Brevet FR3014374A1 — publié le 20150612

ÉLÉMENT DE RENFORT POUR COMPARTIMENT MOTEUR DE VÉHICULE AUTOMOBILE [0001] L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles et plus précisément au renforcement d'un compartiment moteur du véhicule. [0002] Afin d'assurer la sécurité des occupants d'un véhicule, il est nécessaire de renforcer la caisse du véhicule pour que, lors d'un choc, la caisse se déforme d'une manière contrôlée selon des voies d'effort prédéterminées, afin de limiter les déformations de l'habitacle et ainsi préserver les occupants. [0003] A cet effet, on a coutume de munir le compartiment moteur de renforts destinés à éviter en particulier une intrusion du moteur dans l'habitacle, cf. par ex. le document FR 2 958 250. [0004] Cependant, les constructeurs automobiles sont aujourd'hui confrontés à des contraintes d'allègement des véhicules, associées à des réductions des coûts. [0005] Il s'avère nécessaire de revoir la conception des pièces existantes compte tenu de ces contraintes. [0006] Un premier objectif est de proposer une poutre de renfort du compartiment moteur d'un véhicule, permettant une meilleure répartition des efforts mécaniques à masse égale ou inférieure à celle des poutres connues. [0007] Un deuxième objectif est de proposer une poutre pour le renfort du compartiment moteur d'un véhicule, de conception relativement simple, de fabrication aisée et de montage facile. [0008] A cet effet, il est proposé en premier lieu une caisse de véhicule automobile comprenant un compartiment moteur et une traverse de baie délimitant le compartiment moteur, ainsi qu'au moins une poutre de renfort ayant une extrémité avant ancrée sur un élément du compartiment moteur, et une extrémité arrière ancrée sur la traverse de baie, cette poutre de renfort ayant un bras supérieur et un bras inférieur qui se raccordent à l'extrémité arrière et une échancrure définie entre le bras supérieur et le bras inférieur, dans laquelle le bras supérieur et le bras inférieur se raccordent à l'extrémité avant, l'échancrure ayant un contour fermé. [0009] Le raccordement du bras inférieur avec le bras supérieur confère à la poutre une meilleure capacité à reprendre les efforts et contraintes mécaniques appliqués à la caisse du véhicule, notamment en cas de choc frontal. [0010] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : la poutre de renfort comprend un corps incluant l'intégralité du bras inférieur et une partie du bras supérieur, et un connecteur incluant une seconde partie du bras supérieur ; - la poutre de renfort comprend des raidisseurs réalisés sous forme d'emboutis ; la poutre de renfort comprend des replis de raidissage ; la poutre de renfort comprend une patte avant de fixation ; la poutre de renfort comprend une patte arrière de fixation ; - la poutre de renfort comprend une fenêtre oblongue à proximité de l'extrémité arrière ; l'ancrage de l'extrémité avant de la poutre est réalisé par au moins un moyen choisi parmi le soudage, le boulonnage, le rivetage. Il est proposé en second lieu un véhicule automobile comprenant une caisse telle que décrite précédemment. [0011] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de face en perspective d'un compartiment moteur d'un véhicule automobile dans lequel est montée une poutre de renfort ; la figure 2 est une vue en perspective de la poutre de renfort, selon un premier angle de vue ; - la figure 3 est une vue en perspective de la poutre de renfort, selon un deuxième angle de vue ; [0012] Sur la figure 1 est représentée une caisse 1 de véhicule 2 automobile. Cette caisse 1 définit un compartiment 3 destiné à recevoir un moteur (non représenté pour des raisons de clarté), ainsi que des accessoires, typiquement un mécanisme 4 d'essuie-glace. [0013] Par souci de clarté, on n'a représenté qu'une moitié (gauche) du véhicule 2 sur la figure 1. [0014] Le compartiment 3 moteur est délimité latéralement par des ailes 5 avant définissant des passages 6 de roues comprenant une paroi 7 supérieure surmontée d'une cloche 8 pour la fixation d'un amortisseur (non représenté), et, vers l'arrière, par une traverse 9 de baie assurant la séparation du compartiment 3 moteur d'un habitacle destiné à accueillir des occupants. [0015] Afin de renforcer le compartiment 3 moteur, celui-ci comprend, comme représenté sur les figures, une poutre 10 de renfort montée entre la traverse 9 de baie et le passage 6 de roue, et plus précisément entre une paroi 11 arrière de la traverse 9 de baie et la paroi 7 supérieure du passage 6 de roue. [0016] La poutre 10 de renfort comprend une extrémité 12 avant ancrée sur la paroi 7 supérieure du passage 6 de roue, une extrémité 13 arrière ancrée sur la paroi 11 arrière de la traverse 9 de baie, un bras 14 supérieur, un bras 15 inférieur, le bras 15 inférieur et le bras 14 supérieur se raccordant à l'extrémité 13 arrière, et une échancrure 16 définie entre le bras 14 supérieur et le bras 15 inférieur. En outre, le bras 15 inférieur et le bras 14 supérieur se raccordent à l'extrémité 12 avant et donnent à l'échancrure 16 un contour fermé. [0017] La poutre 10 comprend par ailleurs une patte 17 avant de fixation solidaire de l'extrémité 12 avant et permettant de réaliser l'ancrage de la poutre 10 sur la paroi 7 supérieure du passage 6 de roue, ainsi qu'une patte 18 arrière solidaire de l'extrémité 13 arrière et permettant de réaliser l'ancrage de la poutre 10 sur la paroi 11 arrière de la traverse 9 de baie. [0018] Comme on le voit sur les figures, la poutre 10 est ancrée sur la paroi 11 arrière au moyen d'un système 19 vis/écrou, et à la paroi 7 supérieure au moyen de rivets 20. Ces moyens d'ancrage ne sont toutefois nullement limitatifs et pourraient être combinés ou remplacés par des moyens équivalents (soudure, vissage, rivetage). [0019] Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, la poutre 10 est réalisée dans une tôle métallique (de préférence en acier) et comporte des éléments de rigidification particulièrement visibles sur les figures 2 et 3. Ces éléments se présentent sous la forme de replis 21 ou encore de raidisseurs 22 réalisés par exemple par emboutissage ou pliage de la tôle. [0020] Afin de réduire le poids de la poutre 10 pour faciliter son utilisation sans toutefois diminuer sa résistance mécanique, la poutre 10 présente à proximité de l'extrémité 13 arrière, une fenêtre 23 oblongue. Cette fenêtre 23 permet, outre la réduction du poids de la poutre 10, de faciliter la fixation de celle-ci sur la paroi 11 arrière de la traverse 9 au moyen d'un outil tel qu'une clé, un tournevis ou encore une visseuse électropneumatique. [0021] Afin de renforcer la poutre 10, la fenêtre 23 oblongue et l'échancrure 16 sont pourvues de bords pliés s'étendant au moins sur une partie de la circonférence de l'échancrure 16 et de la fenêtre 23, et de préférence, sur la totalité de la circonférence de la fenêtre 23. [0022] En outre, la poutre 10 présente, sur le bras 15 inférieur, des pattes 25 d'appui permettant à la poutre 10 de venir en appui sur d'autres éléments de caisse (non représentés) tels que des traverses. [0023] La poutre 10 pourrait être monobloc. Néanmoins, selon un mode de réalisation représenté sur les dessins, la poutre 10 est formée par assemblage de deux pièce, à savoir un corps 26 et un connecteur 27. Le corps 26 inclut l'intégralité du bras 15 inférieur et une partie du bras 14 supérieur, le connecteur 27 formant une seconde partie du bras 14 supérieur. Le connecteur 27 est fixé sur le corps 26 au moyen de boulons 28 et comprend, pour sa rigidification, un repli 21 et un raidisseur 22. [0024] Selon un mode de réalisation non représenté sur les figures, le connecteur 27 comprend une ouverture pour permettre sa fixation sur un arbre 29 de transmission du mécanisme 4 d'essuie-glace. Ce mode de réalisation permet alors d'assurer le renforcement du compartiment 3 moteur tout en assurant la fixation du mécanisme 4 d'essuie-glace. [0025] En cas de choc frontal, la poutre 10 reprend au moins une partie des efforts transmis par la paroi 7 supérieure du passage 6 de roue, en créant deux voies d'effort, respectivement le long du bras 15 inférieur, qui comprend essentiellement une composante longitudinale (parallèle à la direction de déplacement du véhicule) et du bras 14 supérieur, qui comprend une composante longitudinale combinée à une composante verticale (perpendiculaire au plan de déplacement du véhicule 2). [0026] Parmi les avantages réalisés par la poutre 10 telle que décrite précédemment, on peut citer: la bonne répartition des efforts mécaniques au moyen du bras 14 supérieur et du bras 15 inférieur qui permettent de répartir les efforts lors d'un choc comprenant une composante frontale et/ou une composante latérale ; la légèreté, grâce à la fenêtre 23 oblongue et l'échancrure 16 qui permettent de réduire la quantité de matière pour réaliser la poutre 10 et, a fortiori, le poids de celle-ci ; - la résistance mécanique améliorée par les raidisseurs 22, les replis, et les bords 24 repliés ; la simplicité de fabrication, la poutre 10 pouvant être réalisée à partir d'une tôle par estampage et pliage de celle-ci ; la rigidité générale procurée au compartiment 3 moteur par la poutre 10 qui permet d'économiser certaines pièces utilisées jusqu'à présent pour rigidifier la traverse 9 de baie en vue d'accueillir un support de colonne de direction du véhicule 1 ; à cet effet, il est toutefois nécessaire de dimensionner la patte 18 de manière suffisamment généreuse, et de la positionner à l'aplomb du passage du support de colonne de direction. REVENDICATIONS1. Caisse de véhicule automobile comprenant un compartiment (3) moteur et une traverse (9) de baie délimitant le compartiment (3) 5 moteur, ainsi qu'au moins une poutre (10) de renfort ayant une extrémité (12) avant ancrée sur un élément du compartiment (3) moteur, et une extrémité (13) arrière ancrée sur la traverse (9) de baie, cette poutre (10) de renfort ayant un bras (14) supérieur et un bras (15) inférieur qui se raccordent à l'extrémité (13) arrière, et une échancrure 10 (16) définie entre le bras (14) supérieur et le bras (15) inférieur, caractérisée en ce que le bras (14) supérieur et le bras (15) inférieur se raccordent à l'extrémité (12) avant, l'échancrure (16) ayant un contour fermé. 15 2. Caisse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend un corps (26) incluant l'intégralité du bras (15) inférieur et une partie du bras (14) supérieur, et un connecteur (27) incluant une seconde partie du bras (14) supérieur. 20 3. Caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend des raidisseurs (22) réalisés sous forme d'emboutis. 4. Caisse selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend des replis (21) de raidissage. 5. Caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend 30 une patte (17) avant de fixation. 6. Caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend une patte (18) arrière de fixation. 35 7. Caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la poutre (10) de renfort comprend une fenêtre (23) oblongue à proximité de l'extrémité (13) arrière. 8. Caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'ancrage de l'extrémité (12) avant de la poutre (10) est réalisé par au moins un moyen choisi parmi le soudage, le boulonnage, le rivetage. 9. Véhicule automobile comprenant une caisse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.