Brevet FR3061696A1 — publié le 20180713

Structure de renfort pour caisse de véhicule automobile La présente invention concerne une structure de renfort (ou « module de face arrière ») pour caisse de véhicule automobile, une caisse de véhicule automobile comportant une telle structure de renfort et un véhicule automobile incluant une telle caisse. Classiquement, la structure d'un véhicule automobile consiste en trois parties essentielles : - le châssis, structure de base rigide, sur lequel le principaux constituants du véhicule sont fixés, comme le moteur ou la caisse ; - la caisse, structure en tôle, fixée sur le châssis et sur laquelle viennent se fixés les éléments de la carrosserie, et - la carrosserie. Il est connu de réaliser la caisse du véhicule automobile en métal. Ceci permet d'avoir une bonne résistance mécanique de la caisse. Cependant, cela représente un poids conséquent de la caisse et donc du véhicule. Ce poids important se répercute alors sur la consommation du véhicule automobile. Un but de l'invention est de proposer une solution pour réaliser une caisse de véhicule automobile présentant un poids moins élevé, tout en conservant une résistance mécanique satisfaisante. A cette fin, l'invention propose une structure de renfort pour caisse de véhicule automobile destinée à être agencé à l'arrière d'un véhicule automobile, selon l'invention ladite structure de renfort est réalisée en matériau plastique composite. Ainsi, avantageusement, l'invention propose de réaliser une structure de renfort, ou encore le module de face arrière, d'une caisse de véhicule automobile en matériau plastique, notamment en matériau plastique composite afin de garantir une bonne résistance aux chocs tout en alléguant le poids du véhicule. Le matériau plastique composite peut notamment comprendre une charge sous forme de fibres de verre et/ou fibres de carbones. Ces matériaux plastiques présentent en effet une résistance mécanique comparable à l'acier généralement mis en oeuvre pour réaliser la caisse d'un véhicule automobile. Cependant, ces matériaux plastiques sont notablement plus légers. 3061696 2 En outre, la structure de renfort peut être réalisée par moulage. Cette réalisation par moulage peut permettre de réaliser une structure de renfort présentant toute géométrie adaptée. Au contraire, la réalisation de la caisse en acier limite les formes de structure de renfort réalisables en pratique. 5 Le moulage de matière plastique, notamment thermoplastique, peut également s'avérer plus rapide que l'emboutissage de tôles, de sorte que la structure de renfort selon l'invention est plus rapide à produire qu'un module équivalent en métal. La réalisation par moulage de matière plastique peut encore permettre de mieux contrôler la géométrie de la structure de renfort. Il n'est plus nécessaire alors de 10 procéder à une étape de finition où les dimensions sont vérifiées, ou, à tout le moins, cette étape de finition est réduite. Un autre avantage de la structure de renfort selon l'invention provient du fait qu'elle peut être réalisée séparément du reste (ou partie avant) de la caisse du véhicule automobile. Ainsi, la longueur de la ligne principale de fabrication du véhicule 15 automobile peut être réduite, augmentant d'autant la capacité de production de véhicules automobiles. Selon des modes de réalisation préférés, la structure de renfort pour caisse de véhicule automobile selon l'invention présente une plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : 20 - la structure de renfort est formée au moins en partie d'une structure tubulaire ; - la structure de renfort comprend deux ailes latérales reliées l'une à l'autre par une traverse ; - la structure de renfort étant monolithique ; 25 - la structure de renfort comporte au moins une structure en tiroir, de préférence montée coulissante par rapport à la traverse de la structure de renfort ; - la structure de renfort comporte au moins l'un parmi : - un logement de réception d'un réservoir de carburant, réalisé de 30 préférence dans une aile du module, le cas échéant ; 3061696 3 - au moins un logement de réception de feux arrière, de préférence deux logements de réception de feux arrière, réalisés symétriquement sur les ailes et/ou dans la traverse de la structure de renfort, le cas échéant, - un logement de réception de moyens de fixation d'éléments de 5 carrosserie, notamment d'éléments latéraux de carrosserie et/ou d'un élément arrière de carrosserie ; - un logement de réception d'un silencieux d'échappement et/ou d'une tubulure d'échappement, de préférence réalisé dans la traverse de la structure de renfort, le cas échéant ; 10 - un logement de réception d'un pare chocs ; et - un logement de réception d'un capteur, notamment d'un capteur mesurant la proximité d'un obstacle, en particulier encore une caméra de recul ; - la structure de renfort comporte des moyens de réception d'une porte de coffre 15 ou d'un hayon de véhicule automobile, de préférence mobile en rotation. Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à une caisse de véhicule automobile comprenant une partie avant, de préférence en tôles métalliques, et une structure de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, la structure de renfort 20 étant fixé sur la partie avant. De préférence, la structure de renfort est fixée sur la partie avant par collage, rivetage, soudage ou vissage. Enfin, l'invention se rapporte à un véhicule automobile comprenant un châssis et une caisse de véhicule automobile tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, 25 la caisse de véhicule automobile étant fixée sur le châssis. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en vue éclatée, l'arrière 30 d'un premier exemple de véhicule automobile ; - la figure 2 représente schématiquement en vue éclatée, l'arrière d'un deuxième exemple de véhicule automobile ; 3061696 4 - la figure 3 illustre en vue de côté, un troisième exemple de véhicule automobile comprenant une structure de renfort muni d'un support rétractable ; et - la figure 4 illustre en vue de côté le troisième exemple de 5 véhicule automobile, dont le support rétractable est déployé. Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même signe de référence. À fin de concision de la description, seules les différences entre les modes de réalisation présentés sont décrites. La figure 1 illustre schématiquement en vue éclatée un premier exemple de 10 véhicule automobile 10, comprenant une caisse 12 en deux parties : - une partie avant 14, réalisée en tôles, en particulier en tôles d'acier, de manière connue en soi par l'homme de l'art ; et - une structure de renfort 16, réalisé de manière remarquable en matériau plastique, notamment en matériau plastique composite. 15 La structure de renfort 16 est destinée à être fixée sur la partie avant 14 pour former en tout ou partie la caisse 12 du véhicule automobile 10. La fixation de la structure de renfort 16 sur la partie avant 12 peut être réalisée par tout moyen approprié, notamment par vissage, par soudage, par rivetage voire même par collage. La caisse 12 est, quant à elle, destinée à être fixée sur un châssis non représenté du véhicule 20 automobile, de manière également connue en soi de l'homme de l'art. Il peut être noté ici que la partie avant 14 de la caisse 12 présente des tubes longitudinaux 46, 48 destinés à recevoir des portions de la structure de renfort 16 de forme complémentaire (non visibles sur les figures), afin de guider le montage de la structure de renfort 16 sur la partie avant 14 de la caisse 12. Ceci facilite le montage de 25 la structure de renfort 16 sur la partie avant 14 de la caisse 12. Tel qu'illustrée, la structure de renfort 16 est monolithique, c'est-à-dire qu'elle est réalisée en une seule pièce. Il est alors possible de manipuler plus facilement la structure de renfort 16. En outre, cette réalisation en une seule pièce peut notamment être obtenue par un procédé de moulage, ce procédé de fabrication étant 30 particulièrement bien adapté au cas où la structure de renfort est réalisée en matériau thermoplastique. Une réalisation par moulage est alors particulièrement rapide et fiable. Notamment, les dimensions d'une telle structure de renfort 16, réalisé par moulage, 3061696 5 peuvent être contrôlées de manière très précise. Ceci peut permettre de limiter une étape de finition de la structure de renfort 16, voire même de s'en passer complètement, consistant à vérifier les dimensions de la structure de renfort 16 et de rectifier les dimensions incorrectes. Au contraire, une face arrière de caisse, réalisée en tôles 5 métalliques, peut présenter des dimensions plus variables, nécessitant une étape de finition plus fastidieuse, incluant notamment une vérification et une reprise des dimensions. La structure de renfort 16 présente sensiblement une forme de « U », avec deux ailes latérales 18, 20, séparées par une portion centrale 22 ou traverse. 10 La structure de renfort 16 est par ailleurs réalisée sous la forme d'une structure tubulaire ou ajourée. Une telle structure tubulaire ou ajourée présente en effet un bon compromis entre résistance mécanique et poids de la structure. Une structure tubulaire fournit l'avantage supplémentaire de pouvoir faire passer des câbles à l'intérieur même de la structure. Cette structure tubulaire ou ajourée permet également de définir des 15 logements de réception de différents éléments du véhicule automobile 10. Ainsi, sur l'exemple de la figure 1, la structure de renfort 16 forme un logement 24, 26 de réception d'un ensemble 28, 30 de feux arrière pour véhicule automobile, dans chacune des deux ailes latérales 18, 20. Des trous de fixation des ensembles 28, 30 de feux arrière sont en outre prévus au niveau des logements 24, 26. La fixation des 20 ensembles 28, 30 peut en effet être réalisée par vissage. En outre, l'aile 18 est conformée pour recevoir en outre un élément latéral de carrosserie 32, recouvrant l'aile 18. L'aile 18 telle qu'illustrée présente des trous de fixation de l'élément latéral de carrosserie 32. L'élément latéral de carrosserie 32 présente une ouverture 34 de forme adaptée à l'ensemble 28 de feux arrière, cette 25 ouverture étant destinée à être fermée au moyen d'un couvercle transparent ou translucide de sorte que les feux arrière soient visibles. Bien entendu, bien que non représenté sur la figure 1, l'aile 20 reçoit en outre un élément latéral de carrosserie sensiblement symétrique à l'élément latéral de carrosserie 32 représenté et reçu sur l'aile latérale 18. 30 La structure de renfort 16 représentée sur la figure 1 comprend également deux logements 36, 38 d'emboîtage d'un élément arrière 40 dans la portion centrale 22. L'élément arrière 40 a ici une double fonction de pare chocs et de silencieux de tubulure 3061696 6 d'échappement. Le silencieux débouche par des ouvertures 42, un guide 44 supplémentaire des gaz d'échappement étant ici fixé dans les ouvertures 42. La structure de renfort 50 selon un deuxième exemple représenté sur la figure 2 est similaire à la structure de renfort 16 du premier exemple. Cependant, ce deuxième 5 exemple de structure de renfort 50 se distingue du premier exemple notamment par la forme des éléments latéraux de carrosserie 52, 54. En effet, tels qu'illustrés, les éléments latéraux de carrosserie 52, 54 ont une forme coudée, avec une portion destinée à former une partie arrière de la carrosserie du véhicule automobile 10, qui est fixée sur la portion centrale 22 du module de fac arrière 50. Ces éléments latéraux de carrosserie 10 52, 54 ne présentent pas, par ailleurs, d'ouverture 34 de forme adaptée aux ensembles 28, 30 de feux arrière, ces éléments latéraux 52, 54 s'étendant sous les ensembles 28, 30 de feux arrière. Par ailleurs, la portion centrale 22 de la structure de renfort 50 présente des trous 56 destinés à recevoir des capteurs. Ces capteurs peuvent notamment être adaptés à 15 mesurer la proximité d'un obstacle. Ces capteurs peuvent notamment être une ou plusieurs caméras de recul. Avantageusement, dans ce cas, les câbles reliant le ou les capteurs à une batterie et/ou à une unité électronique de traitement des informations captées s'étendant sur voire même à l'intérieur de la structure de renfort 50. Ceci est notamment possible quand la structure de renfort 50 est réalisée au moins en partie sous 20 la forme d'une structure tubulaire creuse. Enfin les figures 3 et 4 illustrent un troisième exemple de structure de renfort 60. Celui-ci se distingue des exemples 16, 50 tout d'abord par sa hauteur. Il est en effet adapté à être fixé sur la partie avant 14 de la caisse 12, sensiblement au niveau du pavillon 62 de la partie avant de la caisse 12 formant le toit du véhicule automobile. Au 25 contraire, les deux premiers exemples décrits sont destinés à être fixés sensiblement à mi-hauteur de la caisse 12. Dans l'exemple 60 de la figure 3, le coffre est fermé par un hayon 64 du véhicule automobile. Le hayon 64 peut être monté mobile sur la structure de renfort, entre une position d'ouverture du coffre et une position de fermeture du coffre. Ceci 30 peut être réalisé en montant le hayon 64 mobile en rotation autour d'un axe transversal, sensiblement à la hauteur du pavillon 62 du véhicule automobile. Bien entendu, d'autres possibilités sont envisageables par l'homme de l'art. 3061696 7 Par ailleurs, comme cela est plus particulièrement visible à la figure 4, la structure de renfort 60 selon ce troisième exemple prévoit un support rétractable sous forme d'une structure en tiroir 68, montée coulissante par rapport à la traverse de la structure de renfort 60. La structure 68 peut notamment comporter deux rails 70 montés 5 coulissant dans la structure de renfort 60, et un élément de carrosserie 72 reliant les deux rails 70. Cette structure 68 peut notamment permettre de soutenir des charges encombrantes, qui ne peuvent que difficilement rentrer dans le coffre du véhicule automobile 10, comme des bicyclettes par exemple. Comme indiqué précédemment, la réalisation de la structure de renfort en 10 matériau plastique, notamment en matériau composite induit de nombreux avantages par rapport aux caisses de véhicule automobile connues, en métal. Outre le poids, la structure de renfort est plus facile à réaliser et peut présenter une géométrie mieux adaptée. Il peut notamment comporter des logements adaptés à recevoir les différents éléments du véhicule automobile, comme par exemple les feux arrière, un réservoir de 15 liquide lave glace ou des éléments de la ligne l'échappement. Les éléments de la ligne d'échappement peuvent notamment être un silencieux d'échappement et/ou une tubulure d'échappement, notamment la tubulure de sortie du silencieux d'échappement. Dans ce cas, le logement est de préférence prévu dans la partie centrale de la structure de renfort. 20 La structure de renfort peut également comporter un logement de réception d'au moins une partie d'un réservoir de carburant, le logement correspondant étant de préférence réalisé dans une aile latérale de la structure de renfort. La structure de renfort peut encore comporter un logement, par exemple sous forme d'un trou, pour différents capteurs, tels que des capteurs de la distance à un 25 obstacle, mis en oeuvre dans les manoeuvres de recul. L'homme de l'art peut imaginer d'autres types de capteurs pouvant être reçus dans la structure de renfort. Dans tous les cas, lorsque la structure de renfort est au moins en partie tubulaire, il est intéressant de relier ces capteurs aux éléments correspondant à l'aide de fil s'étendant à travers la structure tubulaire. 30 Par ailleurs, la structure de renfort peut former le plancher du coffre du véhicule automobile. 3061696 8 L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits mais est susceptible de nombreuses variantes. Notamment, dans les exemples décrits, la structure de renfort est monolithique, c'est-à-dire réalisée d'une seule pièce. Ceci permet une manipulation plus simple de la 5 structure de renfort. Cependant, il est également possible, notamment en vue de réduire l'encombrement de la structure de renfort avant son montage sur la partie avant de la caisse, de réaliser la structure de renfort en plusieurs pièces. Ces pièces sont alors assemblées avant ou pendant le montage de la structure de renfort sur la partie avant de la caisse. 10 REVENDICATIONS1. Structure de renfort (16 ; 50 ; 60) pour caisse de véhicule automobile destinée à être agencé à l'arrière d'un véhicule automobile (12) caractérisée en ce qu'elle est réalisée en matériau plastique composite. 2. Structure de renfort selon la revendication 1, formée au moins en partie d'une structure tubulaire. 3. Structure de renfort selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la structure de renfort comprend deux ailes latérales (18 ; 20) reliées l'une à l'autre par une traverse (22). 4. Structure de renfort selon l'une des a revendication 1 à 3, la structure de renfort étant monolithique. 5. Structure de renfort selon l'une des revendications 1 à 3, comportant au moins une structure en tiroir (68), de préférence montée coulissante par rapport à la traverse (22) de la structure de renfort (60). 6. Structure de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins l'un parmi : - un logement de réception d'un réservoir de carburant, réalisé de préférence dans une aile (18 ; 20) du module, le cas échéant ; - au moins un logement (24 ; 26) de réception de feux arrière (28 ; 30), de préférence deux logements (24, 26) de réception de feux arrière (28 ; 30), réalisés symétriquement sur les ailes (18 ; 20) et/ou dans la traverse (22) de la structure de renfort, le cas échéant, - un logement (36 ; 38) de réception de moyens de fixation d'éléments de carrosserie, notamment d'éléments latéraux de carrosserie (32 ; 52 ; 54) et/ou d'un élément arrière de carrosserie (40) ; 3061696 10 - un logement (42) de réception d'un silencieux d'échappement et/ou d'une tubulure d'échappement, de préférence réalisé dans la traverse (22) de la structure de renfort, le cas échéant ; - un logement de réception d'un pare chocs ; et 5 - un logement (56) de réception d'un capteur, notamment d'un capteur mesurant la proximité d'un obstacle, en particulier encore une caméra de recul. 7. Structure de renfort selon l'une quelconque des revendications précédentes, 10 comportant des moyens de réception d'une porte de coffre ou d'un hayon de véhicule automobile (64), de préférence mobile en rotation. 8. Caisse de véhicule automobile (12) comprenant une partie avant (14), de préférence en tôles métalliques, et une structure de renfort (16 ; 50 ; 60) selon 15 l'une quelconque des revendications précédentes, la structure de renfort (16 ; 50 ; 60) étant fixé sur la partie avant (14). 9. Caisse de véhicule automobile selon la revendication 8, dans laquelle la structure de renfort (16 ; 50 ; 60) est fixée sur la partie avant (14) par collage, 20 rivetage, soudage ou vissage. 10. Véhicule automobile (10) comprenant un châssis et une caisse (12) selon la revendication 8 ou 9, la caisse (12) étant fixée sur le châssis.