Brevet FR2831511A1 — publié le 20030502

"Cabine de véhicule réalisée par assemblage de tronçons de profilé" La présente invention propose une cabine de véhicule automobile, notamment de transport, dont la structure est réalisée par assemblage de tronçons de profilé. Les cabines des véhicules de transport conventionnelles sont généralement constituées d'une structure du type tôlée sur laquelle sont fixés des éléments de carrosserie et autres accessoires. L'utilisation des véhicules de transport dans des zones dans lesquelles règnent des risques d'agression impose une protection des personnes se trouvant à l'intérieur de la cabine. Cette protection est notamment réalisée par l'utilisation d'éléments de protection balistique fixés sur la structure de la cabine. Les solutions connues antérieurement sont essentiellement basées sur l'ajout d'éléments de protection à l'intérieur ou à l'extérieur de la cabine. Lorsque les panneaux sont disposés à l'extérieur de la cabine, l'aspect visuel est énormément pénalisé puisque les panneaux sont visibles de l'extérieur et, quand les panneaux sont retirés, les aménagements pour leur fixation demeurent apparents. Lorsque les panneaux sont fixés directement à l'intérieur de la cabine, l'aspect extérieur est conservé, mais ceci au détriment de l'habitabilité et du confort. Une autre solution consiste à déposer les éléments de carrosserie, puis à visser des panneaux de protection, et enfin à remonter les éléments de carrosserie en recouvrant les panneaux. Toutes ces solutions sont contraignantes car la masse d'une structure conventionnelle réalisée en tôles embouties pénalise la masse supplémentaire de protection qui pourra être mise en place sur la cabine en adéquation avec les capacités de transport du véhicule concerné. De plus les éléments de protection peuvent avoir une masse atteignant jusqu'à 90 kg/m2 et la résistance de la structure n'est pas nécessairement conçue pour recevoir une telle masse. Il faut alors renforcer la structure, ce qui nécessite une reprise profonde de l'ensemble de la structure, et donc des investissements trop importants pour des réalisations en petites et moyennes séries. La solution proposée par l'invention consiste à réaliser une structure de cabine par l'assemblage de tronçons de profilé sur laquelle se fixent les éléments de protection, ainsi que la carrosserie et autres équipements. Selon l'invention, la cabine de véhicule, notamment de véhicule utilitaire ou de transport, destinée à recevoir des éléments de protection, comprend une structure en treillis, ou cage, formant le châssis, ou armature de la cabine et sur laquelle sont fixés les éléments de protection, des éléments d'isolation et des éléments de carrosserie, est caractérisée en ce que la structure est entièrement réalisée par assemblage de tronçons de profilé. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la structure est globalement de forme parallélépipédique dont les faces sont constituées par six ensembles démontables en une face avant permettant l'adaptation d'une calandre et délimitant un cadre pour la mise en place d'un vitrage, deux faces latérales, chacune définissant le cadre d'une portière latérale, un pavillon, une face arrière et un soubassement ; - les éléments de protection sont fixés à l'intérieur de la structure ; - le profilé est constitué d'un corps ou poutre tubulaire de section rectangulaire ayant une grande paroi intérieure et une grande paroi extérieure, deux petites parois, une rainure réalisée sur les parois intérieure et extérieure, une première aile prolongeant la paroi intérieure vers l'intérieur de la face de la structure et une seconde aile prolongeant la petite paroi opposée à la première aile par rapport à la paroi intérieure, la seconde aile prolonge la petite paroi vers l'intérieur de la structure ; - les éléments de protection sont fixés à l'extérieur de la structure et les éléments de carrosserie recouvrent les éléments de protection ; - le profilé est constitué d'un corps ou poutre tubulaire de section en L dont les deux ailes sont globalement identiques, chaque aile comporte une paroi intérieure, une paroi extérieure, une paroi d'extrémité, une rainure réalisée sur les parois intérieures et les parois extérieures et une aile prolongeant la paroi intérieure vers le centre de la face de la structure ; - les tronçons de profilé et les éléments de protection comportent des formes complémentaires permettant la fixation des éléments de protection à la structure ; - les formes situées sur les tronçons de profilé consistent en des rainures qui reçoivent des tenons, liés aux éléments de protection, venant s'appuyer sur la face interne de la paroi sur laquelle est pratiquée la rainure ; - les éléments d'isolation sont disposés dans l'épaisseur de chaque face de la structure ; - la cabine peut accueillir des éléments de protection de masse surfacique comprise entre 0 et 90 Kg/m2. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée de troisquarts avant gauche de la structure de la cabine de véhicule conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un détail à plus grande échelle illustrant l'assemblage de tronçons de profilé avec les éléments de protection, les éléments d'isolation et la carrosserie selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 sur laquelle les composants sont représentés avec des éléments de fixation ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 selon un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 sur laquelle les composants sont représentés avec des éléments de fixation ; - la figure 6 est une vue en perspective éclatée de la structure de cabine montrant une autre mode de montage, conforme à un second mode de réalisation de l'invention. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué à la figure 1. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté sur la figure 1 une structure 10 d'une cabine. Cette structure 10 est du type en treillis réalisée à partir de tronçons de profilé 12. La structure 10 peut recevoir des éléments de protection 14, des éléments d'isolation 16 et des éléments de carrosserie 18 qui sont représentés partiellement aux figures 2 à 5. La structure 10, réalisée par exemple à partir de tronçons de profilé d'aluminium, est constituée de six unités correspondant globalement aux six faces de la forme générale parallélépipédique de la structure 10, c'est à dire, la face avant 20, les deux faces latérales 22, la face arrière 24, le pavillon 26 et le soubassement 28. Les différentes faces sont assemblées par des moyens conventionnels de liaison permettant un montage et un démontage à volonté. La face avant 20 permet l'adaptation d'une calandre si le véhicule en est équipé, de tabliers, d'un tableau de bord, et elle sert aussi de cadre pour la mise en place et le maintien d'un vitrage incliné (non représenté). Les faces latérales 22 forment chacune un cadre sur lequel est fixée une portière latérale avant et, le cas échéant, une portière latérale arrière (non représentées). Le pavillon 26 permet d'adapter, si besoin, une trappe de toit pouvant servir d'issue de secours ou un support par exemple du type circulaire pour accueillir un armement ou un dispositif d'observation. Le soubassement 28 supporte le plancher de la cabine. Sa forme permet d'adapter la structure aux formes des éléments du véhicule situés en dessous de la cabine, notamment aux formes du groupe moto-propulseur. De ce fait, le soubassement est constitué d'une traverse inférieure 30 à sa partie avant, et de deux longerons ou brancards inférieurs 32 s'étendant depuis la traverse inférieure 30 vers l'arrière et qui sont fixés à des points de la traverse inférieure 30 qui la divisent en trois tronçons sensiblement de même longueur. Chaque longeron ou brancard inférieur 32 est constitué successivement d'un premier tronçon avant 34 horizontal fixé à la traverse inférieure 30, d'un second tronçon intermédiaire 36 incliné et d'un troisième tronçon arrière 38 horizontal. Le second tronçon 36 est incliné de sorte que le troisième tronçon 38 soit situé dans un plan supérieur au plan du premier tronçon 34. Le soubassement 28 comporte aussi deux tronçons transversaux arrière 40 reliés à chaque longeron inférieur 32 au niveau du raccord entre le second tronçon 36 et le troisième tronçon 38, et dirigés transversalement vers l'extérieur du soubassement 28. Chaque face latérale 22 en forme de cadre comprend un montant vertical avant 42, un montant vertical arrière 44, un longeron supérieur horizontal 46, un longeron inférieur horizontal 48 et un montant incliné 50. Le montant avant 42 est de hauteur inférieure au montant arrière 44 et est lié à l'extrémité avant du longeron latéral inférieur 48. Le montant arrière 44 est fixé au longeron latéral inférieur 48 au niveau du raccordement entre le second tronçon 36 et le troisième tronçon 38 du longeron latéral inférieur 48. Le longeron supérieur 46 est parallèle à l'axe longitudinal et de longueur inférieure au longeron latéral inférieur 48. Il est relié à l'extrémité supérieure du montant arrière 44 de sorte que son extrémité arrière soit située à la verticale de l'extrémité arrière du longeron latéral inférieur 48. Le montant incliné 50 est fixé à son extrémité inférieure à l'extrémité supérieure du montant avant 42 et à son extrémité supérieure à l'extrémité avant du longeron supérieur 46. Le cadre latéral 22 comprend aussi un montant intermédiaire de renfort vertical 52 fixé au longeron latéral inférieur 48 et au montant incliné 50. Le montant intermédiaire de renfort 52 est situé à proximité du montant avant 42. Chaque cadre latéral 22 et le soubassement sont reliés de sorte que l'extrémité d'un tronçon arrière transversal 40 est reliée au raccordement entre le tronçon intermédiaire 36 et le tronçon arrière 38 du longeron latéral inférieur 34, et de sorte qu'une extrémité de la traverse inférieure 30 est reliée au raccordement entre le montant avant 42 et le longeron latéral inférieur 48. La face arrière 24 est composée de deux montants latéraux verticaux 54, d'une traverse arrière supérieure 56, d'une traverse intermédiaire 58, de deux tronçons inférieurs 60 et de deux montants intermédiaires verticaux 62. Les montants latéraux 54 sont fixés à leurs extrémités supérieures aux extrémités latérales de la traverse arrière supérieure 56. Ils reçoivent, à la moitié de leur longueur, la traverse intermédiaire 58 et, à l'extrémité inférieure de chacun, un tronçon inférieur 60. Chaque tronçon inférieur 60 est transversal et horizontal et il s'étend depuis le montant latéral 54 auquel il est fixé-vers l'intérieur de la face arrière 24 sur une longueur sensiblement égale au tiers de la longueur de la traverse intermédiaire 58. Les montants intermédiaires 62 sont fixés aux tronçons inférieurs 60 et s'étendent vers le haut depuis les tronçons inférieurs 60 jusqu'à la traverse intermédiaire 58. La face arrière 24 est fixée aux faces latérales 22 de sorte que les extrémités supérieures et inférieures des montants latéraux 54 reçoivent respectivement les extrémités arrières des longerons supérieurs 46 et des longerons inférieurs 48. La face arrière est aussi reliée au soubassement 28, de sorte que l'extrémité arrière des longerons inférieurs 32 soit reliée au raccordement entre les tronçons inférieurs 60 et les montants intérieurs 62. La face avant 20 est constituée de la traverse inférieure 30 du soubassement 28, des montants avant 42 et des montants inclinés 50 des faces latérales 22, ainsi que d'une traverse avant intermédiaire 64 et d'une traverse frontale supérieure 66. La traverse avant intermédiaire 64 est fixée à ses extrémités aux faces latérales 22 au niveau des raccordements entre les montants avant 42 et les montants inclinés 50. La traverse frontale supérieure 66 est fixée à ses extrémités aux cadres latéraux 22 au niveau des raccordements entre les montants inclinés 50 et les longerons supérieurs 46. Le pavillon 26 est composé de la traverse frontale supérieure 66, de la traverse arrière supérieure 56, des longerons supérieurs 46 et d'une traverse supérieure 68 fixée à ses extrémités aux longerons supérieurs 46 au niveau de leur liaison avec les montants arrière 44. Cette structure 10 ainsi décrite définit un certain nombre de polygones qui, à l'exception de ceux recevant les portières et le vitrage, peuvent être garnis par des éléments d'isolation 16, des éléments de protection 14 et des panneaux de carrosserie 18 qui sont accolés à ces éléments d'isolation. Les éléments de protection 14 peuvent être disposés soit à l'intérieur de la structure 10, soit à l'extérieur de celle-ci. Selon la disposition intérieure ou extérieure des éléments de protection 14, les profilé 12 ont un profil adapté au mode de montage. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, les éléments de protection 14 sont disposés à l'intérieur de la structure 10. Les éléments d'isolation 16 sont disposés dans l'épaisseur des cadres formés par les tronçons de profilé 12. Les éléments de protection 12 sont accolés contre des parois intérieures du profilé 12 et contre les éléments d'isolation 14 et sont maintenus en position grâce à des moyens de fixation 70. Les éléments de carrosserie 18 sont accolés contre les parois extérieures du profilé 12 et contre les éléments d'isolation 14, et sont maintenus en position par des moyens conventionnels. Ainsi, pour une disposition des éléments de protection 14 à l'intérieur de la structure 10, le profilé 12 est principalement constitué d'un corps ou poutre tubulaire 72 de section rectangulaire. Ce corps tubulaire 72 possède une grande paroi intérieure 74 qui est située à l'intérieur de la structure 10 et une grande paroi extérieure 76 qui est située à l'extérieur de la structure 10, ainsi que deux petites parois 78. Une rainure 80 est réalisée dans la paroi intérieure pour permettre aux moyens de fixation 70 de s'appuyer contre la face interne 82 de la grande paroi intérieure. Les éléments de protection s'appuient contre la face externe 84 de la grande paroi intérieure 74. Pour augmenter la surface d'appui, le profilé 12 comporte une première aile 86 qui prolonge la grande paroi intérieure 74. Afin de pouvoir offrir un appui aux éléments de protection 14 ou d'isolation 16 qui sont perpendiculaires au cadre considéré, notamment en ce qui concerne les tronçons de profilé 12 périphériques du cadre, le profilé 12 comporte une seconde aile 88, perpendiculaire à la grande paroi intérieure 74, située à l'extrémité de la grande paroi intérieure opposée à la première aile 86 et s'étendant depuis la grande paroi intérieure 74 vers l'intérieur de la structure 10. Pour accroître la rigidité de la structure, le profilé peut comporter des cloisons internes 90. Selon un second mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, les éléments de protection 14 sont disposés à l'extérieur de la structure 10. Les éléments d'isolation 16 sont disposés dans l'épaisseur de la structure 10, c'est à dire dans les cadres formés par tous les tronçons de profilé 12. Les éléments de protection 14 sont accolés à l'extérieur des parois externes des éléments de carrosserie 18 et sont maintenus en place par des moyens conventionnels. Pour une disposition des éléments de protection 14 à l'extérieur de la structure 10, le profilé 12 a une seconde structure. Dans le cas de tronçons de profilé 12 situés à la périphérie du cadre considéré, par exemple les montants arrière 44, ces tronçons de profilé 12 supportent des éléments de protection orientés suivant deux directions perpendiculaires. Il alors est principalement constitué d'un corps ou poutre tubulaire 92 de section en L dont les deux ailes 94 sont globalement identiques. Chaque aile 94 comporte une paroi intérieure 96 qui est située à l'intérieur de la structure 10, une paroi extérieure 98 qui est situé à l'extérieur de la structure 10 et une paroi d'extrémité 100 située à l'extrémité de chaque aile 94 opposée à l'extrémité de raccordement de chaque aile 94. Une rainure 80 est réalisée dans chaque paroi intérieure 96 et dans chaque paroi extérieure 98 pour permettre aux moyens de fixation 70 de s'appuyer contre les faces internes 102 des paroi intérieures 96 et des parois extérieures 98. Les éléments de carrosserie 18 s'appuient contre la face externe 104 de la paroi extérieure 98 et des éléments de garnissage intérieur 120 s'appuient contre la face externe 108 de la paroi intérieure 96. Pour augmenter la surface d'appui contre la paroi intérieure 96, le profilé 12 comporte une aile 110 prolongeant la paroi intérieure vers l'intérieur du cadre. Afin d'accroître la rigidité de la structure 10, le profilé peut comporter des cloisons internes 112. Dans le cas de tronçons de profilé 12 situés à l'intérieur du cadre, par exemple pour la traverse intermédiaire 58, ces tronçons ne supportent des éléments de protection 14 que sur un plan. Le profilé 12 a alors une structure (non représentée), similaire à la précédente, qui consiste en une seule aile 94 du corps tubulaire 92 comportant une paroi intérieure 96, une paroi extérieure 98, deux parois d'extrémité 100 et, le cas échéant, des cloisons internes 112. La fixation des éléments de protection 14 aux tronçons de profilé 12 est réalisée par l'utilisation de moyens de fixation 70, liés aux éléments de protection 14, qui coopèrent avec les rainures 80. Pour cela chaque moyen de fixation 70 comporte un tenon 114 qui est inséré dans une rainure 80. Ce tenon 114 est de forme générale en T, la face inférieure 116 de la barre du T s'appuie contre la face interne 82,102 du profilé 12, à proximité de la rainure 80, afin de maintenir l'appui et le serrage entre l'élément de carrosserie 18 et la face externe 84,104 du profilé 12. Ces moyens de fixation 70 peuvent également être utilisés pour la fixation des éléments de protection 14, des éléments d'isolation 16 ou d'éléments d'étanchéité 118 comme d'éléments de garnissage intérieur 120. Les liaisons entre les différents tronçons de profilé 12 sont obtenues par des moyens conventionnels comme par exemple le soudage ou le collage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 6, chaque unité de la structure 10 est montée individuellement. Les unité sont réalisées ici par soudage de tronçons de profilés 12. Après le montage des unités, celles-ci sont assemblées, ici par boulonnage, pour former la structure 10. Ensuite, la structure 10 est garnie avec les éléments de protection 14, les éléments d'isolation 16 et les éléments de carrosserie 18. La structure 10 permet, en faisant varier les dimensions des tronçons de profilé 12, d'obtenir différentes variantes de cabine et ainsi de pouvoir réaliser une gamme de cabines adaptées notamment aux divers besoins d'architecture, tout en réduisant les investissements nécessaires. La structure 10 est dimensionnée pour pouvoir recevoir des éléments de protection 14, notamment de protection balistique, pouvant avoir une masse surfacique inférieure ou égale à 90 kg/m2. Une fois la protection mise en place, la cabine conservera un aspect visuel d'origine puisque les mêmes éléments de carrosserie 18 peuvent être conservés avec ou sans élément de protection 14, que les éléments de protection 14 soient disposés à l'intérieur ou à l'extérieur de la structure 10. Par ailleurs, l'utilisation de tronçons de profilés 12 en aluminium et d'éléments de carrosserie 18 en matériau composite permet de réduire la masse de la cabine, tout en conservant des caractéristiques mécaniques permettant de recevoir les éléments de protection 14. Enfin, les rainures 80 permettent une flexibilité des aménagements intérieurs et extérieurs, permettant donc un montage d'équipements et d'éléments de protection 14 divers. REVENDICATIONS 1. Cabine de véhicule, notamment de véhicule utilitaire ou de transport, destinée à recevoir des éléments de protection (14), comprenant une structure (10) en treillis, ou cage, formant le châssis, ou armature de la cabine et sur lequel sont fixés les éléments de protection (14), des éléments d'isolation (16) et des éléments de carrosserie (18) caractérisée en ce que la structure (10) est entièrement réalisée par assemblage de tronçons de profilé (12). 2. Cabine de véhicule selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la structure (10) est globalement de forme parallélépipédique dont les six faces consistent en une face avant (20) permettant l'adaptation d'une calandre et délimitant un cadre pour la mise en place d'un vitrage, deux faces latérales (22), chacune définissant le cadre d'une portière latérale, un pavillon (26), une face arrière (24) et un soubassement (28). 3. Cabine de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments de protection (14) sont fixés à l'intérieur de la structure (10). 4. Cabine de véhicule selon la revendication 3, caractérisée en ce que le profilé (12) est constitué d'un corps ou poutre tubulaire (72) de section rectangulaire ayant une grande paroi intérieure (74), une grande paroi extérieure (76), deux petites parois (78), une rainure (80) réalisée sur la grande paroi intérieure (74), une première aile (86) prolongeant la grande paroi intérieure (74) vers l'intérieur de la face de la structure (10) et une seconde aile (88) prolongeant la petite paroi (78) opposée à la première aile (86) par rapport à la grande paroi intérieure (74), la seconde aile (88) prolonge la petite paroi (78) vers l'intérieur de la structure (10). 5. Cabine de véhicule selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de protection (14) sont fixés à l'extérieur de la structure (10) et les éléments de carrosserie (18) recouvrent les éléments de protection (14). 6. Cabine de véhicule selon la revendication 5, caractérisée en ce que le profilé (12) est constitué d'un corps ou poutre tubulaire (92) de section en L dont les deux ailes (94) sont globalement identiques, chaque aile (92) comporte une paroi intérieure (96), une paroi extérieure (98), une paroi d'extrémité (100), une rainure (80) réalisée sur les parois intérieures (96) et les parois extérieures (98) et une aile (110) prolongeant la paroi intérieure (96) vers le centre de la face de la structure (10). 7. Cabine de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons de profilé (12) et les éléments de protection (14) comportent des formes complémentaires permettant la fixation des éléments de protection (14) à la structure (10). 8. Cabine de véhicule selon la revendication 7, caractérisée en ce que les formes situées sur les tronçons de profilé consistent en des rainures (80) qui reçoivent des tenons (114), liés aux éléments de protection (14), venant s'appuyer sur la face interne (82,102) de la paroi sur laquelle est pratiquée la rainure (80). 9. Cabine de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments d'isolation (16) sont disposés dans l'épaisseur de chaque face de la structure (10). 10. Cabine de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle peut accueillir des éléments de protection (14) de masse surfacique comprise entre 0 et 90 Kg/m2.