Brevet FR2885582A1 — publié le 20061117

La présente invention concerne une structure de véhicule automobile, du type comprenant une ossature possédant au moins deux membrures solidaires l'une de l'autre et se rejoignant entre elles en forrnant un noeud d'ossature. L'ossature d'un véhicule automobile est soumise à des vibrations provenant notamment des liaisons au sol et du moteu du véhicule automobile. Pour des raisons de confort, les vibrations transmises aux passagers par l'intermédiaire de l'ossature doivent être limitées. Pour ce faire, une solution consiste à rigidifier l'ossature, notamment en prévoyant des organes de renfort des noeuds de l'ossature, de façon que la fréquence minimale de vibration de la structure est supérieure à la fréquence des sollicitations de la route ou du moteur habituellement rencontrées. Néanmoins, la rigidification de l'ossature augmente le coût de fabrication et le poids de la structure. Un but de l'invention est de fournir une structure de véhicule automobile permettant de limiter les transmissions de vibrations, tout en limitant les coûts de fabrication et le poids de la structure. A cet effet, l'invention propose une structure de véhicule automobile du type précité, caractérisé en ce qu'elle comprend au moins un dispositif d'amortissement comprenant un élément tubulaire interne rigide solidaire d'une membrure, un élément tubulaire externe rigide solidaire de l'autre membrure, les deux éléments tubulaires étant sensiblement coaxiaux, les deux éléments tubulaires étant reliés entre eux par un corps déformable d'amortissement disposé entre les deux éléments tubulaires. Selon d'autres modes de réalisation, la structure de véhicule automobile comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - une des membrures s'étend suivant un axe, et les axes des éléments tubulaires sont sensiblement alignés avec l'axe de ladite membrure; - les membrures se rejoignent en formant un noeud en T; - les membrures se rejoignent en formant un noeud en L; - le noeud d'ossature est creux, et le dispositif d'amortissement est disposé à l'intérieur du noeud d'ossature; - le corps déformable est réalisé en matériau viscoélastique; - le matériau viscoélastique est un élastomère synthétigJe; - le corps déformable est surmoulé sur au moins un des éléments tubulaires; - le corps déformable est collé sur au moins un des éléments tubulaires; - au moins un des éléments tubulaires est formé par deux coquilles fixées l'une sur l'autre; et - le corps déformable d'amortissement est disposé de façon à amortir un mouvement de rotation d'un élément tubulaire par rapport à l'autre autour de leur axe commun. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une structure telle que définie ci-dessus. L'invention et ses avantages seront mieux compris à 13 lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une structure de véhicule automobile, conforme à l'invention, comprenant une ossature métallique possédant plusieurs membrures se rejoignant entre elles en formant des noeuds d'ossature; - les figures 2 et 3 représentent des vues en coupe d'un noeud en T de l'ossature de la figure 1; et - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2, illustrant un noeud en L de l'ossature de la figure 1. Dans la suite de la description, les orientations utilisées sont les orientations usuelles des véhicules automobiles. Ainsi, les termes avant , arrière , longitudinal , transversal , latéral , inférieur et supérieur s'entendent par rapport à la direction et au sens de déplacement du véhicule en marche avant, matérialisé par la flèche S sur la figure 1. Telle que représentée sur la figure 1, la structure 2, ou caisse en blanc, comprend une ossature 4 métallique comprenant: - une partie avant 6 possédant une ouverture de pare-brise 8; - une partie arrière 10 possédant une ouverture arrière c e coffre 12; - un toit 14 s'étendant entre les ouvertures 8 et 12; et - des flancs latéraux 16 (seul le flanc latéral gauche étant visible). Les flancs 16 sont sensiblement symétriques par rapport à un plan longitudinal et vertical médian de l'ossature 4. Seul le flanc 13 gauche sera décrit. Le flanc 16 gauche est formé par un longeron supérieur 18, aussi appelé arc de pavillon , s'étendant sensiblement horizontalement et longitudinalement le long d'un bord gauche du toit 14, un longeron inférieur 20 s'étendant sensiblement horizontalement et longitudinalement, et des montants 22 s'étendant sensiblement verticalement entre les longerons 20 et 18. Les montants 22 et les longerons 20 et 18 définissent entre eux des ouvertures 24 latérales de portes et de fenêtre. L'ouverture arrière 12 est délimitée par un cadre constitué par les montants 22 arrière des flancs 16, une traverse arrière;supérieure 26 s'étendant sensiblement horizontalement entre les extrémités supérieures des montants 22 arrière, et une traverse arrière inférieure 28 s'étendant sensiblement horizontalement entre les extrémités inférieures des montants 22 arrière. Les longerons 18 et 20, les montants 22 et les traverses 26 et 28 constituent des membrures métalliques allongées de l'ossature 4, solidaires les unes aux autres et se rejoignant en formant des noeuds d'ossature 30, 32, 34. Les différentes membrures sont par exemple soudée:; les unes aux autres. Les noeuds d'ossature sont des noeuds en T 30, par exemple à la jonction entre un montant latéral central 22, aussi appelé p ed milieu , et chacun des longerons 18 et 20, des noeuds d'ossature en L 32, par exemple à la jonction entre le montant avant 22, aussi appelé pied avant et le longeron inférieur 20, ou des noeuds à trois branches en coin comme à la jonction de chaque montant 22 arrière avec le longeron 18 correspondant et la traverse supérieure 26. Tel représenté sur la figure 2, un noeud d'ossature 30 en T se situe à la jonction d'un longeron inférieur 20 et d'un montant central 22 solidaires l'un de l'autre. Le longeron 20 et le montant 22, et par conséquent le noeud 30 situé à leur jonction, possèdent chacun une structure en caisson. Le longeron 20 et le montant 22 sont rapportés l'un sur l'autre, et fixés l'un sur l'autre, par exemple par l'intermédiaire d'un cordon de soudure 36. Un dispositif d'amortissement 40 est disposé entre le longeron 20 et le montant 22, pour amortir des mouvements relatifs entre le lorgeron 20 et le montant 22. Plus précisément, le dispositif d'amortissement est disposé à l'intérieur du noeud d'ossature 30. Le dispositif 40 comprend un élément tubulaire interne 42 métallique rigide et un élément tubulaire externe 44 métallique rigide, disposés coaxialement. Les éléments 42, 44 s'étendent suivant un axe A qui coïncide sensiblement avec un axe longitudinal du longeron 20. L'élément 44 est plus court que l'élément 42. L'élément 44 est situé sensiblement à mi-distance entre les extrémités de l'élément 42 et entoure l'élément 42. Les éléments 42 et 44 définissent entre eux un espace annulaire dans lequel est disposé un corps d'amortissement déformable 46 liant entre eux les éléments 42 et 44. Le corps d'amortissement 46 est par exemple une masse de matériau 5 viscoélastique, par exemple un polymère élastomère. Les éléments 44 et 42 sont disposés à l'intérieur du longeron 20 de façon que l'élément 44 se situe sensiblement en regard du montant 22. L'élément 42 s'étend axialement de façon que ses portions d'extrémité 48 se situent à l'intérieur du longeron 20 au-delà du noeud d'ossature 30. Les portions d'extrémité 48 sont fixées à la paroi interne 50 du longeron 20, par exemple par l'intermédiaire de bagues 52 interposées entre les portions d'extrémité 48 et la surface 50, et soudées sur chacune des portions d'extrémité 48 et la surface 50. Ainsi, l'élément 42 est solidaire du longeron 20. Le dispositif 40 comprend un bras 56 s'étendant suivant un axe coïncidant sensiblement avec un axe longitudinal M du montant 22. Le bras 56 est fixé à une extrémité inférieure, par exemple par un corcon de soudure 58, à l'élément 44. A son extrémité opposée, le bras 56 est fixé à la surface interne 60 du montant 22, par exemple par l'intermédiaire d une bague 62 interposée entre une portion d'extrémité 64 du bras 56 et la surface 60, et soudée sur la surface 60 et sur la portion d'extrémité 64. Comme illustré sur la figure 3, l'élément 42 est par exemple un tube à section continue, et l'élément 44 est formé par deux demi coquilles 66 semi cylindriques, chacune munie de rebords 68 s'étendant raclialement vers l'extérieur, et par lesquels les coquilles 66 sont en contact, les coquilles 66 étant fixées l'une sur l'autre par exemple par l'intermédiaire de vis (symbolisées par des traits mixtes) traversant les rebords 68. Le corps 46 est par exemple fixé par surmoulage sur les éléments 42 et 44. En variante, le corps 46 est fixé en interposant une masse collante 30 entre le corps 46 et les éléments tubulaires 42, 44. En variante, l'élément 44 est un tube à section continue. Dans ce cas, le corps 46 est avantageusement surmoulé entre les éléments 42 et 44. En fonctionnement, l'ossature 4 subit des sollicitations provoquant des déformations. En particulier, des sollicitations de torsion de l'ossature provoquent une rotation du montant 22 par rapport au longeron 20 sensiblement autour de l'axe A, comme illustré en traits mixtes sur la figure 3. Dans ce cas, l'élément 44, solidaire du montant 22 par l'intermédiaire du bras 56, pivote autour de l'axe A par rapport à l'élément 42, solidaire du longeron 20. Le mouvement relatif entre les éléments 42 et 44 s'acccmpagne d'une déformation élastique du corps 46, en particulier une déformation de cisaillement. Le corps 46 étant en matériau d'amortissement viscoélastique, sa déformation s'accompagne d'une dissipation importante d'énergie sous forme de chaleur. Il en résulte un amortissement du mouvement relatif entre le longeron 20 et le montant 22. Le dispositif 40 permet par conséquent d'atténuer l'amplitude des vibrations de torsion de la structure 2. Le choix des dimensions géométriques et des propriétés des matériaux du corps 46 permet d'adapter les caractéristiques d'amortissement du dispositif 40 afin d'atteindre les prestations souhaitées. La structure en caisson de chacun du montant 22 et du longeron 20 est obtenue par exemple par assemblage de deux tôles. Ainsi, le montage du dispositif 40 dans le noeud 30 est par exemple réalisé comme suit. Le dispositif 40 est fabriqué, par exemple par surmoulage du corps 46 sur les éléments 42 et 44, et soudage du bras 56 sur l'élément 44. Les bagues 52, 62 sont enfilées et soudées sur l'élément 42 et le bras 56. Une tôle du montant 22 et une tôle du longeron 20 sont assemblées par soudage, en formant une structure creuse ouverte. Le dispositif 40 est disposé à l'intérieur de cette structure ouverte en soudant les bagues 52, 62 sur les tôles. Ensuite, la structure est refermée en soudant les tôle:; complétant le montant 22 et le longeron 20, et en soudant si possible les bagues 52, 62 sur 5 ces tôles complémentaires. Tel que représenté sur la figure 4, un noeud d'ossatu-e en L 32 est situé à la jonction entre le longeron 20 et un montant 22 avant (figure 1). Dans ce noeud en L 32, un dispositif d'amortissement 40 diffère d'un dispositif d'amortissement pour un noeud en T 30 (figure 2 et 3) en ce que l'élément 44 entoure une portion d'extrémité 48 de l'élément 42, et en ce que l'élément 42 est fixé au longeron 20 seulement par sa portion d'extrémité 48 opposée à l'élément 44. Le montage est effectué de façon similaire à celui du n ud 30. Des dispositifs d'amortissement 40 sont disposés clans différents noeuds d'ossature en fonction de l'atténuation souhaitée des vibrations. Chaque dispositif d'amortissement est avantageusement disposé de façon que l'axe des éléments 42, 44 soit sensiblement aligné avec un axe de torsion de l'ossature 4 pour lequel on souhaite limiter la propagation de vibrations. Dans un noeud d'ossature en L ou en T, l'axe du dispositif d'amortissement est disposé suivant l'axe d'une des membrures, l'axe de l'autre membrure, ou encore un axe différent. Dans un noeud d'ossature à la jonction de plus de deux membrures, tel qu'un noeud d'ossature 34 (figure 1), il est possible de disposer un dispositif d'amortissement 40 entre deux des membrures se rejoignant en formant un L ou un T. L'invention s'applique en particulier aux véhicules cabriolets possédant une structure ouverte (absence de toit) et nécessitant une atténuation des vibrations de torsion plus importante que des véhicules, de type berline, possédant une structure fermée. REVENDICATIONS 1.- Structure de véhicule automobile, du type comprenant une ossature (4) possédant au moins deux membrures (18, 20, 22) solidaires l'une de l'autre et se rejoignant entre elles en formant un nceud d'ossature (30, 32, 34), caractérisée en ce qu'elle comprend au moir s un dispositif d'amortissement (40) comprenant un élément tubulaire interne (42) rigide solidaire d'une membrure (20), un élément tubulaire externe (44) rigide solidaire de l'autre membrure (22), les deux éléments tubulaires étant sensiblement coaxiaux, les deux éléments tubulaires (42, 44) étant reliés entre eux par un corps déformable d'amortissement (46) disposé entre les deux éléments tubulaires (42, 44). 2.- Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une des membrures (20, 22) s'étend suivant un axe, et en ce que les axes des éléments tubulaires (42, 44) sont sensiblement alignés avec l'axe de ladite membrure (20, 22). 3.- Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce 20 que les membrures (20, 22) se rejoignent en formant un noeud en T. 4.Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les membrures (20, 22) se rejoignent en formant un noeud en L. 5.Structure selon l'une quelconque des revendications3 précédentes, caractérisée en ce que le noeud d'ossature (30, 32) est creux, et en ce que le dispositif d'amortissement (40) est disposé à l'intérieur du noeud d'ossature (30, 32). 6.- Structure selon l'une quelconque des revendicatiors précédentes, caractérisée en ce que le corps déformable (46) est réali:,é en matériau viscoélastique. 7.- Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que le matériau viscoélastique est un élastomère synthétique. 8.- Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps déformable (46) est surmoule: sur au moins un des éléments tubulaires (42, 44). 9.- Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps déformable (46) est collé sL r au moins un des éléments tubulaires (42, 44). 10.- Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins un des éléments tubulaires (42, 44) est formé par deux coquilles (66) fixées l'une sur l'autre. 11.- Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps déformable d'amortissement (46) est disposé de façon à amortir un mouvement de rotation d'un élément tubulaire (42) par rapport à l'autre (44) autour de leur axe (A) commun. 12.- Véhicule automobile comprenant une structure selon l'une quelconque des revendications précédentes.