Brevet FR3057234A1 — publié le 20180413

"STRUCTURE D'UNE PARTIE AVANT DE LA CAISSE D'UN VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE" [001] L'invention concerne une structure d'une partie avant de la caisse d'un véhicule, notamment automobile. [002] De manière connue en soi, une structure de partie avant d'une caisse d'un véhicule automobile comprend un tablier transversal destiné à séparer l'habitacle du compartiment moteur du véhicule. Cette structure comprend en outre divers éléments de carrosserie, comprenant en particulier une traverse latérale de tablier agencée pour renforcer le tablier transversal de la structure, une traverse inférieure de baie sur laquelle repose la partie inférieure du pare-brise du véhicule, et un stabilisateur de brancard venant en appui contre un brancard correspondant du véhicule, un brancard étant un élément de la carrosserie soudé à une traverse du véhicule et disposé dans le prolongement d'un longeronnet. [3] Ces trois éléments de carrosserie sont tous reliés chacun par une extrémité à un pied avant d'une porte avant du véhicule. Cependant, lors de chocs frontaux violents dont les efforts sont notamment concentrés uniquement sur un côté de la partie avant du véhicule et recouvrant au maximum vingt-cinq pour cents de la surface de recouvrement de cette partie avant du véhicule, il est courant que les liaisons entre les éléments de la carrosserie et le pied avant correspondant soient rompues, ce qui présente un danger pour le conducteur et le cas échéant les passagers du véhicule. [4] Il est décrit dans le document EP 2014540 une structure d'une partie avant de la caisse d'un véhicule, comprenant deux cloisons latérales renforçant la traverse inférieure de baie, les cloisons étant fixées chacune à un gousset correspondant et à une extrémité de la traverse inférieure de baie, chaque gousset s'étendant longitudinalement par rapport au véhicule et étant solidaire de la traverse inférieure de baie et d'un support de suspension. Ainsi, la présence de ces cloisons latérales permet de raidir la traverse inférieure de baie, ce qui diminue les vibrations du pare-brise et l'émission de bruits en vibrant. [5] Cependant, ces cloisons latérales ne sont pas prévues pour renforcer la structure de partie avant du véhicule, et n'apportent donc pas de sécurité supplémentaire lors de la survenue d'un choc frontal. 3057234 2 [006] La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus de l'art antérieur. Pour atteindre ce but, l'invention concerne une structure de partie avant de la caisse d'un véhicule, notamment automobile, comprenant trois éléments de carrosserie comprenant : 5 - une traverse latérale de tablier agencée pour renforcer un tablier transversal de la structure de partie avant séparant l'habitacle du compartiment moteur du véhicule ; - une traverse inférieure de baie sur laquelle repose la partie inférieure du pare-brise du véhicule ; - un stabilisateur de brancard venant en appui contre un brancard correspondant du 10 véhicule ; ces éléments de carrosserie étant reliés chacun par une extrémité à un pied avant du véhicule, la structure de partie avant comprenant des moyens de renfort solidaires du pied avant et des extrémités correspondantes des éléments de carrosserie de manière à renforcer les liaisons entre le pied avant et les éléments de carrosserie, pour éviter la 15 rupture de ces liaisons en cas de choc frontal du véhicule. [007] Selon une autre particularité, les moyens de renfort comprennent trois manchons indépendants recouvrant respectivement les extrémités des trois éléments de carrosserie reliées au pied avant correspondant, chaque manchon comprenant des bords tombés solidaires du pied avant. 20 [008] Selon une autre particularité, chaque manchon est réalisé à partir d'une tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie d'épaisseur comprise entre un et deux millimètres, préférentiellement de l'ordre de 1,5 millimètres. [009] Selon une autre particularité, chaque manchon est réalisé en un matériau composite à base de fibres de carbone et présente une épaisseur comprise entre quatre et 25 six millimètres, préférentiellement de l'ordre de cinq millimètres. [0010] Selon une autre particularité, les moyens de renfort sont réalisés en une seule pièce de renfort recouvrant les extrémités des trois éléments de carrosserie reliées au pied avant correspondant, la pièce de renfort comprenant des bords tombés solidaires du pied avant correspondant. 3057234 3 [0011] Selon une autre particularité, la pièce de renfort est réalisée à partir d'une tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie d'épaisseur comprise entre un et deux millimètres, préférentiellement de l'ordre de 1,5 millimètres. [0012] Selon une autre particularité, la pièce de renfort est réalisée en un matériau 5 composite à base de fibres de carbone et présente une épaisseur comprise entre quatre et six millimètres, préférentiellement de l'ordre de cinq millimètres. [0013] Selon une autre particularité, la structure de partie avant comprend une traverse de planche de bord agencée pour renforcer la planche de bord du véhicule et dont une extrémité est fixée au pied avant correspondant, et en ce que l'un des bords tombés de la 10 pièce de renfort est disposée au niveau de l'interface de fixation entre la traverse de planche de bord et le pied avant correspondant, ce bord tombé étant interposé entre le pied avant et l'extrémité de la traverse de planche de bord fixée au pied avant. [0014] L'invention concerne également un véhicule automobile dont la caisse comprend une structure de partie avant telle que décrite précédemment. 15 [0015] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 représente une vue en perspective, depuis l'habitacle d'un véhicule, d'une 20 structure de partie avant connue de ce véhicule ; - Les figures 2a à 2c représentent chacune un détail de la structure de la figure 1 et montrant une partie des moyens de renfort de l'invention selon un premier mode de réalisation, chaque partie étant solidaire d'un élément de carrosserie de la structure de partie avant et du pied avant correspondant ; 25 - La figure 3a représente un détail de la structure de la figure 1, sur laquelle des moyens de renfort, constitués par une pièce unique conformément à un second mode de réalisation de l'invention, sont solidarisés ; - La figure 3b représente une vue en perspective de la pièce unique de renfort de la figure 3a. 3057234 4 [0016] En référence aux figures, la structure de partie avant de la caisse d'un véhicule automobile va maintenant être décrite. [0017] La figure 1 représente une vue depuis l'habitacle de cette structure de partie avant, plus précisément la structure de partie avant gauche du véhicule dans le sens de 5 marche avant du véhicule, c'est-à-dire comportant la portion de l'habitacle destinée à accueillir le conducteur du véhicule. [0018] La structure de partie avant comprend un tablier transversal 2. Ce tablier 2 est destiné à séparer l'habitacle du compartiment moteur du véhicule. La structure de partie avant comprend également un pied avant 5 auquel est généralement montée pivotante la 10 porte avant correspondante du véhicule, et dont la fonction est de stabiliser et de rigidifier l'habitacle du véhicule. Chaque pied avant 5 est relié au reste de la structure de partie avant par l'intermédiaire de divers éléments de carrosserie de la structure de partie avant. En particulier, quatre de ces éléments vont maintenant être décrits. [0019] Un premier élément de carrosserie comprend une traverse latérale de tablier 1, 15 agencée pour renforcer le tablier transversal 2 de la structure de partie avant. Cette traverse 1, comme toutes les autres traverses décrites ci-après, a une forme de poutrelle creuse réalisée à partir de tôle d'acier. Les extrémités opposées de la traverse latérale de tablier 1 sont respectivement soudées aux deux pieds avant gauche 5 et droite du véhicule par rapport au sens de déplacement en marche avant du véhicule. 20 [0020] Un deuxième élément de carrosserie comprend une traverse inférieure de baie 3 sur laquelle repose la partie inférieure du pare-brise du véhicule. Les extrémités opposées de la traverse inférieure de baie 3 sont respectivement soudées aux deux pieds avant gauche 5 et droite du véhicule, ces pieds étant disposés respectivement à gauche et à droite. 25 [0021] Un troisième élément de carrosserie comprend un stabilisateur de brancard 4. Le stabilisateur de brancard 4 représenté sur la figure 1 a également la forme d'une poutrelle creuse réalisée à partir d'une tôle d'acier et s'étendant longitudinalement au véhicule. Sa fonction est de venir en appui contre le brancard correspondant. En outre, ses extrémités opposées sont soudés respectivement au pied avant correspondant 5 et à l'extrémité du 30 brancard correspondant. 3057234 5 [0022] Un quatrième élément de carrosserie comprend une traverse de planche de bord 26 montée transversalement au véhicule et agencée pour renforcer la planche de bord du véhicule. Cette traverse de planche de bord 26 est solidaire à ses deux extrémités opposées aux deux pieds avant gauche 5 et droite du véhicule. De préférence, la traverse 5 de planche de bord 26 a la forme d'un tube et sera nommée dans la suite de la description tube de planche de bord 26. Ce tube, dont une extrémité 27 est reliée par soudure ou vissage au pied avant correspondant 5, a pour fonction d'assurer la tenue de la colonne de direction 28 et du volant relié à l'extrémité de cette colonne de direction. En particulier, en cas de choc frontal, le tube de planche de bord 26 empêche la colonne de direction 28 et 10 le volant de remonter vers la planche de bord. [0023] Selon l'invention, la structure de partie avant comprend des moyens de renfort solidaires du pied avant 5 et des extrémités correspondantes des premier 1, deuxième 3 et troisième 4 éléments de carrosserie de manière à renforcer les liaisons entre le pied avant 5 et ces éléments de carrosserie 1, 3, 4. Ces moyens de renfort sont réalisés à partir d'une 15 tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie, dont l'épaisseur est comprise entre un et deux millimètres. Préférentiellement, cette tôle présente une épaisseur de l'ordre de 1,5 millimètres. [0024] Alternativement, les moyens de renfort sont réalisés en un matériau composite à base de fibres de carbone moulé sur la structure de partie avant. Les moyens de renfort 20 présentent dans cette alternative une épaisseur comprise entre quatre et six millimètres, préférentiellement de l'ordre de cinq millimètres. [0025] Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2a à 2c, les moyens de renforts comprennent trois manchons indépendants 6, 7, 8, chacun réalisé tel que décrit ci-dessus soit à partir d'une tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie sur 25 l'élément de carrosserie correspondant, soit en un matériau composite à base de fibres de carbone moulé sur l'élément de carrosserie correspondant. [0026] Le premier manchon 6, représenté sur la figure 2a, épouse la forme de l'extrémité de la traverse latérale de tablier 1 et recouvre cette dernière. Le premier manchon 6 est fixé à cette extrémité par exemple par collage à l'aide d'une colle structurale. Le premier 30 manchon 6 comprend des bords tombés 9, 10 qui sont solidarisés par collage respectivement au tablier transversal 2 et au pied avant correspondant 5. En outre, le premier manchon 6 comprend une patte de fixation 11 s'étendant de l'un des bords montés 10 solidaire du pied avant 5, cette patte de fixation 11 étant située dans le plan du 3057234 6 bord tombé correspondant et fixée par vissage à l'aide d'au moins une vis 12 au pied avant correspondant 5, pour renforcer la liaison entre le premier manchon 6, le pied avant 5 et la traverse latérale de tablier 1. De manière préférentielle, la vis est du type auto-taraudeuse dans la structure existante, ce qui évite la réalisation préalable de trous filetés 5 dans la structure existante. [0027] Le deuxième manchon 7, représenté sur la figure 2b, épouse la forme de l'extrémité de la traverse inférieure de baie 3 et recouvre cette dernière. Le deuxième manchon 7 est fixé à cette extrémité par exemple par collage à l'aide d'une colle structurale. Le deuxième manchon 7 comprend un bord tombé 13 qui est solidarisé par 10 vissage à l'aide d'au moins une vis 14 au pied avant correspondant 5. En outre, le deuxième manchon 7 comprend une patte de fixation 15 s'étendant du corps du manchon 7, cette patte de fixation 15 étant fixée par vissage à l'aide d'au moins deux vis 16 au pied avant correspondant 5, pour renforcer la liaison entre le deuxième manchon 7, le pied avant 5 et la traverse inférieure de baie 3. De manière préférentielle, les vis sont du type 15 auto-taraudeuses dans la structure existante. Enfin, le deuxième manchon 7 comprend un autre bord tombé 17 solidarisé par collage à la traverse inférieure de baie 3. [0028] Le troisième manchon 8, représenté figure 2c, épouse la forme de l'extrémité du stabilisateur de brancard 4 et recouvre ce dernier. Le troisième manchon 8 est fixé au stabilisateur de brancard 4 par exemple par collage à l'aide d'une colle structurale. Ce 20 troisième manchon 8 comprend un bord tombé 18 qui est solidarisé par collage au pied avant correspondant 5. En outre, le troisième manchon comprend deux pattes de fixation 19 s'étendant du corps du manchon, ces pattes de fixation étant fixées par vissage chacune à l'aide d'au moins une vis 20 au tablier transversal 2, pour renforcer la liaison entre le troisième manchon 8, le pied avant 5 et le stabilisateur de brancard 4. De manière 25 préférentielle, les vis sont du type auto-taraudeuses dans la structure existante. [0029] Dans un second mode de réalisation représenté sur les figures 3a et 3b, les moyens de renfort sont réalisés en une seule pièce 21 recouvrant simultanément les extrémités des trois éléments de carrosserie 1, 3, 4 décrits ci-dessus. De manière à être fixée sur la structure de partie avant, la pièce de renfort 21 est collée à l'aide d'une colle 30 structurale, et vissée par endroit notamment au niveau des traverses respectivement transversale de tablier 1 et inférieure de baie 3. [0030] En outre, la pièce de renfort comprend des bords tombés (22, 25 ; 23 ; 24) fixés respectivement : 3057234 7 - par vissage au pied avant correspondant 5, à l'aide de vis insérées transversalement au véhicule ; - par collage au niveau du tablier transversal 2, au voisinage de la traverse latérale de tablier 1 ; 5 - par vissage au niveau de la traverse inférieure de baie 3 et au voisinage du stabilisateur de brancard 4, à l'aide de vis insérées longitudinalement au véhicule. [0031] De manière préférentielle, les vis sont du type auto-taraudeuses dans la structure existante. Enfin, de manière à renforcer la liaison entre la pièce de renfort 21, le pied avant correspondant 5 et les éléments de carrosserie 1, 3, 4 de la structure de partie avant, l'un 10 des bords tombés 25 de la pièce de renfort 21 est disposé au niveau de l'interface de fixation entre le tube de planche de bord 26 et le pied avant correspondant 5. De la sorte, ce bord tombé 25 est interposé entre le pied avant 5 et l'extrémité de fixation 27 du tube de planche de bord 26 fixée au pied avant 5. Cette disposition particulière de la pièce de renfort 21 est avantageuse, car cette interface de liaison est déjà existante et 15 particulièrement robuste. [0032] Ainsi, quel que soit le mode de réalisation des moyens de renfort, ces derniers permettent de renforcer les liaisons entre les éléments de carrosserie 1, 3, 4 de la structure de partie avant décrits ci-dessus et le pied avant correspondant 5, ce qui permet d'éviter la rupture de ces liaisons en cas de choc frontal du véhicule, même si un tel choc 20 frontal a lieu à une vitesse d'au moins soixante-quatre kilomètres par heure sur au maximum vingt-cinq pour cents de la surface de recouvrement de la partie avant du véhicule et s'étendant le long d'un côté de ce véhicule. REVENDICATIONS1. Structure de partie avant de la caisse d'un véhicule, notamment automobile, comprenant trois éléments de carrosserie comprenant : - une traverse latérale de tablier (1) agencée pour renforcer un tablier transversal (2) de la structure de partie avant séparant l'habitacle du compartiment moteur du véhicule ; - une traverse inférieure de baie (3) sur laquelle repose la partie inférieure du pare-brise du véhicule ; - un stabilisateur de brancard (4) venant en appui contre un brancard correspondant du véhicule ; ces éléments de carrosserie (1, 3, 4) étant reliés chacun par une extrémité à un pied avant (5) du véhicule, caractérisée en ce que la structure de partie avant comprend des moyens de renfort solidaires du pied avant (5) et des extrémités correspondantes des éléments de carrosserie (1, 3, 4) de manière à renforcer les liaisons entre le pied avant (5) et les éléments de carrosserie (1, 3, 4), pour éviter la rupture de ces liaisons en cas de choc frontal du véhicule. 2. Structure de partie avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort comprennent trois manchons indépendants (6, 7, 8) recouvrant respectivement les extrémités des trois éléments de carrosserie (1, 3, 4) reliées au pied avant correspondant (5), chaque manchon (6, 7, 8) comprenant des bords tombés (10, 13, 18) solidaires du pied avant. 3. Structure de partie avant selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque manchon (6, 7, 8) est réalisé à partir d'une tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie d'épaisseur comprise entre un et deux millimètres, préférentiellement de l'ordre de 1,5 millimètres. 4. Structure de partie avant selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque manchon (6, 7, 8) est réalisé en un matériau composite à base de fibres de carbone et présente une épaisseur comprise entre quatre et six millimètres, préférentiellement de l'ordre de cinq millimètres. 3057234 9 5. Structure de partie avant selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de renfort sont réalisés en une seule pièce de renfort (21) recouvrant les extrémités des trois éléments de carrosserie (1, 3, 4) reliées au pied avant correspondant (5), la pièce de renfort (21) comprenant des bords tombés (22, 25) solidaires du pied avant correspondant 5 (5). 6. Structure de partie avant selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce de renfort est réalisée à partir d'une tôle d'acier à haute limite d'élasticité emboutie d'épaisseur comprise entre un et deux millimètres, préférentiellement de l'ordre de 1,5 millimètres. 10 7. Structure de partie avant selon la revendication 5, caractérisée en ce que la pièce de renfort (21) est réalisée en un matériau composite à base de fibres de carbone et présente une épaisseur comprise entre quatre et six millimètres, préférentiellement de l'ordre de cinq millimètres. 8. Structure de partie avant selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée 15 en ce qu'elle comprend une traverse de planche de bord (26) agencée pour renforcer la planche de bord du véhicule et dont une extrémité (27) est fixée au pied avant correspondant (5), et en ce que l'un des bords tombés (25) de la pièce de renfort est disposée au niveau de l'interface de fixation entre la traverse de planche de bord (26) et le pied avant correspondant (5), ce bord tombé (25) étant interposé entre le pied avant (5) et 20 l'extrémité (27) de la traverse de planche de bord (26) fixée au pied avant (5). 9. Véhicule automobile dont la caisse comprend une structure de partie avant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.