Brevet FR2570340A1 — publié le 19860321

Unité de renforcement pour longeron. La présente invention se rapporte à une unité de renforcement pour un longeron d'une structure de carrosserie de voiture particulière, destinée à recevoir en la soutenant une traverse auxiliaire disposée transversalement pour monter un élément de guidage de roue inférieur et pour fixer un mé- canisme de direction, ainsi que pour loger des équipements de moteur ou des éléments de transmission. Dans une réalisation connue, une traverse (ou un ca- dre auxiliaire) est fixé(e) sur les longerons d'une structure de carrosserie; des éléments de guidage de roue y sont fi- xés extérieurement. Un tel appui des éléments de guidage de roue ne convient pas, pour absorber à coup sûr les forces provenant de la roue et transmises à la structure de carros- serie par la suspension des roues, en cas de contrainte dy- namique comme, par exemple, en cas de collision ou en pré- sence de contraintes dues à la conduite. Les forces relati- vement élevées appliquées ponctuellement peuvent entraîner, en raison de charges élevées, certaines flexibilités dans la zone de support de l'emplacement d'appui et, par suite, des décalages fâcheux ou des phénomènes de déformation gênants. L'invention a pour objet de réaliser une unité de renforcement à un emplacement particulièrement exposé d'un longeron dans la zone de l'emplacement d'appui d'un élément de guidage de roue, permettant de réaliser un assemblage relativement rigide avec le longeron. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on forme dans la zone coudée de chaque longeron un corps indé- formable se composant de plusieurs éléments profilés en for- me de cuvette et de plaques de fermeture, réalisé au moins en partie sous la forme d'un profil en caisson et formant avec chaque longeron de profil en U une unité modulaire so- lidaire comportant une surface d'appui destinée à la fixation de la traverse auxiliaire. Le profil en caisson comprend un premier élément pro- filé relié intérieurement à un dos vertical du longeron, qui comporte une paroi dirigée transversalement, partant vertica- lement du longeron, qui est reliée à un second élément profilé pour former la surface d'appui dans la zone coudée du longeron. Le premier élément profilé s'étend en forme de colonne dans un plan vertical, et le second élément est dirigé obliquement, à partir de la zone coudée, à peu près dans un plan horizontal adapté à l'allure du longeron. Selon l'invention, le premier élément profilé a un profil en U dans la zone du dos du longeron et s'achève dans la surface du dos avec réduction de sa section droite, la paroi de cet élément profilé s'étendant au-dessous du longeron, à peu près sur toute la largeur d'une branche in- férieure du longeron. Le second élément profilé a une forme angulaire dans la zone de liaison avec le premier élément profilé et cette forme se raccorde à une conformation profilée en U dans le plancher du véhicule. Selon une réalisation préférentielle, la section angulaire du second élément profilé comprend une paroi ver- ticale et s'étendant dans la direction longitudinale du lon- geron et une autre paroi, horizontale faisant un angle droit avec elle, la paroi verticale étant reliée au dos du longe- ron et comportant un rebord replié, et la paroi horizontale s'étend à peu près sur toute la largeur de la branche infé- rieure et est reliée rigidement, frontalement, à la paroi verticale du premier élément profilé. La section en U du premier élément profilé comporte, comme fermeture inférieure, un rebord replié vers l'extérieur, qui est réalisé avec le rebord opposé du second élément profilé pour assurer la liai- son avec un plancher de véhicule. La surface d'appui horizontale disposée de façon à faire saillie vers le bas du longeron est reliée au longeron par l'intermédiaire d'un organe d'appui constituant un élé- ment de renforcement supplémentaire. Selon l'invention, l'unité comporte sur la face inté- rieure de la surface d'appui, sur l'organe d'appui, des élé- ments de fixation pour retenir la traverse auxiliaire. La paroi verticale du premier élément profilé est reliée directement aux parois de la partie angulaire du se- cond élément profilé, et une plaque de fermeture antérieure complétant le profil en caisson est reliée au longeron, à l'organe d'appui et aux deux éléments profilés. La pla- que de fermeture est réalisée sous la forme d'une plaque intérieure de passage de roue. Les principaux avantages que permet d'obtenir l'in- vention consistent en ce que l'on obtient un renforcement simple à réaliser du point d'appui d'un élément de guidage de roue sans châssis auxiliaire pour recevoir des pièces de direction, le groupe moteur ou des éléments de transmission, par un profil en caisson qui part du longeron pour s'achever dans la structure de carrosserie sur une base relativement large. La structure de la carrosserie ou de la zone du plan- cher est améliorée au point d'appui de la suspension des roues, tant du fait qu'elle est renforcée et absorbe mieux les forces que de par son comportement amélioré en cas de collision, c'est-à-dire que le longeron est renforcé à un point de coudure relativement sensible pour des forces agis- sant dans la direction longitudinale du véhicule. Avantageu- sement, on fait en même temps appel à la plaque métallique intérieure du passage de roues pour renforcer le module, en la reliant rigidement au longeron, ainsi qu'aux éléments profilés en forme de cuvette de façon qu'elle forme une uni- té modulaire avec- eux. En reliant le premier élément profilé au second, on obtient un assemblage rigide en direction longitudinale, en direction transversale et en direction verticale. Le premier élément est ainsi fixé essentiellement à la face extérieure du dos du longeron et le second élément profilé est relié en partie à une branche du longeron et à une plaque inférieure. La fixation rigide supplémentaire au longeron, ainsi qu'à la plaque inférieure, produit dans toutes les directions de charge un renforcement, ce qui empêche largement des efforts de torsion et de flexion fâcheux. L'application des forces sur une base large par l'intermédiaire du second élément pro- filé à la structure de carrosserie produit avantageusement une répartition des charges favorables. La traverse auxiliaire est dirigée transversalement par rapport au véhicule et est placée au-dessous de l'assem- blage des éléments profilés, et elle est reliée à l'ensem- ble par des éléments de vissage. Un mécanisme de direction est fixé dans l'intervalle compris entre les points de fi- xation des deux côtés du véhicule. On va décrire à présent avec davantage de détails un exemple de réalisation de l'invention, représenté sur le dessin annexé dont: La figure 1 est une vue latérale d'une unité de ren- forcement du côté gauche du véhicule; La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1; La figure 3 est une vue de dessus d'un premier élé- ment en forme de cuvette de l'unité de renforcement; La figure 4 est une vue latérale du module de ren- forcement, sans plaque métallique intérieure de passage de roues; La figure 5 est une vue latérale d'un second élément profilé en forme de cuvette; La figure 6 est une coupe du second élément profilé, suivant la ligne VI-VI de la figure 5; La figure 7 est une coupe de l'élément profilé sui- vant la ligne VII-VII de la figure 5, avec un longeron et une plaque métallique intérieure de passage de roue en traits mixtes; La figure 8 est une coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 3; La figure 9 est une vue en perspective de l'unité de renforcement, avec indication du longeron et de la plaque intérieure du passageMe roue. Une structure de carrosserie 1 d'une voiture parti- culière non représentée en détail comporte deux longerons 2 de chaque côté du véhicule, qui comportent une unité de ren- forcement dans une zone coudée K pour fixer une traverse au- xiliaire 4 disposée transversalement. Cette unité comprend essentiellement deux éléments profilés en forme de cuvette 6 et 7, ainsi qu'au moins une plaque de fermeture 8. Les éléments profilés 6 et 7, ainsi que la plaque de fermeture 8, forment un corps indéformable réalisé au moins en par- tie sous la forme d'un profil en caisson 5, celui-ci présen- tant une section droite variable. L'unité de renforcement est placée dans la zone coudée K du longeron 2 de façon qu'il se forme un "appui" dépassant du dessous du longeron 2, qui constitue une surface d'appui et de contact 9 disposés hori- zontalement pour la traverse auxiliaire 4 sur laquelle sont fixés des éléments de guidage de roue, comme on l'a indiqué sur la figure 2. Les deux éléments profilés 6 et 7 sont, de préfé- rence, disposés par rapport au longeron 2 de façon à produi- re une absorption des charges optimale correspondant aux efforts qui se présentent. Pour cela, le premier élément pro- filé 6 s'étend sensiblement en forme de colonne dans un plan vertical et le second élément profilé 7 est sensiblement adapté à l'allure du longeron 2 et relié rigidement au pre- mier élément profilé 6, ainsi qu'au longeron 2. En particu- lier, l'élément profilé 7 est oblique par rapport à l'axe de symétrie longitudinal du véhicule, ou les éléments profi- lés 7 des deux côtés du véhicule sont disposés de façon à diverger par rapport à la direction de marche F. Le premier élément profilé 6 comporte une section supérieure A profilée en U et une autre section, inférieure, B constituée par une paroi 12 qui lui est transversale. Celle- ci s'étend au-dessous du longeron 2 le long d'une branche 13 et elle lui est reliée, cette liaison étant assurée par un rebord replié 15. Immédiatement après la paroi 12, le profil en U rejoint la surface 16 du dos du longeron 2 et s'y achè- ve à peu près au milieu du dos 16 avec une réduction conti- nue de sa section droite. Le premier élément profilé 6 est relié rigidement au longeron 2 de toutes parts par des ailes de fermeture 14 situées sur la surface de son dos. Le second élément profilé 7 est également relié au premier élément profilé 6, par exemple par soudure par points, et il forme une unité modulaire avec lui. Il comprend une partie allongée et il est profilé en U sur une plus grande longueur (section D) (figure 6). Dans la zone de liaison avec le premier élément profilé 6, il présente une forme angulaire (section C) (figure 7) qui se raccorde au profil en U au contact avec le longeron 2. La section angulaire C comprend une paroi verticale 17 d'allure correspondant à la surface de dos 16 du longeron 2 et une autre paroi horizontale 18 repliée à angle droit par rapport à elle. Cette dernière paroi s'étend sensible- ment sur toute la largeur de la branche inférieure 13 du longeron 2 et elle rencontre frontalement la paroi verticale et transversale 12 du premier élément profilé 6, et elle lui est reliée. Une liaison avec le longeron 2 est réalisée au moyen de la paroi 12 en 19a, par le rebord 15 et, sur le se- cond élément profilé 7, en 19, sur le dos 16 du longeron 2, une liaison avec la plaque inférieure 20 étant réalisée par les rebords 15a et 21. Ces rebords 15a et 21 des deux élé- ments profilés 6 et 7 sont réalisés de façon à être oppo- sés et à recevoir la plaque inférieure 20 entre eux ou sur eux. La paroi verticale transversale 12 du premier élément profilé 6 et le profil angulaire (parois 17 et 18) du second élément profilé 7 forment un volume 22 sensiblement triangu- laire dans la zone coudée K du longeron 2. On prévoit dans ce volume 22, aux fins de renforcement, un élément d'appui 23 relié d'une part à la branche inférieure 13 du longeron 2 et, d'autre part, aux parois 17 et 18 du second élément pro- filé 7, ainsi qu'à la paroi 12. Pour la fixation de la tra- verse auxiliaire 4, on prévoit des éléments de fixation 24 correspondants, tels que des écrous à souder ou des éléments analogues. Le longeron 2 en U ouvert vers l'extérieur, ainsi que l'espace 22 formé par les deux éléments profilés 6 et 7 sont fermés par une ou plusieurs plaques de fermeture 8, en utilisant, de préférence, comme plaque de fermeture, la pla- que intérieure du passage de roue. Il est également possible de terminer la plaque intérieure du passage de roue parlaile du longeron 2 et de prévoir une plaque de fermeture d'une seule pièce pour l'espace 22. REVENDICATIONS 1. Unité de renforcement pour un longeron d'une structure de carrosserie de voiture particulière, destinée à recevoir en la soutenant une traverse auxiliaire disposée transversalement pour placer un élément de guidage de roue inférieur et pour fixer un mécanisme de direction, ainsi que pour loger un groupe moteur ou des éléments de transmission, caractérisée en ce qu'on forme dans la zone coudée (K) de chaque longeron (2) un corps indéformable se composant de plusieurs éléments profilés en forme de cuvette (6, 7) et de plaques de fermeture (8), réalisé au moins en partie sous la forme d'un profil en caisson (5) et formant avec le lôngeron (2) de profil en U une unité modulaire solidaire comportant une surface d'appui (9) destinée à la fixation de la traverse auxiliaire (4). 2. Unité de renforcement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le profil en caisson (5) comprend un premier élément profilé (6) relié intérieurement à un dos ver- tical (16) du longeron (2), qui comporte une paroi (12) diri- gée transversalement, partant verticalement du longeron (2), qui est reliée à un second élément profilé (7) pour former la surface d'appui (9) dans la zone coudée (K) du longeron (2). 3. Unité selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le premier élément profilé (6) s'étend en forme de colonne dans un plan vertical, et en ce que le second élément (7) est dirigé obliquement, à partir de la zone coudée (K), à peu près dans un plan horizontal adapté à l'allure du longeron (2). 4. Unité selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que le premier élément profilé (6) a un profil en U dans la zone du dos (16) du longeron (section A) et s'achève dans la surface du dos (16) avec réduction de sa section droite, la paroi (12) de cet élément profilé s'éten- dant au-dessous.du longeron (2), à peu près sur toute la lar- geur d'une branche inférieure (13) du longeron (2). 5. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second élément profilé (7) a une forme angulaire dans la zone (26) de liaisbn avec le premier élément profilé (6) (section C) (figure 7), et en ce que cette forme se raccorde à une conformation profilée en U (section D) dans le plancher (20) du véhicule (figure 6). 6. Unité selon la revendication 5, caractérisée en ce que la section angulaire (C) du second élément profilé (7) comprend une paroi (17) verticale et s'étendant dans la direc- tion longitudinale du longeron (2) et une autre paroi, hori- zontale (18) faisant un angle droit avec elle, la paroi verti- cale (17) étant reliée au dos (16) du longeron (2) et compor- tant un rebord replié (21), et en ce que la paroi horizontale (18) s'étend à peu près sur toute la largeur de la branche inférieure (13) et est reliée rigidement, frontalement, à la -paroi verticale (12) du premier élément profilé (6). 7. Unité selon la revendication 4, caractérisée en ce que la section en U (A) du premier élément profilé (6) compor- te, comme fermeture inférieure, un rebord (15a) replié vers l'extérieur, qui est réalisé avec le rebord opposé (21) du second élément profilé (7) pour assurer la liaison avec un plancher de véhicule (20). 8. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface d'appui horizon- tale (9) disposée de façon à faire saillie vers le bas du lon- geron (2) est reliée au longeron (2), par l'intermédiaire d'un organe d'appui (23) constituant un élément de renforcement supplémentaire. 9. Unité selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte sur la face intérieure de la surface d'appui (9), sur l'organe d'appui (23), des éléments de fixation (24) pour retenir la traverse auxiliaire (4). 10. Unité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi verticale (12) du premier élément profilé (6) est reliée directement aux parois de la partie angulaire (section C) du second élément profilé (7), et en ce qu'une plaque de fermeture antérieure (8) com- plétant le profil en caisson (5) est reliée au longeron (2), à l'organe d'appui (23) et aux deux éléments profilés (6, 7). 11. Unité selon la revendication 10, caractérisée en ce que la plaque de fermeture (8) est réalisée sous la forme d'une plaque intérieure de passage de roue.