Brevet FR3002201A1 — publié le 20140822

- 1 - DESCRIPTION L'invention concerne une structure porteuse de véhicule automobile comprenant une colonne A, un soubassement de porte, une roue avant et une surface de glissement pour la roue avant. On connaît, d'après le fascicule de brevet européen EP 1 278 674 Bi, un agencement de carrosserie avant de véhicule automobile comprenant une roue avant, un élément de structure de carrosserie de véhicule, un contrôleur de déplacement de roue avant, le contrôleur de déplacement de roue avant étant disposé sur une extrémité avant d'un longeron latéral et comprenant une partie de guidage pour déplacer la roue avant vers l'intérieur dans le sens de la largeur du véhicule automobile en cas de collision frontale du véhicule automobile. On connaît, d'après la demande de brevet européen EP 1 044 863 Al, un véhicule automobile comprenant un châssis de véhicule automobile qui est équipé, à une extrémité d'un habitacle de sécurité, d'une zone déformable et de deux passages de roues disposés latéralement dans la région de la zone déformable, dans chacun desquels est disposée une roue supportée par des organes de guidage des roues, entre l'habitacle de sécurité et la circonférence de roulement des deux roues en position droite, une surface de déflexion respective s'étendant obliquement par rapport à l'axe longitudinal médian du véhicule automobile étant prévue pour la roue associée, surface devant laquelle est déviée la roue déplacée dans la surface de déflexion suite à une déformation de la zone déformable provoquée par un accident, sur la face avant de l'habitacle de sécurité, les surfaces de déflexion étant des rampes de déflexion dirigées obliquement vers le bas par lesquelles les roues, lors de l'affaissement de la zone déformable, sont rabattues en direction de l'habitacle de sécurité sous le plancher du véhicule automobile. On connaît, d'après la demande allemande publiée avant examen DE 198 38 955 Al, une carrosserie de véhicule comprenant un élément de déformation qui est disposé entre une colonne A et les roues du véhicule. L'objectif de l'invention est de fournir une structure porteuse de véhicule automobile comprenant une colonne A, une roue avant et une surface de glissement pour la roue avant, qui puisse être facilement - 2 - assemblée en conservant un faible poids et qui puisse être fabriquée de manière économique. Cet objectif est réalisé, dans le cas d'une structure porteuse de véhicule automobile comprenant une colonne A, un soubassement de porte, une roue avant et une surface de glissement pour la roue avant, par le fait que la colonne A, vue en section transversale, présente une plus grande rigidité dans une région intérieure que dans une région extérieure, afin de réaliser la surface de glissement. Grâce aux différentes rigidités dans la région intérieure et dans la région extérieure de la section transversale de la colonne A, la surface de glissement peut être réalisée de manière simple sans éléments supplémentaires. De ce fait, la surface de glissement peut être réalisée de manière particulièrement avantageuse sans perte de section transversale de la colonne A. La section transversale de la colonne A ne change que sous l'application d'une charge. Les différentes rigidités de la section transversale de la colonne A sont avantageusement adaptées mutuellement de telle sorte que la roue avant glisse vers l'extérieur sur la surface de glissement dans le cas d'une collision frontale par rapport à la roue avant. Dans ce cas, la surface de glissement peut être réalisée complètement ou partiellement sur la colonne A. Grâce à la réalisation selon l'invention de la surface de glissement, la probabilité que la roue avant vienne se caler contre la colonne A, dans un cas d'une charge de collision particulier dans laquelle le véhicule automobile entre en contact avec une barrière arrondie avec un chevauchement de 25 %, est réduite de manière simple. De ce fait, on évite de manière avantageuse qu'une grande partie des forces appliquées au niveau de la roue avant soit transmise à un habitacle du véhicule automobile. Le glissement de la roue avant au niveau de la colonne A produit entre autres l'avantage que l'habitacle peut avoir des dimensions plus petites. De ce fait, on peut satisfaire, même dans ce cas de charge de collision particulier, des exigences strictes en matière de collision avec un poids aussi faible que possible du véhicule automobile. Un exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section transversale, présente une plus grande épaisseur de paroi dans la région intérieure que dans la région extérieure, afin de réaliser la surface de glissement. Dans ce cas, les épaisseurs de parois de la section transversale de la colonne A sont choisies avantageusement de telle sorte que toutes les contraintes s'appliquant pendant le fonctionnement d'un véhicule 3002 2 01 - 3 - automobile muni de la structure porteuse de véhicule automobile soient supportées avec une sécurité suffisante. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section 5 transversale, est formée dans la région intérieure en un matériau de plus grande rigidité que dans la région extérieure, afin de réaliser la surface de glissement. La colonne A, vue en section transversale, est formée dans la région intérieure de préférence en un matériau ayant une rigidité nettement supérieure à celui dans la région extérieure. Dans la région intérieure, la 10 colonne A, vue en section transversale, est formée de préférence en un matériau en acier façonné à chaud. Ce matériau en acier est de préférence un acier façonné à chaud de désignation abrégée 22MnB5 Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section 15 transversale, est formée dans la région extérieure en un matériau de plus grand étirement à la rupture que dans la région intérieure, afin de réaliser la surface de glissement. La colonne A, vue en section transversale, est formée dans la région extérieure de préférence en un matériau ayant un étirement à la rupture nettement plus grand que dans la région intérieure. 20 Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section transversale, est formée dans la région intérieure en un matériau qui présente une rigidité nettement supérieure à 1200 MPa. Cette valeur s'est avérée être particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente 25 invention. La surface de glissement selon l'invention s'obtient de manière particulièrement avantageuse en reliant rigidement la colonne A à la paroi frontale avant ou à sa traverse de paroi frontale. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section 30 transversale, est formée dans au moins une région partielle de la région extérieure ou dans la région extérieure en un matériau qui présente une rigidité nettement inférieure à 1200 MPa. Cette valeur s'est avérée être particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de 35 véhicule automobile est caractérisé en ce que la colonne A, vue en section transversale, présente des propriétés de matériau adaptées localement dans une région partielle intérieure avant. À cet effet, la colonne A, vue en - 4 - section transversale, est traitée dans la région partielle intérieure avant avantageusement par un procédé de trempe adaptée (connu sous la dénomination anglaise de "Tailored-Tempering"). Pour des composants façonnés à chaud, grâce à l'utilisation du procédé de trempe adaptée, on 5 peut réaliser des rigidités de manière particulièrement avantageuse plus faibles localement pour obtenir des possibilités d'assemblage à froid. En variante, la technologie des flancs soudés sur mesure (Tailor-WeldedBlank) peut également être utilisée. Dans ce cas, pour la région plus souple, on peut par exemple utiliser un acier micro-allié et pour la région plus dure 10 un acier trempé. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce qu'une structure longitudinale présente une surface de glissement dans une région de soubassement de porte au niveau d'une extrémité avant. La surface de glissement est réalisée 15 dans un chemin de charge inférieur par une structure fournissant la forme, laquelle favorise le glissement. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure de véhicule automobile est caractérisé en ce qu'une région de bride de colonne A avant est disposée vers le centre du véhicule. La colonne A est 20 avantageusement formée de deux éléments profilés. Les deux éléments profilés, vus en section transversale à travers la colonne A, sont connectés fixement l'un à l'autre à chaque fois par deux brides avant et deux brides arrière dans la région de bride de colonne A avant et dans la région de bride de colonne A arrière. Dans ce cas, les régions de bride de colonne A, vues 25 dans la direction transversale du véhicule et par rapport à la colonne A, peuvent être disposées centralement. Grâce au décalage selon l'invention de la région de bride de colonne A avant depuis le milieu de la colonne vers l'intérieur jusqu'au centre du véhicule, le glissement de la roue avant sur la colonne A est nettement amélioré. 30 Un autre exemple de réalisation préféré de la structure porteuse de véhicule automobile est caractérisé en ce qu'une paroi frontale avant est fixée à l'intérieur au niveau de la région de bride de colonne A avant. De ce fait, la complexité du montage est considérablement simplifiée. Par ailleurs, la paroi frontale avant peut avantageusement être utilisée conjointement 35 avec la colonne A pour réaliser la surface de glissement. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure porteuse de véhicule automobile est caractérisé en ce que la paroi frontale avant est - 5 - combinée à une traverse. La traverse est de préférence disposée derrière la paroi frontale, vue dans la direction longitudinale du véhicule. Cela signifie autrement dit que la paroi frontale avant est disposée entre la roue avant et la traverse. La traverse de paroi frontale et la colonne A intérieure sont connectées fixement l'une à l'autre par un acier de grande résistance et empêchent l'intrusion dans l'habitacle lorsque la roue vient en contact avec la colonne A. Dans ce cas, la colonne A intérieure s'appuie vers l'intérieur sur la traverse de paroi frontale. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure porteuse de véhicule automobile est caractérisé en ce que la paroi frontale avant est inclinée de telle sorte que la roue avant, en cas de collision frontale par rapport à la roue avant, glisse vers l'extérieur sur la paroi frontale avant. La surface de glissement selon l'invention s'obtient de manière particulièrement avantageuse à partir d'une combinaison de la colonne A avec la paroi frontale avant. Dans le cas de collision particulier décrit ci-dessus, la roue avant glisse d'abord sur la paroi frontale avant puis le long de la colonne A vers l'extérieur, c'est-à-dire en s'éloignant du centre du véhicule. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure porteuse de véhicule automobile est caractérisé en ce que la paroi frontale avant et une surface frontale avant de la colonne A réalisent ensemble une surface de glissement pour la roue avant. La paroi frontale avant et la surface frontale avant de la colonne A peuvent à cet effet être inclinées suivant un angle d'inclinaison similaire. Un autre exemple de réalisation préféré de la structure porteuse de véhicule automobile est caractérisé en ce que la paroi frontale avant présente un plus grand angle d'inclinaison que la surface frontale avant de la colonne A. Du fait de l'inclinaison en biais de la surface frontale du soubassement de porte, la jante peut être fendue pour permettre à la roue de glisser vers l'extérieur. La structure de véhicule automobile est encore caractérisée en ce : - qu'une structure longitudinale dans une région de soubassement de porte est découpée obliquement au moins dans une région 35 partielle au niveau d'une extrémité avant, de telle sorte que la longueur de la structure longitudinale dans la région extérieure du soubassement de porte - 6 - soit inférieure à celle dans la région centrale ou intérieure du soubassement de porte, - que le soubassement de porte est réalisé sous forme de profilé filé en aluminium ou est renforcé par un profilé filé en aluminium, et, - qu'une bride de colonne A avant est disposée vers un centre du véhicule. L'invention concerne en outre un véhicule automobile comprenant une structure porteuse de véhicule automobile décrite ci-dessus. La structure porteuse de véhicule automobile est dans ce cas avantageusement disposée symétriquement des deux côtés, par rapport à un axe longitudinal du véhicule. D'autres avantages, caractéristiques et particularités de l'invention résultent de la description suivante, dans laquelle différents exemples de réalisation sont décrits en particulier en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 illustre une représentation simplifiée d'une structure porteuse de véhicule automobile avec une roue avant et un poteau disposé devant celle-ci pour illustrer un cas de charge de collision particulier ; la figure 2 illustre une structure porteuse de véhicule 20 automobile similaire à celle de la figure 1 avec un élément de remplissage supplémentaire ; la figure 3 illustre une représentation simplifiée d'une structure porteuse de véhicule automobile selon l'invention et la figure 4 illustre une représentation similaire à celle de la 25 figure 3 selon un exemple de réalisation supplémentaire de l'invention. La figure 1 illustre sous forme simplifiée une structure porteuse de véhicule automobile 1 comprenant une structure porteuse longitudinale 3, une paroi frontale 4 et une colonne A 5. Une roue avant 8 est montée de manière à pouvoir tourner sur la structure porteuse longitudinale 3. Devant 30 la roue avant 8 est illustré un poteau 10 pour représenter un cas de charge de collision particulier. Le cas de charge de collision particulier concerne un test de collision qui est également appelé test de collision à faible chevauchement (connu sous la dénomination anglaise de "Small-overlap Crashtest"). Dans 35 ce test à faible chevauchement, le véhicule automobile vient en contact avec une barrière rigide arrondie avec un chevauchement d'entre 20 % et 30 %, comme indiqué par un poteau 10 dans la figure 1. En cas de déformation se - 7 - produisant dans ce cas de charge de collision particulier, si l'on considère le véhicule automobile en tant que point fixe, la charge est transmise de manière indirecte par le poteau 10 par le biais de la roue avant 8 à une structure longitudinale de soubassement de porte. La structure porteuse longitudinale 3 de la roue avant 8 n'est pas principalement sollicitée par ce cas de charge de collision particulier. Si la roue avant 8, dans ce cas de charge de collision particulier, ne glisse pas et se cale contre la colonne A 5, une grande partie des forces appliquées est transmise de la roue avant 8 à un habitacle (non illustré) Afin de pouvoir réaliser l'habitacle avec un dimensionnement aussi faible que possible, on s'efforce d'obtenir un glissement de la roue avant 8 sur la colonne A 5. La figure 2 illustre par une flèche 20 un sens de conduite d'un véhicule automobile avec une structure porteuse de véhicule automobile 21. Une surface d'enveloppement de roue ou courbe d'enveloppement de roue 22 est tournée vers la roue avant 8. La structure porteuse de véhicule automobile 21 comprend une colonne A 5, qui se compose de deux éléments profilés 24, 25. Les deux éléments profilés 24, 25 sont connectés fixement l'un à l'autre dans une région de bride avant 26 et une région de bride arrière 27. On prévoit sur l'élément profilé 25, devant à droite dans la figure 2, une zone de liaison 28 pour le raccordement d'une paroi frontale 4 à la colonne A 5. Le glissement de la roue du véhicule 8 sur la colonne A 5 peut être amélioré par un élément de remplissage 29 qui est disposé dans la figure 2 entre la surface d'enveloppement de roue 22 et l'élément profilé 25 et la paroi frontale 4. Dans la figure 3 est illustrée sous forme simplifiée une structure porteuse de véhicule automobile selon l'invention 31 avec une paroi frontale 4 et une colonne A 5 ainsi qu'une roue avant 8. La colonne A 5 est formée de deux éléments profilés 34, 35 qui sont connectés fixement l'un à l'autre dans une région de bride avant 36 et une région de bride arrière 37. La région de bride arrière 37 est réalisée et disposée exactement comme la région de bride arrière 27 dans la figure 2. La région de bride avant 36, par comparaison avec la région de bride avant 26 de la figure 2, est décalée vers le centre du véhicule de telle sorte que la région de bride avant 36 est disposée sur le côté intérieur, c'est- à-dire le côté droit dans la figure 3, en avant de la colonne A 5. Ceci produit entre autres l'avantage que la paroi frontale 4 peut être fixée directement à - 8 - la région de bride avant 36 dans une zone de liaison 38. L'avantage essentiel est toutefois que l'on obtient un plan de glissement géométrique avec des éléments qui sont de toute façon déjà prévus. Une branche avant 39 de l'élément profilé 34, comme on peut le voir dans la figure 3, est légèrement inclinée, c'est-à-dire qu'elle est disposée suivant un angle d'environ cinq degrés par rapport à un axe transversal du véhicule. La paroi frontale 4 est inclinée suivant un angle plus important. L'angle entre la paroi frontale 4 et un axe transversal du véhicule est d'environ trente degrés. Une surface de glissement est indiquée par une ligne en pointillés 40, le long de laquelle la roue avant 8 glisse dans le cas de charge de collision particulier décrit ci-avant. Du fait du déplacement et du décalage selon l'invention de la région de bride avant 36 de la colonne A 5 vers l'intérieur, c'est-à-dire vers le centre du véhicule, on peut obtenir une surface de glissement naturelle 40 de manière simple. La surface de glissement 40 présente notamment l'avantage qu'aucun élément supplémentaire n'est nécessaire pour sa réalisation. Par ailleurs, la surface de glissement 40 peut être réalisée sans réduire la section transversale de la colonne A 5. Dans le cas de la structure de véhicule automobile 31 illustrée dans la figure 3, les deux éléments profilés 34, 35 présentent avantageusement des rigidités différentes afin de réaliser la surface de glissement 40. Dans ce cas, l'élément profilé intérieur 35 présente avantageusement une plus grande rigidité que l'élément profilé extérieur 34, afin de réaliser la surface de glissement 40. À cet effet, l'élément profilé intérieur 35 peut présenter une plus grande épaisseur de paroi que l'élément profilé extérieur 34. En variante ou en plus, l'élément profilé intérieur 35 peut être formé en un matériau de plus grande rigidité que l'élément profilé extérieur 34. En variante ou en plus, l'élément profilé extérieur 34 peut être formé en un matériau de plus grand étirement à la rupture que l'élément profilé intérieur 35. La figure 4 illustre une structure porteuse de véhicule automobile selon l'invention 41 avec une paroi frontale 4 et une colonne A 5 ainsi qu'une roue avant 8. La colonne A 5 est formée de deux éléments profilés 44, 45 qui sont connectés fixement l'un à l'autre dans une région de bride avant 46 et une région de bride arrière 47. Les régions de bride 46 et -9- 47 sont disposées exactement comme dans la structure porteuse de véhicule automobile 21 illustrée dans la figure 2. L'élément profilé de gauche 44 dans la figure 4, par rapport à un véhicule automobile muni de la structure porteuse de véhicule automobile 41, est disposé à l'extérieur et constitue, ui en section transversale, une région extérieure 48 de la colonne A 5. De manière analogue, l'élément profilé 45 disposé à droite dans la figure 4 est disposé à l'intérieur et constitue, vu en section transversale, une région intérieure 49 de la colonne A 5. Selon un aspect essentiel de l'invention, la colonne A 5 de la structure de véhicule automobile 41 illustrée dans la figure 4 présente, dans la région intérieure 49, une plus grande rigidité que dans la région extérieure 48. La plus grande rigidité dans la région intérieure 49 peut par exemple être obtenue par une plus grosse épaisseur de paroi et/ou par un matériau de plus grande rigidité. Du fait de la plus faible rigidité dans la région extérieure 48 de la colonne A 5, une surface de glissement pour la roue avant 8 peut être réalisée en charge, par exemple dans le cas d'une collision, notamment dans le cas d'une collision avec un poteau, la surface de glissement étant illustrée par une ligne en pointillés 50. Dans le cas de l'intrusion de la roue avant 8, grâce aux différentes rigidités, on peut réaliser un glissement de la roue avant 8 vers l'extérieur sans perte de section transversale de la colonne A. Dans le cas d'une déformation de la colonne A 5, la région extérieure 48 est plus fortement déformée en raison de sa plus faible rigidité. De ce fait, la colonne A complète 5 forme le plan de glissement virtuel 50 pendant la déformation. Dans une région partielle intérieure avant 52, l'élément profilé 45 présente, selon un autre aspect de l'invention, localement une plus faible rigidité ou un plus grand étirement à la rupture. De ce fait, des techniques d'assemblage à froid peuvent être réalisées. La rigidité localement plus faible ou plus grande peut être produite par un procédé de trempe adaptée (connu sous la dénomination anglaise "Tailored-Tempering") ou par une technologie des flancs soudés sur mesure (connu sous la dénomination anglaise "Tailor-Welded-Blank"). Selon un autre aspect de l'invention, une structure longitudinale 55 peut être configurée dans une région de soubassement de porte au niveau de son extrémité avant, de telle sorte qu'elle réalise une surface de - 10 - glissement alternative ou supplémentaire ou un plan de glissement 60 pour la roue avant 8. La structure longitudinale 55 peut, comme illustré dans la figure 4, être raccordée dans la région de bride avant 46 à la colonne A 5. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de 5 réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Structure de véhicule automobile comprenant une colonne A (5), un soubassement de porte, une roue avant (8) et une surface de glissement (40;50) pour la roue avant (8), caractérisée en ce que la colonne A (8), vue en section transversale, présente une plus grande rigidité dans une région intérieure (49) que dans une région extérieure (48) afin de réaliser la surface de glissement (40;50). 2. Structure de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, présente une plus grande épaisseur de paroi dans la région intérieure (49) que dans la région extérieure (48) afin de réaliser la surface de glissement (40;50). 3. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, est formée dans la région intérieure (49) en un matériau de plus grande rigidité que dans la région extérieure (48), afin de réaliser la surface de glissement (40;50). 4. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, est formée dans la région extérieure (48) en un matériau de plus grand étirement à la rupture que dans la région intérieure (49), afin de réaliser la surface de glissement (40;50). 5. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, est formée dans la région intérieure (49) en un 25 matériau qui présente une rigidité nettement supérieure à 1200 MPa. 6. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, est formée dans la région extérieure (48) en un matériau qui présente une rigidité nettement inférieure à 1200 MPa. 30 7. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la colonne A (5), vue en section transversale, présente dans une région partielle intérieure avant (52) des propriétés de matériau adaptées localement.- 12 - 8. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une structure longitudinale (55) présente une surface de glissement (60) dans une région de soubassement de porte au niveau d'une extrémité avant. 9. Structure de véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une structure longitudinale (55) dans une région de soubassement de porte est découpée obliquement au moins dans une région partielle au niveau d'une extrémité avant, de telle sorte que la longueur de la structure longitudinale (55) dans la région extérieure du soubassement de porte soit inférieure à celle dans la région centrale ou intérieure du soubassement de porte. 10. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le soubassement de porte est réalisé sous forme de profilé filé en aluminium ou est renforcé par 15 un profilé filé en aluminium. 11. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une bride de colonne A avant (36) est disposée vers un centre du véhicule. 12. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend une 20 structure de véhicule automobile (31; 41) selon l'une quelconque des revendications précédentes.