Brevet FR2815596A1 — publié le 20020426

La présente invention concerne un châssis de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un châssis de véhicule automobile réalisé en alliage léger, et notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium. On a déjà proposé de nombreuses conceptions d'un châssis de véhicule faisant appel à l'aluminium ou à un alliage d'aluminium pour sa réalisation, notamment en vue de réduire le poids du châssis. Toutes les conceptions connues nécessitent soit de réaliser des éléments de formes complexes par des procédés de mise en oeuvre coûteux, soit font appel à des techniques d'assemblage et de fixation telles que le soudage qui sont particulièrement difficiles à maîtriser et à mettre en oeuvre à un prix réduit. Afin de remédier à ces inconvénients, tout en permettant de plus de proposer une conception modulaire pour réaliser des châssis de dimensions différentes, et notamment de longueurs différentes, en faisant appel aux mêmes éléments constitutifs ou à un nombre réduit de ces composants du châssis, l'invention propose un châssis de véhicule automobile comportant au moins une structure centrale porteuse sur laquelle sont montés des organes de suspension des trains roulants du véhicule et au moins un élément de plancher, caractérisé en ce que la structure centrale comporte au moins deux éléments structurels transversaux en forme générale de panneaux, avant et arrière, réalisés notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium qui sont reliés par une série de longerons parallèles d'orientation longitudinale dont chacun est constitué par un morceau de profilé, réalisé notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium, dont deux tronçons d'extrémité avant et arrière sont fixés par collage aux panneaux structurels avant et arrière respectivement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - chaque tronçon d'extrémité d'un longeron est reçu dans un manchon de section transversale complémentaire de celle du longeron qui est porté par la plaque transversale structurelle correspondante, et en ce que le tronçon est collé dans le manchon ; - les manchons portés par une plaque transversale structurelle s'étendent depuis l'une des faces de cette plaque, longitudinalement en direction de l'autre plaque ; - chaque plaque transversale structurelle est réalisée par moulage ; - chaque manchon est réalisé venu de matière en une seule pièce avec la plaque transversale qui le porte ; - chaque longeron est un morceau de tube ; - la structure centrale comporte au moins quatre longerons qui sont agencés sensiblement au quatre angles des plaques transversales structurelles dont la forme générale est globalement rectangulaire ; - au moins un longeron s'étend longitudinalement à travers un manchon de fixation, au-delà de la plaque structurelle qui porte ce manchon ; - la structure centrale est couverte d'un élément d'habillage comportant au moins une plaque centrale horizontale, pouvant notamment constituer un élément de plancher, et de joues latérales verticales d'orientation longitudinale, dont la section transversale est en forme générale de U ou U renversé et qui est fixé par collage sur des longerons appartenant à la structure centrale ; - la structure centrale délimite un caisson central dans lequel sont agencés des réservoirs, notamment des réservoirs d'air comprimé à haute pression. Sans sortir du cadre de l'invention et à titre de variante représentant un équivalent mécanique, les manchons peuvent être remplacés par des plots ou sortes de moignons pénétrant à l'intérieur des tubes de longerons, cette disposition permettant en outre de ne pas nécessiter d'usinage (les plots venant de fonderie) avec l'utilisation d'une colle épaisse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective, avec arrachement partiel, de trois-quarts avant gauche et de dessus qui illustre un exemple de réalisation d'un châssis de véhicule automobile conforme aux enseignements de l'invention qui comporte notamment, outre la structure du châssis, les deux trains roulants ainsi que le moteur avec sa transmission ; - la figure 2 est une vue en perspective du châssis représenté à la figure 1 et dont on a enlevé certains éléments et composants afin de mieux faire apparaître la conception de la structure centrale porteuse ; - la figure 3, est une vue latérale de gauche selon la flèche F3 de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de dessus de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue d'extrémité selon la flèche F5 de la figure 3. Le châssis 10 de véhicule automobile qui est représenté aux figures présente une symétrie générale de conception par rapport à un plan vertical longitudinal médian et tous les éléments et composants correspondant à cette symétrie générale seront désignés par les mêmes chiffres de référence, qu'ils soient agencés à gauche ou à droite du plan médian. Le châssis représenté à la figure 1 est constitué pour l'essentiel par une structure centrale porteuse 12 délimitée longitudinalement vers l'avant par une plaque structurelle transversale, ou couple, avant 14 et par une plaque structurelle transversale, ou couple, arrière 16. Le châssis 10 comporte aussi, à l'avant du couple avant 14, un train roulant avant directeur 18 et, à J'arrière du couple transversal arrière 16, un train roulant arrière 20. La conception générale des deux trains avant 18 et arrière 20 représentés aux figures est donnée uniquement à titre d'exemple et est indépendante de la conception générale de la structure centrale 12 du châssis conforme aux enseignements de l'invention. Chaque plaque ou couple transversal 14,16 est ici de forme générale rectangulaire avec leurs bords supérieurs et inférieurs (correspondant à la longueur de la plaque rectangulaire) qui s'étendent dans des plans parallèles horizontaux. Chaque plaque ou couple transversal 14,16 est de préférence réalisée en aluminium ou en alliage d'aluminium, par exemple par moulage. Chaque plaque 14,16 est ici représentée sous la forme d'un élément plein mais, sans sortir du cadre de l'invention, il est bien entendu possible de la réaliser sous la forme d'un élément ajouré ou partiellement évidé. Il est aussi possible de prévoir des nervures de renfort sur chacune des plaques 14,16. Outre les deux couples transversaux 14 et 16, la structure centrale 12 comporte des longerons parallèles d'orientation générale longitudinale dont chacun est réalisé sous la forme d'un tronçon ou morceau d'un profilé en alliage léger, et notamment d'un profilé en aluminium ou en alliage d'aluminium. Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures, la structure centrale porteuse 12 comporte quatre longerons d'angles, c'est-à-dire deux longerons inférieurs 22 et deux longerons supérieurs 24 qui sont respectivement agencés sensiblement au voisinage des angles inférieurs et supérieurs des couples avant 14 et arrière 16. Comme on peut le voir aux figures, la structure centrale porteuse 12 comporte ici un cinquième longeron longitudinal central 26 qui s'étend dans le plan médian de symétrie du châssis et qui est agencé au voisinage des bords supérieurs des plaques 14 et 16. Chaque longeron 22,24, 26 est ici réalisé sous la forme d'un morceau d'un tube cylindrique de section annulaire circulaire. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à des longerons comportant une telle section circulaire. Pour la fixation et l'assemblage de chaque longeron qui s'étend au moins entre les plaques 14 et 16, chaque extrémité ou tronçon d'extrémité d'un longeron s'étend à travers un manchon complémentaire porté par la plaque correspondante. Ainsi, à titre d'exemple pour la description, et en se reportant notamment à la figure 4, on voit que le tronçon d'extrémité longitudinal avant 28 du longeron 26 s'étend à travers un manchon avant 30 réalisé en une seule pièce avec le couple avant 14 et qui s'étend longitudinalement vers l'arrière depuis la face transversale arrière du couple avant 14 en direction du couple arrière 16. De la même manière, le tronçon d'extrémité longitudinale arrière 31 du longeron central 26 s'étend à travers un manchon de montage et de fixation 32 réalisé en une seule pièce avec le couple arrière 16 et qui s'étend longitudinalement vers l'avant en direction de l'autre plaque depuis la face transversale avant du couple arrière 16. Conformément aux enseignements de l'invention, les tronçons d'extrémités 28 et 32 du longeron central 26 sont fixés par collage dans les manchons correspondants 30 et 32. Sur les figures, tous les manchons de montage et de fixation portés par une même plaque transversale ou couple 14, 16 sont désignés par les mêmes chiffres de référence, respectivement 30 et 32, quels que soient les longerons qu'ils reçoivent. Ainsi, pour le montage et la fixation des cinq longerons 22, 24, 26, chaque plaque transversale 14, 16 porte cinq manchons cylindriques 30,32 respectivement. Comme on peut le voir sur les figures, les longerons 22 et le tongeron central 26 ne s'étendent longitudinalement qu'entre les deux plaques transversales 14 et 16, c'est-à-dire que les manchons 30 et 32 qui les reçoivent peuvent être borgnes, tandis que les longerons supérieurs 24 s'étendent chacun longitudinalement vers l'arrière au-delà du plan du couple transversal arrière 16, c'est-à-dire que les manchons supérieurs 32 qui les reçoivent sont débouchants. Ainsi, les deux longerons supérieurs 24 se prolongent vers l'arrière par des segments d'extrémité arrière 34 qui sont ici reliés par une traverse 36 qui est réalisée, comme les longerons 24, sous la forme d'un morceau de profilé. Le prolongement vers l'arrière 34,36 peut notamment constituer un élément de protection en cas de choc et participer également à la rigidification de l'ensemble du châssis. On comprend aisément que la réalisation selon l'invention permet, à partir d'une paire de couples avant 14 et arrière 16 de réaliser des châssis de longueurs différentes, c'est-à-dire en utilisant des longerons 22, 24,26 coupés à la longueur souhaitée. La conception selon l'invention présente ainsi une grande modularité pour la réalisation du châssis 10. On voit également sur les figures, et ceci uniquement à titre d'exemple non limitatif, que les mêmes techniques d'assemblage et de fixation permettent de réaliser le montage du train avant 18 sur la face transversale avant du couple transversal avant 14 au moyen de manchons 38 qui peuvent appartenir au couple avant 14 ou à un élément transversal structurel 40 rapporté sur la face avant du couple avant 14. Il en est de même pour la fixation des éléments de suspension du train arrière ou du groupe motopropulseur, pour laquelle la face transversale arrière du couple transversal arrière 16 peut comporter des manchons 42 réalisés par exemple venus de matière par moulage en une seule pièce avec le couple transversal arrière 16. Comme on peut le voir à la figure 1, la conception générale de la structure centrale 12 avec ses longerons agencés globalement à la périphérie des couples transversaux 14 et 16 permet de dégager un espace interne important pour délimiter un logement ou caisson central de grandes dimensions et qui est protégé structurellement par les longerons. Conformément à un aspect de l'invention, il est possible d'aménager ou d'agencer dans cette espace central des réservoirs 46 de carburant ou de gaz sous pression tel que de l'air comprimé sous haute pression lorsque le moteur du véhicule, agencé ici en porte-à-faux à l'arrière du couple transversal arrière 16, est un moteur alimenté totalement ou partiellement en air comprimé conformément à la technologie mise en oeuvre par le demandeur pour la propulsion des véhicules. La forme et la structure particulièrement simple de la structure centrale porteuse permettent aussi de l'habiller d'un élément rapporté 48 qui présente ici, en section transversale, une forme générale de U renversé et qui comporte, s'étendant longitudinalement entre les deux couples transversaux 14 et 16, un dos supérieur horizontal 50 constituant un élément de plancher du véhicule et deux joues latérales d'orientation verticale 52 qui épousent la forme et les dimensions des longerons 22 et 24. L'élément rapporté 48 est par exemple fixé par collage sur les longerons et il peut ainsi participer à la rigidification de l'ensemble. L'élément 48 peut être un élément en tôle, d'acier ou d'alliage léger, mais il peut être aussi réalisé sous la forme d'un élément en matériau synthétique, par exemple à structure en nid d'abeilles. REVENDICATIONS 1. Châssis (10) de véhicule automobile comportant au moins une structure centrale porteuse (12) sur laquelle sont montés des organes de suspension (18,20) des trains roulants du véhicule et au moins un élément de plancher, caractérisé en ce que la structure centrale (12) comporte au moins deux éléments structurels transversaux en forme générale de panneaux (14,16), avant et arrière, réalisés notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium qui sont reliés par une série de longerons (22,24, 26) parallèles d'orientation longitudinale dont chacun est constitué par un morceau de profilé, réalisé notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium, dont deux tronçons d'extrémité avant (28) et arrière (31) sont fixés par collage aux panneaux structurels avant (14) et arrière (16) respectivement. 2. Châssis selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tronçon d'extrémité (28,31) d'un longeron est reçu dans un manchon (30,32) de section transversale complémentaire de celle du longeron qui est porté par la plaque transversale structurelle correspondante (14,16), et en ce que le tronçon (28, 31) est collé dans le manchon (30,32). 3. Châssis selon la revendication 2, caractérisé en ce que les manchons (30,32) portés par une plaque transversale structurelle (14,16) s'étendent depuis l'une des faces de cette plaque (14,16), longitudinalement en direction de l'autre plaque (14, 16). 4. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plaque transversale structurelle (14,16) est réalisée par moulage. 5. Châssis selon la revendication 4 prise en combinaison avec l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque manchon (30,32) est réalisé venu de matière en une seule pièce avec la plaque transversale (14,16) qui le porte. 6. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédente caractérisé en ce que les manchons sont remplacés par des plots pénétrant à l'intérieur des tubes de longerons. 7. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque longeron (22,24, 26) est un morceau de tube. 8. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure centrale comporte au moins quatre longerons (22,24) qui sont agencés sensiblement aux quatre angles des plaques transversales structurelles (14,16) dont la forme générale est globalement rectangulaire. 9. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un longeron (24) s'étend longitudinalement à travers un manchon de fixation (32), au-delà de la plaque structurelle (16) qui porte ce manchon (32). 10. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque structurelle centrale (12) est couverte d'un élément d'habillage (48) comportant au moins une plaque centrale horizontale (50), pouvant notamment constituer un élément de plancher, et de joues latérales verticales (52) d'orientation longitudinale, dont la section transversale est en forme générale de U ou U renversé et qui est fixé par collage sur des longerons appartenant à la structure centrale. 11. Châssis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure centrale (12) délimite un caisson central dans lequel sont agencés des réservoirs (46), notamment des réservoirs (46) d'air comprimé à haute pression.