13) vers ladite barre anti-rapprochement (15) lorsque ledit véhicule automobile est soumis à un choc latéral.
  2. Structure (11) de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit ensemble de renfort structurel (19) comporte :
    - au moins un corps creux anti-cisaillement (21), fixé sur ladite barre anti-rapprochement (15),
    - au moins un écrou de fixation (31), fixé sur au moins un desdits longeronnets latéraux (13),
    - au moins une vis de serrage (37), agencée dans ladite structure (11) de façon à serrer ledit au moins un corps creux anti-cisaillement (21) sur ledit au moins un écrou de fixation (31).
  3. Structure (11) de véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit ensemble de renfort structurel (19) présente :
    - d’une part, un jeu radial (J1) entre ledit corps creux anti-cisaillement (21) et ledit écrou de fixation (31), et
    - d’autre part, un jeu radial (J2) entre ledit corps creux anti-cisaillement (21) et ladite vis de serrage (37),
    ledit jeu radial (J1) entre ledit corps creux anti-cisaillement (21) et ledit écrou de fixation (31) étant inférieur audit jeu radial (J2) entre ledit corps creux anti-cisaillement (21) et ladite vis de serrage (37).
  4. Structure (11) de véhicule automobile selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit corps creux anti-cisaillement (21) comporte une ouverture interne supérieure (23) et une ouverture interne inférieure (25) cylindrique, et en ce que ledit écrou de fixation (31) comporte une face externe (33) cylindrique en vis-à-vis de ladite ouverture interne inférieure (25) cylindrique.
  5. Structure (11) de véhicule automobile selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit corps creux anti-cisaillement (21) comporte une ouverture interne supérieure (23) et une ouverture interne inférieure (25) tronconique, et en ce que ledit écrou de fixation (31) comporte une face externe (33) tronconique en vis-à-vis de ladite ouverture interne inférieure (25) tronconique.
  6. Structure (11) de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ledit corps creux anti-cisaillement (21) présente une raideur supérieure à celle de ladite vis de serrage (37).
  7. Structure (11) de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le corps creux anti-cisaillement (21) consiste en une entretoise.
  8. Véhicule automobile comportant une structure (11), caractérisé en ce que ladite structure (11) est obtenue selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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