Brevet FR3062840A1 — publié le 20180817

CAISSE DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE PIECE DE RENFORT, ET VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UNE TELLE CAISSE Domaine de l'invention [1] La présente invention concerne les éléments structurels d'un véhicule automobile. Elle concerne en particulier la caisse d'un véhicule automobile et les composants installés dans cette caisse pour contribuer à assurer la sécurité des passagers en cas de choc. [2] L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'une telle caisse. Art antérieur [3] La caisse d'un véhicule automobile ayant deux rangées de sièges comprend généralement, entre les deux rangées, une traverse centrale, qui relie les longerons latéraux délimitant le plancher de caisse, et une paire de pieds milieux, solidaires chacun d'un des longerons latéraux, au droit de la traverse centrale, et s'étendant sensiblement verticalement entre une portière avant et une portière arrière du véhicule. [4] Le pied milieu, ainsi que la traverse centrale, ont notamment la fonction essentielle d'assurer une reprise d'effort en cas de choc latéral ou de retournement subi par le véhicule. Pour assurer cette reprise d'effort efficacement, en protégeant les passagers de l'habitacle, il est connu de renforcer localement la caisse par des pièces de renfort, notamment à proximité de la jonction entre le pied milieu et la traverse centrale, ou de lui adjoindre des composants programmés pour se déformer en cas de choc, de façon à absorber une partie de l'énergie du choc tout en constituant des voies d'effort privilégiées vers des composants structurels dimensionnés pour résister aux déformations. [5] Par ailleurs, il est également connu de fixer, à la base de chaque pied milieu, l'enrouleur de la ceinture de sécurité destinée aux passagers des sièges avant. Cet enrouleur est habituellement fixé à un pied milieu par l'intermédiaire d'une pièce de renfort appelée support d'enrouleur, elle-même fixée au pied 3062840 2 milieu et à un longeron. Le brevet français FR 2 989 055 montre un exemple d'un tel agencement de la base du pied milieu d'un véhicule automobile avec le longeron latéral et la traverse centrale. [6] Un tel agencement nécessite, lors de la fabrication du véhicule automobile, 5 la fixation d'un grand nombre de pièces différentes dans la zone restreinte de la jonction entre le longeron, la traverse centrale et la base du pied milieu. Par ailleurs, la multiplicité des pièces à assembler à la caisse du véhicule dans cette zone rend nécessaire l'usage de multiples moyens de fixation, qui alourdissent le véhicule. 10 Objectifs de l'invention [7] La présente invention a notamment pour objectif de simplifier et de faciliter l'assemblage des pièces devant être fixées dans la caisse d'un véhicule automobile, au niveau de la jonction entre une traverse, un pied milieu et un longeron. 15 [008] Un autre objectif de l'invention est de permettre la diminution de la masse d'un véhicule automobile. [009] Enfin, l'invention a également pour objectif de réduire le coût de production d'un véhicule automobile. Exposé de l'invention 20 [010] Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'une caisse de véhicule automobile comprenant deux longerons latéraux reliés par une traverse centrale sensiblement perpendiculaire auxdits longerons latéraux, au moins un pied milieu fixé sensiblement perpendiculairement à un desdits longerons latéraux, au droit de ladite traverse 25 centrale, et une pièce de renfort comprenant : - une portion de support définissant une surface sensiblement parallèle audit pied milieu, apte à recevoir un enrouleur de ceinture de sécurité ; - des portions de fixation fixées audit pied milieu et/ou audit longeron latéral ; 3062840 3 ladite pièce de renfort comprenant également une portion d'entretoise s'étendant sensiblement parallèlement à ladite traverse centrale, entre ledit longeron latéral et une surface d'appui liée à ladite traverse centrale. [11] De préférence, ladite pièce de renfort est formée d'une tôle métallique 5 découpée et pliée. [12] Avantageusement, ladite portion d'entretoise est formée par une portion de tôle s'étendant dans une direction sensiblement horizontale. [13] De préférence, ladite portion de tôle formant ladite portion d'entretoise est mise en forme de façon à présenter des nervures s'étendant selon l'axe 10 longitudinal de la portion d'entretoise. [14] Préférentiellement, ladite portion d'entretoise s'étend à partir d'une desdites portions de fixation, fixée audit longeron latéral, en dessous de ladite portion de support. [15] De préférence, ladite pièce de renfort comprend une patte de maintien, 15 prolongeant la portion d'entretoise à son extrémité la plus éloignée de ladite portion de support, et apte à prendre appui sur ladite surface d'appui. [16] Avantageusement, la caisse comprend au moins un plot de support de siège fixé sur ladite traverse centrale, ledit plot comprenant une surface faisant face audit longeron latéral et constituant ladite surface d'appui. 20 [017] De préférence ladite patte de maintien comporte une portion, sensiblement verticale, faisant face à ladite surface d'appui, et une portion, sensiblement horizontale, en contact avec la surface supérieure dudit plot. [18] L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant une caisse telle que décrite ci-dessus, et un enrouleur de ceinture de sécurité fixé sur 25 ladite portion de support. Liste des figures [19] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donnée à titre indicatif et non limitatif, et accompagnée de figures 30 parmi lesquelles : 3062840 4 - la figure 1 est une vue en perspective montrant, de l'extérieur, une caisse de véhicule automobile, comprenant une pièce de renfort selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une pièce de renfort selon un 5 mode de réalisation de l'invention, destinée à être montée dans la caisse d'un véhicule automobile ; - la figure 3 est une vue de détail, en perspective, de l'intérieur de la caisse de la figure 1, montrant la base de l'un des pieds milieux sur lequel est assemblée la pièce de renfort de la figure 2 ; 10 - la figure 4 est une section partielle de la caisse de la figure 1, selon un plan transversal, montrant la base du pied milieu représenté par la figure 3 sur laquelle est assemblée la pièce de renfort de la figure 2. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention [20] Dans la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, les 15 références à des qualificatifs de position ou d'orientation tels que « haut », « bas », « avant », « arrière », « droit » et « gauche » correspondent à la position des composants d'un véhicule quand celui-ci est orienté dans son sens de progression ordinaire. De même, le terme « direction longitudinale » correspond à la direction d'une droite horizontale allant de l'avant à l'arrière du véhicule, et le 20 terme « direction transversale » correspond à la direction d'une droite horizontale perpendiculaire à la direction longitudinale. Sauf indication contraire, on considèrera que la direction des éléments correspond à leur direction longitudinale, ou à leur plus grande longueur. Par ailleurs, l'expression « sensiblement parallèle » se réfère à des éléments formant entre eux un angle 25 inférieur à 15°, et l'expression « sensiblement perpendiculaire » se réfère à des éléments formant entre eux un angle compris entre 75° et 105°. [21] La figure 1 est une représentation partielle de la caisse 1 d'un véhicule automobile, vue en perspective de l'extérieur. Pour faciliter la vision de l'intérieur de la caisse, le pied milieu gauche de cette caisse 1 n'est pas représenté. Cette 30 caisse 1 comprend un longeron latéral droit 11 et un longeron latéral gauche 12, 3062840 5 qui s'étendent dans la direction longitudinale du véhicule, respectivement à droite et à gauche de celui-ci, et maintiennent les bords latéraux du plancher 13 de la caisse. Ces deux longerons latéraux 11 et 12 sont reliés l'un à l'autre par une traverse centrale 14 qui s'étend, sur le plancher 13, dans la direction transversale 5 du véhicule. [22] Un pied milieu droit 15 et un pied milieu gauche (non représenté) sont assemblés, respectivement, sur le longeron latéral droit 11 et sur le longeron latéral gauche 12, au droit de la traverse 14, et s'étendent dans une direction sensiblement verticale de façon à séparer les espaces destinés aux portières avant 10 des espaces destinés aux portières arrière. [23] La traverse centrale 14 supporte quatre plots de support de sièges 141, 142, 143 (le quatrième n'est pas visible sur la figure 1), qui sont assemblés sur la face supérieure de la traverse centrale 14 et sont destinés, chacun, à recevoir l'arrière d'un rail de guidage s'étendant dans la direction longitudinale du véhicule 15 et supportant un siège avant du véhicule. [24] Une pièce de renfort 2 est fixée à l'intérieur de la caisse 1, au niveau de la jonction entre le bas du pied milieu 15 et le longeron latéral 11. Cette pièce de renfort 2 est notamment destinée à permettre la fixation efficace de l'enrouleur de la ceinture de sécurité destinée aux passagers des sièges avant. 20 [025] Cette pièce de renfort 2 est représentée, en perspective, par la figure 2. Elle est également représentée, sur la figure 3, assemblée à la caisse 1. Enfin, la figure 4 montre également cette pièce de renfort 2 en vue de coupe, assemblée dans la caisse 1 représentée en section partielle selon un plan transversal horizontal passant par la traverse centrale 14. 25 [026] Cette pièce de renfort 2 comprend une portion de support 21, définissant une surface sensiblement plane, qui est destinée à être maintenue sensiblement parallèle à la paroi intérieure 150 du pied milieu 15 et sur laquelle l'enrouleur de ceinture de sécurité (non représenté) peut être assemblé grâce à un trou de positionnement 210 et à un trou de fixation 211. Dans d'autres modes de 30 réalisation possibles, l'enrouleur de ceinture de sécurité peut être assemblé à la portion de support par tout autre moyen connu de l'homme du métier. 3062840 6 [27] La pièce de renfort 2 comprend également une patte d'espacement 22 qui s'étend sensiblement perpendiculairement au plan formé par la portion de support 21 et s'étend, depuis un bord de cette portion de support 21 jusqu'à une portion de fixation haute 23, sensiblement parallèle à la portion de support 21. 5 Comme le montre la figure 3, la portion de fixation haute 23 est destinée à être placée en appui sur la paroi intérieure 150 du pied milieu 15, et à être assemblée au pied milieu 15 par une vis passant par un trou 230, prévu dans cette portion de fixation 23. [28] De plus, la portion de fixation haute 23 est équipée d'un crochet 231, qui 10 est prévu pour s'insérer dans une encoche correspondante ménagée au bord d'un trou 151 de la paroi interne 150 du pied milieu 15. Ce crochet 231 permet ainsi, lors de la fixation de la pièce de renfort 2 à la caisse 1 du véhicule, d'assurer le positionnement correct de la pièce de renfort 2 avant sa fixation par vis. [29] La patte d'espacement 22 permet de maintenir la portion de support 21 15 parallèle à la paroi intérieure 150, et à distance de celle-ci, afin de ménager entre la paroi intérieure 150 et la portion de support 21 un espace dans lequel l'enrouleur de ceinture de sécurité (non représenté) peut être positionné et fixé. [30] La pièce de renfort 2 comprend également une portion de fixation basse 24 qui s'étend en dessous de la portion de support 21. Cette portion de fixation basse 20 24 présente une forme destinée à épouser partiellement la forme du longeron latéral 11, en dessous du pied milieu 15. Elle présente deux trous de fixation 241 et 242 permettant la fixation par vis de cette portion de fixation basse 24 sur la face latérale du longeron latéral 11. Les portions de fixation haute 23 et basse 24 permettent de maintenir efficacement la portion de support 21 et donc 25 l'enrouleur de ceinture de sécurité, notamment dans le cas d'un choc entraînant une tension de la ceinture de sécurité, générant un effort de traction vers le haut sur la portion de support 21 de la pièce de renfort 2. [31] Selon une caractéristique avantageuse, la pièce de renfort 2 comprend également une portion d'entretoise 25, s'étendant dans une direction 30 sensiblement horizontale et sensiblement perpendiculaire au plan défini par la portion de support 21, depuis la portion de fixation basse 24. Comme le montrent 3062840 7 les figures 3 et 4, cette portion d'entretoise 25 est destinée à s'étendre sensiblement parallèlement à la surface supérieure de la traverse centrale 14, au-dessus de celle-ci. Dans le mode de réalisation présenté, la portion d'entretoise est formée à partir d'une portion de tôle sensiblement carrée. On considère 5 cependant, dans la présente description, la direction de cette portion d'entretoise comme la direction sensiblement perpendiculaire au plan défini par la portion de support 21, dans la mesure où la portion d'entretoise est conçue pour transmettre des efforts mécaniques en compression dans cette direction. [32] A son extrémité opposée à la portion de fixation basse 24, cette portion 10 d'entretoise 25 se prolonge par une patte de maintien 26 dont la forme correspond sensiblement à celle de la surface supérieure 1412 et du haut de la surface latérale 1411, faisant face au longeron latéral 11, du plot de support de siège 141. Cette patte 26 comporte pour cela une portion sensiblement verticale 261 faisant face au haut de la surface latérale 1411 et une portion sensiblement 15 horizontale 262 en contact avec la surface supérieure 1412. Le haut de la surface latérale 1411 forme ainsi une surface d'appui liée à la traverse centrale 14, sur laquelle la portion d'entretoise 25 peut s'appuyer en cas de choc latéral déformant la caisse 1. [33] Par ailleurs, la portion sensiblement horizontale 262 de cette patte de 20 maintien 26 présente une ouverture 260 permettant le passage d'une vis de fixation du rail de support de siège (non représenté) sur le plot de support de siège 141. Quand le rail de support de siège est installé, cette patte de maintien 26 est ainsi maintenue, par le rail, contre le plot de support de siège 141. [34] Comme le représentent les figures 3 et 4, la portion d'entretoise 25 est 25 donc maintenue entre le haut de la surface latérale du longeron latéral 11 et le haut de la surface latérale du plot de support de siège 141 faisant face au longeron latéral 11. En cas de choc latéral subi par le véhicule, au niveau du pied milieu droit 15, le longeron latéral 11 peut se déformer. La portion d'entretoise 25 est alors sollicitée en compression dans une direction sensiblement parallèle à la 30 direction de la traverse centrale 14, entre le longeron latéral 11 et la surface latérale 1411 du plot de support de siège 141. Cette portion d'entretoise 25 3062840 8 participe donc à la rigidification du longeron latéral 11, en permettant un appui supplémentaire de ce longeron latéral 11 sur la traverse 14 par l'intermédiaire du plot de support de siège 141. [35] De plus, cette portion d'entretoise 25 présente une configuration lui 5 permettant de se déformer quand elle est sollicitée en compression, en absorbant une quantité d'énergie prédéterminée. Pour cela, la portion d'entretoise 25, formée d'une portion de tôle sensiblement carrée, présente des nervures 251 et 252 s'étendant dans la direction de la portion d'entretoise, sensiblement perpendiculaire à la portion de fixation. Ces nervures visent à augmenter sa 10 résistance à la déformation quand elle est sollicitée en compression dans la direction perpendiculaire. En se déformant, cette portion d'entretoise 25 peut donc participer à l'absorption de l'énergie du choc latéral subi par le véhicule. [36] De façon avantageuse, la pièce de renfort 2 est fabriquée par emboutissage, à partir d'une tôle métallique, par exemple une tôle d'acier à haute 15 limite élastique de 3 mm d'épaisseur. La forme de cette pièce de renfort 2, dans le mode de réalisation représenté notamment par la figure 2, est étudiée pour qu'il soit produit avec un minimum d'opérations d'emboutissage. Cependant, l'invention peut également être mise en oeuvre avec des pièces de renfort présentant des formes différentes. 20 [037] Cette pièce de renfort 2, comprenant la portion d'entretoise 25, peut être assemblée facilement à la caisse du véhicule et assure à la fois le maintien de la ceinture de sécurité, qui peut générer un effort en traction vers le haut exercé sur la portion de support 21, et une fonction de solidification de la caisse en cas de choc latéral, pouvant se traduire par une sollicitation en compression de la portion 25 d'entretoise 25, dans la direction transversale. Ces fonctions différentes, et engendrant des efforts mécaniques variés, étant exercées par la même pièce, il est possible de réduire le nombre de pièces devant être fixées à la caisse du véhicule à proximité de la base des pieds milieux. Cela permet donc de réduire le nombre de références de pièces utilisées pour la fabrication du véhicule, de réduire le nombre 30 d'opérations nécessaires pour fixer ces pièces au véhicule, et de réduire la masse du véhicule, notamment en réduisant le nombre des éléments de fixation 3062840 9 nécessaires. La pièce de renfort présentée dans la présente description permet donc de faciliter l'assemblage d'un véhicule automobile et de réduire son coût de fabrication. REVENDICATIONS1. Caisse de véhicule automobile comprenant deux longerons latéraux (11, 12) reliés par une traverse centrale (14) sensiblement perpendiculaire auxdits longerons latéraux (11, 12), au moins un pied milieu (15) fixé sensiblement perpendiculairement à un desdits longerons latéraux (11), au droit de ladite traverse centrale (14), et une pièce de renfort (2) comprenant : - une portion de support (21) définissant une surface sensiblement parallèle audit pied milieu, apte à recevoir un enrouleur de ceinture de sécurité ; - des portions de fixation (23, 24) fixées audit pied milieu (15) et/ou audit longeron latéral (11) ; caractérisée en ce que ladite pièce de renfort (2) comprend également une portion d'entretoise (25) s'étendant sensiblement parallèlement à ladite traverse centrale (14), entre ledit longeron latéral (11) et une surface d'appui liée à ladite traverse centrale (14). 2. Caisse de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite pièce de renfort est formée d'une tôle métallique découpée et pliée. 3. Caisse de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite portion d'entretoise (25) est formée par une portion de tôle s'étendant dans une direction sensiblement horizontale. 4. Caisse de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite portion de tôle formant ladite portion d'entretoise (25) est mise en forme de façon à présenter des nervures (251, 252) s'étendant selon l'axe longitudinal de la portion d'entretoise. 5. Caisse de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite portion d'entretoise (25) s'étend à partir d'une desdites portions de fixation (24), fixée audit longeron latéral (11), en dessous de ladite portion de support (21). 3062840 11 6. Caisse de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite pièce de renfort comprend une patte de maintien (26), prolongeant la portion d'entretoise (25) à son extrémité la plus éloignée de ladite portion de support (21), et apte à prendre 5 appui sur ladite surface d'appui. 7. Caisse de véhicule automobile selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un plot de support de siège (141) fixé sur ladite traverse centrale (14), ledit plot (141) comprenant une surface latérale (1411) faisant face audit longeron latéral (11) et constituant ladite surface 10 d'appui. 8. Caisse de véhicule automobile selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que ladite patte de maintien (26) comporte une portion sensiblement verticale (261), faisant face à ladite surface d'appui, et une portion sensiblement horizontale (262), en contact avec la surface supérieure (1412) 15 dudit plot (141). 9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend une caisse (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, et un enrouleur de ceinture de sécurité fixé sur ladite portion de support (21).