Brevet FR3028478A1 — publié le 20160520

STRUCTURE DE CAISSE COMPRENANT UN ELEMENT DE RENFORT La présente invention concerne une structure de caisse d'un véhicule 5 automobile comprenant un élément de renfort susceptible d'être agencé au niveau d'un bloc arrière de la structure de caisse. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant la structure de caisse. 10 La structure de caisse d'un véhicule automobile, et en particulier d'un véhicule automobile du type « tri-corps », comporte à l'avant un compartiment moteur, au milieu un habitacle et à l'arrière un bloc arrière ou autrement appelé coffre arrière ou coffre à bagage. Ce véhicule peut 15 comporter quatre portes individuelles pour les occupants avec une structure de caisse présentant une première ligne de rupture entre un capot du moteur et un pare-brise et une seconde ligne de rupture entre une lunette arrière et le bloc arrière du véhicule, la lunette arrière étant fixée à la structure de caisse. 20 De manière générale, cette structure de caisse comprend au niveau de son soubassement des poutres latérales métalliques de type longeron agencées dans le châssis. La structure de caisse comprend plus précisément deux longerons qui s'étendent longitudinalement depuis le 25 bloc moteur jusqu'à la partie arrière de l'habitacle et se prolonge sous le bloc arrière par deux longeronets. De tels longerons visent à contribuer assurer une rigidification de la structure de caisse, qui est d'ailleurs plus importante à l'avant et au milieu de la structure de caisse qu'au niveau du bloc arrière. 30 3028478 2 En effet dans cette configuration, les longeronets ne permettent pas au bloc arrière de pouvoir résister de manière satisfaisante à des sollicitations d'efforts pouvant résulter par exemple d'un choc subi par la structure de caisse au niveau du bloc arrière ou encore à des charges importantes devant être supportées au niveau du bloc arrière, en particulier lorsque le véhicule est amené à tracter une remorque. La présente invention a pour objectif d'augmenter la raideur mécanique en torsion et en flexion de la structure de caisse tout en limitant la masse 10 ajoutée au véhicule. Un autre but de la présente invention est de fournir une structure de caisse, qui soit de conception et de réalisation simple, par conséquent économique. 15 Dans ce dessein, la structure de caisse d'un véhicule automobile comprenant un bloc arrière et au moins un élément de renfort apte à être assemblé avec au moins deux éléments de structure de caisse compris dans le bloc arrière, notamment avec : 20 - deux éléments de structure de caisse tels qu'un dispositif de support de feu et une gouttière ou - trois éléments de structure de caisse tels qu'un dispositif de support de feu, une gouttière et une doublure de custode, ledit élément de renfort comportant un corps ayant une forme 25 sensiblement incurvée et comprenant au niveau de tout ou partie du pourtour dudit corps une zone de fixation, laquelle zone de fixation étant apte à être reliée à : des première et deuxième composantes de fixation de la gouttière ; 30 un emplacement de fixation du dispositif de support de feu, et/ou 3028478 3 - un emplacement de fixation de la doublure de custode. Dan d'autres modes de réalisation : - les première et deuxième composantes de fixation sont 5 définies sur tout ou partie de la gouttière agencée sur des périphéries supérieure et latérale d'une ouverture du bloc arrière ; - l'emplacement de fixation de la doublure de custode et l'emplacement de fixation du dispositif de support de feu sont compris sur une partie latérale du bloc arrière ; - la structure de caisse comprend deux éléments de renfort agencés dans le bloc arrière de manière symétrique par rapport à un plan de symétrie longitudinal du véhicule ; - chaque élément de renfort comprend des première et deuxième parties séparées par un axe de pliage s'étendant transversalement par rapport au corps de l'élément de renfort ; - chaque élément de renfort comprend une face supérieure et une face inférieure, la face inférieure comprenant une partie creuse formée d'une paroi de fond et d'une paroi latérale comportant un rebord plié vers l'extérieur définissant la zone de fixation ; - la paroi latérale est définie sur tout ou partie du pourtour du corps de l'élément de renfort ; - la partie creuse comprend au moins un orifice ; - la zone de fixation est assemblée aux première et deuxième composantes de fixation de la gouttière, à l'emplacement de fixation du dispositif de support de feu et/ou à l'emplacement de fixation de la doublure de custode par soudure par points ou encore par soudure au laser, et/ou - chaque élément de renfort est réalisé en tôle emboutie ; et/ou - chaque élément de renfort a une épaisseur comprise entre 0,5 et 1,5 mm. 3028478 4 Avantageusement, la raideur mécanique de la structure de caisse est ainsi augmentée tout en conservant une masse relativement réduite comparativement aux solutions connues et déjà appliquées. 5 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux figures, réalisé à titre d'exemple indicatif et non limitatif : la figure 1 représente une structure de caisse d'un véhicule pourvue d'un élément de renfort selon le mode de réalisation de 10 l'invention ; la figure 2 est une vue d'une section longitudinale de la structure de caisse du véhicule pourvue de l'élément de renfort selon le mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 représente une vue à grande échelle d'une partie A de 15 la structure de caisse illustrée sur la figure 2 selon le mode de réalisation de l'invention ; la figure 4A représente une vue à grande échelle d'une partie B de la structure de caisse illustrée sur la figure 3 sans l'élément de renfort selon le mode de réalisation de l'invention ; 20 la figure 4B représente une vue à grande échelle de la partie B de la structure de caisse illustrée sur la figure 3 avec l'élément de renfort selon le mode de réalisation de l'invention, et les figures 5A, 5B et 5C représentent différentes vues de l'élément de renfort selon le mode de réalisation de l'invention. 25 La description est faite en référence à un repère orthonormé (X, Y, Z) associé classiquement à un véhicule automobile, dans lequel X est la direction longitudinale avant-arrière du véhicule orientée vers l'arrière, Y est la direction transversale orientée vers la droite, et Z est la direction 30 verticale dirigée vers le haut. 3028478 5 Sur la figure 1 est représentée une structure de caisse 1 d'un véhicule automobile pouvant être de type tri-corps, telle qu'elle peut se présenter dans une phase de sa fabrication où elle sort d'un atelier de ferrage d'une unité de fabrication et avant qu'elle ne pénètre dans un atelier de 5 montage. Cette structure de caisse 1 comprend à l'avant un compartiment moteur, au milieu un habitacle et à l'arrière un bloc arrière 3. Au niveau du bloc arrière 3, la structure de caisse 1 comprend un plancher de charge arrière 10 sur lequel sont fixés deux montants latéraux 4a sous la forme de deux montants de custode latéraux 4b comportant chacun un passage de roue 26. Chaque montant de custode latérale 4b constitue une partie latérale arrière de l'ossature de l'habitacle. Les deux montants de custode latéraux 4b sont maintenus parallèles entre eux dans leur partie 15 supérieure par une traverse dite traverse supérieure de lunette arrière et adaptée pour soutenir un pavillon 25. Sur la figure 2, chaque partie latérale arrière de l'ossature de l'habitacle du véhicule est constituée d'une doublure de custode 6 (une seule visible 20 sur les figures 1 et 2) qui s'élève au dessus du soubassement de la structure de caisse 1 du véhicule. La doublure de custode 6 est une pièce connue en elle-même et de forme complexe dont un bord 24a, délimite partiellement une zone de fermeture 25 d'une portière arrière du véhicule, un bord 24b, délimite partiellement une aile arrière du véhicule, et un bord 24c, correspond à une zone de raccordement avec le pavillon 25 du véhicule. La doublure de custode 6, peut comporter une ouverture (non représentée), de forme généralement triangulaire et destinée à recevoir une vitre de custode. La doublure de 30 custode 6 comporte une extrémité arrière, se situant à peu près au niveau 3028478 6 d'une partie supérieure du bloc arrière 3 du véhicule et dans le prolongement du bord 24c de raccordement avec le pavillon 23. Le bloc arrière 3 de la structure de caisse 1 comprend une ouverture 28 5 généralement fermée par un capot articulé à la structure de caisse 1 par un jeu d'articulations libérables de sorte à autoriser l'ouverture du capot de l'arrière vers l'avant pour accéder à des bagages posés sur le plancher de charge. Cette ouverture 28 comprend une périphérie supérieure 27a et latérale 27b qui est entourée par une gouttière 5. Cette gouttière 5 peut 10 être réalisée en tôle emboutie et présente des formes permettant de recueillir et conduire vers une évacuation l'eau qui s'introduit dans l'intervalle laissé entre le bord du capot et la structure de caisse 1, par exemple au niveau de la périphérie correspondant au périmètre du capot. 15 Le bloc arrière 3 de la structure de caisse 1 comprend également un dispositif de support de feu 7 d'éclairage arrière du véhicule. La structure de caisse 1 du véhicule est de préférence pourvue de deux dispositifs de support de feu 7 qui sont agencés au niveau des coins arrière droit et gauche du bloc arrière 3. Ce dispositif de support de feu 7 est notamment 20 apte à recevoir un boîtier d'éclairage arrière du véhicule. Ainsi, la doublure de custode 6, le dispositif de support de feu 7 et la gouttière 5 sont des éléments de structure de caisse qui sont agencés au niveau du bloc arrière 3. Ils sont dans ce mode de réalisation de type 25 différent et sont en tout ou partie compris au niveau d'un même côté ce bloc arrière 3 comme c'est par exemple le cas pour le dispositif de support de feu 7 et la doublure de custode 6 ainsi que pour une partie de la gouttière 5 agencée au niveau des périphéries supérieure et latérale 27a, 27b, de l'ouverture 28. 30 302 84 78 7 En référence aux figures 3, 4A, 4B, afin d'assurer la liaison entre la doublure de custode 6, le dispositif de support de feu 7 et la gouttière 5, un élément de renfort 2 est disposé au niveau du bloc arrière 3 de la structure de caisse 1. 5 Sur les figures 5A à 5C, cet élément de renfort 2 est formé d'un corps 11 réalisé en tôle emboutie qui est de faible épaisseur. Par faible épaisseur, on entend généralement une épaisseur comprise entre environ 0,5 et 1,5 mm, et qui est de préférence 1 mm. 10 Ce corps 11 de l'élément de renfort 2 est plié de sorte à avoir une forme sensiblement incurvée et/ou la forme d'un L. Le corps 11 de l'élément de renfort 2 est formé de deux parties : des 15 première et deuxième parties D, E. Ces deux parties D, E sont séparées par un axe de pliage C s'étendant transversalement par rapport au corps 11 de l'élément de renfort 2. La première partie D à une surface qui est sensiblement inférieure ou égale à celle de la deuxième partie E. 20 Le corps 11 de l'élément de renfort 2 et en particulier les deux parties D, E de ce dernier, comprend une face supérieure 23a et une face inférieure 23b. Au niveau de la face supérieure 23a, le corps 11 de l'élément de renfort 2 comprend une partie creuse (29) ayant la forme d'une cuvette en présentant une section transversale en forme de U. Cette partie creuse 25 (29) est formée d'une paroi de fond 17 et d'une paroi latérale 20. Cette paroi latérale 20 qui résulte d'un pliage de la paroi de fond 17, est définie sur tout ou partie du pourtour du corps 11. Dans ce mode de réalisation cette paroi latérale 20 est formée sur environ 70 à 80% de ce pourtour du corps 11 de l'élément de renfort 2, et de préférence sur 75%. 30 La paroi latérale 20 comprend un rebord 22 plié vers l'extérieur. Ce 3028478 8 rebord 22 de la paroi latérale 20 définie au niveau de la face inférieure 23b une zone de fixation 19 de l'élément de renfort 2 avec les éléments de structure de caisse 5, 6, 7 que sont notamment la doublure de custode 6, le dispositif de support de feu 7 et la gouttière 5. On comprend ici que 5 la zone de fixation est définie sur tout ou partie du pourtour du corps 11 de manière sensiblement similaire à la paroi latérale 20, puisque qu'étant comprise sur la face inférieure 23b du corps 11 sur le rebord 22. La première partie D de ce corps 11 et en particulier la zone de fixation 19 10 présente au niveau de cette première partie D, est apte à coopérer avec des première et deuxième composantes 8a, 8b de fixation définies au niveau de la partie inférieure de la gouttière 5, lorsque l'élément de renfort 2 est assemblé au niveau du bloc arrière 3 de la structure 1. Autrement dit, les première et deuxième composantes de fixation 8a, 8b sont 15 définies sur tout ou partie de la gouttière 5 agencée sur les périphéries supérieure 27a et latérale 27b de l'ouverture 28 du bloc arrière 3. Ces composantes 8a, 8b sont visibles sur la figure 4A. En étant ainsi assemblée avec la gouttière 5, cette première partie D du corps 11 définie une première zone de liaison 14 au niveau du bloc arrière 3 de la 20 structure de caisse 1, visible sur la figure 4B. On notera, que la première partie D de ce corps 11 est apte à être assemblée avec un élément de structure de caisse 5 ou une partie de cet élément 5 qui s'étend transversalement au niveau du bloc arrière 3 de la structure de caisse 1 ou encore un élément de structure de caisse 5 comportant une partie 25 s'étendant transversalement et une autre partie s'étendant longitudinalement, c'est par exemple ici le cas de la gouttière 5. La deuxième partie E de ce corps 11 et en particulier la zone de fixation 19 présente au niveau de cette deuxième partie E, est apte à coopérer 30 avec tout ou partie : - d'un emplacement de fixation 12 défini sur tout ou partie de la 302 84 78 9 surface 9 de la doublure de custode 6 (visible sur la figure 4A), et - d'un emplacement de fixation 13 défini sur tout ou partie de la surface 10 du dispositif de support de feu 7 (visible sur la figure 4A). 5 On comprend donc que l'emplacement de fixation 12 de la doublure de custode 6 et l'emplacement de fixation 13 du dispositif de support de feu 7 sont compris sur une partie latérale 30 du bloc arrière 3. Les surfaces 9, 10 de doublure de custode 6 et du dispositif de support de 10 feu 7 correspondent à celles qui sont agencées en regard de ladite zone de fixation 19 de l'élément de renfort 2 lorsque ce dernier est monté au niveau du bloc arrière 3 de la structure de caisse 1. En étant ainsi assemblée avec la doublure de custode 6, cette deuxième 15 partie E du corps 11 définie une deuxième zone de liaison 15 au niveau du bloc arrière 3 de la structure de caisse 1 qui est visible sur la figure 4B. De même qu'en étant assemblée avec le dispositif de support de feu 7, cette deuxième partie E du corps 11 définie une troisième zone de liaison 16 au niveau du bloc arrière 3, qui est visible sur la figure 4B. On notera, 20 que la deuxième partie E de ce corps 11 est apte à être assemblée avec un élément de structure de caisse 6, 7 ou une partie de cet élément 6, 7 qui s'étend vers le haut ou le bas de la structure 1 selon une direction z et/ou longitudinalement. 25 L'élément de renfort 2 et en particulier sa zone de fixation 19, est assemblé au premier et deuxième composantes de fixation 8a, 8b de la gouttière 5 et aux emplacements de fixation 12, 13 de la doublure de custode 6 et du dispositif de support de feu 7 par soudure par points ou encore par soudure au laser. 30 La paroi de fond 17 du corps 11 comporte au moins un orifice 18 qui peut 3028478 10 servir à faire passer des outils pour visser des composants de la carrosserie du véhicule au montage de celui-ci ou pour les dévisser et les revisser lors d'opérations d'entretien. Chaque orifice 18 peut présenter un bord 21 ayant une forme particulière qui est destiné à guider des outils de 5 montage et démontage de pièces du bloc arrière 3. Ces outils de montage ou démontage sont par exemple des visseuses ou dévisseuses et la forme de ce bord 21 est alors adaptée à la forme des visseuses ou dévisseuses de façon à ce que ces outils viennent se positionner convenablement de façon à pouvoir visser ou dévisser des vis disposées 10 dans des zones peu accessibles au niveau du bloc arrière 3. Ces orifices 18 peuvent comprendre un bord 21 tombée qui confère une grande rigidité à l'élément de renfort 2. De plus, l'aménagement de tels orifices 18 dans le corps 11 permet également d'alléger la masse de 15 l'élément de renfort 2. La forme du corps 11 de l'élément de renfort 2 est définie en fonction des éléments de structure de caisse 5, 6, 7 avec lesquels la zone de fixation 19 est susceptible de coopérer pour assurer une liaison de ces éléments 20 de structure de caisse 5, 6, 7, et également de façon à reprendre les couples de flexion et/ou torsion présents au niveau du bloc arrière 3 de la structure de caisse 1 sans engendrer de cisaillement dans les liaisons entre les éléments de structure de caisse 5, 6, 7, c'est-à-dire dans les première, deuxième et troisième zones de liaison 14, 15, 16. 25 La forme de l'élément de renfort 2 peut être différente de celle qui vient d'être décrite, en particulier pour être adaptée à des structures de caisse 1 particulières de véhicule. L'essentiel est que l'élément de renfort 2 soit une partie intégrante de la structure de caisse 1 du véhicule en étant 30 assemblé au niveau du bloc arrière 3 et en laissant un espace pour le passage des outils de montage ou de démontage. 3028478 11 Enfin, il est clair que la structure de caisse 1 du véhicule comprend deux parties latérales, une de chaque côté, et qu'en conséquence la structure de caisse 1 comprend en général deux élément de renfort 2 symétriques par rapport au plan de symétrie longitudinal du véhicule qui sont agencés 5 dans le bloc arrière 3. Chaque élément de renfort 2 contribue à augmenter la rigidité de la structure de caisse 1 et en particulier celle du bloc arrière 3. Cette augmentation est environ de 0,5 à 1,5 Hz, et de préférence de 1 Hz sur 10 un mode propre de torsion de la structure de caisse 1, et de 1,5 à 3Hz, et de préférence de 2,5 Hz sur un mode propre de flexion de la structure caisse 1. On comprend donc que l'élément de renfort 2 en étant fixé au niveau du 15 bloc arrière 3 permet d'améliorer le comportement du véhicule lors d'un choc latéral arrière et/ou arrière ou encore lors du roulage. Bien entendu, il va de soi que de nombreuses modifications de l'élément de renfort 2 peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 20 La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été explicitement décrit, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. 25 REVENDICATIONS1. Structure de caisse (1) d'un véhicule automobile comprenant un bloc arrière (3) et au moins un élément de renfort (2) apte à être 5 assemblé avec au moins deux éléments de structure de caisse (5, 6, 7) compris dans le bloc arrière (3), notamment avec : - deux éléments de structure de caisse (5, 7) tels qu'un dispositif de support de feu (7) et une gouttière (5) ou - trois éléments de structure de caisse (5, 6, 7) tels qu'un i.o dispositif de support de feu (7), une gouttière (5) et une doublure de custode (6), ledit élément de renfort (2) comportant un corps (11) ayant une forme sensiblement incurvée et comprenant au niveau de tout ou partie du pourtour dudit corps (11) une zone de fixation (19), laquelle zone de 15 fixation (19) étant apte à être reliée à : - des première et deuxième composantes de fixation (8a, 8b) de la gouttière (5) ; - un emplacement de fixation (13) du dispositif de support de feu (7), et/ou 20 - un emplacement de fixation (12) de la doublure de custode (6). 2. Structure de caisse (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les première et deuxième composantes de 25 fixation (8a, 8b) sont définies sur tout ou partie de la gouttière (5) agencée sur des périphéries supérieure (27a) et latérale (27b) d'une ouverture (28) du bloc arrière (3). 3. Structure de caisse (1) selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisée en ce que l'emplacement de fixation (12) de la doublure de custode (6) et l'emplacement de fixation 3028478 13 (13) du dispositif de support de feu (7) sont compris sur une partie latérale (30) du bloc arrière (3). 4. Structure de caisse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il comprend deux éléments de renfort (2) agencés dans le bloc arrière (3) de manière symétrique par rapport à un plan de symétrie longitudinal du véhicule. 5. Structure de caisse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément de renfort (2) comprend des première et deuxième parties (D, E) séparées par un axe de pliage (C) s'étendant transversalement par rapport au corps (11) de l'élément de renfort (2). 6. Structure de caisse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque élément de renfort (2) comprend une face supérieure (23a) et une face inférieure (23b), la face inférieure (23a) comprenant une partie creuse (29) formée d'une paroi de fond (17) et d'une paroi latérale (20) comportant un rebord (22) plié vers l'extérieur définissant la zone de fixation (19). 7. Structure de caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi latérale (20) est définie sur tout ou partie du pourtour du corps (11) de l'élément de renfort (2). 8. Structure de caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la partie creuse (29) comprend au moins un orifice (18). 3028478 14 9. Structure de caisse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que : - la zone de fixation (19) est assemblée aux première et deuxième composantes de fixation (8a, 8b) de la gouttière, à 5 l'emplacement de fixation (13) du dispositif de support de feu (7) et/ou à l'emplacement de fixation (12) de la doublure de custode (6) par soudure par points ou encore par soudure au laser, et/ou - chaque élément de renfort (2) est réalisé en tôle emboutie ; 10 et/ou - chaque élément de renfort (2) a une épaisseur comprise entre 0,5 et 1,5 mm. 10.Véhicule notamment de type tri-corps comprenant une 15 structure de caisse (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.