Brevet FR2537080A1 — publié le 19840608

Structure porteuse pour véhicules à moteur La présente invention concerne une structure porteuse pour véhicule à moteur, comprenant un certain nombre de piè- ces réunies entre elles pour former une structure grillagée. On connaît déjà les structures porteuses réticulées composées de caissons en tôle emboutie et soudée Dans ce ty- pe de structure déjà connue, chaque élément est essentielle- ment composé de deux derrii-tôles embouties ou formées à la presse, chaque tôle possédant des bords droits placées à re- couvrement et soudés sur les bords correspondants de la moi- tié opposée de façon à-former une seule pièce creuse Les divers éléments sont alors reliés entre eux au moyen de joints spéciaux (joints en T, joints en enfourchement, etc) de façon à constituer une structure porteuse réticulaire présen- tant la forme souhaitée. En raison de la forme spécifique des différents élé- ments, ce genre de structure déjà connue présente un certain nombre d'inconvénients liés en particulier au type de procé- dé de fabrication exigé, qui demande un nombre considérable de presses et, surtout, de matrices pour la réalisation des demi-enveloppes En outre, il faut prévoir une main-d'oeuvre importante sur les postes de travail métallurgique lors de l'assemblage du grand nombre d'éléments mis en oeuvre Des problèmes apparaissent également lors de l'application de la peinture de protection sur la structure réticulaire en raison de l'existence de rentrants formés le long des bords soudés et qui sont difficiles à recouvrir Il en va de même pour les joints, ces derniers empêchant la peinture d'atteil'n- dre l'intérieur de la structure. Le but de la présente invention est de fournir une structure porteuse pour véhicule à moteur qui, comparée aux structures porteuses connues, soit légère tout en assurant un important degré de rigidité, de résistance et de pouvoir d'absorption des chocs, etc, et qui soit plus facile et plus économique à fabriquer Un autre objectif de la présente invention consiste à fournir une structure porteuse résis- tant aux agents atmosphériques, en particulier à la corrosion et sur laquelle on puisse monter aisément et en toute sécuri- té les éléments nécessaires pour compléter la caisse et les ensembles mécaniques sur le moteur. En relation avec ces objectifs, la présente invention concerne une structure porteuse pour véhicule à moteur, com- posée d'un certain nombre d'éléments reliés entre eux pour former une structure grillagée, caractérisée par le fait que chacun de ces éléments est composé d'un tube fermé présentant un tracé longitudinal approprié. L'invention va maintenant être décrite, de façon non limitative, à l'aide d'un exemple illustré par le dessin an- nexé montrant une vue d'en haut, en perspective et partiel- lement explosée d'une structure porteuse correspondant à la présente invention Sur ce dessin, le chiffre 1 indique une structure porteuse complète pour véhicule à moteur, corres- pondant à la présente invention, et composée d'un châssis de base ( 2) surmonté d'une cage réticulaire ( 3 > qui, dans le présent exemple, possède un compartiment avant destiné à recevoir le moteur, un compartiment médian ( 5) destiné à for- mer le compartiment passager, et un compartiment arrière ( 6) pouvant, par exemple, être utilisé comme compartiment à baga- ge. Si l'on examiné soigneusement le châssis de base ( 2), on peut voir qu'il est essentiellement constitué d'une paire de structures réticulaires et rectangulaires ( 8,9), la struc- ture arrière étant légèrement surélevée par rapport à la structure avant. La structure 8 est composée de deux membres latéraux 3 î parallèles ( 11, 12); au niveau de l'extrémité raccordée à la structure 9, chacun de ces membres possède deux sections destinées à effectuer la liaison entre la structure 8 et la structure 9, cette dernière étant légèrement surélevée Au niveau des extrémités opposées appartenant à la structure 8, on distingue deux membres tubulaires transversaux ( 13, 14), chacun étant raccordé aux extrémités des membres latéraux Il et 12 de façon à former deux extensions ( 13 a, 13 b et 14 a, 14 b) dirigées vers l'extérieur, de chaque côté des membres laté- raux 11 et-12 A peu près au milieu de ces membres Il et 12, on trouve deux autres extensions dirigées vers l'extérieur de chaque côté et repérées par les chiffres 15 et 16 Enfin, dans la zone formée par les membres latéraux 11 et 12 et par les membres transversaux 13 et 14, la structure rectangulaire 8 possède deux autres sections tubulaires ( 17, 18) disposées en forme de croix suivant les diagonales de la structure rec- tangulaire 8 et raccordées aux membres transversaux tubulai- res 13 et 14. Par ailleurs, la structure tubulaire rectangulaire 9 possède deux membres latéraux tubulaires droits ( 19, 20) dis- posés parallèlement entre eux et reliés à l'aide de deux mem- bres transversaux tubulaires ( 21, 22), le membre repéré 22 étant situé le plus à l'extérieur. En ce qui concerne la structure de la cage ( 3) placée au-dessus, selon la présente invention, on voit qu'elle se compose essentiellement d'une paire de sections tubulaires profilées ( 25, 26 >, chacune d'entre elles partant-du compar- timent moteur ( 4) pour arriver au compartiment bagage ( 6) formant ainsi, à la partie supérieure, le compartiment passa- ger ( 5) Les sections 25 et 26 sont raccordées par plusieurs membres transversaux tubulaires ( 27,28,29,30,31,32 et 33) A chaque section tubulaire profilée ( 25, 26), est raccordée une extrémité de trois montants ( 35,36,37 et 38,39,40 respec- tivement), chacun de ces montants étant relié, au niveau de l'extrémité opposée, aux membres latéraux tubulaires, à sa- voir respectivement 41 et 42. Chacun de ces membres 41 et 42 sert à renforcer la structure 1 et à raccorder la cage 3 aux extensions 13 a, 14 a, et 13 b, 14 b et 16 sur le chassis de base 2 Si l'on exa- mine plus attentivement les montants mentionnés ci-dessus, on peut voir que le montant 35 est composé d'une section tubu- laire raccordée, à son extrémité inférieure, à l'extrémité de la section tubulaire 41 et, à son extrémité supérieure, à la section 25 formant le côté de l'ouverture du pare-brise Un point intermédiaire, situé sur le montant 35, est également raccordé, par l'intermédiaire de la pièce transversale tubu- laire 47, à un autre point de la section tubulaire 25, au niveau de la courbe dans le compartiment moteur, à proximité du membre transversal 28 Il en va de même pour le montant 38, la pièce transversale portant dans ce cas le chiffre 48. Les montants 36 et 39 sont essentiellement droits, alors que les montants 37 et 40 présentent plusieurs courbes et notamment une section inférieure courbée ( 50, 51) en for- me d'arc, à l'arrière de la structure, destinée à recevoir les ailes arrière - A partir du membre-transversal arrière ( 33) situé sur le compartiment bagage ( 6), deux extensions tubulaires in- curvées ( 52, 53) se dirigent vers le bas pour réaliser une liaison avec les extrémités opposées du membre transversal 22 sur le châssis 2. Le compartiment moteur 4 est essentiellement formé par une structure réticulaire parallélépipèdique, dont les côtés supérieurs sont constitués par une extrémité des sec- tions tubulaires 25 et 26 et par les membres transversaux 27 et 28 Les bords inférieurs de la structure parallélépi- pèdique sont constitués par -un membre transversal avant in- férieur( 56) et par un membre transversal arrière ( 57) reliés entre eux respectivement par des membres latéraux tubulai- res 58 et 59 A ses extrémités, le membre transversal 57 est raccordé aux montants 35 et 38 au-dessous du point de raccordement des pièces transversales 47 et 48 déjà mention- nées Par ailleurs, le membre transversal avant 56 est rac- cordé au membre transversal 27 au moyen de deux sections tubulaires ( 61, 62) fixées tout près des extrémités du mem- bre transversal 27 qui sont raccordées, comme déjà indiqué, aux extrémités des sections 25 et 26 Le chiffre 63 renvoie à des trous traversants ménagés sur chacune des sections tubulaires mentionnées ci- dessus; la fonction de ces trous est de permettre à la peinture de protection de pénétrer à l'intérieur de chacune de ces sections Le procédé de fa- brication utilisé pour la préparation et le montage des pièces composant la structure porteuse 1 est extrêmement simple. Le matériau de départ est une section tubulaire fermée que l'on trouve sur le marché à un prix très abordable Sur des machines de mise en forme de type standard équipées d'ou- tils appropriés, on courbe les différentes pièces longitudi- nalement pour leur donner la forme requise On transf&re en- suite ces pièces vers un poste de travail métallurgique o, à l'aide d'un petit nombre de machines (soudeuses, tronçon- neuses,-boulonneuses, etc), on procède au montage de la structure porteuse 1 Les pièces peuvent alors être soudées ou simplement assemblées par vissage à l'aide d'un type de boulon de retenue. Il faut alors prévoir l'opération de peinture et recou- rir, par exemple, à un procédé par électrophorèse; dans ce cas, la peinture est répartie de façon homogène sur toute la surface extérieure ainsi qu'à l'intérieur des pièces grâce aux trous traversants 63. La structure porteuse est prête à recevoir les pièces mécaniques, à savoir le moteur et la transmission, ainsi que le restant des pièces de la caisse qui sont assemblées selon le système qui apparaît le plus approprié aux différents cas. La description ci-dessus permet de mettre en,évidence les avantages offerts par la structure porteuse selon l'in- vention par rapport aux systèmes connus déjà mentionnés. Tout d'abord, l'utilisation d'une structure composée de sections tubulaires, à la place de demi-parties soudées, offre un surcroît de résistance mécanique et de rigidité et une diminution du poids; la structure est en état de résis- ter à toute contrainte pouvant lui être appliquée, notamment en matière d'efforts de flexion et de torsion, et ce sont ces; points qui sont les plus recherchés par les constructeurs dans la pratique Le secret de cette rigidité et de cette résistance réside principalement dans la section fermée de chaque composant Dans la mesure o la structure peut résis- ter en toute sécurité à toute espèce de contrainte exercée sur le véhicule en marche, les pièces de la caisse que y sont raccordées ont pour seule fonction d'enveloppae et de protéger l'espace situé à l'intérieur En sélectionnent soi- 253708 Q gneusement la taille et la section de chaque pièce, on peut réaliser des zones présentant des degrés de rigidité diffé- rents Par exemple, on peut rendre la partie médiane, recevant les passages,-plus rigide que les parties avant et arrière, de façon que, même en cas d'impact important, l'énergie puis- se être dispersée par une déformation affectant uniquement les parties avant et arrière. Comme déjà mentionné au passage, la forme de la section utilisée pour réaliser les différentes pièces permet de mon- ter aisément les autres pièces de caisse sur la structure 1. En fait, les composants possèdent des surfaces plates offrant une face d'appui ferme et large pour la réception des systè- mes de raccordement entre la structure et les pièces qui y sont reliées. La résistance aux agents atmosphériques, à la corro- sion en particulier, est bien supérieure à celles des struc- tures déjà connues, en raison notamment de la suppression des rentrants de soudage rencontrés sur les structures composées de deux demi-enveloppes soudées en bordure. Il apparaît finalement, au regard de ce qui a été ex- posé, que la structure porteuse selon la présente invention peut être fabriquée aisément et de façon économique, dans la mesure o les pièces mises en jeu sont simplement coupées et courbées, ces deux opérations exigeant un outillage peu coû- teux, ce qui n'est pas le cas pour les types de structures déjà connus. Les experts en la matière comprendront qu'il est pos- sible d'apporter des modifications 'au niveau des sections tubulaires constituant la structure mentionnée ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention Il n'y a par exemple pas de limites imposées quant au type de section tu- bulaire, sa section pouvant être ronde ou polygonale, avec nervures de renforcement longitudinales intérieures et/ou extérieures. Bien que, pour le matériau utilisé pour chacune des plèces ci-dessus mentionnées, préférence soit donnée au mé- tal, rien n'empêche d'utiliser tout autre matériau approprié pourvu que chacune des pièces visées par la présente invention soit constituée d'une section tubulaire fermée. Revendications 1 Structure porteuse pour véhicule à moteur, composée de plusieurs pièces raccordées entre elles en formation gril- -lagée, caractérisée par le fait que chacune de ces pièces est constituée d'un tube fermé présentant une forme longitudi- nale appropriée. 2 Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par un premier groupe de piè- dite ces formant le châssis de base ( 2) de la/structure et par un second groupe de pièces formant une cage réticulée ( 3) en forme de coupe renversée, raccordée au dit châssis ( 2). 3 Structure selon la revendication 2, dans laquelle ledit châssis de base ( 2) est constitué pour l'essentiel par une paire de structures rectangulaires ( 8, 9) possédant un côté commun et essentiellement disposées sur deux niveaux parallèles, l'un d'entre eux étant légèrement surélevé par rapport à l'autre. 4 Structure selon la revendication 3, dans laquelle chacune des dites structures rectangulaires ( 8, 9) possède des membres latéraux ( 11, 12, 19, 20) raccordés à des mem- bres transversaux ( 13, 14, 21, 22). Structure selon la revendication 3 ou 4, selon l'une des dites structures rectangulaires ( 8) possède une paire de sections à l'intérieur,disposées en forme de croix ( 17, 18) et raccordées aux angles de ladite structure ( 8). 6 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes 2 à 5, dans laquelle ladite cage réticulaire ( 3) est constituée par une paire de sections tubulaires ( 25, 26) façonnées de manière à délimiter le bord supérieur dudit véhicule à moteur et raccordées par des membres transversaux respectifs ( 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33), les dites sections tubulaires ( 25, 26) s'étendant longitudinalement depuis l'a- vant jusqu'à l'arrière de ladite structure porteuse. 7 Structure selon la revendication 6, dans laquelle chacune des dites paires de sections tubulaires ( 25, 26) est raccordée à des montants ( 35, 36, 37, 38, 39, 40) dont les extrémités opposées sont raccordées à une section tubulaire ( 41, 42) raccordée au dit châssis de base ( 2). 8 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune des dites sections tubu- laires fermées communique avec l'extérieur, soit dirzeztement soit par l'intermédiaire de trous traversants ( 63). 9 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune des dites sections tubu- laires est raccordée par soudage. 10 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 8, dans laquelle des sections adjacentes sont raccordées à l'aide de boulons de retenue. 11 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune des dites sections tubu- laires possède une section polygonale. 12 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 10, dans laquelle chacune des dites sections tubulaires possède une section ronde. 13 Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle chacune des dites sections fermées possède des nervures longitudinales intérieures et/ou exté- rieures.