Brevet FR2749260A1 — publié le 19971205

La présente invention concerne généralement des assemblages de châssis de véhicule et en particulier une structure de support et de connexion en aluminium fondu adaptée pour être utilisée dans un assemblage de châssis de véhicule en aluminium. Un véhicule tel qu'une fourgonnette comprend un assemblage de châssis de véhicule qui sert comme plateforme pour les autres composants structurels majeurs du véhicule. Le corps et le moteur du véhicule sont montés sur le dessus de l'assemblage de châssis du véhicule, et le système de suspension et de transmission sont suspendus dessous. L'assemblage de châssis de véhicule comprend diverses structures de support pour connexion à d'autres composants de véhicule. Par exemple, l'assemblage de châssis de véhicule d'une fourgonnette est habituellement pourvu de suspensions à ressort pour supporter les ressorts à lames du système de suspension arrière. Des ressorts à lames sont connectés entre les essieux arrière du véhicule et l'assemblage de châssis de véhicule pour améliorer la conduite du véhicule. L'assemblage de châssis de véhicule comprend une paire de rails latéraux parallèles allongés et une pluralité d'éléments transversaux s'étendant entre les rails latéraux pour les connecter ensemble. Dans le passé, les rails latéraux d'un véhicule tels qu'une fourgonnette étaient souvent des éléments monoblocs continus. Les structures de support étaient habituellement en pièces séparées qui étaient attachées aux rails latéraux par rivetage. Les rails latéraux monoblocs sont relativement difficiles et coûteux à fabriquer et à transporter en raison de leur grande longueur et de leur poids. Aussi, différentes portions des rails latéraux monoblocs ne peuvent pas facilement être conçues avec différentes hauteurs pour supporter différentes charges le long de la longueur des rails latéraux. Ainsi, il serait souhaitable de prévoir des structures de support pour un assemblage de châssis de véhicule qui permettent l'utilisation de rails latéraux à section multiple au lieu des rails latéraux monoblocs. 2 2749260 Les rails latéraux, les éléments transversaux et les structures de support de l'assemblage de châssis du véhicule ont habituellement été formés en acier. De tels composants en acier sont relativement lourds et par conséquent ajoutent de manière indésirable du poids au véhicule. Par conséquent, il serait également souhaitable de prévoir des structures de support pour un assemblage de châssis de véhicule qui soient formées en matériau léger tel qu'un alliage d'aluminium et qui permettent l'utilisation de rails latéraux et d'éléments transversaux formés en alliage d'aluminium. A cet effet, l'invention a pour objet une structure de support et de connexion adaptée pour être utilisée dans un assemblage de châssis de véhicule. La structure comprend un corps monobloc formé de préférence en alliage d'aluminium fondu. Le corps comprend une première portion de connexion adaptée pour connexion à une première section de rail latéral, et une seconde portion de connexion adaptée pour connexion à une seconde section de rail latéral. De préférence, la première portion de connexion est formée sur une première extrémité du corps ayant une première hauteur, la seconde portion de connexion est formée sur une seconde extrémité du corps ayant une seconde hauteur qui est différente de la première hauteur. Des première et seconde portions de connexion sont de préférence des protubérances en forme de C formées sur les extrémités opposées du corps. Le corps comprend en outre une portion de support qui est de préférence une suspension à ressorts adaptée pour supporter un ressort à lames du véhicule. De préférence, le corps comprend également une portion de fixation pour élément transversal adaptée pour connexion à un élément transversal de l'assemblage de châssis de véhicule. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, donné 3 2749260 uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus et en plan d'un assemblage de châssis de véhicule comprenant des structures de support et de connexion gauche et droite conformément à la présente invention; - la figure 2 est une vue en élévation latérale du côté gauche de l'assemblage de châssis de véhicule illustré sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective des portions externes de la structure de support et de connexion gauche illustrée sur les figures 1 et 2 montrant un ressort à lames destiné à y être fixé; - la figure 4 est une vue en élévation frontale de la structure de support et de connexion gauche illustrée sur les figures 1 à 3 montrant le ressort à lames fixé à celle-ci; et - la figure 5 est une vue en perspective des portions internes de la structure de support et de connexion gauche illustrée sur les figures 1 à 4 montrant une paire de sections de rail latéral et un élément transversal destiné à être fixé à ces dernières. Suivant l'exemple particulier de réalisation représenté sur les dessins, un assemblage de châssis de véhicule est indiqué généralement en 10 sur les figures 1 et 2. De préférence, l'assemblage de châssis de véhicule est formé en matériau léger tel qu'un alliage d'aluminium. L'assemblage de châssis de véhicule 10 présente une extrémité frontale 11, une extrémité arrière 12, un coté interne 13 et un côté externe 14. L'assemblage de châssis de véhicule 10 comprend deux rails latéraux s'étendant longitudinalement, un rail latéral gauche 15 et un rail latéral droit 16. Les rails latéraux 15, 16 sont formés comme des poutres allongées qui sont espacées l'une de l'autre et généralement parallèles. Les rails latéraux 15, 16 ne sont pas des éléments continus monoblocs, mais sont plutôt constitués de trois sections de rail 4 2749260 latéral: un tronçon frontal de rail latéral 17, un tronçon central de rail latéral 18, et un tronçon arrière de rail latéral 19. De préférence, la section frontale de rail latéral 17 est formée avec une section transversale en forme de boîte, et les tronçons central et arrière de rail latéral 18, 19 sont formés chacun avec une section transversale en forme générale de C. Le tronçon arrière de rail latéral 19 présente également une lèvre s'étendant vers le bas 20. Comme décrit plus loin, le tronçon arrière de rail latéral 19 présente une hauteur plus petite que le tronçon central de rail latéral 18. Une première structure de support et de connexion 21 conforme à l'invention est fixée entre le troncon central de rail latéral 18 et le tronçon arrière de rail latéral 19 du rail latéral gauche 15. Une seconde structure de support et de connexion 22 est fixée entre le tronçon central de rail latéral 18 et le tronçon arrière de rail latéral 19 du rail latéral droit 16. Les première et seconde structures de support et de connexion 21, 22 sont décrites plus en détail ci-dessous. Une pluralité d'éléments transversaux 23 à 27 s'étendent latéralement entre les rails latéraux 15, 16 pour les connecter ensemble. Les éléments transversaux 23 à 27 sont formés comme des poutres courtes qui sont espacées l'une de l'autre et généralement parallèles l'une à l'autre, et généralement perpendiculaires aux rails latéraux 15, 16. Les extrémités de chaque élément transversal sont fixées aux rails latéraux 15, 16 par soudage, rivetage, boulonnage ou d'autres moyens adaptés. Un élément transversal 26 est fixé entre les première et seconde structures de support et de connexion 21, 22 de la présente invention. L'élément transversal 26 est positionné de préférence pour supporter le réservoir de carburant du véhicule, mais il peut également servir à une différente fonction. Une suspension arrière gauche à ressorts 28 est rivetée sur l'extrémité arrière 12 du rail latéral gauche 15. Un ressort à lames arrière gauche 29 est supporté par 2749260 l'assemblage de châssis de véhicule entre la suspension arrière gauche à ressorts 28 et la première structure de support et de connexion 21. De manière similaire, une suspension arrière droite à ressorts 30 est rivetée à l'extrémité arrière 12 du rail latéral droit 16. Un ressort à lames arrière droit 31 est supporté par l'assemblage de châssis du véhicule entre la suspension arrière droite à ressorts 30 et la seconde structure de support et de connexion 22. Des ressorts à lames 29, 31 sont prévus pour connecter l'assemblage de châssis de véhicule 10 à l'essieu arrière gauche 32 et à l'essieu arrière droit 33 respectivement de la transmission du véhicule. Les essieux arrière gauche et droit 32, 33 sont connectés par un différentiel 34 à un arbre d'entraînement (non représenté) connecté au moteur pour entraîner en rotation les roues du véhicule. Les ressorts à lames 29, 31 ainsi qu'une paire d'amortisseurs de chocs (non représentés) améliorent la conduite du véhicule en réalisant un coussin entre les roues et l'assemblage de châssis du véhicule. En se référant maintenant aux figures 3 à 5, la première structure de support et de connexion 21 conforme à l'invention est illustrée plus en détail. La première structure de support et de connexion 21 est essentiellement l'image dans un miroir de la seconde structure de support et de connexion 22. En conséquence, la description qui suit sera applicable aux deux structures. La structure de connexion et de support 21 est particulièrement adaptée pour un usage dans un assemblage de châssis de véhicule en aluminium tel que représenté sur les figures 1 et 2, mais elle peut également être utilisée dans d'autres types d'assemblage de châssis de véhicule. La structure de support et de connexion 21 comprend un corps monobloc allongé qui est de préférence formé en moulant un matériau léger tel qu'un alliage d'aluminium. Le corps comprend une âme 35 qui s'étend verticalement et longitudinalement. Une bride supérieure 36 s'étend horizontalement vers l'intérieur à partir du bord supérieur 6 2749260 de l'âme 35. Une bride inférieure 37 s'étend horizontalement vers l'intérieur à partir du bord inférieur de l'âme 35. L'âme 35, la bride supérieure 36 et la bride inférieure 37 définissent une section transversale en forme générale de C. Le corps de la structure de connexion et de support 21 comprend une extrémité frontale 38, une portion frontale 39, une portion centrale 40, une portion arrière 41, et une extrémité arrière 42. La portion frontale 39 du corps s'incline vers une hauteur accrue en comparaison avec la portion centrale 40. De cette manière, l'extrémité frontale 38 du corps est adaptée pour se raccorder au tronçon central de rail latéral 18 ayant la même hauteur agrandie. La portion frontale 39 du corps s'incline également vers le bas et s'incurve légèrement vers l'extérieur pour se raccorder au tronçon central de rail latéral 18. Une surface d'extrémité frontale fermée 43 est formée sur l'extrémité frontale 38 du corps. La surface d'extrémité frontale 43 s'étend latéralement entre l'âme 35, la bride supérieure 36 et la bride inférieure 37. Une première portion de raccordement, connue comme une attache frontale de rail latéral 44, est formée intégralement avec la surface d'extrémité frontale 43. L'attache frontale de rail latéral 44 a une forme de protubérance en forme générale de C qui s'étend vers l'avant à partir du corps de la structure de support et de connexion 21. L'attache 44 présente la même orientation et forme générale que la section transversale en forme de C de l'extrémité frontale 38 du corps de la structure et de support et de connexion 21. Toutefois, la protubérance est quelque peu plus petite que la section transversale du corps de la structure de connexion et de support 21, de façon que le diamètre externe de la protubérance soit approximativement le même que le diamètre interne de l'extrémité frontale 38 du corps. L'attache frontale de rail latéral 44 est adaptée pour recevoir sur celle-ci le tronçon central de rail latéral 18 pour fixation à la structure de connexion et de support 21. Le tronçon central de rail latéral 18 présente une âme 7 2749260 s'étendant verticalement 45 et des brides supérieure et inférieure 46, 47 définissant une section transversale en forme générale de C. L'extrémité du tronçon central de rail latéral 18 est positionnée sur l'attache frontale de rail latéral 44 de façon que l'âme 45, la bride supérieure 46 et la bride inférieure 47 du tronçon central de rail latéral 18 soient positionnées respectivement contre l'âme 35, la bride supérieure 36 et la bride inférieure 37 de la structure de support et de connexion 21. Le tronçon central de rail latéral 18 est alors fixé à la structure de support et de connexion 21 de toute manière adaptée et de préférence par soudure. La portion arrière 41 du corps de la structure de connexion et de support 21 s'incline à une hauteur réduite en comparaison avec la portion centrale 40. Spécifiquement, la portion inférieure de l'âme 35 et de la bride inférieure 37 s'inclinent vers le haut dans la portion arrière 41 du corps. De cette manière, l'extrémité arrière 42 du corps est adaptée pour se raccorder au tronçon arrière de rail latéral 19 ayant la même hauteur réduite. Une surface d'extrémité arrière fermée 48 est formée sur l'extrémité arrière 42 du corps. La surface d'extrémité arrière 48 s'étend latéralement entre l'âme 35, la bride supérieure 36 et la bride inférieure 37. Une seconde portion de connexion, connue comme attache arrière de rail latéral 49, est formée intégralement avec la surface d'extrémité arrière 48. L'attache arrière de rail latéral 49 a la forme d'une protubérance en forme générale de C qui s'étend vers l'arrière à partir du corps de la structure de support et de connexion 21. L'attache 49 a la même orientation et forme générale que la section transversale en forme de C de l'extrémité arrière 42 du corps de la structure de support et de connexion 21. Toutefois, l'attache 49 est quelque peu plus petite que la section transversale du corps de la structure de support et de connexion 21, de façon que le diamètre externe de la protubérance soit approximativement le même que le diamètre interne de l'extrémité arrière 42 du corps. 8 2749260 L'attache arrière de rail latéral 49 est adaptée pour recevoir sur celleci le tronçon arrière de rail latéral 19 pour fixation à la structure de connexion et de support 21. Le tronçon arrière de rail latéral 19 présente une âme s'étendant verticalement 50, des brides supérieure et inférieure s'étendant horizontalement 51, 52, et une lèvre 53 s'étendant verticalement vers le bas à partir de la bride inférieure 52. L'âme 50 et les brides supérieure et inférieure 51, 52 définissent une section transversale en forme générale de C. L'extrémité du tronçon arrière de rail latéral 19 est positionnée sur l'attache arrière de rail latéral 49 de façon que l'âme 50, la bride supérieure 51 et la bride inférieure 52 du tronçon arrière de rail latéral 19 soient positionnées respectivement contre l'âme 35, la bride supérieure 36 et la bride inférieure 37 de la structure de connexion et de support 21. Le tronçon arrière de rail latéral 19 est alors fixé à la structure de support et de connexion 21 de toute manière adaptée et de préférence par soudure. Ainsi, les attaches frontale et arrière de rail latéral 44, 49 qui sont illustrées sont adaptées pour se raccorder aux tronçons de rail latéral 18, 19 ayant une section transversale en forme générale de C. En alternative, les attaches frontale et arrière de rail latéral 44, 49 sont également adaptées pour se raccorder aux tronçons de rail latéral ayant une section transverale en forme de boîte. Les attaches frontale et arrière de rail latéral 44, 49 peuvent être formées avec d'autres formes pour se raccorder à d'autres types de structures de rail latéral. La structure de connexion et de support 21 comprend en outre une portion de fixation pour élément transversal 54 formée intégralement avec l'âme 35 et les brides supérieure et inférieure 36, 37 dans la portion centrale 40 du corps. La portion de fixation pour élément transversal 54 comprend une paroi frontale inférieure s'étendant verticalement 55 et une paroi frontale supérieure inclinée vers l'avant 56. La portion de fixation pour élément transversal 54 comprend en 9 2749260 outre une paroi arrière inférieure s'étendant verticalement 57 et une paroi arrière supérieure inclinée vers l'arrière 58. Une étagère supérieure 59 et une étagère inférieure 60 s'étendent horizontalement entre les parois arrière et frontale inférieures 55, 57. Les étagères supérieure et inférieure 59, 60 sont généralement planes et parallèles l'une à l'autre, et s'étendent vers l'intérieur au-delà des brides supérieure et inférieure 36, 37 sur une courte distance. Une poche supérieure 61 est définie entre l'étagère supérieure 59, la bride supérieure 36 et les parois frontale et arrière supérieures 56, 58. Un élément transversal 26 avec une section transversale en forme de chapeau est insérée dans la poche supérieure 61 et fixée dans celle-ci par soudure, rivetage, boulonnage ou autre moyen adapté. Une poche inférieure 62 est définie entre l'étagère inférieure 60, la bride inférieure 37 et les parois inférieures frontale et arrière 55, 57. L'élément transversal 26 comporte un gousset de support 63 attaché à son extrémité et incliné vers le bas à partir de celle-ci. Le gousset 63 est inséré dans la poche inférieure 62 et fixé dans celle-ci. La portion de fixation pour élément transversal 54 est également utile pour attacher d'autres types d'éléments transversaux avec ou sans goussets. Par exemple, un élément transversal avec une section transversale en forme de boîte pourrait être fixé dans une poche centrale 64 définie entre les étagères supérieure et inférieure 59, 60 et les parois inférieures frontale et arrière 55, 57. Le corps de la structure de support et de connexion 21 comporte des nervures de renfort 65 s'étendant entre les brides supérieure et inférieure 36, 37 et adjacentes à l'âme 35. Les structures de la portion de fixation pour élément transversal 54 fonctionnement également comme des nervures de renfort. Comme mieux représenté sur les figures 4 et 5, le corps de la structure de support et de connexion 21 comprend en outre une suspension à ressorts 66 pour supporter l'extrémité 2749260 frontale du ressort arrière à lames 29. La suspension à ressort 66 est formée intégralement avec l'âme 35 de la portion frontale 39 du corps et elle s'étend vers l'extérieur et vers le bas à partir de celle-ci. La suspension à ressorts 66 comprend une paire de nervures de renfort 67, 68 qui s'étendent vers l'extérieur à partir de l'âme 35. Les nervures de renfort 67, 68 ont une forme triangulaire, chacune ayant une portion supérieure étroite 69 et une portion inférieure large 70. Les portions supérieures 69 des nervures de renfort 67, 68 sont inclinées légèrement à distance l'une de l'autre. Cette structure des nervures de renfort 67, 68 offre un support maximal pour la suspension à ressorts 66 avec un poids ajouté minimal. Les portions inférieures 70 des nervures de renfort 67, 68 supportent une bride 71 qui est formée intégralement avec celles-ci. La bride 71 comprend une base s'étendant horizontalement 72 et une paire d'oreilles 73, 74 s'étendant verticalement vers le bas à partir des extrémités de la base 72. Les oreilles 73, 74 sont généralement parallèles l'une à l'autre et à l'âme 35. Une paire d'ouvertures alignées 75, 76 sont formées à travers les oreilles 73, 74. Un oeillet 77 est formé sur l'extrémité frontale du ressort arrière à lame 29. Une douille 78 est fixée à l'intérieur de l'oeillet 77. La douille 78 présente une ouverture 79 formée à travers celle-ci. Pour fixer le ressort arrière à lames 29 à la suspension à ressorts 66, l'oeillet 77 du ressort arrière à lames 29 est positionné à l'intérieur des oreilles 73, 74 de la suspension à ressorts 66. L'ouverture 79 à travers la douille 78 est alignée avec les ouvertures 75, 76 à travers les oreilles 73, 74. Puis, une attache telle qu'un boulon 80 est positionnée à travers les ouvertures 75, 76 et fixée par un écrou 81. Le corps monobloc de la structure de support et de connexion peut être formé par tout procédé de moulage classique. Un procédé préféré est le moulage à moule permanent en coulant un alliage d'aluminium fondu dans un moule métallique. D'autres types de moulage, tels que le 11 2749260 moulage en sable peuvent être également utilisés. De préférence, la structure de support et de connexion est formée en alliage d'aluminium de façon à être légère et résistante. Un alliage d'aluminium préféré est le A 356 T6 qui présente les propriétés désirables en résistance et rigidité. Outre le moulage, d'autres procédés tels que le forgeage, peuvent être également utilisés pour former le corps monobloc de la structure de support et de connexion. Le poids de l'assemblage de châssis de véhicule est réduit en utilisant des structures de support et de connexion en aluminium fondu. Les structures de support et de connexion facilitent également l'utilisation de rails latéraux et d'éléments transversaux en aluminium. Les châssis de véhicule en aluminium ne se trouvent pas habituellement dans les fourgonnettes. Les ouvertures 75, 76 dans les suspensions à ressorts 66 des première et seconde structures de support et de connexion 21, 22 sont habituellement formées après moulage, et sont de préférence formées après assemblage. Ainsi, le positionnement des ouvertures 75, 76 peut être ajusté finement pendant l'assemblage du véhicule pour positionner correctement les ressorts à lames 29, 31 fixés aux suspensions à ressorts 66. La structure de support et de connexion de la présente invention facilite l'utilisation de tronçons de rail latéral conçus avec des hauteurs différentes. Comme décrit plus haut, les tronçons arrière de rail latéral 19 ont une hauteur plus petite que les tronçons centraux de rail latéral 18 des rails latéraux. A titre d'arrière-plan, la cabine frontale d'un véhicule tel qu'une fourgonnette est plus lourde de manière significative que la boite de chargement arrière du véhicule. En résultat, la charge sur l'assemblage de châssis de véhicule diminue de l'extrémité frontale vers l'extrémité arrière de l'assemblage. Ainsi, les tronçons arrière de rail latéral 19 peuvent être conçus avec une hauteur inférieure pour économiser de la matière, tout en fournissant une résistance suffisante pour supporter la charge. 12 2749260 On notera également que le corps de la structure de support et de connexion, en particulier la portion arrière, peut être conçu avec différentes longueurs pour s'adapter à différentes configurations de véhicule. Par exemple, la longueur peut être raccourcie pour s'adapter à une boîte de chargement arrière plus courte sur le véhicule. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. Par exemple, la structure de connexion et de support peut être positionnée à d'autres endroits dans l'assemblage de châssis de véhicule, et elle peut être construite pour supporter d'autres composants de véhicule outre des ressorts à lames. 13 2749260 REVENDICATIONS 1. Structure de support et de connexion (21, 22) adaptée pour être utilisée dans un assemblage de châssis de véhicule (10), comprenant un corps monobloc comportant une première portion de connexion (44) adaptée pour connexion à un premier tronçon de châssis de véhicule (18), une seconde portion de connexion (49) adaptée pour connexion à un second tronçon de châssis de véhicule (19), et une portion de support (66) adaptée pour supporter un composant de véhicule. 2. Structure de support et de connexion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première portion de connexion est formée sur une première extrémité (38) du corps ayant une première hauteur, la seconde portion de connexion est formée sur une seconde extrémité (42) du corps ayant une seconde hauteur qui est différente de la première hauteur. 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premier et second tronçons de châssis de véhicule sont des tronçons de rail latéral. 4. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps comprend en outre une portion de fixation pour élément transversal (54) adaptée pour connexion à un élément transversal (26) de l'assemblage de châssis de véhicule. 5. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion de support est une suspension à ressorts (66). 6. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les première et seconde portions de connexion sont adaptées pour recevoir des tronçons de rail latéral sur celles-ci pour les fixer au corps. 7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que les première et seconde portions de connexion sont des protubérances. 14 2749260 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que les protubérances ont une forme en C. 9. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps comprend une âme s'étendant verticalement (35) ayant des bords supérieur et inférieur, une bride supérieure (36) s'étendant horizontalement à partir du bord supérieur de l'âme, et une bride inférieure (37) s'étendant horizontalement à partir du bord inférieur de l'âme dans la même direction que la bride supérieure. 10. Structure selon la revendication 9, caractérisée en ce que le corps comprend en outre des première (43) et seconde (48) surfaces d'extrémité s'étendant généralement perpendiculairement à l'âme, et en ce que les première et seconde portions de connexion sont formées respectivement sur les première et seconde surfaces d'extrémité.