Brevet FR2615156A1 — publié le 19881118

L'invention concerne une structure modulaire et, plus particulièrement, une telle structure pour véhicules automobiles et son application à la cons- truction automatique de ces derniers. Comme on le sait, la structure d'un véhicule automobile doit satisfaire à un certain nombre de critères dont les caractéristiques sont souvent con- tradictoires voire incompatibles. En particulier, un véhicule doit avoir une longévité relativement impor- tante et ne pas se dégrader par corrosion, il doit assurer confort et sécurité aux passagers et, aussi, permettre des modifications esthétiques et/ou techni- ques afin de s'adapter aux tendances de la mode et aux goûts des clients. Tout ceci doit s'obtenir avec un montage et un assemblage au coût minimal. On saisit donc toute l'importance qu'il peut y avoir à faire un véhicule basé essentiellement sur une struture modulaire. En utilisant une telle structure modulaire. on facilite l'automatisation des processus d'assem- blage et de montage en usine tout en pouvant satis- faire les désirs des clients. On réussit ainsi à faire converger les intérêts, à première vue opposés, du fabricant et de l'utilisateur. L'invention a pour objet une structure modu- laire pour véhicule automobile caractérisée en ce qu'elle comprend. entre autres, un module antérieur i la fois porteur, pour participer à la carrosserie et recevoir des contraintes et efforts résultant no- tamment du roulement et/ou de heurts, et support, pour recevoir des sousensembles notamment moteurs et leurs accessoires. un module médian absorbeur de chocs importants pour protéger l'habitacle de pratiquement toute déformation dangereuse pour les passagers en cas de collision et un module postérieur en configuration de brancard fait essentiellement de deux longerons latéraux à profil en 3 horizontal dont la zone courbe présente une console pour recevoir l'ancrage d'une partie au moins des organes de suspension, et d'au moins une traverse réunissant ces longerons du côté du module médian. L'invention a aussi pour objet l'application d'une telle structure modulaire pour véhicule automo- bile à l'automatisation de la construction de ce der- nier. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent et à l'examen du dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple, o: - la Fig.1 est une vue perspective partielle d'un mode de réalisation d'une structure modulaire pour véhicule automobile selon l'invention; et - la Fig.2 est une vue de côté partiellement en coupe de la Fig.1. Les véhicules automobiles étant bien connus dans la technique, la description qui suit ne se rap- porte qu'à ce qui a trait à l'invention. Tout le reste fait partie de la technique courante o le spécialiste pourra puiser les solutions qui satisfont au cas par-. ticulier qu'il a à résoudre. Comme on le voit en examinant les deux figu- res du dessin, la structure modulaire pour véhicule automobile suivant l'invention comprend, essentielle- ment, un module antérieur 10, un module médian 20 et un module postérieur 30. Le module antérieur 10 est, à la fois, et porteur pour participer à la carrosserie et recevoir des contraintes et efforts résultant notamment du rou- 2 6 1 5 1 5 6 lement et/ou heurts, et aussi support pour recevoir des sous-ensembles, notamment moteurs et leurs acces- soires. En se reportant en particulier à la Fig.1, on voit que ce module antérieur 10 comprend, entre autres, un écran sous-moteur 11, des doublures d'ailes 12, une façade avant 13, une région d'amarrage 14 et des points de fixation aux endroits appropriés convenables comme on le comprendra par la suite. La région d'amarrage 14 comprend notamment des absorbeurs pour petits chocs 141, se déformant pour absorber l'énergie lorsque le véhicule circule à une vitesse relative ne dépassant pas 4 km/h environ, et ce qui est nécessaire au remorquage 142. Les points de fixation sont destinés à rece- voir des sous-ensembles et leurs accessoires non il- lustrés. Ces sous-ensembles comprennent, par exemple, un groupe mototracteur et ces accessoires comprennent, par exemple, un groupe motoventilateur de climatisa- tion, un radiateur, des phares et leurs optiques, une calandre, etc.. Ce module antérieur 10 peut aussi recevoir un pare-chocs 170 classique Constitué d'une poutre et d'un revêtement extérieur, comme il est usuel. On comprend donc qu'il n'est pas possible d'attribuer une localisation précise aux régions d'amarrage et aux points de fixation car ces régions et points sont tributaires des configurations par- ticulières données à ce qu'ils doivent recevoir en propre. Ceci explique aussi la présence d'ajours et de dégagements sur la façade avant 13 dont le rôle apparaît clairement. On voit donc que ce module antérieur 10 constitue une pièce maîtresse semi-structurelle qui joue à la fois un rôle porteur et un rôle ornemental et se comporte à la manière d'une semi-carrosserie. Le module médian 20, absorbeur de chocs im- portants, comprend essentiellement deux éléments 21 qui se déforment afin de protéger.l'habitacle de tout changement de géométrie dangereux pour les passagers en cas de collision sérieuse. Comme on le sait, les normes contemporaines imposées par les pouvoirs publics aux constructeurs de véhicules automobiles sont telles, que la partie du véhicule destinée à loger le conducteur et ses passa- gers, l'habitacle, doit être pratiquement indéformable en cas de choc axial important à l'avant ou à l'ar- rière. L'énergie d'un tel heurt est absorbée par les parties du véhicule situées à l'avant ou à l'arrière de l'habitacle qui doivent se déformer sans pour autant imposer ou répercuter des modifications ris- quant de constituer un danger pour les personnes. Comme on le voit, en particulier sur la Fig.1, le module postérieur 30 se présente essentiel- lement en configuration de brancard fait principa- lement de longerons 31 latéraux à profil en J hori- zontal. Chacun de ces longerons présente une zone courbe 311 et une partie rectiligne 312 qui sont disposées, l'une par rapport à l'autre, de manière que la zone courbe 311 soit située au-dessus de la partie rectiligne 312. Comme on l'observe, la zône courbe présente une console 313 pour recevoir l'ancrage d'une partie au moins des organes de suspension. Les deux longerons. 31 sont réunis par au moins une traverse 32; cette traverse est, de pré- férence, située du côté du module médian 20, et par exemple, dans la zone de la partie rectiligne du brancard. 2 6 1 5 1 5 6 La console 313 est destinée à recevoir les jambes de force et la suspension comme il est clas- sique et d'une manière générale au moins une partie de ce qui est nécessaire à la liaison du véhicule au sol. Une autre traverse peut être située à la partie supérieure de la zone courbe des brancards. Une telle traverse fait, s'il y a lieu, partie d'un auvent ou d'un poste de conduite 70. Pour présenter des caractéristiques de bonne lO résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques nécessaires aux fonctions que doivent assurer ces différents modules, ceux-ci, sont par exemple, faits en tôles découpées embouties mécanosoudëes, en tota- lité ou en partie, ou de matériaux composites faits de résines synthétiques auxquelles sont incorporées des charges et/ou des fibres appropriées, telles que des fibres de verre ou de carbone. Les sections droites, les profils et la composition des matériaux utilisés pour faire ces modules sont choisis en fonction des contraintes et des performances à obtenir. Si nécessaire, ces matériaux se voient ad- joindre des mousses ou des matériaux absorbants pour modifier ou améliorer leur comportement, notamment accoustique. Le poste de conduite 70 illustré schématiquement sur la Fig.2, peut être équipé, par exemple, de son pédalier, de sa colonne de direction et de tout ou partie de la planche et du tableau de bord. Ce poste de conduite peut aussi être équipé de toute les conduites d'aération et de désembuage, les prises d'air et autres éléments. Cette structure modulaire est destinée à recevoir une caisse coque 60, par exemple en forme de cage, comme schématisé en trait fin sur les figures du dessin. Pour l'assemblage d'un tel véhicule, on saisit immédiatement que l'on peut totalement équipé chacun de ces modules de tout ce qu'ils sont destinés i recevoir en dehors de la ligne de montage final et' préalablement à l'assemblage proprement dit qui peut se faire automatiquement. On notera par exemple que le module postérieur 30 étant assemblé et équipé, on peut ensuite le munir du module médian 20 et ensuite unir celui-ci déjà joint au module postérieur. au module antérieur 10 lui-même déjà prééquipé. On observe donc que pour une même gamme de véhicules on peut ainsi en modifier l'esthétique en changeant les -pièces d'habillage de carrosserie ou bien aussi changer les organes techniques essentiels nécessaires par exemple à la propulsion du véhicule, i sa climatisation au gré des goûts spécifiques d'un client particulier ou des tendances générales de la mode. Il est clair que, au besoin, le module avant est conçu de manière à participer à la résistance en torsion du véhicule assemblé. On observant les dessins on voit immédiate- ment que le module médian comprend deux éléments qui sont chacun orienté, approximativement dans le pro- longement du longeron latéral correspondant et que les zones courbes des longerons latéraux peuvent être réunies, à proximité de leur extrémité libre respec- tive par une traverse qui fait ou non partie du module postérieur. On saisit donc tout l'intérêt de la struc- ture modulaire selon l'invention qui permet un as- semblage final automatique après que chacun des. mo- dules a été équipé de pratiquement tout ce qu'il est 26151S6 destiné à recevoir en dehors de la ligne d assemblage proprement dite. On comprend donc qu'une telle configuration convient particulièrement bien i un montage à l'aide de robots ou d'automates programmables et que ceci autorise une adaptation aisée du véhicule aux besoins. 2 6 1 5 1 5 REVENDICATIONS 1. Structure modulaire pour véhicule auto- mobile caractérisée en ce qu'elle comprend, entre autres, un module antérieur (10) à la fois porteur pour participer à la carrosserie et recevoir des contraintes et efforts résultant notamment du rou- lement et/ou de heurts, et support, pour recevoir des sous-ensembles notamment moteurs et leurs accessoires, un module médian (20) absorbeur de chocs importants pour protéger l'habitacle de pratiquement toute déformation dangereuse pour les passagers en ca.s de collision, et un module postérieur (30) en configu- ration de brancard fait essentiellement de deux longerons (31) latéraux, à profil en 3 horizontal dont la zone courbe (311) présente une console (313) pour recevoir l'ancrage d'une partie au moins des organes de suspension et d'au moins une traverse (32) réunis- sant ces longerons (31) du côté du module médian (20). 2. Structure selon la revendication 1, ca- ractérisée en ce que le module antérieur (10) comprend un écran sousmoteur (11), des doublures d'ailes (12), une façade avant (13) et éventuellement des régions d'amarrage (14) pour des absorbeurs de petits c.hocs (141), pour le remorquage (142) et pour un pare-chocs (170) le tout agencé pour contribuer à la résistance aux déformations notamment par torsion et comprend aussi des points de fixation pour le montage des-sous- ensembles et de leurs accessoires. 3. Structure selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le module médian (20) comprend deux éléments (21) qui sont, chacun, orientés approxi- mativement dans le prolongement du longeron (31) laté- ral correspondant. 4. Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 i 3, caractérisée en ce que les zones courbes (311) des longerons latéraux (31) sont réunies à proximité de leurs extrémités libres respectives par une autre traverse. 5. Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisée en ce que les zones courbes (311) des longerons latéraux (31) en 3 sont situées au-dessus de leurs parties rectilignes (312). 6. Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisée en ce que les modules (10, 20, 30) sont faits en tout ou partie de tôles dé- coupées embouties mécanosoudées. 7. Structure selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisée en ce que les modules (10, 20, 30) sont faits en tout ou partie à l'aide de matériaux composites à base de résines synthétiques éventuellement renforcées par des charges et/ou des fibres. 8. Application d'une structure modulaire pour véhicule automobile conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7 à l'assemblage automatique à l'aide de robots ou d'automates programmables.