Brevet FR2770481A1 — publié le 19990507

La présente invention concerne une structure de caisse de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement une structure de caisse de véhicule automobile du type comportant une traverse fixée par ses extrémités opposées sur deux éléments d'orientation sensiblement verticale en forme de pied creux, et du type comportant des moyens de fixation de chacune de ses extrémités sur le pied associé par au moins deux ensembles du type vis écrou dont les axes de serrage s'étendent selon des directions perpendiculaires, transversale et longitudinale. Un exemple d'une telle structure est décrit et représenté dans le document EP-A-0.694.465. Dans ce document, il est proposé de faire appel, pour le serrage selon la direction transversale, à un ensemble du type vis-écrou dont l'axe de serrage s'étend selon la direction, transversale (Y-Y) et qui comporte un écrou fixe porté par une aile d'orientation longitudinale et verticale de l'extrémité de la traverse une vis possédant un corps, dont l'extrémité libre filetée est vissée dans l'écrou, qui traverse un trou formé dans une plaque d'orientation longitudinale et verticale du pied creux et un sous-ensemble de longueur réglable traversé par la vis, qui est interposé axialement entre l'aile de la traverse et une plaque d'orientation longitudinale et verticale du pied creux pour former une entretoise transversale entre ces deux éléments, comportant deux composants mobiles axialement l'un par rapport à l'autre et dont la position relative est réglée au cours de la première partie de l'opération de vissage de l'ensemble vis-écrou et dont le blocage axial en position relative réglée est assuré, lors de la seconde partie de l'opération de vissage, par serrage axial de la tête de la vis contre une surface de réaction formée sur l'un des deux composants du sous-ensemble. Dans l'exemple décrit dans ce document, les deux composants du sous-ensemble réglable sont deux composants vissés l'un dans l'autre et ils nécessitent notamment de faire appel à une vis comportant notamment une tige à deux filets inversés, I'entretoise constituée par les deux composants devant par ailleurs être mise en place indépendamment de la vis de l'ensemble vis-écrou et préalablement à cette dernière. Outre la complexité de cet ensemble de composants et la nécessité de procéder à des opérations de vissage-serrage dans les deux sens de rotation, on constate que cette conception n'est pas fiable au cours du temps car elle présente des risques importants de desserrage. De plus, cette conception n'offre aucune facilité de réglage de l'assemblage après serrage de l'ensemble vissé formant entretoise. Enfin, une telle structure doit répondre aux nouvelles normes de conception des véhicules en cas de chocs. Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose une structure du type mentionnée précédemment, caractérisée en ce que la position relative des deux composants est déterminée par l'engagement mutuel de parties crantées axialement des deux composants qui, lors de la seconde partie de l'opération de vissage, se déplacent radialement l'un par rapport à l'autre pour provoquer leur engagement mutuel. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le corps de la vis comporte une rampe inclinée qui coopère avec une surface correspondante de l'un des deux composants pour provoquer son déplacement radial vers l'extérieur lors de la seconde partie de l'opération de vissage - les deux composants du sous-ensemble comportent un composant interne dont l'extrémité axiale avant coopère avec l'aile de l'extrémité de la traverse, et un composant externe qui coopère avec une plaque du pied creux par rapport à laquelle il est fixe axialement - le composant interne est monté mobile axialement et radialement par rapport au corps de la vis - lors de la première partie de l'opération de serrage, le composant interne est initialement retenu axialement et radialement par rapport au corps de la vis avec lequel il forme un tout jusqu'à ce que son extrémité axiale avant vienne axialement en butée contre une portion en vis-à-vis de l'aile de l'extrémité de la traverse - le composant interne est initialement retenu dans une position de repos qui est déterminée axialement par la coopération de formes complémentaires du corps de la vis et du composant interne - I'extrémité axiale arrière du composant interne coopère avec une rampe formée en vis-à-vis sur la tête de la vis - le composant externe est un composant tubulaire cranté intérieurement à l'intérieur duquel la vis est reçue axialement - le composant interne comporte une paire de pièces diamétralement opposées en forme de tronçons de tube crantés extérieurement et dont le diamètre externe est sensiblement égal au diamètre interne du composant tubulaire externe - le pied creux comporte au moins deux plaques parallèles d'orientation verticale et longitudinale, et le composant externe tubulaire est interposé axialement entre les surfaces en vis-à-vis de ces deux plaques dont chacune comporte un trou pour le passage de la vis et du composant interne - le composant tubulaire externe appartient à un élément de renfort du pied creux fixé dans ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif, et en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée qui illustre les principaux composants des moyens de fixation, conformes aux enseignements de l'invention, en association avec certains éléments environnants de la structure de la caisse d'un véhicule automobile - la figure 2 est une vue en coupe verticale, passant par l'axe transversal de serrage, qui illustre les composants de la figure 1 en position assemblée et avant l'opération de serrage axial ; et - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 sur laquelle les moyens de fixation sont illustrés en position serrée. On a représenté sur la figure 1 une extrémité d'une traverse 10 appartenant à la structure de caisse d'un véhicule automobile, non représentée en détails, qui est par exemple la traverse de support de la planche de bord du véhicule et qui est essentiellement constituée par un élément tubulaire 12 d'orientation transversale T. Chacune des deux extrémités transversales opposées 14 de la traverse tubulaire 12 est équipée d'une cornière 16 pour sa fixation sur un pied vertical creux 18 appartenant à la structure de caisse de véhicule automobile. La cornière 16 est une cornière à section en L dont les deux ailes perpendiculaires 20 et 22 s'étendent dans des plans verticaux parallèles respectivement aux axes transversal T et longitudinal L de la structure de caisse de véhicule automobile. L'aile longitudinale 22 comporte une patte (non représentée) pour une fixation selon un axe de serrage parallèle à l'axe vertical V de la structure de caisse de véhicule automobile. L'aile transversale 20 de la cornière 16 comporte deux trous, d'axe sensiblement parallèle à l'axe transversal T de la structure de caisse de véhicule automobile, pour le passage de moyens de serrage du type vis-écrou. Le trou supérieur permet le passage de la tige filetée de la vis d'un boulon. En cas de besoin, pour un serrage accentué, il pourrait être fait appel à deux boulons parallèles traversant les deux trous. L'aile 22 de la cornière 16 comporte un trou 40, d'axe Y-Y sensiblement parallèle a l'axe transversal T de la structure de caisse de véhicule automobile, pour la passage de moyens de serrage du type vis-écrou. Le trou 40 permet le passage de la tige filetée 42 de la vis d'un boulon 44. Dans l'exemple illustré sur les figures, l'extrémité filetée avant de la tige filetée 42 est vissée dans un écrou 46 qui est soudé sur la face externe 25 de l'aile 22 de la cornière 16. Dans l'exemple illustré sur les figures, le pied creux 18 comporte un renfort interne 50 qui est constitué pour l'essentiel par une plaque 52 d'orientation horizontale. Le renfort interne comporte de plus deux écrous soudés (non représentés) pour la fixation de la charnière supérieure de la porte avant associée. La plaque est renforcée par un bord replié verticalement vers le haut 54 qui s'étend sur le pourtour de la plaque 52, sauf le long du tronçon d'extrémité 56 de ce pourtour qui s'étend longitudinalement en regard de la face interne 23 de l'aile longitudinale 22 de la cornière 16. Le bord replié 54 délimite deux joues verticales parallèles et opposées 58 et 60, d'orientation transversale, qui sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de serrage X-X. La joue 58 comporte au moins un trou 59 pour le passage de la tige filetée du boulon de serrage longitudinal (non représenté), de manière que l'axe de serrage X-X soit sensiblement parallèle à l'axe L de la structure de caisse de véhicule automobile. Un écrou de serrage 61 peut être soudé à l'intérieur pour le vissage et le serrage. Comme évoqué précédemment, L'écrou 61 peut être doublé pour une deuxième vis de serrage. De plus, un pion de centrage, d'axe X-X, peut être porté par l'aile 20 et être reçu dans un trou du pied. Le renfort 50 est fixé par soudage à l'intérieur du pied creux 18, ce dernier étant délimité par différents éléments, en forme de plaques en tôle, d'orientation verticale parmi lesquels on a représenté schématiquement sur la figure 1 une plaque longitudinale 64 disposée entre le tronçon 56 du pourtour de la plaque 52 du renfort 50 et la face interne 23 de l'aile 22 de la cornière 16. La plaque 64 comporte une découpe 66, notamment pour le passage du boulon 44 et de la bride de fixation, qui va maintenant être décrite en détail, mais on notera qu'il n'y a pas de serrage transversal de la plaque 64 contre l'aile 22 de la cornière 16, le jeu "j" existant entre ces deux éléments étant inhérent aux tolérances de fabrication et d'assemblage des différentes pièces. Conformément aux enseignements de l'invention, I'assemblage et la fixation de chaque cornière 16 sur le pied creux associé sont assurés par l'intermédiaire de la vis 44 et de l'écrou 46, ainsi que par un sous-ensemble de longueur réglable qui va maintenant être décrit en détail. Comme on peut le voir notamment aux figures 1 et 2, L'élément de renfort 50 est complété par une plaque inférieure de renfort 70 auquel elle est fixée par soudage sous la face inférieure 53 de la plaque horizontale 52 de l'élément de renfort 50, et ceci dans la partie centrale de l'élément de renfort 50, sur toute sa longueur selon la direction transversale T. L'élément supérieur de renfort 50 et la plaque inférieure de renfort 70 comportent chacun une partie déformée par emboutissage 72, 74 qui, en coopération, constitue une partie centrale tubulaire creuse qui s'étend transversalement de part en part, c'est-à-dire qu'elle est ouverte à ses deux extrémités, d'une part au niveau des tronçons 56, 78 du pourtour avant des plaques 52 et 70 et, d'autre part, au niveau du bord replié 54 et du bord d'extrémité arrière 80, à droite en considérant la figure 2, de la plaque inférieure 70. L'élément de renfort 50 et la plaque inférieure de renfort 70 comportent ainsi un passage tubulaire central 76 qui débouche à ses deux extrémités, c'est-à-dire à son extrémité avant en regard de l'ouverture 66 formée dans la plaque 64 et, à son extrémité arrière, en regard d'une ouverture 82 formée dans une autre plaque 84 du pied creux 18 qui est notamment illustré aux figures 2 et 3 et qui s'étend parallèlement à la plaque avant 64 dans un plan vertical longitudinal. Conformément aux enseignements de l'invention, les extrémités axiales avant, selon l'axe Y-Y de serrage, des deux demi-parties tubulaires 72 et 74 sont crantées intérieurement 86, 88 par une série de crans réguliers adjacents axialement. L'ensemble constitué par l'élément supérieur de renfort 50 et la plaque inférieure de renfort 70 est fixé par soudage à l'intérieur du pied creux 18, notamment entre les plaques longitudinales parallèles 64 et 84. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, la vis 44 comporte une extrémité libre avant filetée 42, qui est prévue pour être reçue par vissage dans l'écrou 46, puis une collerette radiale externe 90 de plus grand diamètre et de section convexe délimitée par une face avant inclinée tronconique 92 formant rampe secondaire, puis par une portion arrière en section de tore 94. Au delà de la collerette 90, le corps de la vis 44 se prolonge par un tronçon cylindrique de grand diamètre 96, puis axialement vers l'arrière, par un tronçon tronconique de grand diamètre 98, formant rampe principale, qui se prolonge luimême par un dernier tronçon arrière de section cylindrique 100 dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre intérieur de la partie tubulaire 76 de l'ensemble 50-70, le diamètre extérieur du tronçon arrière cylindrique 100 étant toutefois légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 76 de manière à pouvoir y être reçu axialement en coulissement avec un léger jeu radial. La vis 44 peut ainsi être introduite axialement, de la droite vers la gauche en considérant la figure 2, à travers l'ouverture 82 puis dans le tube 76, de manière que son extrémité filetée 42 puisse être engagée dans l'écrou 46. Afin d'assurer un serrage axial et un blocage en position de la cornière 16, et donc de la traverse 12, par rapport au pied creux 18 et ceci quelle que soit la valeur du jeu "j", il est prévu un sous-ensemble de longueur réglable traversé par la vis 44 qui est interposée axialement entre l'aile 22 associée à la traverse 12 et la plaque longitudinale du pied creux 18. Ce sous-ensemble comporte un premier composant constitué par l'ensemble cranté 50, 70, ainsi qu'une bride crantée en deux parties complémentaires 102 et 104. Comme on peut le voir notamment aux figures 1 et 2, les deux parties 102 et 104 de la bride crantée sont symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan diamétral. A son extrémité arrière, vers la droite en considérant les figures 1 et 2, chacune des deux parties 102 et 104 comporte une partie externe crantée 106, 108 dont les crans sont complémentaires des crans 86 et 88 de l'ensemble 50-70 de manière à pouvoir coopérer mutuellement à l'issue du serrage. Le tronçon avant 110, 112 de chacune des deux parties 102, 104 est un tronçon cylindrique de plus petit diamètre qui est délimité axialement vers l'avant par un bord annulaire d'extrémité axiale avant 114, 116, ces deux bords alignés étant susceptibles de venir coopérer avec la face arrière en vis-à-vis 23 de la plaque 22 de la cornière 16 associée à la traverse 12. Le profil cylindrique concave interne de chacune des deux parties 102 et 104 de la bride crantée est complémentaire du profil externe de la partie centrale du corps de la vis 44. Ainsi, de la gauche vers la droite en considérant les figures 1 et 2, le profil interne est constitué successivement un tronçon cylindrique avant concave 118, 120, par une gorge radiale interne 122, 124 de profil complémentaire de celui de la collerette radiale externe 90 de la vis 44, par un tronçon cylindrique 126, 128 sensiblement de même diamètre que le tronçon 96 de la vis 44, puis par un tronçon arrière tronconique concave 130, 132 de meme angle que le tronçon tronconique convexe 98 de la vis 44. Comme on peut le voir sur la figure 2, en position initiale, les deux parties 102 et 104 sont maintenues serrées radialement autour du corps de la vis 44 par un anneau élastique 134 de manière à constituer un ensemble formé de la vis 44 et des deux parties 102 et 104 de la bride, la collerette 90 étant reçue dans la gorge 92 pour positionner axialement les deux parties 102 et 104 par rapport à la vis 44. On décrira maintenant le fonctionnement du sousensemble de longueur réglable 44, 102, 104. La vis 44 porte initialement les deux parties 102 et 104 de la bride qui sont retenues sur la partie centrale de la vis par l'anneau 134 avec un encombrement radial réduit tel que les crans 106 et 108 n'interfèrent pas avec la paroi interne, non crantée puis crantée, du tube 76. Ce sous-ensemble peut être introduit axialement de la droite vers la gauche en considérant la figure 2, dans le tube 76 de l'ensemble 50-70 jusqu'à ce que, comme cela est illustré à la figure 2,1'extrémité libre de la partie filetée 42 de la vis 44 soit engagée dans l'écrou 46. Au moyen d'une visseuse 140, dont l'extrémité libre à six pans 142 est engagée dans une forme complémentaire 144 formée dans la face arrière 146 du corps de la vis 44, on provoque alors le début du vissage proprement dit. Lors de la première phase du vissage, L'ensemble 44, 102, 104 se comporte comme une vis normale et ceci jusqu'à ce que les faces annulaires d'extrémité libre avant 114 et 116 des deux parties 102 et 104 de la bride viennent au contact de la face arrière en vis-à-vis 23 de la plaque 22 de la cornière 16. A partir de ce moment, la poursuite de l'opération de serrage par vissage va provoquer, lors de la seconde phase, un écartement radial progressif vers l'extérieur des deux parties 102 et 104 et ceci du fait de la coopération des faces inclinées tronconiques convexes 92 et 98 du corps de la vis avec les faces inclinées complémentaires des gorges 122 et 124, et du tronçon arrière tronconique concave 130, 132 des deux parties 102 et 104, et ceci à l'encontre du léger effort de serrage élastique radial vers l'intérieur exercé par l'anneau de maintien déformable élastiquement 134. L'opération de serrage se poursuit ainsi jusqu'à ce que les crans 106 et 108 viennent coopérer avec les crans en visà-vis des parties crantées 86 et 88 du tube 76 de l'ensemble 50-70 comme cela est illustré à la figure 3. Sur cette figure, les composants sont illustrés en position vissée et serrée, la détection de la fin de l'opération de serrage par vissage étant par exemple effectuée au niveau de la visseuse sur laquelle on constate une augmentation du couple résistant du fait que le corps de la vis 44 ne peut plus progresser dans la mesure où la partie tronconique 98 est en butée contre la partie tronconique concave 130, 132 des deux parties 102,104 de la bride. Le diamètre externe de la collerette 90, en coopération avec les tronçons cylindriques concaves 118 et 120, est tel que les deux parties 102 et 104 restent globalement sensiblement parallèles à l'axe Y-Y évitant ainsi tout phénomène de basculement ou d'arc-boutement des deux parties 102 et 104 lors de l'opération de serrage final. Dans la position serrée illustrée à la figure 3, on constate que, et ceci en aveugle, on a pu réaliser une fixation fiable de la traverse sur le pied creux 18 indépendamment de la valeur du jeu "j", sans provoquer de déformation du pied creux 18 ni d'écrasement de celui-ci en direction de la plaque 22 de la cornière 16. De plus, en cas d'accident et de choc violent, le pied creux 18 est parfaitement maintenu selon la direction transversale T et ceci dans les deux sens selon l'axe Y-Y. Les deux pièces 50 et 70 sont de formes simples et les parties crantées concaves sont particulièrement simples à réaliser dans la mesure où il ne s'agit pas de filetage mais simplement de crans adjacents axialement. Afin de faciliter le crantage et l'engagement des crans complémentaires, les sommets et fonds des crans peuvent être de profil arrondis. Au moment de l'engagement des crans complémentaires, il peut exister un jeu axial entre les sommets des crans convexes 106, 108 des deux parties 102 et 104 et les fonds correspondants des crans concaves 86 et 88, ce jeu (dont la valeur maximale est égale à la moitié du pas de crantage) étant absorbé par déformation selon l'axe de serrage de la plaque 22 de la cornière 16 de la traverse 14. REVENDICATIONS 1. Structure de caisse de véhicule automobile du type comportant une traverse (12) fixée par ses extrémités opposées (16) sur deux éléments (64) d'orientation sensiblement verticale en forme de pied creux, et du type comportant des moyens de fixation de chacune de ses extrémités sur le pied associé (64) par au moins un ensemble du type vis écrou (44, 46) dont l'axe de serrage s'étend selon la direction, transversale (Y-Y) et qui comporte un écrou fixe (46) porté par une aile (22) d'orientation longitudinale et verticale de l'extrémité (14) de la traverse une vis (44) possédant un corps, dont l'extrémité libre filetée avant (42) est vissée dans l'écrou (46), qui traverse un trou (66) formé dans une plaque (64) d'orientation longitudinale et verticale du pied creux (18); et un sous-ensemble de longueur réglable (102, 104) traversé par la vis (44), qui est interposé axialement entre l'aile (22) de la traverse (16) et une plaque (64, 84) d'orientation longitudinale et verticale du pied creux (18) pour former une entretoise transversale entre ces deux éléments, comportant deux composants (50,70-102,104) mobiles axialement l'un par rapport à l'autre et dont la position relative est réglée au cours de la première partie de l'opération de vissage de l'ensemble vis-écrou (42, 46) et dont le blocage axial en position relative réglée est assuré, lors de la seconde partie de l'opération de vissage, par serrage axial de la tête de la vis contre une surface de réaction formée sur l'un des deux composants du sous-ensemble, caractérisée en ce que la position relative des deux composants (50,70-102,104) est déterminée par l'engagement mutuel de parties crantées axialement (86, 88, 106, 108) des deux composants qui, lors de la seconde partie de l'opération de vissage, se déplacent radialement l'un par rapport à l'autre pour provoquer leur engagement mutuel. 2. Structure de caisse de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps de la vis (44) comporte une rampe inclinée (92, 98) qui coopère avec une surface correspondante (122, 124, 130, 132) de l'un (102, 104) des deux composants pour provoquer son déplacement radial vers l'extérieur lors de la seconde partie de l'opération de vissage. 3. Structure de caisse de véhicule automobile selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux composants du sous-ensemble comportent un composant interne (102, 104) dont l'extrémité axiale avant (114, 116) coopère avec l'aile (22, 23) de l'extrémité de la traverse, et un composant externe (50, 70) qui coopère avec une plaque (64, 84) du pied creux par rapport à laquelle il est fixe axialement. 4. Structure de caisse de véhicule automobile selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que le composant interne (102, 104) est monté mobile axialement et radialement par rapport au corps de la vis (104). 5. Structure de caisse de véhicule automobile selon la revendication 4 caractérisée en ce que, lors de la première partie de l'opération de serrage, le composant interne (102, 104) est initialement retenu axialement et radialement par rapport au corps de la vis (44) avec lequel il forme un tout jusqu'à ce que son extrémité axiale avant (114, 116) vienne axialement en butée contre une portion en vis-à-vis (23) de l'aile (22) de l'extrémité de la traverse (12). 6. Structure de caisse de véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisée en ce que le composant interne (102, 104) est initialement retenu dans une position de repos qui est déterminée axialement par la coopération de formes complémentaires (90, 92) du corps (44) de la vis et du composant interne (102, 104). 7. Structure de caisse de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que l'extrémité axiale arrière (130, 132) du composant interne (102, 104) coopère avec une rampe (98) formée en vis-à-vis sur la tête de la vis. 8. Structure de caisse de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le composant externe est un composant tubulaire (76) cranté intérieurement (86, 88) à l'intérieur duquel la vis (44) est reçue axialement. 9. Structure de caisse de véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisée en ce que le composant interne comporte une paire de pièces (102, 104) diamétralement opposées en forme de tronçons de tube crantés extérieurement (106, 108) et dont le diamètre externe est sensiblement égal au diamètre interne du composant tubulaire externe (76). 10. Structure de caisse de véhicule automobile selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le pied creux (18) comporte au moins deux plaques parallèles d'orientation verticale et longitudinale (64, 84), et en ce que le composant externe tubulaire (50, 70, 76) est interposé axialement entre les surfaces en vis-à-vis de ces deux plaques dont chacune comporte un trou (66, 82) pour le passage de la vis (44) et du composant interne (102, 104). 11. Structure de caisse de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le composant tubulaire externe (76) appartient à un élément (50, 70) de renfort du pied creux fixé dans ce dernier (18).