Brevet FR2180513A1 — publié le 19731130

L'invention concerne des structures de châssis pour véhicules routiers poids lourds, qu'il s'agisse pour le transport de passagers ou de marchandises. Plus particulièrement, l'invention concerne une structure de châssis qui est à la fois légère et résistante, tout en pouvant être construite facilement. En principe, l'invention prévoit que la poutre maîtresse du châssis a une section transversale trapézoidale avec les quatre longerons ou membrures longitudinales s'étendant de manière rectiligne de l'avant à l'arrière du véhicule, chacun de ces longerons consistant en un tube d'acier creux de section transversale pentagonale présentant des surfaces pl & nes pour les autres dispositifs à tubes entretoises du châssis, c'est-à-dire, les éléments de structure cruciformes et les éléments triangulés qui sont assujettis latéralement aux longerons et qui servent à maintenir ces derniers à une certaine distance les uns des autres. Selon une autre caractéristique de l'inventlon, à l'exception des longerons, des tubes de section transversale ayant la forme d'un quadrilatère sont utilisés pour les autres moyens de contreventement du châssis de manière que des surfaces planes soient présentes pour ia fixation des panneaux de carrosserie tels que les panneaux de tôlerie métallique, les vitres, ou les panneaux de plancher. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et qui fait référence au dessin annexé, dans lequel La figure i est une vue perspective de la poutre maîtresse selon l'invention. Cette poutre est formée de la manière suivante. D'abord, les deux parties latérales sont exécutées comme on le montre dans la figure 2. Ces parties latérales comportent des longerons rectilignes supérieurs et inférieurs maintenus à une certaine distance les uns des autres par des éléments de triangulation 3. Ces parties latérales peuvent être exécutées à plat par soudage automatique. La figure 3 montre une vue en bout de l'ensemble de ces parties latérales et de la poutre maîtresse avec les éléments de structures cruciformes supérieurs et inférieurs C1 et C2, respectivement décrits plus en détail ci-dessous. Il faut noter que la poutre maftresse a une section transversale trapézoïdale et que les longerons supérieurs 1 et les longerons inférieurs 2 ont chacun une section transversale pentagonale de manière à présenter des surfaces planes du côté des éléments de triangulation 3. Les planchers supérieur et inférieur de la poutre maîtresse sont formés par des séries d'éléments de structure cruciformes Ci et C2, les éléments intéressant le plancher supérieur étant montrés dans les figures 4 et 5. Comme le montre la figure 5, chaque structure cruciforme comprend un bossage central a auquel sont fixés quatre bras B, par exemple, par soudage. es éléments de structure cruciformes supérieurs et inférieurs C1 et C2 sont soudés ensemble à plat et assujettis aux longerons supérieurs et inférieurs après que ceux-ci ont été constitués en ensembles latéraux, comme le montrent les figures 2 et 3. Une poutre maîtresse est montrée en vue éclatée dans la figure 11. Elle est composée de deux longerons supérieurs 41 et 42 et de deux longerons inférieurs 43 et 44. Des structures cruciformes 45 maintiennent séparés en les entretoisant les longerons supérieurs 41 et 42 pour former un plancher porte-charge supérieur de la poutre maîtresse. Des structures cruciformes 46 assurent la séparation et entretoisent les longerons inférieurs 43 et 44 pour former un plancher porte-charge inférieur de la poutre maîtresse. Les deux parties latérales de cette poutre mai- tresse sont constitués par des éléments triangulés 47 qui s'étendent entre les longerons supérieurs 41 ou 42 d'un côté et les longerons inférieurs 43 ou 44 de l'autre côté, les paires d'éléments triangulés 47 joignant chaque longeron supérieur ou inferieur en des points coïncidant avec les points de jonction des extrémités des paires d'éléments formant les structures cruciformes supérieures 45 ou les paires d'éléments formant les structures cruciformes inférieures 46. De cette manière, on obtient une structure du type géodésique pouvant être assimilée à deux paires d'hélices jointes en certains points, une paire étant de pas à droite et l'autre de pas à gauche. Les hélices de pas opposés sont assujetties aux points où elles se coupent et les sommets des éléments triangulés formant les parties latérales de poutre maîtresse cofncident struturalement avec les extrémités des éléments cruciformes des deux planchers supérieur et inférieur formés par les longerons. Il faut noter que les structures cruciformes supérieures avec les longions 41 et 42 constituent un plan cher supérieur en treillis, alors que les structures cruciformes inférieures 46 avec les longerons 43 et 44 constituent un plancher inférieur en treillis, les deux planchers convenant parfaitement au support de charges. La largeur du plancher en treillis supérieur est plus grande que celle du plancher en treillis inférieur de sorte que la poutre ou ossature maStresse ainsi formée a une section transversale trapÉzoïdale. Puisque les éléments des structures cruciformes supérieures 45 et des structures cruciformes inférieures 46 sont fixés aux longerons en des points coincidant avec les sommets supérieurs et inférieurs i triangulation latérale 47, il s'en suit que, vus en plan, les éléments de structures cruciformes supérieures et inférieures sont décalés d'une distance égale à la moitié de la base des triangles formés par les éléments de triangulation latéraux 47. Comme le mitre la figure 6, les parties latéra les peuvent entre renforcées dans la zone dans laquelle se trou vent montés les éléments i suspension des roues, par des tra verses 6 s'étendant entre les éléments de triangulation 3 et par des entretoises 7 s'étfindant vers le bas à partir des extré mités des traverses 6 pour venir aboutir aux longerons inferiews 2. Aux entretoises 7, peuient être fixés les supports 35 des tinés à former des points d'ancrage pour les bras de suspension des roues. l'ossaturemaitresse assemblée est complétée par les entretoises diagonales D (figure 3) destinées à empêcher toute déformation de la section trapézoidale de l'ossature. On peut monter au choix, à titre de variante, cette diagonale D ou une membrure en V inversé, comme on le voit en pointillé sur cette figure. Dans le cas d'un autocar, la protection contre les intempéries peut être assurée par des panneaux de carrosserie, glaces et panneaux meRalliques conventionnels fixés sur la structure légère formée par:' les arceaux (figure 7) et qui, comme le montre la figure 4 est assujettie à l'ossature maîtresse pour former une structure composite. La structure de la figure 7 comporte un panneau supérieur central en forme d'échelle montré enfigure 7a constitué par les longerons 8 et 9 réunis par des traverses 10, ensemble pouvant être exécuté à plat. Cette échelle est supportée de chaque côté par des éléments en forme de C, désignés par la référence 11 (figure 7b), qui sont constitués par des tubes à section rectangulaire tout comme d'ailleurs les éléments de l'échelle. A la fois l'échelle et les éléments en forme de C sont pré-éxécutés à plat avant d'être assemblés sur l'ossature maîtresse (figure 8), les extrémités inférieures 11a-des éléments C venant se fixer sur les longerons inférieurs 2 en des points coincidant avec les sommets des éléments triangulés 3. Par ailleurs, les extrémités supérieures 11b de ces éléments C sont soudées sur l'échelle. La jonction de la structure légère montrée en figure 7 à l'ossature maîtresse, montrée en figure 8, est complétée par des longerons périphériques 4 au niveau des longerons supérieurs 1, lesdits longerons 4 et 1 étant entretoisés par les éléments 5 qui peuvent être triangulés. Une structure complète est montrée en figure 12. Cette figure montre que des longerons suplémentaires, longerons de bas de marche 31 et longerons de couronne de porte 32, définissent les zones vitrées, alors que d'autres longerons 33 définissent avec les longerons 31, les zones revêtues de panneaux de tôlerie entre les arceaux 30, étant bien entendu, que les différents longerons, éléments de triangulation, éléments cruciformes et arceaux présentent une capacité d'absorption d'énergie suffisante pour empêcher toute déformation importante de la carrosserie du véhicule lorsque celui-ci fait un tonneau accidentel ou lorsqu'il est l'objet d'une collision. Le soudage par C02 peut être utilisé avantageusement et il peut être effectué automatiquement. Le procédé de construction est simple et ne nécessite pas de gabarit important. La plupart des composants sont assemblés a plat en mettant en oeuvre des techniques simples. L'utilisation de tubes de longueurs identiques permet l'emploi de scies mécaniques à onglets à courses multiples. 'utilisation des tubes à section carrée procure, d'une part, une grande résistance à la torsion et, d'autre part, des surfaces planes facilitant considérablement la fixation des éléments adjacents. Le revêtement métallique extérieur est, de préférence,constitué par des tôles d'aluminium rivés par des rivets "pop". Le revêtement intérieur est obtenu, de préférence, par des plaques de "Formica", une couche épaisse de mousse de polyuréthane expansé pour l'isolation thermique et coustique étant interposée entre les deux. La mousse de polyurétnane constitue également un support plan auquel les tôles d'aluminium et les plaques de formica peuvent être collées.Le plancher peut être recouvert de lames de parquet en bois au-dessus des surfaces planes de l'ossature maîtresse et, à nouveau, de plaques de matériau isolant thermiquement et accoustiquement peuvent être étendues au-dessus du parquet en bois. les figures 7 et 8 montrent la structure relative à un autocar et à l'examen de cette figure, on se rendra parfaitement compte que cette structure peut aussi bien s'appliquer facilement à un véhicule destiné au transport des marchandises en modifiant d'une façon appropriée la forme de la superstructure au-dessus du niveau du plancher qui doit être formé sur les longerons 1 et 4. Cependant, si un container séparé pour le transport de marchandises doit être supporté par l'ossature martresse, la configuration adoptée peut être celle montrée dans la figure 9 ou dans la figure 10. Dans la figure 9, le plancher supérieur portecharge de l'ossature maîtresse, constitué par les longerons 1 et les structures cruciformes Cl s'étend latéralement jusqu'aux longerons périphériques 4 soutenus par les éléments triangulés 5 et la charge est transmise obliquement vers le bas à partir de ces longerons périphériques 4 aux longerons inférieurs 2 par les éléments 15 qui eux aussi peuvent être triangulés. les éléments 15 se joignent aux longerons inférieurs aux points coincidant avec les sommets des éléments triangulés 3 des parties latérales de l'ossature maîtresse. A titre de variante, comme le montre la figure 10, les longerons périphériques 4 peuvent être positionnés à un niveau supérieur å celui des longerons 1, soit sur toute la largeur du plancher, soit seulement dans les zones où une tolérance de passage de roues est requise. L'ossature maîtresse est conçue pour présenter une grande rigidité tant à la flexion qu a la torsion. La défor cation de sa section transversale est empêchée par les éléments D disposés en diagonale. L'ossature martresse a la forme d'un caisson creux avec sa face supérieure au niveau du plancher recevant la charge utile du véhicule et avec sa face intérieure a une hauteur appropriée pour ménager la garde au sol désirée, alors que ses faces latérales sont convenablement espacées pour assurer les différentes tolérances de passage de roues exigées par le fonctionnement du véhicule. L'ossature m.attresse est creuse transversalement pour permettre le passage des différents axes et arbres de transmission, des éléments de timonnerie de direction, par exemple, du type à pignon et crémaillère. De plus, cette ossature est creuse dans le sens de la longueur du véhicule de manière que le groupe moto-propulseur, les réservoirs, et d'autres accessoires importants puissent être aisément logés ou supportés par le plancher inférieur plan avec un minimum de supports. La face supérieure, les faces latérales et la face inférieure de l'ossature sont constituées par un treillis ouvert de sorte que l'intérieur de cette ossature est accessible lorsqu'on opère de l'extérieur. Le système de treillis triangulé des faces latérales est optimal en ce qui concerne le compor ement de l'ossature en tant que poutre. Les noeuds ou sommets des structures cruciformes supérieures et inférieures et des éléments triangulés latéraux coïncident dans tous les cas. l'ensemble de la structure constitue une caisse autoporteuse permettant facilement la fixation des différents organes de suspension sur les longerons supérieurs et inférieurs 1 et 2 et sur les éléments triangulés 3. On obtient donc ainsi, un châssis léger, très rigide, capable de supporter une charge très importante. Dans le cas de la structure montrée dans les figures 7 et 8, la superstructure faisant corps avec cette structure est formée, en effet, par une série d'arceaux qui sont structuralement aptes à résister avantageusement à toutes déformations et, en particulier, à celles provenant d'un tonneau accidentel effectué par le véhicule. in conclusion, l'invention prévoit une nouvelle structure de châssis pour les véhicules routiers poids lourds présentant une grande simplicité de construction, du fait que cette structure est constituée par un certain nombre de sousensembles qui peuvent être réalisés à plat avec des moyens simples, et du fait qu'une pluralité de composants identiques est employée dans les sections respectives du châssis, lesdits composants pouvant être facilement manutentionnés par les opérateurs au cours du processus d'assemblage. L'invention prévoit également un chassies qui est adaptable à toutes sortes de processus automatiques, qui convient particulièrement bien aux modes d'assemblage et de transport par composants individuels séparés (C.K.D.) ou même à la fabrication conventionnelle dans des ateliers ne nécessitant pas des outillages compliqués et de prix élevé. R-VENDIChTIONS 1. Structure de châssis pour véhicule routier comprenant une ossature maîtresse creuse de section transversale quadrilatérale composée de deux longerons supérieurs (i) et de deux longerons inférieurs (2) avec des éléments de structure cruciformes (C1) entretoisant les deux longerons supérieurs (i) et formant un plancher supérieur porte-charge de l'ossature et avec d'autres structures cruciformes (02)' entretoisant les deux longerons inférieurs (2) pour former un plancher inférieur porte-charge de l'ossature, et dans lequel les deux faces opposées latérales de ladite ossature sont constituées par des élé mentis triangulés (3) s'étendant entre les longerons supérieurs et Inférieurs (1 et 2) avec les paires d'éléments triangulés t3) joignant les longerons en des points coïncidant avec les extrémités des éléments cruciformes (C1 ou C2) joignant eux aussi lesdits longerons (1 et 2), et dans lequel des éléments en diagonale çD) ou des éléments en forme de wA" ou de "V" sont positionnés au voisinage des extrémités de l'ossature maîtresse pour empêcher toute déformation de la section de la structure, ladite ossature maitresse étant, en général, de section trapézoïdale, et dans lequel les quatre longerons (i et 2) sont constitués par des tubes en acier creux de section pentagonale de manière à présenter une surface plane aux autres éléments tubulaires d'en tretoises (3, Cl et C2) du châssis qui sont fixés latéralement sur les lon l'un par rapport à l'autre. 2. Structure de châssis pour véhicule routier selon la revendication 1, dans laquelle lesdits autres dispositifs tubulaires d'entretoise (3, C1, C2) sont constitués par des tubes en acier de section rectangulaire. 3. Structure de châssis pour véhicule routier selon les revendications i et 2, dans laquelle les éléments de structures cruciformes (Ci et G2) sont constitués par des longueurs de tubes soudés à un bossage central a. 4. Structure de châssis pour véhicule routier selon les revendications 1 et 2, dans laquelle les faces latérales de l'ossature maîtresse sont assemblées å plat avec les éléments (3) qui sont soudés entre leurs longerons associés (1 et 2) selon un système triangulé. 5. Structure de châssis pour véhicule routier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite ossature maitresse est entourée d'une structure périphérique creuse (4, 5 et 15) qui à sa partie supérieure constitue un plancher porte-charge sur toute la largeur du véhicule et dans laquelle la charge provenant de la périphérie extérieure (4) de ladite structure périphérique est transmise par les éléments appropriés aux longerons inférieurs et est supportée par les structures cruciformes inférieures (C2) formant le plancher inférieur ae l'ossature maitresse. 6. Structure de châssis pour véhicule routier selon l'une quelconque des revendications i à 5 comprenant des supports de fixation ou de montage (35) pour les organes de suspension des roues, supports montés sur les éléments de triangulation latéraux (3) s'étendant entre les longerons supérieurs et inférieurs (i et 2). 7. Structure de châssis pour véhicule routier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la structure périphérique (4, 5 et 15) de part et d'autre de l'ossature maîtresse comprend un longeron périphérique (4) et une superstructure composée d'arceaux (lui) joints audit longeron périphérique et s'étendant vers le bas en (lia) pour venir se fixer sur les longerons inférieurs (2), de sorte que lesdits arceaux (11) peuvent servir de supports à tous les éléments de carrosserie, qu'il s'agisse de panneaux de tôlerie ou de vitres.