Brevet FR3017362A1 — publié le 20150814

Véhicule automobile comprenant une traverse de planche de bord, des béquilles et un tirant constituant un ensemble mécano-soudé en aluminium Domaine de l'invention : La présente invention concerne un véhicule automobile comprenant une traverse de planche de bord et ses éléments structurels connexes. L'invention se rapporte plus particulièrement à un véhicule comprenant une caisse délimitée par deux côtés de caisse intégrant chacun un pied avant, le véhicule comprenant également un plancher, une traverse de planche de bord s'étendant dans une direction transversale du véhicule et fixée latéralement aux pieds avant, deux béquilles reliant la traverse de planche de bord au plancher, un tirant s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule et reliant la traverse de planche de bord à une traverse inférieure de baie située dans une région inférieure du pare-brise du véhicule en avant de la traverse de planche de bord. Le tirant a une fonction antivibratoire et constitue un support pour la colonne de direction. Etat de la technique et problème posé : Les véhicules automobiles connus comprennent une traverse de planche de bord qui est classiquement réalisée en métal afin de satisfaire les besoins et exigences en termes de structure, de tenue mécanique et vibratoire. Les éléments structurels connexes tels que tirants et les béquilles constituent des appendices de la traverse de planche de bord qui sont également réalisés en métal pour les mêmes raisons techniques. De nouvelles contraintes d'allègement apparaissent aujourd'hui, s'appliquant à toutes les parties structurelles et les équipements du véhicule dans le but de réduire encore la consommation du véhicule et les émissions de polluants.30 But de l'invention : Le but de la présente invention est de proposer un véhicule automobile ayant un un nouvel agencement de la traverse de planche de bord du véhicule, dans un matériau adapté aux contraintes d'allègement de plus en plus sévères. Objet de l'invention : A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule automobile comprenant une caisse de véhicule automobile délimitée par deux côtés de caisse intégrant chacun un pied avant, le véhicule comprenant également un plancher, une traverse de planche de bord s'étendant dans une direction transversale du véhicule et fixée latéralement aux pieds avant, deux béquilles reliant la traverse de planche de bord au plancher, un tirant s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule et reliant la traverse de planche de bord à une traverse inférieure de baie située dans une région inférieure du pare-brise du véhicule en avant de la traverse de planche de bord, caractérisé en ce que la traverse de planche de bord, les béquilles et le tirant constituent un ensemble monobloc mécano-soudé en aluminium, la traverse de planche de bord se présentant sous la forme d'un profilé creux ayant une section transversale aplatie à ses extrémités de fixation aux pieds avant et dont la forme est polygonale dans une région intermédiaire à laquelle sont fixées les béquilles et le tirant. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - la traverse de planche de bord a une section transversale dont la forme est hexagonale dans la région intermédiaire, - le tirant est réalisé sous la forme de deux éléments ajourés disposés verticalement l'un sur l'autre en prenant en sandwich la traverse de planche de bord dans une partie arrière du tirant, les deux éléments étant reliés l'un à l'autre par leurs bords arrière, leurs bords avant et au moins deux barres de renfort latérales, - le tirant a une face avant sensiblement verticale s'étendant sur toute sa hauteur mesurée suivant la direction verticale, - les béquilles sont reliées d'une part à une face inférieure de la traverse de planche de bord, à une distance dl l'une de l'autre, et d'autre part au plancher, à une distance d2 l'une de l'autre, de sorte que d2 Le terme « sensiblement » indique qu'un léger écart est admis par rapport à une position ou disposition nominale déterminée, tout en restant inclus dans le cadre de l'invention. Par exemple « sensiblement vertical » indique qu'un écart de l'ordre de 10° par rapport à une orientation strictement verticale est admis dans le cadre de l'invention.30 On a représenté à la figure 1 une partie de la structure d'un véhicule automobile suivant l'invention. Le véhicule comprend classiquement une caisse délimitée par deux côtés de caisse intégrant chacun un pied avant (ces éléments n'étant pas représentés). Le véhicule comprend également un plancher (non représenté). Le véhicule comprend une traverse de planche de bord 1 s'étendant dans une direction transversale Y du véhicule. A ses deux extrémités cette traverse 1 est fixée latéralement aux pieds avant. Le véhicule comprend également deux béquilles 21, 22 reliant la traverse de planche de bord 1 au plancher. Les béquilles 21, 22 encadrent typiquement une partie centrale inférieure de la planche de bord qui s'étend vers le plancher et intègre des commandes ou interfaces diverses, voire des zones de rangement de la planche de bord. Ces béquilles sont intégrées dans les flancs de cette partie centrale de la planche de bord. Le véhicule comprend également un tirant 31, 32 s'étendant dans la direction longitudinale X du véhicule et reliant la traverse de planche de bord 1 à une traverse inférieure de baie (non représentée) également appelée « TIB » par l'homme de l'art. Cette TIB est située dans une région inférieure du pare-brise du véhicule en avant de la traverse de planche de bord 1. Le tirant constitue un support de la colonne de direction du véhicule (non représentée) et a une fonction antivibratoire de la colonne et de la traverse de planche de bord, essentiellement vis-à-vis de modes verticaux. Le véhicule comprend encore un élément de support 4 ayant la forme d'un profilé, en particulier à section carrée, s'étendant depuis une région médiane de la traverse de planche de bord 1 vers l'arrière du véhicule suivant la direction longitudinale X. L'élément de support 4 forme un appui pour un équipement du poste de conduite, en particulier un écran (non représenté).30 Selon un aspect essentiel de l'invention, la traverse de planche de bord 1, les béquilles 21, 22 et le tirant 31, 32 constituent un ensemble monobloc mécano-soudé en aluminium. Les différentes parties sont donc moulées, assemblées et soudées entre elles. Au moins une partie des éléments choisis parmi la traverse de planche de bord 1, le tirant 31, 32, les béquilles 21, 22 et l'élément de support 4 sont formés de parois ayant une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm, en particulier 3 mm. Dans l'exemple illustré, tous les éléments sont constitués de parois conformées de façons diverses, dont l'épaisseur est de l'ordre de 3 mm. La traverse de planche de bord 1 se présente sous la forme d'un profilé creux ayant une section transversale aplatie à ses extrémités de fixation aux pieds avant. Les extrémités sont aplaties de façon à présenter leur plus grande longueur suivant une orientation verticale. De cette façon les extrémités comportent chacune une face avant 11 et une face arrière 12 sensiblement parallèles (Figures 1 et 2). La face avant 11 peut être plaquée contre un pied avant de la structure du véhicule. L'extrémité de la traverse 1 est fixée au pied avant correspondant par des vis de fixation (non représentées) traversant l'extrémité aplatie de la traverse 1, suivant une orientation longitudinale. Entre ses extrémités, la traverse de planche de bord 1 comprend une région intermédiaire 13 dont la forme est profilée sur une certaine largeur considérée suivant la direction transversale Y, et donc la section transversale a une forme polygonale. Le terme « transversal » s'entend ici par rapport à la direction longitudinale de la traverse proprement dite. La section transversale considérée est ainsi définie dans un plan XZ. On note que la longueur suivant Y de la région intermédiaire 13 de la traverse est de l'ordre d'un mètre. La région intermédiaire 13 à section polygonale est centrée sur la zone médiane de la traverse et par rapport au plan médian vertical longitudinal du véhicule. La jonction entre la région intermédiaire 13 et les extrémités aplaties de la traverse 1 est conformée de façon progressive suivant Y entre les zones concernées. En référence aux figures 4 et 6, on note que les extrémités de la traverse 1 sont décalées vers l'avant du véhicule, par rapport à la région intermédiaire Les béquilles 21, 22 et le tirant 31, 32 sont fixées à la traverse de planche de bord 1 dans sa région intermédiaire 13. Les deux béquilles forment un ensemble centré sur le plan médian vertical longitudinal XZ du véhicule, c'est-à-dire sensiblement dans une zone médiane de la traverse 1 suivant la direction transversale Y. Le tirant 31, 32 est sensiblement aligné suivant Y avec la colonne de direction. Dans le mode de réalisation illustré de l'invention, la section transversale de la traverse est typiquement hexagonale. En référence à la figure 8, les dimensions de l'hexagone sont par exemple a=36,15mm, b=36,71mm, c=37,01mm, d=22,77mm, e=25,71mm, f=22,04mm. Un rayon de raccordement d'environ 6mm est prévu entre deux côtés consécutifs. Ces dimensions sont indiquées à titre d'exemple et ne sont nullement limitatives. Les faces avant e et arrière b sont parallèles et sensiblement verticales. En référence aux figures 1 à 3 et 6, le tirant 31, 32 est réalisé sous la forme de deux éléments ajourés 31, 32 disposés verticalement l'un sur l'autre à la façon de deux demi coques. Ces deux éléments sont constitués d'un élément supérieur 31 et d'un élément inférieur 32. Ces éléments ajourés sont accolés en prenant en sandwich la traverse de planche de bord 1 dans une partie arrière du tirant 31, 32. Les deux éléments 31, 32 sont reliés l'un à l'autre par leurs bords arrière, situé derrière la colonne de direction et leurs bords avant. Les deux éléments 31, 32 sont également reliés l'un à l'autre par deux barres de renfort latérales 33, 34, disposées de façon symétriques de chaque côté du tirant, qui sont typiquement inclinées dans l'exemple illustré, à environ 45°. Les extrémités hautes des barres 33, 34 sont situées en arrière des extrémités basses, et au plus près de la traverse de planche de bord 1. Le tirant 31, 32 est conformé de façon à présenter une face avant 35 sensiblement verticale s'étendant sur toute sa hauteur mesurée suivant la direction verticale Z. Cette hauteur est de l'ordre d'une dizaine de centimètres. Dans la partie arrière du tirant, les éléments supérieur 31 et inférieur 32 comportent chacun deux extensions qui se rejoignent deux à deux pour constituer deux formes en coins ou en pointes dirigées vers l'arrière du véhicule. Dans l'exemple illustré, le tirant comprend également des renforts avant latéraux 36, 37 reliant la face avant 35 et des bords supérieur et inférieur des éléments 31, 32 de façon augmenter la rigidité du tirant dans la zone de la face avant 35. Le tirant comprend également des zones percées ou des cages à écrous permettant la fixation sur des éléments adjacents non représentés. Comme illustré notamment à la figure 5, Les béquilles 21, 22 sont reliées d'une part à une face inférieure 14 de la traverse de planche de bord 1, à une distance dl l'une de l'autre, et d'autre part au plancher (non représenté), à une distance d2 l'une de l'autre, de sorte que d2 Les béquilles 21, 22 ont la forme de profilés creux dont la section transversale a une forme carrée (figures 7 et 9). Les sections carrées ont un côté de l'ordre de 25 mm avec un rayon de raccordement de l'ordre de 6 mm. Les béquilles 21, 22 sont reliées à la traverse de planche de bord 1, et plus précisément à une face inférieure 14 de celle-ci (qui correspond au côté a de l'hexagone représenté à la figure 8) par l'intermédiaire de deux cages de maintien 15 dans lesquelles sont emmanchées les extrémités supérieures des béquilles 21, 22 (figure 7). Ces cages de maintien 15 sont constituées d'un manchon à section carrée débouchant vers le bas, conformé pour accueillir les extrémités supérieures des béquilles 21, 22 de façon ajustée. Le manchon est prolongé à son bord supérieur par des pattes de renforts 16, typiquement quatre pattes de renfort disposées en croix et s'étendant perpendiculairement à la direction verticale. Ces pattes de renfort 16 épousent la forme extérieure de la traverse de planche de bord 1. Les béquilles 21, 22 sont également reliées l'une à l'autre à leurs extrémités inférieure par un renfort de fixation inférieur 23, permettant également la fixation avec le plancher du véhicule (figures 1, 2, 5, 9). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes ou variantes de réalisation décrits précédemment et comprends tous les équivalents techniques de ces moyens. 10 REVENDICATIONS1. Véhicule automobile comprenant une caisse de véhicule automobile délimitée par deux côtés de caisse intégrant chacun un pied avant, le véhicule comprenant également un plancher, une traverse de planche de bord (1) s'étendant dans une direction transversale (Y) du véhicule et fixée latéralement aux pieds avant, deux béquilles (21, 22) reliant la traverse de planche de bord (1) au plancher, un tirant (31, 32) s'étendant dans la direction longitudinale (X) du véhicule et reliant la traverse de planche de bord (1) à une traverse inférieure de baie située dans une région inférieure du pare-brise du véhicule en avant de la traverse de planche de bord (1), caractérisé en ce que la traverse de planche de bord (1), les béquilles (21, 22) et le tirant (31, 32) constituent un ensemble monobloc mécano-soudé en aluminium, la traverse de planche de bord (1) se présentant sous la forme d'un profilé creux ayant une section transversale aplatie à ses extrémités de fixation aux pieds avant et dont la forme est polygonale dans une région intermédiaire (13) à laquelle sont fixées les béquilles (21, 22) et le tirant (31, 32). 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la traverse de planche de bord (1) a une section transversale dont la forme est hexagonale dans la région intermédiaire (13). 3. Véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tirant (31, 32) est réalisé sous la forme de deux éléments ajourés (31, 32) disposés verticalement l'un sur l'autre en prenant en sandwich la traverse de planche de bord (1) dans une partie arrière du tirant (31, 32), les deux éléments (31, 32) étant reliés l'un à l'autre par leurs bords arrière, leurs bords avant et au moins deux barres de renfort latérales (33, 34). 4. Véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tirant (31, 32) a une face avant sensiblement verticale (35) s'étendant sur toute sa hauteur mesurée suivant la direction verticale (Z). 5. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les béquilles (21, 22) sont reliées d'une part à une face inférieure (14) de la traverse de planche de bord (1), à une distance dl l'une de l'autre, et d'autre part au plancher, à une distance d2 l'une de l'autre, de sorte que d2 6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que les béquilles (21, 22) ont la forme de profilés creux dont la section transversale a une forme carrée. 7. Véhicule automobile selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les béquilles (21, 22) sont reliées à la traverse de planche de bord (1) par l'intermédiaire de deux cages de maintien (15) dans lesquelles sont emmanchées les extrémités supérieures des béquilles (21, 22), les béquilles (21, 22) étant en outre reliées l'une à l'autre à leurs extrémités inférieure par un renfort de fixation inférieur (23). 8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un élément de support (4) ayant la forme d'un profilé, en particulier à section carrée, s'étendant depuis une région médiane de la traverse de planche de bord (1) vers l'arrière du véhicule suivant la direction longitudinale (X), l'élément de support (4) formant appui pour un équipement du poste de conduite, en particulier un écran.30 9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie des éléments choisis parmi la traverse de planche de bord (1), le tirant (31, 32) et les béquilles (21, 22) sont formés de parois ayant une épaisseur comprise entre 2 et 5 mm, en particulier 3 mm.5