Brevet FR2922179A1 — publié le 20090417

Structure de caisse de véhicule automobile et véhicule comportant une telle structure de caisse. [0001] La présente invention concerne une structure de caisse de véhicule automobile et un véhicule comportant une telle structure de caisse. [0002] Plus précisément, ladite structure de caisse de véhicule automobile, objet de l'invention, comprend au moins un côté d'habitacle relié à un anneau de rigidification par l'intermédiaire d'au moins une doublure de custode, l'anneau de rigidification formant, avec une face intérieure de la doublure de custode, une ligne de jonction comprenant les moyens de solidarisation dudit anneau de rigidification à la doublure de custode. [0003] Il est connu des caisses de véhicules automobiles définissant un habitacle prolongé d'un compartiment à bagages, l'habitacle étant délimité par un plancher d'habitacle, un pavillon de toit et des côtés de caisse. Le compartiment à bagages est défini par un plancher de coffre, un couvercle de compartiment de coffre et les parties arrière des côtés de caisse. [0004] Il est aussi connu d'agencer une tablette arrière entre les côtés de caisse afin de former un anneau de rigidification limitant la torsion de la caisse lors du 20 fonctionnement normal du véhicule. [0005] Il est connu de séparer la zone dédiée à l'habitacle de celle des bagages au moyen d'une banquette arrière de sièges, plus particulièrement par le dossier de la banquette arrière, lequel est par exemple rendu mobile entre une position sensiblement verticale, aux inclinaisons près par rapport à un plan vertical s'étendant 25 transversalement au véhicule, et une position horizontale dite d'ouverture au moyen d'au moins une articulation. Dans la position d'ouverture, le plancher de coffre est par exemple disposé au prolongement d'au moins un dossier de siège, tandis qu'en position verticale, le dossier de la banquette arrière obture une ouverture de la structure de caisse, définie par les côtés de caisse, la tablette arrière et le plancher. -2 [0006] En fait, la périphérie de l'ouverture est délimitée par les éléments de tôlerie formant l'anneau de rigidification de caisse, qui comprend la tablette arrière formant un élément transversal de liaison des côtés d'habitacle, des plaques latérales gauche et droite sur lesquelles le dossier de banquette est destiné à s'appuyer en position verticale, et une traverse de liaison des planchers d'habitacle et de coffre formant un second élément transversal disposé au dessous de la tablette arrière, parallèlement à cette dernière. [0007] Chaque plaque d'appui de dossier comporte habituellement une serrure destinée au verrouillage d'un moins un dossier de siège de la banquette arrière dans sa position verticale. Lors d'un choc arrière, la banquette arrière est ainsi rendue solidaire des plaques d'appui par la serrure, laquelle est calibrée pour supporter les efforts transmis par les bagages contenus dans le coffre, qui peuvent atteindre 50 g. Les normes imposent que les points de soudure liant l'ensemble des pièces de tôlerie susmentionnées résistent à l'arrachement afin de ne pas désolidariser les plaques d'appui ou la tablette arrière d'avec les côtés de caisse. [0008] Il est aussi connu d'agencer les enrouleurs de ceintures de sécurité directement sur la tablette arrière. Cela a pour avantage d'agrandir le volume du compartiment à bagages. [0009] Cependant, avec un tel agencement de l'enrouleur sur la tablette arrière, les efforts d'un choc arrière, qui étaient auparavant uniquement transmis aux plaques d'appui de sièges par les bagages, sont maintenant ajoutés à ceux générés par les ceintures de sécurité. C'est ainsi qu'une valeur plus importante des efforts d'un choc arrière est transmise directement aux pièces de tôlerie formant l'anneau de rigidification. [oo10] La demanderesse a constaté qu'un tel surcroit d'efforts provoquait des arrachements des points de soudure liant l'anneau aux côtés d'habitacle. En effet, l'optimisation du poids des véhicules s'évaluant par la rencontre entre la résistance de la caisse et le poids de cette dernière, les constructeurs automobiles ont recours à des tôles de faible épaisseur, ce qui affaiblit d'autant la tenue des points de soudure entre les tôles, en cas de choc arrière de la caisse contre un obstacle. - 3 [0011] Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. [0012] La présente invention a trait à une structure de caisse de véhicule automobile comportant au moins un côté d'habitacle relié à un anneau de rigidification par l'intermédiaire d'au moins une doublure de custode, l'anneau de rigidification formant, avec une face intérieure de la doublure de custode, une ligne de jonction comprenant les moyens de solidarisation dudit anneau de rigidification à la doublure de custode. [0013] A cette fin, la structure de caisse selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que l'anneau de rigidification est relié à une pièce de renfort, disposée entre le côté de caisse et une face extérieure de la doublure de custode, par au moins un point de soudure électrique. [0014] Par ailleurs, la structure de caisse selon l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - elle comprend une succession de points de soudure électrique disposés sur la ligne de jonction et sur ladite pièce de renfort afin de lier solidairement cette dernière à l'anneau de rigidification et/ou à la doublure de custode, - la pièce de renfort est réalisée dans une plaque d'acier d'épaisseur au moins deux fois supérieures à celle utilisée à la fabrication de l'anneau de rigidification et/ou à la doublure de custode et/ou au côté de caisse, ce qui augmente la tenue à l'arrachement des points de soudure liant la pièce de renfort à l'anneau de rigidification, - l'anneau de rigidification comprend au moins une traverse supérieure et une traverse inférieure de liaison des doublure de custode entre-elles, et au moins une plaque d'appui latéral liant ensemble les traverse supérieure et inférieure, chaque plaque d'appui latéral comportant un moyen de verrouillage destiné à retenir un dossier de siège, - la traverse supérieure est formée par une tablette arrière formant un moyen de support à un enrouleur de ceinture de sécurité, ladite tablette comprenant un bord avant de liaison à un bord supérieur de la plaque d'appui latéral, ainsi qu'un bord latéral disposé au prolongement d'un bord latéral de la plaque d'appui, - 4 - la pièce de renfort est située horizontalement au droit de la liaison entre les bords avant de la tablette et supérieur de la plaque d'appui, - la pièce de renfort est de forme triangulaire et comprend des moyens de rigidification obtenus par pliage de tout ou partie d'au moins un bord périphérique, chaque bord plié étant orienté vers l'extérieur de la structure de caisse, - le côté de caisse, la doublure de custode et l'anneau de rigidification sont réalisées à partir de plaques d'acier à haute déformation et d'épaisseur comprise entre 0,5mm et 1 mm, de sorte que le poids de la structure de caisse est allégé, - la pièce de renfort est réalisée à partir d'une plaque d'acier à haute résistance à la 10 déformation et d'épaisseur comprise entre l mm et 2mm. [0015] La présente invention a également trait à un véhicule automobile comportant une structure de caisse selon l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. [0016] D'autres avantages et particularités de l'invention ressortent de la description 15 de modes de réalisation faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : [0017] la figure 1 est une représentation schématique, selon une vue en perspective de trois quart avant, d'une partie d'une caisse selon l'invention, [ools] la figure 2 est une représentation schématique, à plus grande échelle, de la 20 caisse de la figure 1, plus particulièrement d'une doublure de custode et d'une partie d'un anneau de rigidification formant partiellement ladite caisse, [0019] la figure 3 est une vue de l'extérieure de la caisse de la figure 2, sur laquelle est disposé une pièce de renfort. [0020] En se reportant à la figure 1, il est représenté une structure de caisse 10 de 25 véhicule automobile comportant un côté 20 de caisse formé d'une pièce emboutie en acier de faible épaisseur, qui est visible de l'extérieur du véhicule. A titre d'exemple, le côté 20 de caisse est réalisé en acier doux pour emboutissage, comme par exemple de l'acier de nuance ES, connu pour ses propriétés de déformation élevée qui permettent à une plaque d'être mise facilement en forme avec de forts -5 reliefs par emboutissage, et ceux sans déchirement. Le côté 20 de caisse délimite les côtés latéraux de l'habitacle mais aussi les côtés latéraux du coffre. [0021] Afin de rendre rigide chaque côté 20 de caisse, la structure de caisse 10 comprend des éléments de renforts, certains étant dédiés à la transmission des efforts d'un choc, d'autres étant destinés à la tenue de la pièce de carrosserie sur laquelle ils sont disposés. Les pièces destinées à la transmission des efforts d'un choc, qu'il soit frontal, latéral ou arrière, sont calibrées de sorte qu'en liaison avec d'autres pièces de structure, elles forment des voies d'efforts jusqu'aux moyens associés d'absorption de l'énergie du choc. [0022] Comme cela est rendu visible en figure 1, le côté 20 de caisse est relié à une doublure 30 de custode, laquelle comporte une ouverture 31 au travers de laquelle une vitre non représentée est destinée à s'étendre. La doublure 30 de custode est reliée à d'autres pièces de renforts qui n'ont pas été représentées par soucis de clarté des dessins. Il s'agit toutefois d'une doublure d'arche de pavillon ou d'une doublure d'aile arrière, à titre d'exemples, qui s'étendent longitudinalement au prolongement respectivement vers l'avant et vers l'arrière de la doublure 30 de custode. [0023] C'est ainsi que la doublure 30 de custode, qui est disposée contre la face intérieure du côté 20 de caisse, est également liée à un anneau 1 de rigidification formé notamment d'une tablette 40 arrière, de plaques 50 d'appui latéral et d'une traverse inférieure non représentée. L'anneau 1 de rigidification s'étend de façon transversale au véhicule et définit une ouverture entre l'habitacle et le compartiment à bagages situé à l'arrière du véhicule. Un tel anneau 1 de rigidification est apte à répartir les efforts provoqués par le fonctionnement du véhicule sur la route, ce qui évite avantageusement une déformation par torsion de la structure de caisse 10 du véhicule. [0024] La tablette 40 arrière comporte de préférence un logement 41 au travers duquel s'étend un enrouleur non représenté de ceinture de sécurité. La structure de caisse 1 comprend par symétrie par rapport à l'axe longitudinal au véhicule, les plaques 50 d'appui latéral, chacune étant liée solidaire à la doublure 30 de custode, comme on le verra plus en détails ci-après. -6 [0025] Les extrémités latérales de l'anneau 1 comprennent des rebords, réalisés par pliage, formant des parois sensiblement parallèle à la surface de la doublure 30 de custode. Les rebords sont soudés à la doublure 30 de custode par des points de soudure électrique. C'est ainsi que la tablette 40 arrière comporte un rebord 42 latéral relié à la doublure 30 de custode, le rebord 42 s'étendant de façon sensiblement horizontale le long d'une face intérieure 32 de la doublure 30. Chaque plaque 50 d'appui comprend de la même façon un rebord latéral 52 relié à la doublure 30, le rebord 52 s'étendant de façon sensiblement vertical depuis une extrémité avant du rebord 42 de la tablette. Les bords latéraux 42 et 52 de l'anneau de rigidification sont ainsi disposés au prolongement l'un de l'autre de sorte qu'ils forment une ligne de jonction sensiblement en forme de L couché, le long de laquelle plusieurs points de soudure électrique sont répartis. [0026] La nuance du matériau utilisé à la fabrication de l'anneau de rigidification est de préférence identique à celle utilisée à la fabrication de la doublure 30. Il s'agit d'une plaque d'acier doux pour emboutissage, tel que de l'acier ES, d'épaisseur comprise entre 0,5mm et 1 mm. De préférence, l'épaisseur des tôles utilisées à la fabrication de l'anneau 1 et de la doublure 30 est de 0,67mm. Les points de soudure électrique qui sont pratiqués pour solidariser l'anneau 1 à la face intérieure de la doublure 30, se font par fusion localisée de deux plaques d'acier qui forment ainsi une épaisseur normale d'environ 1,2mm. [0027] Pour éviter un arrachement des points de soudure électrique, une pièce de renfort 60 est disposée le long de tout ou partie de la ligne de jonction où sont pratiqués les points de soudure, mais contre la face extérieure 33 de la doublure 30. La doublure 30 de custode est ainsi disposée entre la pièce de renfort 60 et l'anneau 1. [0028] Une telle disposition a pour avantage d'augmenter l'épaisseur de la matière amenée localement en fusion par chaque point de soudure électrique. La tenue des points de soudure électrique s'en trouve par conséquent augmentée d'autant plus qu'au vu de l'épaisseur du renfort 60, le point de soudure liant ce renfort à l'anneau 1 ne provoque pas son arrachement d'avec la doublure 30. -7 [0029] La pièce de renfort 60 est située au niveau d'une zone D visible sur les figures, en partie au droit de la ligne de jonction définie ci-dessus. De préférence, la pièce 60 est disposée au prolongement d'une ligne de liaison entre la tablette arrière et chaque plaque d'appui 50. Cette ligne de liaison s'étendant transversalement au véhicule, de façon sensiblement parallèle à un bord avant 43 de la tablette arrière 40. [0030] La pièce 60 est de préférence réalisée à partir d'une plaque d'acier d'épaisseur comprise entre l mm et 2mm, de préférence 1,47mm. La plaque d'acier utilisée pour fabriquer la pièce 60 est identique, en termes de nuance, à celle utilisée à la fabrication de l'anneau 1 de rigidification ou de la doublure 30. Il s'agit d'un acier doux de nuance ES. [0031] La pièce 60 est rendue solidaire de la structure de caisse 10 au moyen d'au moins un point de soudure électrique. [0032] De préférence, la pièce 60 permet de rendre solidaire la plaque d'appui 50 de la doublure 30 de custode par l'intermédiaire d'au moins 2 points de soudure électrique, de préférence 3 points. Cela permet d'avoir 3 points de liaison par fusion de matière, plus résistants, de la plaque 50 d'avec la doublure 30. En disposant ainsi la doublure 30 de custode entre la plaque de renfort 60 et la plaque d'appui 50, le risque de voir se produire l'arrachement de la doublure 30 d'avec l'un de ces points de soudure la liant à la plaque 50 est réduit. [0033] Dans une variante de réalisation, la pièce 60 de renfort permet de lier également la tablette 40 à la doublure 30 par l'intermédiaire d'au moins 2 points de soudure électrique, de préférence 3 points. Cela permet d'avoir 3 points de liaison par fusion de matière, plus résistants, de la tablette 40 d'avec la doublure 30. En disposant ainsi la doublure 30 de custode entre la plaque de renfort 60 et la tablette 40, le risque de voir se produire l'arrachement de la doublure 30 d'avec l'un de ces points de soudure la liant à la tablette 40 est réduit. [0034] La pièce 60 de renfort est en outre montée solidaire de la doublure 30 par au moins 1 point de soudure électrique, de préférence par 2 points. [0035] De manière avantageuse, la pièce 60 augmente l'épaisseur de chaque point de soudure électrique, c'est la raison pour laquelle on utilise une tôle d'acier -8 d'épaisseur au moins deux fois supérieure est celle des autres tôles utilisées à la fabrication des côtés d'habitacle. [0036] L'agencement de la pièce 60 permet la réalisation de points de soudure électrique par la fusion locale d'un maximum de trois plaques d'acier superposées les unes aux autres. Ceci est notamment le cas pour chaque point de soudure entre l'anneau 1 de rigidification et la pièce de renfort 60. En cas de choc arrière, il n'y a pas d'arrachement des points de soudure liant la tablette 40 ou de la plaque d'appui 50 à la doublure 30 de custode. [0037] La pièce 60 comprend une face intérieure, qui vient en appui contre la face extérieure 33 de la doublure 30. La face opposée est donc orientée vers l'extérieure de la structure de caisse du véhicule, au regard du côté de caisse 20. [0038] La pièce de renfort 60 comprend en outre des parties renforcées 61 obtenues par au moins une opération de pliage, de préférence à angle droit par rapport à la surface de la plaque formant la pièce 60, de tout ou partie de ces bords 62 périphériques. Cela confère une rigidité accrue à la déformation de la pièce 60 lors d'un choc arrière. Chaque partie renforcée 61 est dirigée dans un plan sensiblement parallèle à la normal de la doublure 30 de custode. [0039] De préférence, la pièce 60 est de forme sensiblement triangulaire, et comprend par conséquent trois bords 62 périphériques, chacun étant en tout ou partie rigidifié. [0040] La structure de caisse de l'invention est remarquable en ce qu'elle permet d'utiliser pour sa fabrication des tôles de faible épaisseur ce qui la rend plus légère par rapport aux caisses traditionnelles, tout en ayant une rigidité accrue dans l'assemblage par soudures des éléments en tôle la constituant. [0041] Les points de soudure liant la tablette arrière 40 ou la plaque d'appui 50 à la doublure de custode 30 de la structure de caisse 10, cette dernière étant conforme à l'invention, résistent avantageusement à un effort supérieur à 500 DaN, tandis qu'en l'absence de la pièce de renfort 60, l'effort maximal au-delà duquel les tôles d'acier se détachent par déchirement des points de soudure, est d'environ 200 DaN.30 Revendications 1. Structure de caisse (10) de véhicule automobile comportant au moins un côté d'habitacle (20) relié à un anneau (1) de rigidification par l'intermédiaire d'au moins une doublure (30) de custode, l'anneau (1) de rigidification formant, avec une face intérieure (32) de la doublure (30) de custode, une ligne de jonction comprenant les moyens de solidarisation dudit anneau (1) de rigidification à la doublure (30) de custode, caractérisé en ce que l'anneau (1) de rigidification est relié à une pièce de renfort (60), disposée entre le côté de caisse (20) et une face extérieure (33) de la doublure (30) de custode, par au moins un point de soudure électrique. 2. Structure de caisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une succession de points de soudure électrique disposés sur la ligne de jonction et sur ladite pièce de renfort (60) afin de lier solidairement cette dernière à l'anneau (1) de rigidification et/ou à la doublure (30) de custode. 3. Structure de caisse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la pièce (60) de renfort est réalisée dans une plaque d'acier d'épaisseur au moins deux fois supérieures à celle utilisée à la fabrication de l'anneau (1) de rigidification et/ou à la doublure (30) de custode et/ou au côté de caisse (20), ce qui augmente la tenue à l'arrachement des points de soudure liant la pièce de renfort (60) à l'anneau (1) de rigidification. 4. Structure de caisse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'anneau (1) de rigidification comprend au moins une traverse supérieure et une traverse inférieure de liaison des doublure (30) de custode entre-elles, et au moins une plaque d'appui (50) latéral liant ensemble les traverse supérieure et inférieure, chaque plaque d'appui (50) latéral comportant un moyen de verrouillage destiné à retenir un dossier de siège. 5. Structure de caisse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la traverse supérieure est formée par une tablette arrière (40) formant un moyen de support à un enrouleur de ceinture de sécurité, ladite tablette comprenant un bord avant (43) de liaison à un bord supérieur (53) de la plaque d'appui (50) latéral,- 10 - ainsi qu'un bord latéral (42) disposé au prolongement d'un bord latéral (52) de la plaque d'appui (50). 6. Structure de caisse selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce de renfort (60) est située horizontalement au droit de la liaison entre les bords avant (43) de la tablette et supérieur (53) de la plaque d'appui. 7. Structure de caisse selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pièce de renfort (60) est de forme triangulaire et comprend des moyens de rigidification (61) obtenus par pliage de tout ou partie d'au moins un bord périphérique (62), chaque bord plié étant orienté vers l'extérieur de la structure de caisse. 8. Structure de caisse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le côté de caisse (20), la doublure (30) de custode et l'anneau (1) de rigidification sont réalisées à partir de plaques d'acier à haute déformation et d'épaisseur comprise entre 0,5mm et 1 mm, de sorte que le poids de la structure de caisse est allégée. 9. Structure de caisse selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la pièce de renfort (60) est réalisée à partir d'une plaque d'acier à haute résistance à la déformation et d'épaisseur comprise entre l mm et 2mm. 10.Véhicule automobile comportant une structure de caisse 10 selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.