Brevet FR2643604A1 — publié le 19900831

La présente invention concerne une carrosserie autoportante pour véhicule automobile, comportant des poutres longitudinales (longerons) latérales extérieures situées au niveau de l'infrastruc=ture dans la zone de l'habitacle ainsi que des poutres longitudinales avant et arrière, situées respectivement dans la partie avant et la partie arrière du%éhicule, décalées par rapport à l'axe longitu- dinal central de ce dernier et qui sont reliées par une partie incurvée aux poutres longitudinales latérales. Des carrosseries autoportantes de ce genre sont utilisées dans la fabrication en série de véhicules auto- mobiles et elles sont connues par exemple comme décrit dans la demande de brevet allemand DE-OS 28 47 679. Pour être adaptées aux impératifs de stabilité et de sécurité de véhicules automobiles, elles comportent des poutres longitudinales latérales, avant et arrière, qui ne peuvent cependant pas se raccorder en ligne droite car les poutres longitudinales avant et arrière doivent revenir en direction du milieu du véhicule avant les volumes de passage de roues. La zone de liaison mutuelle, incurvée en correspondance, des poutres longitu- dinales a pour conséquence que la stabilisation de la carrosserie, notamment dans le cas de véhicules ouverts dans lesquels le toit augmentant lazigidité est absent, est trop faible pour s'opposer à des oscillations de torsion autour d'un axe longitudinal du véhicule. Il en résulte que le confort en marche est influencé défavora- blement car les oscillations de torsion engendrées en cours de marche sont ressenties par les occupants du véhicule sous la forme de ce qu'on appelle des " secousses trans- versales ". L'invention a pour but d'augmenter la résistance aux oscillations de torsion de la carrosserie d'un véhicule automobile en réduisant ainsi la grandeur des amplitudes maximales d'oscillation de torsion et en augmentant la valeur de la fréquence propre de torsion de la carrosserie et en diminuant ainsi nettement par contre la fréquence propre de torsion des roues et des essieux. Ce problème est résolu en ce qu'à l'infra- structure de la carrosserie sont fixées des entretoi- ses, qui sont fixées par une extrémité à une poutre-lon- gitudinale latérale, qui sont dirigées vers une zone centrale du véhicule et dont l'autre extrémité est à nouveau fixée à l'infrastructure de la carrosserie, une entretoise respective partant des deux poutres longitudinales latérales jusqu'à la partie avant du véhicule ou/et une entretoise respective partant des deux poutres longitudinales latérales jusqu'à la partie arrière du véhicule, et en ce que chaque entretoise s'étend le long de l'infrastructure au moins jusque dans la zone centra- le du véhicule en faisant avec l'axe longitudinal du véhicule un angle de 45 approximativement. Les entretoises, en raison de leur orientation et de leur fixation, conformnient à l'invention, à l'infrastructure de la car- rosserie, font en sorte que les amplitudes de torsion de la carros- serie soient réduites et que la stabilité à la torsion de la carrosserie soit augmentée, c'est-à-dire que sa fré- quence propre de torsion soit augmentée jusque dans un domaine supérieur de plusieurs Hertz. Cela signifie que les oscillations de torsion se produisant en cours de marche seront moins ressenties par les occupants du véhicule et que l'augmentation de stabilité de la carrosserie aura un effet favorable sur des composants du véhicule, comme par exemple un parebrise. Cette solution d'amélioration de la stabilité s'applique surtout à des véhicules sans toit fixe. Egalement il est avantageux que la plus grande fré- quence propre de torsion de la carrosserie soit maintenant supérieure à celle des roues et des essieux, de tulle sorte que la carrosserie ne soit plus soumise additionne!lement à leurs oscillations. Dans le cas o les entretoises sont 2643604- orientées d'environ 45e par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, elles ont le plus grand effet pour absorber des sollicitations en traction et en compression qui varient dynamiquement. Dans le cas éventuel d'orientation d'une entretoise dans la direction longitudinale du véhicule, celle-ci serait sollicitée surtout à la flexion par un mouvement transversal se produisant également dans la partie avant ou la partie arrière par rapport à i'habita- cle et elle devrait par conséquent être conçue pour une sollicitation plus forte tandis qu'une entretoise orientée dans la direction transversale du véhicule serait prati- quement sans effet pour augmenter la stabilité. Il suffit par conséquent de profiler une entre- toise conforme à l'invention de telle sorte qu'elle résis- te à des sollicitations dynamiques en traction et en compression et de l'adapter d'une manière particulièrement simple aux particularités de l'infrastructure. Les entretoises remplissent leurs fonctions aussi bien dans la partie avant que dans la partie arrière du véhicule et elles augmentent la stabilité à la torsion, réduite par l'incurvation des poutres longitudinales avant et arrière en direction des poutres longitudinales latérales; en outre elles diminuent le mouvement trans- versal de la partie avant ou de la partie arrière. par rapport à un habitacle stable. Selon des modes de réalisation avantageux de l'invention: - les entretoises sont agencées comme un profilé plat; - les entretoises avant sont fixées par une extrémité dans une zone centrale du véhicule à une traverse porteuse de moteursolidaire de la carrosserie; - les entretoises arrière sont fixées par une extrémité & - une console d'un réceptacle de roue de secours - les entretoises se croisent dans une zone centrale du véhicule et sont fixées, par une extrémité à l'infrastructure de la carrosserie, du côté respectivemnt opposé du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence dans la suite de la descrip- tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réfArence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente en vue de dessous une infrastruc- ture, dessinée de façon schématique, d'une carrosserie de véhicule automobile comportant des poutres longitudinales et des entretoises conformes à l'invention, et la figure 2 représente les oscillations de torsion se produisant dans la carrosserie de la figure 1, la figure mettant en évidence la disposition des entretoises et de l'habitacle. La figure 1 est une vue de dessous, seulement partielle, d'une infrastructure 1 d'une carrosserie d'un véhicule automobile, au niveau de laquelle sont disposésdespassa- ges de roues avant et arrière 2 et 3 et des poutres longi- tudinales latérales ( longerons) 4 et 5, situées entre ces passages de roues, dans la direction longitudinale du véhicule. Ces poutres longitudinales latérales 4 et 5 définissent à peu près la délimitation latérale d'un habitacle 6, indiqué par des lignes en trait interrompu et situé, dans la hauteur du véhicule, au-dessus de l'infrastructure l,cet nabitacle se terminant vers une partie avant 7 du véhicule par une paroi frontale 8, qui stabilise également l'habitacle 6, en coopération avec un tunnel de carrosserie 9 formé dans une zone centrale du véhicule, dans la direction longitudinale de ce dernier. Dans la partie avant 7 du véhicule, sont éga- lement fixées à l'infrastructure 1 deux poutres longi- tudinales avant 10 et 11il qui, pour créer de la place pour la fixation d'un essieu de roues avant, sont décalées vers l'axe longitudinal central du véhicule, en comportant cependant également, pour obtenir une bonne stabilité au rebondissement de la carrosserie, une partie fourchue 2643604 vers l'habitacle 6 et dont deux branches respectives 12 et 14 constituent un soutien de la partie fourchue tandis qu'une troisième branche 13 forme un support de liaison, une branche 12 de soutien de la partie fourchue et le support de liaison 13 rejoignant la poutre longitudinale latérale correspondante 4 ou 5 et la branche 14 s'appuyant contre le tunnel 9. L'infrastructure 1 comporte en outre également une traverse 15 porteuse de moteur, solidaire de la carrosserie. Conformément à l'invention, à l'infrastructure 1 de la carrosserie sont fixées des entretoises 16, 17 et 18, 19 qui sont boulonnées par une extrémité respective- ment à l'une des poutres latérales longitudinales 4, 5 et qui sont orientées vers la zone centrale du véhicule tandis qu'elles sont à nouveau fixées par leur autre extrémité à l'infrastructure 1 de la carrosserie. A cet égard, chaque entretoise 16, 17, 18, 19 s'étend, en for- mant un angle d'environ 45 par rapport à l'axe longitu- dinal du véhicule, le long de l'infrastructure 1, au moins jusque dans la zone centrale du véhicule. Les entretoises avant 16, 17 s'étendent depuis respectivement une poutre longitudinale latérale 4, 5 jusque dans la partie avant 7 du véhicule et, dans cet agencement, elles sont boulonnées contre la traverse porteuse de moteur 15 solidaire de la carrosserie, en couvrant ainsi approximativement la zone incurvée de transition des pou- tres longitudinales latérales 4, 5 vers les poutres longi- tudinales avant correspondantes 10 et 11, de sorte qu'elles augmentent la fréquence propre de torsion de la carrosse- rie. Egalement on peut prévoir des entretoises arrière 18, 19 qui s'étendent respectivement depuis une poutre longitudinale latérale 4, 5 jusque dans la partie arrière du véhicule et qui couvrent également approximativement la zone incurvée de transition des poutres longitudinales latérales 4, 5 vers les poutres longitudinales arrière 21, 22 situées sur l'infrastructure 1 dans la partie arrière 20 du véhicule. Pour la fixation des entretoises arrière 18 et 19 dans la partie arrière 20du véhicule, on peut adopter à cet égard un boulonnage sur une console, offrant une grande rigidité, d'un réceptacle 23 de roue de secours. Pour la fixation des entretoises 16, 17, 13, 19 dans la zone centrale du véhicule, il convient d'utiliser toute partie suffisamment rigide de la carrosserie. Pour autant que la technologie de montage le permette, les entretoises devraient alors être fixées aussi près que possible de l'axe longitudinal central du véhicule et on pourrait les appuyer additionnellement,sur une partie de leur longueur, sur l'infrastructure 1 de la carrosserie. Il est suffisant, pour réaliser ces entretoises 16, 17, 13, 19, de choisir un profilé plat car celui-ci sera en pratique sollicité dynamiquement en traction et en compression à une fréquence élevée, du fait de son orien- tation à 45e par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, par les oscillations de torsion se produisant en cours de marche. Egalement cependant il est possible d'utiliser tout autre profil à condition de disposer d'un volume de montage suffisant dans l'infrastructure. En outre, les entretoises 16, 17, 18, 19 peuvent aussi être agencées de telle sorte que, à partir de leurs fixations sur les poutres longitudinales latérales 4, 5, en partant des côtés mutuellement opposés, elles se croi- sent mutuellement dans une zone centrale du véhicule et soient dirigées à 450 par rapport à l'axe longitudinal du véhicule en direction du côté respectivement opposé et, là, soient fixées à l'infrastructure 1 de la carrosserie. Sur la figure 2, on a représente en traits fins deux courbes possibles d'amplitude maximale de torsion I et II se produisant dans le véhicule automobile en cours de marche. Le dessin montre que les amplitudes de torsion se produisant dans les zones latérales du véhicule sont les plus fortes et qu'on obtient, le long d'un axe longitudinal du véhicule, une ligne d'annulation d'oscil- lation 24 et, à peu près à la moitié de la longueur laté- rale, un point de zéro 25, o respectivement le sens correspondant d'oscillation est inversé. Additionnellement on a représenté sur ce schéma les entretoises avant 16, 17 et les entretoises arrière 18, 19 ainsi que l'habitacle 6 dans une position d'oscil- lation moyenne. On peut voir que les entretoises 16, 17, 18, 19, par lesquelles pratiquement la zone incurvée de transition des poutres longitudinales latérales 4, 5 vers les poutres longitudinales avant 10, 11 et vers les poutres longitu- dinales arrière 21, 22 est couverte pour augmenter la rigidité de la carrosserie et la fréquence propre de torsion, s'étendent également dans cette réalisation depuis une zone avec grandes oscillations de torsion jusque dans une zone avec petite amplitude d'oscillation. Cette ampli- tude d'oscillation peut être annulée ou bien également contrebalancée par le mouvement transversal de la partie avant 7 ou de la partie arrière 20 par rapport à l'habir tacle 6. Il en résulte que les entretoises 16, 17, 18, 19, du fait de leur orientation à 45 par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, permettent un mouvement de leur point de fixation sur la poutre longitudinale latérale associée 4 ou 5 avec un certain rayon mais, comme il se produit cependant un mouvement oscillant dans la direction d'un axe vertical du véhicule, l'amplitude de cetta oscil- lation de torsion est réduite par les effets anta:onistes des entretoises 16, 17, 18, 19, celles-ci subiss.nt une sollicitation alternée en traction et en comprsJ:in. 8 2643604 REVENDICATIONS 1 - Carrosserie autoportante pour véhicule auto- mobile, comportant des poutres longitudinales (longerons) latérales extérieures situées au niveau de l'infrastructure dans la zone de l'habitacle ainsi que des poutres longitu- dinales avant et arrière, situées respectivement dans la partie avant et la partie arrière du véhicule, décalées par rapport à l'axe longitudinal central de ce dernier et qui sont reliées par une partie incurvée aux poutres longitudinales latérales, caractérisée en ce qu'à l'in- frastructure (1) de la carrosserie sont fixées des en- tretoises (16, 17, 18, 19), qui sont fixées par une extré- mité à une poutre longitudinale latérale (4 ou 5), qui sont dirigées vers une zone centrale du véhicule et dont l'autre extrémité est à nouveau fixée à l'infra- structure (1) de la carrosserie, une entretoise respective (16, 17) partant des deux poutres longitudinales latéra- les (4, 5) jusqu'à la partie avant (7) du véhicule ou/et une entretoise respective (17, 19) partant des deux pou- tres longitudinales latérales (4, 5) jusqu'à la partie arrière (20) du véhicule, et en ce que chaque entretoise (16, 17, 18, 19) s'étend le long de l'infrastructure (1) au moins jusque dans la zone centrale du véhicule en faisant avec l'axe longitudinal du véhicule un angle de approximativement. 2 - Carrosserie autoportante pour véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les entretoises (16, 17, 18, 19) sont agencées comme un profilé plat. 3 - Carrosserie autoportante pour véhicule automobile selon une des revendications 1 et 2, caract6- risée en ce que les entretoises avant (16, 17) sont fixées par une extrémité dans une zone centrale du véhicu- le à une traverse (15) porteuse de moteur, solidaire de la carrosserie. 4 - Carrosserie autoportante pour véhicule automobile selon une des revendications 1 et 2, caracté- risée en ce que les entretoises arrière (18, 19) sont fixées par une extrémité à une console d'un réceptacle de roue de secours (23). Carrosserie autoportante pour véhicule automobile selon une des revendications 1 et 2, caracté- risée en ce que les entretoises (16, 17, 18, 19) se croi- sent dans une zone centrale du véhicule et sont fixées par une extrémité à l'infrastructure (1) de la carrosserie, du côté respectivement opposé du véhicule.