Brevet FR2839491A1 — publié le 20031114

N#UD DE CONNEXION INFERIEUR D'UNE OSSATURE DE BASE DE VEHICULE AUTOMOBILE ET SON PROCEDE DE MONTAGE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de la construction automobile, en particulier un élément de jonction de plusieurs pièces de l'ossature de base d'une berline, notamment l'avant du bavolet, la traverse base de tablier, le pied avant, la tôle de passage de roue, le tablier interne avant, le longeron avant et le longeron central longitudinal. Art antérieur et problème posé L'ossature de base d'un véhicule automobile, tel qu'une berline, consiste essentiellement en un ensemble de poutres de formes diverses, sur lesquelles sont montés tous les équipements du véhicule. Les connexions entre ces différentes poutres sont obtenues au moyen de n#uds de connexion dont la forme peut être complexe et qui sont soumis à un ensemble de contraintes dont les directions et les intensités sont très variables, notamment en cas de collision. C'est le cas, en particulier, du n#ud de connexion avant inférieur, dont la conception est particulièrement délicate, puisqu'il relie l'un des longerons avant avec un ou plusieurs longerons centraux correspondants, en particulier un longeron central et un bavolet latéral. Les longerons avant et central et le bavolet appartiennent aux éléments formant l'ossature de base du véhicule sur laquelle sont montés, entre autres, le groupe motopropulseur sur les longerons avants et l'ensemble des équipements de l'habitacle sur les longerons centraux. Ces éléments sont donc extrêmement sollicités. Le noeud de connexion avant inférieur doit donc être conçu pour présenter certaines caractéristiques mécaniques précises, telles qu'un type de déformation particulier en cas de choc frontal sur le véhicule. En outre, suivant le type de véhicule, et en considérant une moitié de ce dernier, les longerons avant et central peuvent ne pas être alignés dans le prolongement l'un de l'autre, ce qui induit des géométries, au niveau du noeud de connexion, particulièrement complexes. Par ailleurs, par la demande de brevet français FR-2 800 693, du même déposant, on connaît un noeud de connexion, appelé également corbeau , remplissant les fonctions ci-dessus énoncées. Un tel noeud de connexion permet donc de supporter une extrémité d'un premier longeron et une extrémité d'un deuxième longeron du véhicule automobile. Deux supports sont placés sur une partie centrale de l'élément pour joindre les extrémités des deux longerons. Un tel élément de connexion est, en outre, constitué d'une seule pièce. Or, la fabrication de cet élément de connexion se fait en fonderie, et la complexité de sa forme amène à utiliser un processus de moulage qui présente un coût inacceptable. A cet effet, le moule en sable est actuellement utilisé, ce qui rend la fabrication de cette pièce coûteuse et la cadence peu satisfaisante, compte tenu du nombre de pièces à fabriquer. En effet, la complexité de la forme d'un tel n#ud de connexion est due à des vides, des bosses qui compliquent la présence des éventuelles dépouilles de moulage. De la sorte, si on choisit d'emboutir une telle pièce pour la fabriquer, les formes sont trop nombreuses et il s'avère nécessaire de concevoir un tel n#ud de connexion en deux pièces différentes, qu'il faut ensuite assembler par soudure. Il s'ensuit alors une dispersion mécanique à l'assemblage par soudure et des points de contrainte mécanique importants. D'autres noeuds de connexion présentent également des formes très compliquées, ce qui amène à les concevoir en plusieurs pièces externes. La diminution du coût de revient est donc un des points importants du cahier des charges pour motiver la présentation d'un n#ud de connexion différent, évitant, en outre, les inconvénients ci-dessus mentionnés. Résumé de l'invention A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un n#ud de connexion d'une ossature de base de véhicule automobile, destiné à raccorder entre autres : un bavolet ; une traverse basse de tablier ; un pied avant ; - une tôle de passage de roue ; - un tablier interne avant ; - un longeron longitudinal central ; et - un longeron avant, le n#ud étant conçu d'une seule pièce. Selon l'invention, il possède un bord latéral diagonal droit reliant l'extrémité arrière d'un côté latéral du n#ud avec l'extrémité centrale d'un côté avant du n#ud, ces trois éléments constituant l'ébauche d'un triangle horizontal. Ainsi, le bord diagonal droit participe grandement à la transmission des forces provenant de l'avant du véhicule, en cas d'éventuelles collisions frontales, sur les côtés du véhicule, et notamment le bavolet et assure une rigidité renforcée entre les différents éléments énoncés, en particulier de la traverse basse de tablier par rapport aux éléments latéraux de l'ensemble. De préférence, la base du n#ud de connexion est plane. Ceci facilite, d'une part, la fixation du plancher de l'habitacle qui est lui-même de forme générale plane. D'autre part, une telle planéité permet une meilleure diffusion des efforts en cas de choc frontal. Dans sa réalisation préférentielle, ce bord diagonal droit est équipé de plusieurs premières nervures de raidissage, perpendiculaire à la direction diagonale du bord diagonal droit. Il est prévu d'équiper le bord latéral du n#ud de connexion d'une série de deuxièmes nervures de raidissage, relativement longues et perpendiculaires à la direction longitudinale du bord latéral. Il s'avère très intéressant d'équiper le n#ud de connexion d'une série de troisièmes nervures placées sous la plate-forme du n#ud de connexion et reliant l'intérieur du bord diagonal droit aux nervures latérale arrière centrale incurvée et latérale avant. Dans ce cas, une des troisièmes nervures peut être équipée d'un premier trou de référence d'axe vertical. Cette troisième nervure équipée du trou de référence relie avantageusement l'intérieur du bord diagonal droit et l'angle formé par la nervure centrale incurvée et la nervure arrière. Il est très avantageux que la partie avant de la plate-forme et la partie inclinée qui la relie au bord diagonal droit soient courbées dans la direction longitudinale du véhicule vers l'avant. Ceci permet de ménager l'espace nécessaire à la pédale d'embrayage quand celle-ci est en position enfoncée et de mieux transmettre les efforts mécaniques. Une telle disposition permet également de ne pas gêner la continuité de transmission d'efforts entre les longerons avant inférieur et central gauche. Dans sa réalisation préférentielle, le n#ud de connexion selon l'invention est réalisé en alliage d'aluminium AS10GY30. Un deuxième objet principal de l'invention est un procédé de montage d'un n#ud de connexion, tel qu'il vient d'être décrit, notamment lorsqu'il comporte les nervures. En effet, celles-ci permettent de faciliter le soudage du n#ud de connexion sur le bas de caisse du véhicule. Plus précisément, les premières nervures du bord diagonal droit permettent de guider l'extrémité d'une pince à souder, facilitant ainsi la tache de l'opérateur. La largeur relativement importante du bord latéral 20, renforcée des deuxièmes nervures, permet de souder celui-ci sur le bavolet du véhicule par un cordon continu ou partiellement continu, situé à quelques millimètres du bord de ce bord latéral. Liste des figures L'invention et ses caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description détaillée d'une réalisation de l'invention. Trois figures accompagnent cette description et représentent respectivement : - figure 1, en vue de dessus, la localisation du n#ud de connexion selon l'invention, dans un véhicule automobile ; - figure 2, en vue cavalière de dessus, le n#ud de connexion selon l'invention ; et - figure 3, en vue cavalière de dessous, le n#ud de connexion selon l'invention. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 1 représente donc, en vue de dessus, l'avant d'un véhicule automobile de type berline. Les principales pièces de l'ossature de la carrosserie concernées par le n#ud de connexion selon l'invention ont été représentées en caractères gras. Les deux n#uds de connexion 1 ont été légèrement noircis. Ainsi, il est facile de comprendre la localisation d'un tel n#ud de connexion 1 avant inférieur, puisqu'il est placé juste en arrière d'une tôle de passage de roue 5, qui permet d'isoler latéralement de l'extérieur un coffre avant ou volume avant 2. Chaque véhicule possède donc deux n#uds de connexion 1, reliés entre eux par une traverse basse de tablier placée dans la partie inférieure d'un tablier interne avant 3. D'autre part, chaque n#ud de connexion 1 est également fixé à l'extrémité avant du bavolet 6 qui lui correspond. On précise que chaque n#ud de connexion 1 est situé à une hauteur correspondant au plancher de l'habitacle du véhicule. La figure 2 montre, de façon précise, comment un n#ud de connexion selon l'invention est implanté à l'intérieur de l'ossature du véhicule. On constate que ce n#ud de connexion 1 possède donc un bord diagonal droit 10 dont une première extrémité arrière 13 forme un angle obtus avec une extrémité arrière d'un bord latéral 20 du n#ud de connexion, contre le bavolet 6 du véhicule. Une deuxième extrémité 14 du bord diagonal droit 10 rejoint la traverse basse 3A du tablier avant 3. En fait, si l'on considère ce n#ud de connexion 1 vu de dessus, comme représenté à la figure 1, le bord latéral diagonal droit 10 constitue l'hypoténuse d'un triangle rectangle qui définirait la forme générale de ce n#ud de connexion 1, l'angle droit étant supprimé, puisqu'il se trouverait à l'intérieur de l'espace de la roue, référencée 4 sur la figure 1. Le centre du noeud de connexion 1 est constitué par une plate-forme 12 dont la surface supérieure horizontale est légèrement surélevée par rapport à la surface supérieure du bord diagonal droit 10. La plate-forme 12 est reliée au bord diagonal droit 10 d'une partie inclinée 18, qui suit la direction diagonale de ce dernier, sauf vers l'avant du véhicule où elle s'incurve pour revenir dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du véhicule, ceci permet de ménager un logement utile, lorsque la pédale d'embrayage du véhicule est en position enfoncée. Ceci permet également une meilleure reprise d'effort, en ne gênant pas la continuité des longerons de part et d'autre du tablier avant 3, le longeron central gauche 9 et le longeron avant inférieur 25. Aux autres endroits, la plate-forme 12 est délimitée par une nervure latérale arrière 17, parallèle à l'axe de la forme générale du bord latéral 20. A une extrémité avant de cette nervure latérale arrière 17, cette dernière augmente de hauteur pour rejoindre une nervure centrale incurvée 15 qui épouse la forme externe de la tôle de passage de roue 5. A son autre extrémité, cette nervure centrale incurvée 15 rejoint une nervure latérale avant 16 qui épouse la forme du tablier avant 3. On note que celle-ci se prolonge vers l'avant par un moyen de réception en forme de U 19 destiné à venir recevoir la traverse basse 3A du tablier avant 3. La nervure latérale avant 16 et le moyen de réception en forme de U 19 constituent l'extrémité centrale du n#ud de connexion. En effet, cette traverse basse 3 est représentée en traits interrompus, tous comme les autres éléments de l'ossature du véhicule. Cette traverse basse 3A est donc perpendiculaire à l'axe longitudinal du véhicule et rejoint l'autre n#ud de connexion avant inférieur du véhicule. On a également fait figurer un des deux longerons centraux 8 du véhicule qui sont fixés à cette traverse basse 3A. De même, un longeron central gauche 9 est également schématisé en traits mixtes. Il peut faire partie d'une tôle de plancher 29 qui constitue une partie du plancher de l'habitacle du véhicule et qui rejoint le bavolet 6 de façon latérale. Le plancher du véhicule, symbolisé partiellement par la tôle de plancher 29 sur la figure 2, est posé sur le n#ud de connexion 1 et sur le longeron longitudinal central 8. Vers l'avant du véhicule, le tablier avant 3 est complété d'un support de crémaillère 28 qui s'étend vers le haut, de façon légèrement inclinée. A côté de celui-ci se trouve un trou de passage d'organes de commande 27. Le longeron avant inférieur 25 est fixé au n#ud de connexion 1 par la nervure latérale avant 16. Sur le côté du n#ud de connexion 1, a également été représenté un pied avant latéral 7 dont l'extrémité inférieure est fixée à l'extrémité avant du bavolet 6. On note que le bavolet 6 est encastré au-dessus ou autour du bord latéral 20 en pénétrant dans l'angle constitué par ce dernier et la nervure latérale arrière 17. La figure 3 montre le même n#ud de connexion, mais vu par en dessous. On peut ainsi constater que le bord diagonal droit 10 est équipé d'une série de premières nervures 11 de raidissage, perpendiculaires à la direction de ce bord diagonal droit 10. Ces premières nervures 11 présentent un espacement régulier, apte à faciliter le travail de soudage en guidant la pince à souder, de façon précise et à espaces réguliers. De même, le bord latéral 20 est également équipé d'une série de deuxièmes nervures 21 de raidissage du bord latéral 20, ces deuxièmes nervures 21 permettant également un assemblage du n#ud de connexion sur le bavolet référencé 6 dans les figures précédentes, sans nécessiter une obligation de retourner le véhicule, pendant le montage, pour souder le bavolet des deux côtés du châssis du véhicule. On remarque que la largeur du bord latéral 20 et la longueur des deuxièmes nervures 21 qui l'équipent sont relativement longues, voire une dizaine de centimètres. Ceci permet de souder le bord latéral 20 du n#ud de connexion sur le bavolet 6 du véhicule au moyen d'un cordon continu ou partiellement continu, et ceci sans nécessiter un éventuel retournement du châssis. Ainsi, un cordon de soudure 22 peut être effectué sur ce bord latéral 20, à quelques millimètres de l'extrême bord de ce bord latéral 20, à la base du bavolet 6. Compte tenu du fait que la pièce, constituant le n#ud de connexion, est en aluminium, et de la présence des rainures 21 en dessous du bord latéral 20, l'échauffement thermique dû à une soudure continue ou partiellement continue est dissipé, l'ensemble ne se déformant pas pendant un tel soudage. Le dessous du n#ud de connexion est équipé d'une série de troisièmes rainures 31,32, 33,34, 35, reliant chacune un endroit de l'intérieur du bord diagonal droit 10 vers un des deux autres côtés constitués d'une des nervures centrale incurvée 15, latérale avant 16 ou latérale arrière 17. Plus précisément, la première 31 des troisièmes nervures relie la rainure latérale arrière 17 à l'intérieur du bord diagonal 10. La deuxième 32 de ces troisièmes nervures relie l'angle formé par cette nervure latérale arrière 17 et par la nervure centrale incurvée 15 avec une partie intérieure du bord diagonal 10. On note qu'elle est équipée d'un premier trou de référence 36 dont l'axe est vertical. En effet, un tel trou de référence 36 sert au positionnement, entre autres, du n#ud de connexion 1, lors du montage de l'ensemble de l'ossature du véhicule. Plus précisément, il sert de mise en référence de la caisse sur la balancelle. Cette dernière permet la manutention automatique de cette caisse vers les différents postes de finition, tels que masticage, cataphorèse, montage des organes mécaniques. L'ensemble des phases du montage du n#ud de connexion, selon l'invention, n'est pas décrit totalement dans cette description. Toutefois, on précise qu'une première étape particulière du montage selon l'invention consiste bien à souder les bords latéraux 20 sur le bavolet 6 du véhicule, en procédant à un cordon de soudage 22 continu ou pratiquement continu, placé à quelques millimètres de l'extrémité longitudinale du bord latéral 20. Cette phase de soudage peut être effectuée sans nécessiter le retournement de l'ensemble du châssis ou l'éventuelle intervention d'un opérateur en dessous de celui-ci. Une autre étape du procédé de montage du n#ud de connexion selon l'invention consiste à fixer, par soudage au cordon, le bord diagonal 10 sur le châssis du véhicule et plus particulièrement sur un longeron central gauche ou droit. La présence des nervures 11, placées à des endroits régulièrement espacés, permet le guidage d'une pince à souder pour effectuer des points ou des cordons de soudure, de manière régulière, la tache de l'opérateur étant ainsi facilitée. La troisième 33 de ces troisièmes nervures relie le même endroit intérieur du bord diagonal droit relié par l'extrémité de la deuxième 32 de ces troisièmes nervures avec le centre de la nervure centrale incurvée 15. Elle est également équipée d'un deuxième trou de référence 37 qui sert à piloter la pièce dans le moyen de montage. La quatrième 34 de ces troisièmes nervures relie le centre de la nervure centrale incurvée 15 avec une partie plus en arrière du bord diagonal droit 10. Enfin, la cinquième 35 de ces troisièmes nervures relie ce même endroit du bord diagonal droit 10 avec l'angle formé par la nervure centrale incurvée 15 et par la nervure latérale arrière 17. Cette série de troisièmes nervures 31,32, 33,34 et 35 participe grandement à la rigidité d'un n#ud de connexion 1, en empêchant sa déformation complète, notamment en cas d'un choc qui se répercuterait dans une direction allant de la roue vers l'intérieur de l'habitacle du véhicule. De façon générale, les différentes nervures servent, entre autres, à garder un parallélisme rigoureux dans le plan supérieur et le plan inférieur du n#ud de connexion, également pendant le soudage de celui-ci à d'autres éléments de l'ossature du véhicule. On remarque que la forme générale du centre du n#ud de connexion selon l'invention est relativement plane. Ceci contribue, à l'aide des différentes nervures, à augmenter sa rigidité. Le matériel utilisé pour constituer le n#ud de connexion selon l'invention est en alliage d'aluminium AS10GY30. Le n#ud de connexion est obtenu par moulage de type multipièce, à savoir quatre pièces à la fois, dans le but de réaliser cinquante véhicules par jour. On préconise un moulage sous pression et sous vide pour obtenir un allègement optimum. 1. Noeud de connexion (1) d'une ossature de base de véhicule automobile destiné à raccorder entre autres : un bavolet (6) ; un pied avant (7) ; une traverse basse (3A) de tablier avant (3) ; - une tôle de passage de roue (5) ; un longeron longitudinal central (8) ; et un longeron avant (25), le n#ud de connexion étant constitué d'une seule pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un bord diagonal droit (10) reliant l'extrémité arrière d'un côté latéral (20) du n#ud de connexion (1) avec l'extrémité centrale d'un côté avant du n#ud, ces trois éléments constituant l'ébauche d'un triangle rectangle horizontal. 2. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa base est de forme générale plane. 3. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série de premières nervures (11) du bord diagonal droit (10), perpendiculaires à celui-ci. 4. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série de deuxième nervures (21) du bord latéral (20), parallèles à ce dernier et relativement longues. 5. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie avant de la plate-forme (12) et d'une partie inclinée (18) qui relie celle-ci au bord diagonal droit (10) est courbée vers l'avant dans la direction longitudinale du véhicule. 6. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est en alliage d'aluminium AS10GY30. 7. N#ud de connexion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une série de troisièmes nervures (31,32, 33, 34, 35), placées sous la plate-forme (12) du n#ud de connexion (1) et reliant l'intérieur du bord diagonal droit (10) aux nervures latérale arrière (17), centrale incurvée (15) et latérale avant (16). 8. N#ud de connexion selon la revendication 7, caractérisé en ce que au moins une (32) des troisièmes nervures est équipée d'un premier trou de référence (36) d'axe vertical. 9. N#ud de connexion selon la revendication 8, caractérisé en ce que la troisième nervure (32) équipée du premier trou de référence (36) relie l'intérieur du bord diagonal droit (10) et l'angle formé par la nervure centrale incurvée (15) et la nervure arrière (17). 10. Procédé de montage d'un n#ud de connexion selon la revendication 3 sur un véhicule, caractérisé en ce qu'il consiste à souder au cordon, au moins partiellement continu, le bord diagonal droit (10) sur un longeron central gauche (9) du véhicule, en s'aidant des premières nervures (11). 11. Procédé de montage d'un n#ud de connexion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à souder au cordon, au moins partiellement continu, le côté latéral (20) sur le bavolet (6) par un cordon longitudinal (22) situé à quelques millimètres du bord latéral (20).