Brevet FR2944771A1 — publié le 20101029

STR 3;TURE DE PIED MU EU POUR UNE CAISSE DE VEHICULE AUTI)MOBILE L'invention concerne une structure de pied milieu pour une caisse de véhicule automobile. Elle concerne également un véhicule automobile équipé d'une telle structure de pied milieu. On connaît, par le document FR2908729, une structure de pied milieu pour véhicule automobile. En référence à la figure 5 de ce document, cette structure 1 comprend au moins un renfort 2. Le renfort 2 est constitué de deux pièces assemblées entre elles : une pièce qui fait office de renfort supérieur 2a et une pièce qui fait office de renfort inférieur 2b. Ces renforts 2a et 2b sont assemblés entre eux dans une zone du pied milieu qui se situe vers le bas, approximativement dans le premier quart de la hauteur du pied milieu. Un objectif de l'invention est d'améliorer les caractéristiques du renfort de pied milieu en ce qui concerne la protection des personnes se trouvant à l'intérieur du véhicule, et en ce qui concerne l'absorption d'énergie d'un choc latéral. Cet objectif est atteint par un meilleur contrôle de la déformation de la structure lors d'un choc latéral. Dans ce but, l'invention concerne une structure de pied milieu comprenant au moins un renfort de pied milieu, le renfort étant constitué de deux pièces assemblées entre elles : une pièce qui fait office de renfort supérieur et une pièce qui fait office de renfort inférieur. Selon l'invention, la structure comporte : un renfort supérieur qui est façonné dans un matériau dont la limite élastique est supérieure à celle du matériau du renfort inférieur, et un renfort inférieur qui recouvre en partie la surface externe du renfort supérieur. L'invention permet ainsi d'obtenir un renfort de pied milieu particulièrement bien adapté à la prise en compte "un choc latéral. L'uti"s tien d'un renfort supérieur qui est constitué d'un 1 ' u ayant une lirait É i e plus élevée 30 que celle du renfort inférieur va privi igier, en cas de choc la al, la déformation du renfort inférieur. Cependant l'emploi de matériaux de limites élastiques différentes n'est possible que dans la mesure où l'on peut assurer la continuité de la voie principale d'effort ; c'est-à-dire que le renfort doit, en toutes circonstances du test d'un choc latéral, rester intègre au niveau de la zone d'assemblage du renfort inférieur avec le renfort supérieur. Ce renfort doit rester d'un seul tenant pour transmettre les efforts du choc latéral, d'une part, entre le renfort supérieur et le renfort inférieur, et, d'autre part, à la caisse du véhicule qui, elle aussi, participe à la protection des personnes, et à l'absorption de l'énergie du choc. L'invention permet d'obtenir cette continuité grâce à un renfort inférieur qui recouvre en partie la surface externe du renfort supérieur. Des moyens de liaison viennent s'ajouter dans cette zone de recouvrement, pour l'assemblage du renfort inférieur avec le renfort supérieur, L'avantage de faire recouvrir la surface externe du renfort supérieur par le renfort inférieur est que le bord d'extrémité inférieure (du renfort supérieur) qui est rendu très rigide par le matériau utilisé (un matériau à limite élastique plus élevée que celle du matériau du renfort inférieur) a tendance, lors d'un choc externe, à s'écarter du renfort inférieur. C'est-à-dire que ce bord ne peut pas rentrer en contact avec le renfort inférieur, et le cisailler, lors d'un choc latéral. Le renfort inférieur, qui est façonné dans un matériau de limite élastique plus faible que celle du matériau du renfort supérieur, est prévu pour réaliser une fonction dite de rotule basse ; lors du choc latéral, ce renfort inférieur subit des déformations par flexion pour participer à l'absorption de l'énergie du choc. Le renfort inférieur est ainsi préservé de toute déchirure susceptible d'être provoquée par le renfort supérieur, laquelle déchirure provoquerait une rupture de la continuité de la voie principale d'effort. Un autre avantage de l'invention est Je cet assemblage des deux renforts ne nécessite pas de pièces supplément_ 5 de renforcement pour respecter la norme actuelle de choc latéral. Ceci _sente un intérêt pour le coût de fabrication du pied milieu. Selon un aspect complémentaire de l'invention, les moyens de liaison des renforts sont constitués de points de soudure répartis dans la zone de recouvrement, en haut et en bas. Dans ce mode de liaison par soudage, on privilégie dans au moins une partie de la zone de recouvrement des renforts, au minimum une paire de points de soudure espacés en hauteur, Et dans le mode de réalisation privilégié de l'invention, dans lequel le renfort inférieur et le renfort supérieur ont une section en forme d'Oméga, les points de soudure sont disposés au moins sur une patte et les flancs des renforts. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant une caisse et au moins une structure de pied milieu telle que décrite ci-dessus ; dans ce véhicule, l'extrémité haute du renfort de pied milieu se raccorde à un brancard de pavillon de la caisse, et l'extrémité basse se raccorde à une poutre de châssis de la caisse. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit. Pour sa compréhension, on se reportera aux figures suivantes : la figure 1 est une représentation schématique d'une partie d'un flanc de IO la caisse d'un véhicule qui est vue de l'extérieur, sur laquelle se trouvent un brancard de pavillon, une poutre de châssis et une structure de pied milieu ; les figures 2a, 2b et 2c représentent la simulation d'un test de choc latéral, selon l'axe Y de la caisse du véhicule, sur le renfort de pied 15 milieu ; la figure 3 est u 1 ssement de la partie basse du pied milieu vu sur la figure 1, c ai représente schématiquement la zone de recouvrement du renfort supérieur par le renfort inférieur ; la figure 4 est una ue en coupe selon A-A de la figure 3, de la structure 20 du pied milieu 'ans la zone de recouvrement ; la figure 5 est un vue en coupe selon B-B de la figure 3, de la structure du pied milieu au niveau de la zone de recouvrement. En référence à la figure 1, le pied milieu 10 fait partie de l'ossature de flanc de la caisse d'un véhicule automobile. La caisse du véhicule est référencée 25 à l'aide du trièdre X, Y et Z dans lequel X est l'axe suivant la longueur de la caisse, Y est l'axe suivant la largeur de. la caisse, et Z est l'axe suivant la hauteur de la caisse. Le pied milieu 10 définit avec une première poutre appelée brancard 20 de pavillon, 30 une deuxième poutre 30 de châssis, et un pied avant (non représenté), une ouverture avant 40 dans la structure du flanc de la caisse du véhicule permettant l'accès à bord. Cette ouverture 40 peut être fermée par une porte latérale avant (non représentée). Le pied milieu 10 définit également (sur un à au moins quatre partes) avec le brancard 20 de pavillon, la poutre 30 de châssis, et un renfort de custode (non représenté), une ouverture arrière 50 dans la structure du flanc de la caisse du véhicule permettant l'accès à bord. Cette ouverture 50 peut être fermée par une porte latérale arrière (non représentée). Le pied milieu 10 se présente lui aussi sous la forme d'une poutre 10 sensiblement verticale, et qui s'étend selon l'axe Z. Le pied milieu 10 est relié, à ses extrémités, au brancard 20 de pavillon et à la poutre 30 de châssis, de préférence à l'aide de points de soudure. Des moyens de fermeture et verrouillage de la porte latérale avant et des charnières d'articulation de la porte latérale arrière peuvent être habituellement rapportés sur cette poutre. 15 Le pied milieu 10 est une pièce maîtresse complexe qui comporte bien souvent plusieurs éléments assemblés entre eux par collage, soudage ou rivetage. Chaque élément peut, par exemple, être obtenu par emboutissage de flancs de tôles en acier. Parmi ces éléments, on trouve un élément principal qui constitue un renfort de pied milieu 12, en référence aussi à la figure 4. Et ce 20 renfort 12 est lui-même constitué d'un renfort supérieur 12a et d'un renfort inférieur 12b. En référence aussi aux figures 3 et 5, le pied milieu 10 peut comprendre un élément 11 de côté de caisse de pied milieu qui recouvre tout le renfort de pied milieu 12. Cet élément 11 peut être assemblé au renfort 12 par des points de 25 soudure. Le pied milieu 10 peut également comprendre une doublure de pied milieu donnant vers l'intérieur de la caisse du véhicule. Cette doublure, non représentée sur les figures, peut être composée de plusieurs panneaux, et peut laisser des espaces vides pour loger des accessoires dans le corps creux du renfort 12 30 comme par exemple une attache de ceinture ou encore un enrouleur de ceinture. La doublure est essentiellement destinée à recouvrir la cavité centrale intérieure du renfort 12. L'élément 11 de côté de caisse de la structure peut être constitué d'une pièce en tôle emboutiei La section, prise au niveau de la zone de recouvrement 35 de la figure 4 est globalement en forme d'Oméga ; c'est-à-dire un U dont les extrémités sont pliées à l'équerre pour former des pattes d'extrémité qui se trouvent sensiblement dans un même plan. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 4, les pattes sont sensiblement parallèles à la base plane du U. La forme de cette section est définie de sorte à recouvrir complètement le côté extérieur du renfort de pied milieu 12 dont la section est également en forme d'Oméga. Le renfort de pied milieu 12 peut également être constitué de pièces en tôle emboutie. Pour expliciter les types d'aciers du renfort supérieur 12a et du renfort inférieur 12b, on se reportera au tableau ci-dessous ; ce tableau représente les catégories d'acier selon leur valeur de limite élastique (Re), exprimée en méga pascal (MPa) Le renfort supérieur 12a est de préférence dans une tôle d'acier laminée à chaud de type TTHLE, voire UHLE. Le renfort inférieur 12b est dans une tôle d'acier dont la limite élastique est inférieure à celle du renfort supérieur 12a. Un acier convenant à cet usage est par exemple un acier HLE. Le renfort supérieur 12a représente quasiment toute la hauteur du pied milieu, par exemple les trois quart de la hauteur, tandis que le renfort inférieur 12b est utilisé sur une hauteur qui lui permet de jouer, au cours du choc latéral, un rôle dit de rotule basse du pied milieu. Cette notion de rotule basse du pied milieu est explicitée à la lumière des figures 2a, 2b et 2c. Ces figures représentent, dans un intervalle de temps de l'ordre de quelques centièmes de secondes, le déroulement du test de choc latéral. Sur chacune de ces figures, on distingue le renfort supérieur 12a et le renfort inférieur 12b, ainsi que la barrière utilisée pour simuler le choc latéral. Sur la figure 2a, la barrière 1 est en approche du renfort inférieur 12b et du renfort supérieur 12a à une certaine vitesse donnée, selon l'axe Y. Sur la figure 2b, la barrière 1 est entrée en contact avec les renforts 12a et 12b : les parties déformables de la barrière 1 ont commencé à s'écraser sur le renfort de pied milieu ; le renfort supérieur 12a reste sensiblement en place par comparaison au renfort inférieur 12b qui commence à subir un moment de flexion d'axe X suffisamment important pour engendrer sa déformation : c'est ce qui est appelé l'effet de rotule basse du renfort inférieur 12b de pied milieu. Sur la figure 2c, Aciers doux Re