Brevet FR2772333A1 — publié le 19990618

VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN CHASSIS TUBULAIRE. La présente invention a trait à un nouveau type de véhicule automobile utilisable plus particulièrement dans le domaine de la compétition et qui comporte une coque centrale formant habitacle et structure porteuse pour les trains avant et arrière, cette coque étant réalisée à partir d'éléments tubulaires et constituant une structure de sécurité pratiquement indéformable. Elle concerne plus particulièrement un nouveau type de véhicule qui permet d'aborder différentes épreuves (piste, rallyes sur route, rallyes raid, courses de côte...), pour lesquelles les impératifs mécaniques sont différents et qui, à ce jour, nécessitent pratiquement d'avoir des véhicules spécifiques à chaque type d'épreuve. I1 a été proposé depuis fort longtemps, comme cela ressort notamment de l'US-A-4 533 172, de réaliser des automobiles dans lesquelles le châssis ou la structure porteuse est constitué de trois structures ou modules élémentaires, à savoir, une structure centrale constituant l'habitacle et la cellule de sécurité pour le pilote, et sur lequel sont rapportées, à l'avant et à l'arrière, deux modules élémentaires supportant les trains roulants, l'assemblage avec la structure centrale étant réalisée non pas par soudure, mais par boulonnage, permettant ainsi de remplacer facilement l'avant ou l'arrière en cas de collision ou autres accidents. Dans un tel type de châssis, les modules avant et arrière sont constitués de manière à présenter une résistance à l'écrasement inférieure à celle de la coque centrale afin d'absorber les chocs en cas de collision. Chaque module avant et arrière se compose essentiellement de longerons reliés entre eux par des montants et traverses, par exemple en aluminium, alors que la coque centrale est à base d'éléments tubulaires et d'arceaux en acier, la jonction par boulonnage étant imposée par le fait qu'il n'est pas possible de souder entre eux ces matériaux de natures différentes. Il convient de noter que les trois modules de la solution décrite dans ce document sont dissymétriques et qu'il y a ingérence de certaines parties des éléments dans les autres. Par ailleurs, la manière dont sont reliés les modules avant et arrière à la coque centrale, implique de faire appel à un grand nombre de boulons de fixation que l'on peut estimer à quarante au total si l'on se reporte aux figures qui l'illustrent. En conséquence, partant des enseignements de ce document, il n'était pas possible d'envisager de pouvoir adapter, sans aucune transformation, de la structure centrale, des trains avant ou arrière ayant des caractéristiques différentes fonction de l'utilisation du véhicule. Enfin, la structure centrale est telle qu'elle entraîne une condamnation des portes latérales afin d'obtenir une rigidité totale de l'habitacle. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, une solution qui autorise l'adaptation, à l'avant et à l'arrière d'une coque centrale tubulaire réalisée aux normes de sécurité et qui constitue la partie formant habitacle, de divers types de modules ayant des caractéristiques différentes et qui supportent des trains moteurs et directeurs variés, permettant ainsi d'obtenir des véhicules ayant une garde au sol et/ou un empattement et/ou une voie adaptée en fonction de l'utilisation, ledit véhicule pouvant être aussi bien à traction qu'à propulsion et le moteur disposé soit à l'avant soit à l'arrière. De plus, conformément à l'invention, la coque centrale tubulaire qui forme habitacle, non seulement assure une rigidité parfaite mais également, permet d'avoir des portes dégagées entièrement ainsi que le pare-brise. D'une manière générale, l'invention concerne un perfectionnement apporté aux véhicules dont le châssis ou structure porteuse est constitué de trois modules élémentaires, à savoir un module central constituant l'habitacle et la cellule de sécurité pour le pilote, et sur lequel sont rapportées de manière démontable, à l'avant et à l'arrière, deux modules élémentaires supportant le moteur et les trains roulants, et se caractérise en ce que: la coque centrale est constituée par une structure à base de tubes, de traverses et d'arceaux soudés entre eux et qui supportent l'ensemble des moyens communs à tous les véhicules de compétition les modules avant et arrière sont constitués également d'éléments tubulaires soudés entre eux, chaque module comprenant essentiellement deux ensembles en forme de tripodes, dont les extrémités libres sont destinées à être fixées sur la coque centrale, et dont les autres extrémités sont solidarisées à un cadre rigide transversal formant porte-essieux; l'adaptation des modules avant et arrière sur la coque centrale est réalisée par l'intermédiaire d'ensembles d'ancrage montés sur ladite coque et orientables angulairement aussi bien horizontalement que verticalement. Dans une forme de réalisation préférentielle, les systèmes d'ancrage sont constitués par des chapes montées pivotantes sur des platines, les extrémités des tubes constituant les tripodes des modules avant et arrière étant fixées auxdites chapes par l'intermédiaire d'un axe amovible dont le blocage est assuré par tous moyens appropriés et est constitué de manière simple d'un ensemble de type boulon. Il convient de noter que la solution conforme à l'invention est telle qu'elle exige uniquement douze éléments de blocage pour assurer la liaison des modules avant et arrière à la coque centrale alors que selon l'état de la technique cité, chaque zone de fixation, n'est pas constitué par un ensemble orientable et comporte quatre boulons soit quarante au total. L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après à titre indicatif, mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un véhicule conforme à l'invention équipé à l'avant et à 1 arrière de deux types de modules permettant d'avoir deux types de véhicule ayant une garde au sol et un empattement différent, l'un étant représenté en traits pleins, I'autre en traits pointillés; la figure 2 est une vue schématique de face montrant un véhicule dont le train avant a deux voies de longueur différente ; la figure 3 est une vue de dessus, montrant en détail la structure de la coque centrale d'un tel véhicule; les figures 4 et 5 sont des vues schématiques en perspective montrant la structure du module avant et du module arrière d'un véhicule conforme à l'invention; la figure 6 est une vue schématique en perspective d'un système d'ancrage orientable permettant la solidarisation des modules avant et arrière à la coque centrale et; les figures 7 et 8 sont des vues de détail respectivement en élévation et en coupe selon A de la figure 7, des platines montées à l'avant et à l'arrière du module central supportant les chapes des moyens d'ancrage. En se reportant aux schémas annexés, le véhicule conforme à l'invention est, si l'on se reporte à la figure 1, constitué essentiellement d'un châssis ou ensemble porteur constitué de trois structures ou modules élémentaires, à savoir une structure centrale (1) constituant l'habitacle et la cellule de sécurité pour le pilote, une structure avant (2) et une structure arrière (3) se présentant sous la forme de modules pouvant être démontés et remontés rapidement. Ainsi que cela ressort clairement des figures 3 et 5, la structure centrale (1) est constituée par un ensemble de tubes et d'arceaux soudés entre eux constituant l'habitacle de sécurité pour le pilote et éventuellement son passager. Une telle conception d'habitacle est conventionnelle et répond à des normes fixées notamment par la Fédération Internationale du Sport Automobile (FISA). Pour l'essentiel, un tel habitacle se compose de deux cadres latéraux (4a,4b), d'un arceau (5) et de deux traverses avant (6,7) destinées notamment à supporter le pare-brise, d'une traverse arrière (8), d'une structure médiane constituée essentiellement de longerons (9a,9b) configurés pour laisser le passage à la transmission, et qui remontent sur l'avant de la coque pour être fixés à la traverse (7) formant ainsi un renfort frontal. La coque centrale est par ailleurs renforcée à la partie inférieure par les traverses avant (lla, llb) qui relient les longerons (9a,9b) à la base des structures latérales (4a,4b) ainsi qu'une traverse centrale (12) disposée entre les deux longerons (9a,9b). A l'arrière, les traverses (1 0a, lOb) relient les extrémités des longerons (9a,9b) à la base des cadres périphériques (4a,4b). Sur ce châssis central tubulaire (1), est monté de manière conventionnelle un plancher, une cloison pare-feu à l'avant et une cloison pare-feu à l'arrière. Le pare-brise est monté entre le tube supérieur (6), le tube (7) formant un bandeau frontal, et les montants latéraux (4a,4b) compris entre ces deux éléments. La fixation périphérique du pare-brise est obtenue en soudant sur tout le pourtour des tubes support une lame métallique sur laquelle est montée un joint périphérique qui assure le maintien dudit pare-brise. Le plancher et les pare-feu sont également fixées contre des lames métalliques soudées sur les tubes. La carrosserie est également complétée par un toit et des portières montées sur la structure centrale. Conformément à l'invention, sur cette structure centrale (1), sont montés le maximum d'éléments communs à tous les véhicules de course, à savoir outre un tableau de bord complet et des sièges équipés de harnais de sécurité, un réservoir de carburant, des moyens permettant d'assurer le pilotage (levier de vitesse, pédalier, volant), un passage de transmission central et une cage à batterie extérieure. Les éléments de sécurité sont également rassemblés sur cette partie centrale et se composent notamment de déclenchements coupe-circuit extérieurs et d'un déclenchement intérieur, et de deux déclenchements extincteurs extérieur et intérieur. Selon une caractéristique essentielle du véhicule conforme à l'invention, à l'avant et à l'arrière du châssis tubulaire (1) constituant l'habitacle, sont prévus des moyens d'ancrage pour des modules avant (2) et arrière (3) pouvant supporter des trains moteurs et directeurs variés. De tels moyens d'ancrage dont la structure et le positionnement ressortiront plus clairement de la suite de la description, sont au nombre de six, tant à l'avant qu'à l'arrière. Ils sont constitués d'une part par des chapes, désignées par la référence générale (13) éventuellement affectée d'un indice a,b,c,d,e,f dont la structure ressort de la figure 6, et d'autre part, par des platines, désignées par la référence générale (14), également affectées d'un indice a,b,c,d,e,f. Ainsi que cela ressort des figures 7 et 8, chaque platine (14) est soudée à l'intersection de deux tubes concourants et est constituée par une plaque en acier ayant une forme de triangle. Elle est maintenue sur son troisième côté par un élément tubulaire (15) reliant les deux tubes concourants. La platine est en acier et comporte dans sa partie centrale un orifice (16). Les platines (14) sont, comme cela ressort de la figure 8, soudées sur les tubes. De préférence, elles sont positionnées de manière décalée par rapport au plan diamétral de telle sorte que l'effort de traction exercé sur la tête de raccordement lorsque les modules sont assemblés, s'exerce dans le sens illustré par la flèche F1 à la figure 8, l'arrachement des platines étant rendu pratiquement impossible compte tenu de l'appui exercé sur la périphérie du tube. Comme indiqué précédemment, les platines de fixation sont au nombre de six. Leur répartition est telle qu'elles forment deux groupes (13a,13b,13c) et (13d,13e,13f) disposées de part et d'autre du plan de symétrie longitudinal du véhicule. Le positionnement des platines tant à l'avant qu'à l'arrière ressort clairement des figures annexées et ne sera donc pas décrit en détail. Sur chaque platine, est montée une chape (13) telle qu'illustrée à la figure 6. Une telle chape se compose essentiellement d'une tige (20) dont le diamètre extérieur correspondant au diamètre de l'orifice (16) de la platine, cette tige (20) étant filetée à son extrémité (22), la tige (20) est prolongée par une embase (23) et la zone de jonction proprement dite (24) en forme de méplat pourvu d'un orifice (25). Chaque chape (13) est montée sur une platine (14) de manière à pouvoir pivoter autour de son axe tel que cela est représenté par la flèche F de la figure 6. La fixation est obtenue par l'intermédiaire d'un écrou de blocage non représenté. Sur une coque, il est possible de monter divers types de modules avant et arrière pour supporter des trains moteurs et directeurs variés, la structure générale de ces modules ressortant de la figure 4 pour le module avant et de la figure 5 pour le module arrière. D'une manière générale, chaque module est constitué d'ensembles porteurs constitués également d'éléments tubulaires soudés entre eux. Chaque ensemble tant avant qu'arrière, se compose essentiellement de deux tripodes constitués de tubes élémentaires désignés par la référence générale (30) affectée d'indices a,b,c,d,e,f à la figure 4. Les extrémités libres (31) de chaque tube (30) sont destinées à être montées sur les ensembles d'ancrage (13,14) fixés sur la coque centrale (1), et les autres extrémités (32) sont solidarisées à un cadre transversal, désigné par la référence générale (33) formant porte essieux. La fixation des extrémités (31) des tubes (30) se fait par superposition au niveau de l'embase (23) des chapes (13), le maintien mécanique des deux éléments étant réalisé de manière à ce qu'ils puissent pivoter l'un par rapport à l'autre, tout en étant bloqués afin d'autoriser une orientation de l'axe longitudinal des tubes (30) par rapport à l'axe des chapes qui elles-mêmes, peuvent être orientées angulairement par pivotement sur les platines. L'orientation angulaire des tubes (30) par rapport à l'axe de jonction avec les chapes, est illustrée par la flèche F1 à la figure 6. Les deux tripodes de liaison que comporte chaque module avant et arrière peuvent être conçus de différentes manières, mais en général, les tubes constituant les tripodes sont orientés sensiblement vers l'axe de rotation des trains avant et arrière. Concernant les formes de réalisation illustrées, ces tripodes sont formés de manière suivante. Pour le train avant, en se reportant aux figures 3 et 4, chaque tripode est constitué de deux tubes (30a,30b)-(30c,30e) prenant appui sur les chapes montées sur les platines (13a,13b) et (13e,13d), et qui concourent vers une zone de jonction commune située de part et d'autre et au voisinage du plan longitudinal de symétrie du cadre 33 formant porte-essieu alors que le troisième élément de chaque tripode constitué par les tubes (30c) et (30d) est, quant à lui, relié d'une part aux chapes latérales montées sur les platines (13c,13f), et est relié au cadre transversal (33) sensiblement à son extrémité au niveau des éléments formant porte-essieu. Concernant le train arrière et en se reportant également aux figures 3 et 5, les deux tripodes sont formés d'une manière différente, à savoir que les platines de fixation (13a,13b,13c) et (13d,13e,13f) sont disposées latéralement par rapport à la coque centrale. Pour obtenir une bonne rigidité, deux des tubes (30d,30f)-(30a,30c) sont reliés à deux platines latérales (13d,13f)) ou (13a,13c) et convergent vers un cadre arrière transversal, alors que le troisième tube (30b,30e), l'élément (30e) n'étant pas représenté à la figure 5, s'étend, en diagonale, depuis la platine de fixation (13b,13e) pour être relié au cadre transversal sur le côté opposé du véhicule, et ce afin de renforcer la rigidité de l'ensemble étant donné qu'en général, sur des véhicules de compétition, le moteur est disposé à l'arrière. Grâce à une telle disposition, il est possible, en jouant sur la longueur des tubes (30) de liaison formant chacun des modules avant et arrière, et ainsi que leur orientation dans chaque tripode, de réaliser différents types de véhicules pouvant avoir une garde au sol (G1,G2), un empattement (E1,E2), une voie (V1,V2) différentes compte tenu du fait que les modules avant et arrière sont liés à la coque centrale par l'intermédiaire de chapes orientables, à condition toutefois que la disposition géométrique des extrémités des tripodes corresponde au positionnement des platines de jonction permettant de réaliser la connexion. Bien que l'on réalise la connexion des différents modules entre eux par l'intermédiaire d'un élément de jonction permettant une orientation angulaire aussi bien horizontalement que verticalement, la structure obtenue présente après montage une très grande rigidité. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Véhicule automobile comportant un châssis ou structure porteuse constitué de trois modules élémentaires (1,2,3), à savoir un module central (1) constituant l'habitacle et la cellule de sécurité pour. le pilote, et sur lequel sont rapportées de manière démontable, à l'avant et à l'arrière, deux modules élémentaires (2,3) supportant le moteur et les trains roulants, caractérisé en ce que: la coque centrale (1) est constituée par une structure à base de tubes, de traverses et d'arceaux soudés entre eux et qui supportent l'ensemble des moyens communs à tous les véhicules de compétition; les modules avant et arrière sont constitués également d'éléments tubulaires (30) soudés entre eux, chaque module comprenant essentiellement deux ensembles en forme de tripodes, dont les extrémités libres (31,32) sont destinées à être fixées sur la coque centrale (1), et dont les autres extrémités (32) sont solidarisées à un cadre rigide transversal (33) formant porte-essieux; l'adaptation des modules avant et arrière (2,3) sur la coque centrale (1) est réalisée par l'intermédiaire d'ensembles d'ancrage montés sur ladite coque (1) et orientables angulairement aussi bien horizontalement que verticalement. 2/ Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les systèmes d'ancrage sont constitués par des chapes (13) montées pivotantes sur des platines (14), les extrémités (31) des tubes (30) constituant les tripodes des modules avant et arrière étant fixées auxdites chapes par l'intermédiaire d'un axe amovible dont le blocage est assuré par tous moyens appropriés, par exemple par un ensemble de type boulon.