Brevet FR3059970A1 — publié le 20180615

Structure de caisse de véhicule automobile comprenant un élément de renfort et une ouverture destinée à accueillir un bol de trappe à carburant. La présente invention concerne une structure de caisse de véhicule automobile. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une telle structure de caisse. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle structure de caisse. La caisse d'un véhicule automobile est conçue dans le respect de plusieurs exigences : des exigences de design afin de respecter la silhouette souhaitée pour le véhicule, des exigences de légèreté pour abaisser autant que possible la consommation d'énergie du véhicule et des exigences de résistance au choc. Les custodes ou les ailes arrière sont des éléments latéraux arrière de la caisse d'un véhicule. La custode ou l'aile arrière positionnée du coté de la trappe à carburant du véhicule doit être suffisamment robuste pour préserver l'intégrité du dispositif de stockage de carburant en cas de choc. En particulier, ni le conduit d'alimentation du réservoir à carburant, ni son embouchure ne doivent être endommagés. Afin de respecter l'exigence de robustesse, la custode ou l'aile arrière comprend une doublure de custode ou une doublure d'aile arrière qui augmente la rigidité mécanique de la custode. La custode ou l'aile arrière comprend également un élément de carrosserie visible de l'extérieur du véhicule. L'élément de carrosserie est fixé sur la doublure de custode ou la doublure d'aile arrière, notamment au niveau du passage de roue. La doublure de custode ou la doublure d'aile arrière comprend habituellement un orifice destiné à recevoir le conduit d'alimentation du réservoir. La taille de l'orifice dans la doublure de 3059970 2 custode ou dans la doublure d'aile arrière est limitée au diamètre du conduit d'alimentation. Par conséquent, un volume suffisant doit exister entre l'élément de carrosserie et la doublure de custode ou la doublure d'aile arrière pour loger le bol de trappe à carburant. Cette solution 5 contraint le design général de la custode ou de l'aile arrière et contraint en particulier le positionnement de la trappe à carburant. Cette solution limite donc les formes que peuvent prendre le véhicule. Le but de l'invention est de fournir une structure de caisse et un procédé 10 de fabrication remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les éléments connus de l'art antérieur. En particulier, l'invention propose une structure de caisse robuste et compatible avec un volume réduit entre la doublure de custode ou la doublure d'aile arrière et l'élément de carrosserie. 15 L'invention se rapporte à une structure de caisse pour véhicule automobile comprenant une pièce structurelle destinée à être liée par l'un de ses côtés à un passage de roue et par un autre de ses côtés à une pièce de carrosserie, notamment un côté de caisse, ladite pièce 20 structurelle étant munie d'une ouverture principale destinée à accueillir un bol de trappe à carburant, au moins un élément de renfort de la pièce structurelle et au moins un moyen de fixation de l'élément de renfort sur la pièce structurelle. 25 La pièce structurelle peut être une doublure de custode ou une doublure d'aile arrière dans laquelle l'ouverture principale a une surface qui est supérieure à 35 cm2. La pièce structurelle peut comporter un bord inférieur incurvé destiné à 30 contourner une roue, la distance de l'ouverture principale au bord inférieur étant compris entre 50 et 150 mm, notamment inférieure à 136 MM. 3059970 3 Au moins un moyen de fixation peut intersecter la pièce structurelle à l'intérieur d'une aire de fixation définie par l'ensemble des points de la pièce structurelle situés à au plus 120 mm du bord inférieur et à moins de 5 50 mm de l'ouverture principale. La structure de caisse peut comprendre au moins des premier et deuxième moyens de fixation de l'élément de renfort sur la pièce structurelle intersectant la pièce structurelle de part et d'autre d'une 10 courbe sur la pièce structurelle définie comme le plus court chemin entre un point du bord inférieur de contournement de roue et un point de l'ouverture principale. L'au moins un élément de renfort peut être un profilé, notamment un 15 profilé à section en forme d' « 0 » et/ou l'au moins un élément de renfort peut être orienté au moins sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule. L'au moins un moyen de fixation de l'au moins un élément de renfort sur 20 la pièce structurelle peut comprendre au moins un rivet et/ou au moins une soudure et/ou au moins une vis. L'au moins un élément de renfort peut être réalisé en acier embouti et/ou l'au moins un élément de renfort peut comprendre un traitement 25 anticorrosion, notamment l'au moins un élément de renfort peut être réalisé en acier HX300LAD embouti. L'au moins un élément de renfort peut avoir une longueur comprise entre 50 et 200 mm, notamment d'approximativement 126 mm, et/ou une 30 largeur comprise entre 30 et 80 mm, notamment d'approximativement 60 mm, et/ou une hauteur comprise entre 5 et 20 mm, notamment d'approximativement 9 mm, et/ou une épaisseur comprise entre 0,75 et 2 3059970 4 mm, notamment d'approximativement 1 mm et/ou une masse inférieure à 15 grammes. La pièce structurelle peut être munie d'un bord extérieur avant épousant 5 le contour d'une portière, la distance entre l'ouverture principale et le bord extérieur avant étant inférieure à 160 mm. L'invention se rapporte également à un véhicule automobile comprenant une structure de caisse telle que définie précédemment. 10 Enfin, l'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une structure de caisse telle que définie précédemment comprenant au moins l'une des étapes suivantes : 15 - Fabrication d'une pièce structurelle comportant une ouverture principale. - Fabrication d'un ou des élément(s) de renfort. - Assemblage par rivetage et/ou par vissage et/ou par soudage de l'au moins un élément de renfort sur la pièce 20 structurelle. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un véhicule automobile selon l'invention et un mode de réalisation d'une structure de caisse selon l'invention. 25 La figure 1 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un véhicule automobile selon l'invention équipé d'une structure de caisse selon l'invention. 30 La figure 2 est une vue schématique du mode de réalisation de la structure de caisse selon l'invention. 3059970 5 La figure 3 est une vue en coupe partielle d'un mode de réalisation d'une structure de caisse selon l'invention. L'axe longitudinal du véhicule est défini comme étant l'axe selon lequel le 5 véhicule se déplace en ligne droite. L'axe transversal est défini comme étant l'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal et parallèle au sol. L'axe vertical est défini comme étant l'axe perpendiculaire à l'axe longitudinal et à l'axe transversal. 10 La figure 1 représente à titre d'exemple, un mode de réalisation d'un véhicule automobile 1 équipé d'un mode de réalisation d'une structure de caisse 2 selon l'invention. La structure de caisse est positionnée au niveau d'une aile latérale arrière du véhicule. La structure de caisse est sensiblement parallèle au plan comprenant l'axe vertical et l'axe 15 longitudinal du véhicule. La structure de caisse 2 selon l'invention accueille un système de trappe à carburant. Dans le cas particulier d'un véhicule comportant une deuxième trappe au niveau d'une deuxième aile latérale, une deuxième trappe par exemple destinée à loger un dispositif de recharge d'une batterie, le véhicule peut comprendre deux structures 20 de caisse 2 selon l'invention des deux cotés du véhicule. Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, la structure de caisse 2 selon l'invention est positionnée du coté droit du véhicule. La structure de caisse 2 comprend une pièce structurelle 3. La pièce 25 structurelle 3 est réalisée à partir d'une tôle emboutie, par exemple d'épaisseur sensiblement égale à 0,6mm, en particulier égale à 0.65mm. La pièce structurelle 3 comprend des reliefs 4 par exemple destinés à éviter toute interférence avec d'autres éléments du véhicule ou par exemple destinés à rigidifier la pièce structurelle 3. La pièce structurelle 3 30 comprend des orifices secondaires 5 par exemple destinés à fixer la pièce structurelle sur la caisse du véhicule ou par exemple destinés à laisser passer des câbles électriques ou par exemple destinés à fixer 3059970 6 d'autres éléments du véhicule sur la pièce structurelle. La pièce structurelle peut être réalisée à partir d'une seule pièce ou par assemblage de plusieurs pièces. 5 Le contour de la pièce structurelle 3 est défini par un bord inférieur 6 destiné à contourner une roue, un bord extérieur avant 7, un bord supérieur 8 et un bord extérieur arrière 9. Le bord inferieur 6 est caractérisé par une portion circulaire. Le bord inferieur 6 est destiné à être soudé à un passage de roue. Le rayon de la portion circulaire est 10 sensiblement supérieur au rayon de la roue arrière droite du véhicule. Le bord extérieur avant 7 épouse le contour de la portière arrière droite du véhicule. Le bord supérieur 8 épouse les lignes du toit du véhicule et de la lunette arrière. Le bord extérieur arrière 9 épouse les lignes du coffre et du projecteur arrière du véhicule. Un élément de carrosserie 11 du 15 véhicule comme un panneau d'aile arrière formant en partie le côté de caisse du véhicule peut être fixé sur la pièce structurelle. La fixation de l'élément de carrosserie 11 sur la pièce structurelle peut être réalisée par exemple au moyen d'un rivet, d'une agrafe ou d'une vis. La pièce structurelle 3 comporte une ouverture principale 10 destinée à accueillir 20 un bol de trappe à carburant. Le bol de trappe à carburant peut être par exemple fixé sur la pièce structurelle 3 ou sur l'élément de carrosserie 11. Le bol de trappe à carburant accueille l'embouchure du conduit menant au réservoir à carburant du véhicule. L'embouchure est refermée par un bouchon de fermeture. Le bol de trappe à carburant est 25 suffisamment volumineux pour accueillir l'embouchure du conduit menant au réservoir, le bouchon de fermeture et l'espace nécessaire pour manipuler le bouchon de fermeture. L'ouverture principale 10 est sensiblement en forme d'un parallélogramme dont les faces sont raccordés par des congés. La surface de l'ouverture principale 10 est par 30 exemple supérieure à 35 cm2. 3059970 7 Selon le mode de réalisation présenté, la pièce structurelle est une doublure d'aile arrière. En variante, la pièce structurelle peut être par exemple une doublure de custode ou tout autre élément d'une caisse d'un véhicule destiné à être lié par l'un de ses côtés à un passage de 5 roue, par l'autre de ses côtés à une pièce de carrosserie, notamment un côté de caisse, et comprenant une ouverture destinée à accueillir un bol de trappe à carburant. On définit la distance entre deux éléments de la pièce structurelle 3 10 comme la longueur du plus petit segment dont une extrémité appartient au premier élément et l'autre extrémité appartient au deuxième élément. La distance de l'ouverture principale 10 au bord inférieur 6 incurvé de contournement de roue peut être comprise entre 50 et 150 mm, notamment inferieure à 136 mm. L'ouverture principale 10 est 15 positionnée de telle sorte que selon une projection transversale de la pièce structurelle, une droite verticale 12 passant par le sommet du passage de roue 6 traverse l'ouverture principale 10. La distance de l'ouverture principale 10 au bord extérieur avant 7 est par exemple inferieure à 160 mm. 20 La structure de caisse 2 comprend un élément de renfort 13 fixé sur la pièce structurelle 3. L'élément de renfort peut être fixé à l'intérieur ou à l'extérieur de la pièce structurelle 3. Selon le mode de réalisation présenté, l'élément de renfort 13 est fixé à l'extérieur de la pièce 25 structurelle 3, c'est-à-dire entre la pièce structurelle 3 et l'élément de carrosserie 11 du véhicule parfois qualifié de côté de caisse. L'élément de renfort 13 peut être fixé sur la pièce structurelle 3 par tout moyen de fixation 14, notamment le soudage, le rivetage, le vissage, mais aussi le sertissage, l'agrafage, le clinchage. Selon le mode de réalisation 30 présenté, l'élément de renfort est fixé par deux rivets 15 et huit points de soudure 16. 3059970 8 L'élément de renfort 13 est réalisé en acier embouti par exemple en acier HX300LAD ou en tout autre acier possédant les propriétés de rigidité mécanique, de tenue à la corrosion, d'emboutissabilité et de soudabilité suffisantes. L'élément de renfort 13 peut avoir une longueur 17 comprise 5 entre 50 et 200 mm, notamment une longueur d'approximativement 126 mm. L'élément de renfort 13 peut avoir une largeur 18 comprise entre 30 et 80 mm, notamment une largeur d'approximativement 60 mm. L'élément de renfort peut avoir une hauteur 19 comprise entre 5 et 20 mm, notamment une hauteur d'approximativement 9 mm. L'élément de 10 renfort peut avoir une épaisseur comprise entre 0.75 et 2 mm, notamment une épaisseur d'approximativement 1 mm. L'élément de renfort peut avoir une masse inférieure à 15 grammes. L'élément de renfort 13 peut être réalisé à partir d'une seule pièce ou par assemblage de plusieurs pièces. 15 L'élément de renfort 13 peut être un profilé 13 à section en forme d' « 0 ». Le profilé comprend un corps central d'où s'étendent deux ailes 20 destinées à être mises en appui contre la pièce structurelle 3. Les deux ailes 20 peuvent comporter un ou des trous destinés à coopérer avec les 20 moyens de fixation 14 de l'élément de renfort 13 sur la pièce structurelle 3, notamment des rivets 15 ou des vis. L'élément de renfort 13 comporte un axe principal 25 défini comme un axe globalement perpendiculaire aux plans de plus petites sections de 25 l'élément de renfort. L'axe principal 25 de l'élément de renfort 13 est orienté au moins sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule. On définit une première aire 21 de la pièce structurelle 3 comme étant l'ensemble des points de la pièce structurelle 3 disposés au plus à une première distance donnée, par exemple 120 mm, de l'ouverture 30 principale 10. On définit une deuxième aire 22 de la pièce structurelle 3 comme étant l'ensemble des points de la pièce structurelle 3 disposés à moins d'une deuxième distance donnée, par exemple 50 mm, du 3059970 9 passage de roue 6. L'intersection de la première aire 21 et de la deuxième aire 22 définit l'aire de fixation 24 de l'élément de renfort 13. Au moins un, voire tous les moyens de fixation 14 de l'élément de renfort 13 intersectent la pièce structurelle 3 à l'intérieur de l'aire de fixation 24. 5 Une courbe 23 sur la pièce structurelle 3 est définie comme étant l'ensemble des points de la pièce structurelle 3 appartenant à un plus court chemin séparant un point du passage de roue 6 d'un point de l'ouverture principale 10. Cette courbe constitue une ligne de fragilité de 10 la pièce structurelle lors d'un choc à l'arrière du véhicule. L'élément de renfort 13 comporte au moins un premier et un deuxième moyen de fixation 14 de l'élément de renfort 13 sur la pièce structurelle 3. Le premier et le deuxième moyen de fixation intersectent la pièce structurelle de part et d'autre de la courbe 23. 15 Un mode d'exécution d'un procédé de montage selon l'invention est décrit ci-après. Le procédé permet le montage de l'élément de renfort 13 sur la pièce structurelle 3 pour former la structure de caisse 2 d'un véhicule automobile 1. 20 Le procédé comprend les étapes suivantes : - Fabrication d'une pièce structurelle 3 comportant un passage de roue 6 et une ouverture principale 10 destinée à accueillir un bol de trappe à carburant. 25 - Fabrication d'un élément de renfort 13. - Mis en appui de l'élément de renfort 13 contre la pièce structurelle 3 et positionnement à son emplacement définitif. - Fixation de l'élément de renfort 13 sur la pièce structurelle 30 3, notamment par rivetage et/ou par vissage et/ou par soudage. En particulier, la fixation peut être réalisée en 3059970 10 deux temps. Dans un premier temps, l'élément de renfort 13 est riveté sur la pièce structurelle 3. Dans un deuxième temps, l'élément de renfort 13 est soudé sur la pièce structurelle 3. 5 Grâce à l'invention, la structure de caisse 2 est rigidifiée. En cas de choc sur le véhicule, notamment en cas de choc à l'arrière du véhicule, les contraintes s'exerçant dans la structure de caisse 2 sont réduites. Les déformations de la structure de caisse 2 sont suffisamment faibles pour 10 préserver l'intégrité du dispositif de remplissage de carburant. Grâce à ses dimensions restreintes et à sa localisation ciblée sur la zone de fragilité de la pièce structurelle 3, l'élément de renfort 13 n'a pas d'impact significatif sur la masse du véhicule et ne constitue pas d'entrave significative au design de la carrosserie 11, en particulier au 15 positionnement de la trappe à carburant. REVENDICATIONS1. Structure de caisse (2) pour véhicule automobile (1) comprenant une pièce structurelle (3) destinée à être liée par l'un de ses côtés à un passage de roue et par un autre de ses côtés à une pièce de carrosserie, notamment un côté de caisse, ladite pièce structurelle (3) étant munie d'une ouverture principale (10) destinée à accueillir un bol de trappe à carburant, au moins un élément de renfort (13) de la pièce structurelle (3) et au moins un moyen de fixation (14) de l'élément de renfort (13) sur la pièce structurelle (3). 2. Structure de caisse (2) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la pièce structurelle (3) est une doublure de custode ou une doublure d'aile arrière dans laquelle l'ouverture principale (10) a une surface qui est supérieure à 35 cm2. 3. Structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce structurelle (3) comporte un bord inférieur (6) incurvé destiné à contourner une roue, la distance de l'ouverture principale (10) au bord inférieur (6) étant compris entre 50 et 150 mm, notamment inférieure à 136 mm. 4. Structure de caisse (2) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins un moyen de fixation (14) intersecte la pièce structurelle (3) à l'intérieur d'une aire de fixation (24) définie par l'ensemble des points de la pièce structurelle (3) situés à au plus 120 mm du bord inférieur (6) et à moins de 50 mm de l'ouverture principale (10). 5. Structure de caisse (2) selon la revendication 3 ou 4 comprenant au moins des premier et deuxième moyens de fixation (14) de l'élément de renfort (13) sur la pièce structurelle (3) intersectant la pièce structurelle (3) de part et d'autre d'une courbe (23) sur la 3059970 12 pièce structurelle (3) définie comme le plus court chemin entre un point du bord inférieur (6) de contournement de roue (6) et un point de l'ouverture principale (10). 5 6. Structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'au moins un élément de renfort (13) est un profilé, notamment un profilé à section en forme d' « 0 » et/ou en ce que l'au moins un élément de renfort est orienté au moins sensiblement selon l'axe longitudinal du véhicule. 10 7. Structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'au moins un moyen de fixation (14) de l'au moins un élément de renfort (13) sur la pièce structurelle (3) comprend au moins un rivet (15) et/ou au moins une soudure (16) 15 et/ou au moins une vis. 8. Structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'au moins un élément de renfort (13) est réalisé en acier embouti et/ou en ce que l'au moins un élément de 20 renfort (13) comprend un traitement anticorrosion, notamment l'au moins un élément de renfort (13) est réalisé en acier HX300LAD embouti. 9. Structure caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisée en ce que l'au moins un élément de renfort (13) a une longueur (17) comprise entre 50 et 200 mm, notamment d'approximativement 126 mm, et/ou une largeur (18) comprise entre 30 et 80 mm, notamment d'approximativement 60 mm, et/ou une hauteur (19) comprise entre 5 et 20 mm, notamment 30 d'approximativement 9 mm, et/ou une épaisseur comprise entre 0,75 et 2 mm, notamment d'approximativement 1 mm et/ou une masse inférieure à 15 grammes. 3059970 13 10. Structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce structurelle (3) est munie d'un bord extérieur avant (7) épousant le contour d'une portière, la distance 5 entre l'ouverture principale (10) et le bord extérieur avant (7) étant inférieure à 160 mm. 11. Véhicule automobile (1) comprenant une structure de caisse (2) selon l'une des revendications précédentes. 10 12. Procédé de fabrication d'une structure de caisse (2) selon l'une des revendications 1 à 10 comprenant au moins l'une des étapes suivantes : 15 a. Fabrication d'une pièce structurelle (3) comportant une ouverture principale (10). b. Fabrication d'un ou des élément(s) de renfort (13). c. Assemblage par rivetage et/ou par vissage et/ou par soudage de l'au moins un élément de renfort (13) sur la 20 pièce structurelle (3).