Brevet FR2521939A1 — publié le 19830826

NOUVEAU TYPE DE CHASSIS POUR VEHICULES AUTOMOBILES. L'invention concerne un nouveau type de véhicule automobile et plus précisément un nouveau châssis en matière plastique pour véhicules automobiles. Comme on le sait, une automobile se compose essentiellement de quatre parties - la suspension avec-les roues, le système de freinage et la direction - le moteur et les organes de transmission : boite à vitesses, embrayage - la carrosserie - le châssis dénommé aussi parfois le chassis-coque prenant appui sur la suspension. Le châssis est généralement constitué par un cadre de longerons et d'entretoises réunis ensemble, notamment par soudure. Le plus généralement, la carrosserie est en tôle métallique emboutie, ce qui nécessite de gros investissements et conduit à des caisses bruyantes, qu'il faut ensuite insonoriser. Pour des petites séries, tels que les véhicules sans permis, on a suggéré de réaliser la carrosserie par projection de fibres de verre mélangées à de la résine synthétique, par exemple en polyester. Cette technique coûteuse se prête seulement aux petites séries et donne des produits dont la face intérieure est brute et nécessite donc un doublage esthétique. Plus récemment, on a proposé de thermoformer des panneaux en matière plastique que l'on accroche au châssis tubulaire pour donner la rigidité à l'ensemble. Mais ces panneaux sont fixés ponctuellement par vis, rivets ou analogues, n'ont qu'un rôle esthétique et ne participent donc pas à la résistance de l'ensemble. L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise à obtenir un châssis pour véhicule automobile en matière plastique qui - ne nécessite pas des investissements onéreux comme l'emboutissage, - permette de réaliser des coques insonorisées et ayant une bonne finition extérieure et intérieure, - ait une bonne résistance mécanique, notamment aux chocs, - enfin permette d'obtenir des cadences de productions satisfaisantes. Ce châssis-coque pour véhicule automobile en matière plastique monobloc rigide se caractérise - d'une part, en ce qu'il est constitué en un matériau sandwich formé au centre par une mousse en matière plastique adhérant à deux demi-coques en matière plastique thermoformée formant peau, - et d'autre part, en ce qu'il présente une forme générale en L dont la branche horizontale reçoit à l'avant les passages de roues et latéralement les points de liaison avec la suspension, et dont la branche verticale forme le dos du siège et l'arceau de protection. Avantageusement - la branche verticale est légèrement inclinée vers l'arrière pour tenir compte des données ergonométriques - le moteur est placé derrière cette branche verticale inclinée qui forme ainsi d'une part cloison antibruits et d'autre part un écran de protection lors des chocs arrières - les points de liaison latéraux de la suspension sur le chassis-coque monobloc sont disposés sensiblement à hauteur et en dessous des sièges - un point de liaison de la suspension sur le châssis est disposé à l'avant du châssis entre les deux roues - les points de liaison sont constitués par un logement prévu à cet effet dans le dessous du châssis coque monobloc dans lequel est placé un tampon en un matériau élastique compressible prenant appui d'un côté contre ledit logement et de l'autre sur la suspension - les autres éléments de la carrosserie : toit, pare-chocs, portières, sont en matière plastique thermoformée. Dans la fabrication des bateaux et des planches à voile, on utilise depuis fort longtemps des matériaux sandwich du type en question constitués au centre par une mousse en matière plastique à deux demi-coques en matériau thermoplastique thermoforme formant peau. Ce matériau allie la légèreté, une bonne rigidité, une bonne résistance mécanique et une finition satisfaisante. Depuis longtemps, on aurait pu penser utiliser ce matériau dans l'industrie automobile. Tel n'a pas été le cas, ce qui prouve bien que cette application n'était pas évidente même pour un spécialiste des matières plastiques, d'autant qu'il fallait aussi que - d'une part, le châssis-coque monobloc ainsi réalisé présente une certaine structure à savoir celle en L, - d'autre part, que l'on puisse fixer ce châssis sur la suspension sans qu'à l'usage, ces fixations ponctuelles perforent ou se détachent du châssis, - et enfin la solution normale qui aurait consisté à placer un tel ensemble sur un châssis tubulaire, n'aurait fait qu'augmenter le prix et le poids. En pratique - les demi-coques thermoformées présentent une bonne résistance mécanique, une bonne tenue aux U.V. et aux agressions extérieures ; on utilise de préféren ce des feuilles de 3 à 6 mm d'épaisseur, avantageusement en ABS, voire en polypropylène - la mousse centrale est en un matériau moussable ou injectable, tel que les mousses de polyuréthane ou les mousses phénoliques ; cette mousse doit avoir au moins 3 cm d'épaisseur et de préférence 5 à 10 cm et une densité voisine de 35 à 50 grammes/litres - de manière connue, on pulvérise sur la face intérieure des coques thermoformées un composé dit "primaire" destiné à faciliter l'adhésion ultérieure de la mousse sur les coques - le châssis-coque est réalisé par la technique classique du conformateur dans laquelle on place deux demi-coques thermoformées ayant reçu un primaire et entre lesquelles on injecte de la mousse, notamment en polyuréthane. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en.découlent ressortiront mieux de la description qui suit à l'appui des figures annexées. Les figures 1 et 2 montrent en vue perspective sommaire un châssis-coque conforme à l'invention, vue respectivement en trois quarts avant figure 1 et en trois quarts arrière figure 2 et qui est représenté en coupe longitudinale à la figure 3. La figure 4 montre en coupe longitudinale un véhicule automobile sans permis réalisé avec un tel châssis. La figure 5 est une vue éclatée des différents éléments de ce véhicule automobile. Les figures 6 et 7 montrent deux formes de réalisation de l'organe de liaison de ce châssis-coque monobloc en matière plastique à la suspension. En se référant aux figures 1 à 3, le châssis se compose d'une coque (1) monobloc rigide formée de deux demi-coques formant peau (2) et (3), en feuille d'ABS thermoformée de 5 millimètres d'épaisseur chargée de fibres de verre remplie d'une mousse de polyuréthane (4) de 40 grammes/litre. Cette coque monobloc (1) rigide a la forme d'un L dans lequel - la branche horizontale (5) forme une plateforme et reçoit d'une part à l'avant (6) les passages de roues (7) et (8) et le point de liaison (9) avec la suspension, et d'autre part les points de liaison latéraux (10) de cette suspension ; cette plateforme horizontale (5) est rigidifiée au centre par une poutre creuse moulée (11) qui sert en outre de passage à la tringlerie, à la commande de l'accélérateur et aux fils électriques et à la ventilation du moteur - la branche verticale (15) inclinée par exemple à 20 pour tenir compte des données ergonométriques, forme d'une part, le dos du siège (16) sur lequel les coussins (17) (par exemplé en mousse de polyester revêtue de tissu ou de simili) sont fixés ou suspendus par tout moyen connu . d'autre part, arceau de protection (18) dans le sommet duquel est incorporé un double vitrage (19) en polycarbonate formant ainsi cloison isolante . et présente sur la face arrière en bas un logement (19) venu de moulage destiné à recevoir le moteur (22), la face verticale de ce logement (19) est inclinée de façon à ce que lors d'un choc arrière, le moteur (22) vienne percuter cette face puis glisser sur celle-ci pour éviter la pénétration du moteur (22) dans le dos (16) du siège (17) et ainsi amortir le choc Sous ce châssis (1), grâce aux points de fixation (9-10), vient se placer la suspension (20) qui porte les roues (21) et l'ensemble moteur (22) et transmission (23). Ce groupe moto-propulseur (22-23) est fixé dans le plot (42) du point de fixation (10) grâce à une traverse rigide (35). Les autres éléments de la carrosserie (voir figure 5) se composent essentiellement - d'un pare-choc avant (24) et arrière (25) en feuille de polypropylène thermoformé, fixés au châssis (1) semi-rigide par des plots en élastomère afin d'absorber les petits chocs - le tableau de bord (26) en ABS moulé, destiné lors du moulage à venir se loger dans l'emplacement perdu du pare-brise (27) en verre - le toit (28) thermoformé avec ses cannelures de renfort, de rigidification et d'écoulement de l'eau - les portières (29), également en ABS thermoformées, coulissant d'avant en arrière sur des glissières (30), par exemple en polytétrafluoroéthylène extrudé ou plié - des vitres latérales (31) et arrière (32) en polycarbonate recouvert d'un vernis anti-rayures - un arrière (33) également en ABS thermoformé pour le coffre à bagages. La fixation du châssis (1) sur la suspension (20) peut s'effectuer de différentes manières. Avantageusement, on utilise une fixation du type montré aux figures 6 et 7. Dans la branche horizontale (5) du châssis (1)(voir figures 1 et 6), au niveau des sièges (16), on ménage lors du moulage un logement (40) formant renfort (41) dans lequel vient se loger un bloc d'élastomère (42) un second logement (43) ménagé sur le haut (2) reçoit un autre bloc (44) en élastomère ; ce bloc (44) est recouvert d'une coupelle métallique rigide (45) ; la suspension (20) formée par exemple soit par une lame de ressort soit par une tubulure ou tout autre élément rigide approprié, est placée contre la face intérieure du bloc (42) ; l'ensemble est serré par un écrou (47) et une vis (48). Une coupelle rigide (46) permet un appui ponctuel sur la suspension (20). La figure 7 montre une autre variante dans laquelle le bloc en élastomère a été remplacé par un diabolo en élastomère (50), analogue à celui utilisé pour la réalisation des mâts de planche à voile, avec deux axes non tranversants (51-52) fixés respectivement, le premier sur le châssis (1) et le second à la suspension (20). Les véhicules automobiles réalisés de la sorte pr- sentent de nombreux avantages et peuvent être fabriqués sans des investissements trop importants. Cette technique convient donc parfaitement pour la fabrication des véhicules légers, tels que les véhicules sans permis et pour des productions de moyennes séries. REVENDICATIONS 1/ Châssis-coque pour véhicule automobile en matière plastique monobloc rigide, caractérisé - d'une part, en ce qu'il est constitué en un matériau sandwich (1) formé au centre par une mousse (4) en matière plastique adhérant à deux demi-coques (2-3) en matière plastique thermoformée formant peau - et d'autre part en ce qu'il présente une forme générale en L dont la branche horizontale (5) reçoit à l'avant les passages de roues (7-8) et la téralement les points de liaison (9-10) avec la suspension et dont la branche verticale (15) forme le dos (16) du siège et l'arceau de protection (18). 2/ Châssis-coque selon revendication 1, caractérisé en ce que la branche verticale (15) est légèrement inclinée vers l'arrière. 3/ Châssis-coque selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moteur (22) est placé derrière cette branche verticale (16) inclinée qui forme ainsi cloison anti-bruits et écran protecteur. 4/ Châssis-coque selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les points de liaison latéraux (10) de la suspension (20) sur le châssis (1), sont disposés à hauteur, mais en-dessous des sièges (17). 5/ Châssis-coque selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un point de liaison (9) situé à l'avant du châssis (1) entre les deux passages de roues (7) et (8). 6/ Châssis-coque selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les points de liaison (9-10) de la suspension (20) avec le châssis-coque (1) sont constitués par un logement (42-43) prévu à cet effet dans le châssis monobloc (1) et dans lequel est placé un tampon (42-44), en un matériau élastique compressible prenant appui d'un côté contre ledit logement et de l'autre sur la suspension (20). 7/ Véhicule automobile comportant un châssis-coque selon l'une des revendications 1 à 6 et dans lequel les autres éléments de la carrosserie : toit (28), portes latérales coulissantes (29), pare-chocs (24-25), et arrière (33) sont en matière plastique thermoformée.