Brevet FR3082175A1 — publié le 20191213

Véhicule automobile avec cellule de survie et berceaux montés sur cette cellule L'invention a trait à un véhicule automobile comprenant une cellule de survie, ainsi que deux berceaux montés sur cette cellule de survie et supportant chacun un train roulant, l'un de ces berceaux supportant, en outre, un groupe moto-propulseur. Ce genre de véhicule est classiquement utilisé par les forces armées afin d'acheminer du personnel sur un site d'intervention. Un tel véhicule peut également être utilisé pour effectuer des patrouilles, à la fois en zone urbaine et en zone de campagne, \NO-A-2015/061840 divulgue une architecture de véhicule modulaire dans laquelle une cellule de survie est équipée de deux modules formant chacun un sous-châssis et dont l'un peut supporter un moteur d'entraînement du véhicule, ainsi qu'un train roulant. Les modules sont arrimés, au niveau de leurs extrémités proximales respectives, sur des surfaces approximativement verticales situées respectivement à l'avant et à l'arrière de la cellule. Les modules s'étendent donc en porte-à-faux par rapport à la cellule. Lorsque le véhicule repose sur le sol par les roues de son train roulant; les points d'attache des modules sur la cellule travaillent principalement en cisaillement ainsi que, éventuellement, à l'arrachement ou en compression. Ce genre de véhicule devrait pouvoir subir une accélération verticale de l'ordre de - 5g, soit une accélération dirigée vers le haut et dont l'intensité est égale à cinq fois le poids du véhicule, car de telles accélérations sont susceptibles d'être subies dans des configurations d'aéro-transport, de posé d'assaut ou d'aérolargage, Avec la structure connue, il n'est pas exclu qu'une accélération de -5g cause un dommage à la structure du véhicule. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau véhicule automobile pouvant être utilisé dans le cadre d'opérations militaires et qui peut supporter des accélérations verticales dirigées vers le haut relativement importantes. A cet effet, l'invention concerne un véhicule automobile comprenant une cellule de survie qui définit un volume de réception d'au moins un passager, un berceau avant, monté sur la cellule de survie et supportant un train roulant avant, et un berceau arrière, monté sur la cellule de survie et supportant au moins un train roulant arrière et un groupe moto-propulseur. Conformément à l'invention, la cellule de survie forme, à l'arrière du volume de réception, une extension, monobloc avec le reste de la cellule et qui prolonge ce volume de réception vers l'arrière. En outre, le berceau arrière est au moins partiellement logé sous l'extension et des moyens de montage du berceau arrière sur la 2 cellule comprennent au moins un patin en appui, par le dessous, contre une surface inférieure de l'extension. Grâce à l'invention, le berceau arrière, qui supporte le groupe moto-propulseur, est dispose non pas totalement en porte-à-faux par rapport à la cellule de survie mais engagé 5 sous l'extension, qui est elle-même monobloc avec la cellule de survie, de sorte que, en cas d'accélération verticale dirigée vers le haut et exercée sur le train roulant arrière, le berceau arrière en appui contre la face inférieure de l'extension est bloqué vers le haut, dans un sens de compression du patin, sans exercer un effort de cisaillement important qui pourrait endommager les moyens de montage du berceau arrière sur la cellule de 10 survie. Ce mode d'absorption des accélérations verticales dirigées vers le haut est pertinent pour les configurations de posé d'assaut ou d'aéro-largage, ainsi qu'en configuration de roulage ou, en fonction du terrain, des accélérations verticales sont également subies. L'invention permet de limiter sensiblement les contraintes subies par le berceau arrière car l'extension de la cellule de survie encaisse une partie des contraintes 15 verticales. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel véhicule peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute configuration techniquement admissible : - La cellule de survie définit une première surface arrière disposée, le long d'un 20 axe longitudinal de la cellule, à l'avant de l'extension et, le long d'un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal et vertical lorsque la cellule repose sur une surface horizontale, en dessous de l'extension, ainsi qu'une deuxième surface disposée, le long de l'axe longitudinal, à l'arrière de la première surface et, le long de l'axe perpendiculaire et vertical, au-dessus de la première surface, cette deuxième surface constituant la surface 25 inférieure de l'extension. - La première surface est moins inclinée, par rapport à l'axe perpendiculaire et vertical, que la deuxième surface. - Dans un plan parallèle à l'axe longitudinal et vertical lorsque la cellule repose sur une surface horizontale, la première surface forme avec l'axe perpendiculaire et 30 vertical un premier angle dont la valeur est comprise entre 0° et 5°. Dans le même plan, la deuxième surface forme, avec l'axe perpendiculaire et vertical un deuxième angle dont la valeur est supérieure à la valeur du premier angle et, de préférence, comprise entre 70° et - Les moyens de montage du berceau arrière sur la cellule de survie comprennent un premier jeu de patins immobilisés en appui contre la première surface et un deuxième jeu de patins immobilisés en appui contre la deuxième surface. - Lorsque le train roulant arrière est soumis à un effort vertical dirigé vers le haut, 5 les moyens de montage du berceau arrière sur la cellule de survie travaillent principalement en cisaillement au niveau des patins du premier jeu de patins et en compression au niveau des patins du deuxième jeu de patins. - Le volume interne de l'extension est accessible depuis le volume de réception et constitue un coffre de stockage de matériel. 10 - Le véhicule comprend en outre un berceau supérieuro té sur la cellule de survie et supportant au moins un ensemble de climatisation du volume de réception. Le berceau supérieur est au moins partiellement logé au-dessus de l'extension et des moyens de montage du berceau supérieur sur la cellule comprennent au moins un patin en appui, par le dessus, contre une troisième surface supérieure de l'extension. 15 - La troisième surface est disposée, le long d'un axe longitudinal de la cellule de survie, en regard de la deuxième surface et, le long de l'axe perpendiculaire et vertical, au-dessus de la deuxième surface, alors que, dans un plan parallèle à l'axe longitudinal et vertical, lorsque la cellule de survie repose sur une surface horizontale, les deuxième et troisième surfaces sont inclinées, pG[rappQri à l'axe perpendiculaire et vertical, dans deux 20 directions opposées. - La cellule de survie est réalisée en aluminium ou en alliage à base d'aluminium. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation d'un véhicule conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en 25 référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective par l'avant d'un véhicule conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective par l'arrière du véhicule de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective par l'arrière d'une cellule de survie et de 30 deux berceaux appartenant au véhicule des figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective par l'arrière d'un berceau arrière et d'un berceau supérieur du véhicule des figures 1 à 3, ces berceaux étant pourvus d'accessoires appartenant au groupe moto-propulseur, au train roulant arrière et à divers équipements du véhicule ; 35 - la figure 5 est une vue en perspective des seuls berceaux arrière et supérieur ; 4 - la figure 6 est une vue en perspective par l'arrière de la cellule de survie du véhicule ; - la figure 7 est une vue de côté des éléments représentés à la figure 3, avec les berceaux arrière et supérieur pourvus de leurs accessoires respectifs et représentés en 5 configuration éclatée par rapport à la cellule de survie ; -les figures 8 et 9 sont des vues de côté, à plus petite échelle, représentant respectivement le châssis arrière et le châssis supérieur pourvu de leurs accessoires, en place sur la cellule de survie - la figure 10 est une coupe longitudinale et verticale, partielle et à plus grande 10 échelle que les figures précédentes, du véhicule des figures 1 à9 au niveau de patins d'appui du berceau arrière sur la cellule de survie. Le véhicule 2 représenté sur les figures comprend une cellule de survie 4 qui forme une caisse principale pour ce véhicule et qui est équipée de deux portes 6 et 8 disposées respectivement sur le côté gauche et sur le côté droit de la cellule 4. 15 On note X2 un axe longitudinal du véhicule 2 qui définit une direction avant-arrière pour ce véhicule. La face avant 2A du véhicule 2 est visible à la figure 1, alors que sa face arrière 2B est visible à la figure 2. Dans la présente description, les directions et côtés avant, arrière, droite et gauche du véhicule 2 ou de la cellule de survie 4 sont définis en considérant que celui-ci 20 peut se déplacer selon l'axe X2 en allant vers l'avant, dans le sens de la flèche F2 sur ces figures. Pour le repérage de ces directions et côtés, on suppose que le véhicule 2 repose sur une surface S plane et horizontale. On note X4 un axe longitudinal de la cellule de survie 4, cet axe étant confondu 25 avec l'axe X2 en configuration montée du véhicule, On considère également la cellule dans une configuration où elle repose sur une surface S plane et horizontale, On note Z4 un axe perpendiculaire à l'axe X4 et vertical dans cette configuration de la cellule 4. La cellule de survie 4 définit un volume V4 à l'intérieur duquel peuvent se tenir des passagers, dont un conducteur et, éventuellement, un ou plusieurs opérateurs. Le 30 conducteur et les opérateurs sont assis sur des sièges non représentés et situés dans le volume V4. Le conducteur a une vue vers l'avant à travers un pare-brise constitué de trois vitres 40. Le volume V4 est partiellement visible à la figure 10 ainsi que, par arrachement, aux figures 1, 2 et 6, En configuration montée du véhicule 2, la cellule de survie 4 est reliée au sol par deux trains roulants, à savoir un train roulant avant et un train roulant arrière. Le train roulant avant comprend des organes 9 de direction et de suspension, ainsi que des roues avant 10. Le train roulant arrière comprend des organes 11 de direction et de suspension, 5 notamment des amortisseurs dont un est visible sur les figures 2 et 4 avec la référence 11A, ainsi que des roues arrière 12. Des amortisseurs sont également prévus dans le trainroulant avant mais ne sont pas visibles sur les figures. Le train roulant avant 9 + 10 est supporté par un berceau avant 20 qui est monté sur la face avant 4A de la cellule de survie 4 et qui est constitué d'un treillis mécano 10 soudé de poutres métalliques et de flancs de tôles. Le train roulant arrière 11 + 12 est supporté par un berceau arrière 22 monté sur la face arrière 4B de la cellule de survie 4 et constitué par un treillis mécano soudé de poutres 222 et de flancs de tôles 223. Le groupe moto-propulseur du véhicule 2 est supporté par le berceau 22. Ainsi, ce 15 groupe moto-propulseur est disposé à l'arrière de la cellule de survie qui le protège en cas de tir reçu par l'avant. En outre, en l'absence de groupe moto propulseur sur l'avant du véhicule, le conducteur peut être placé au plus près du train roulant avant 9 + 11, avec une bonne visibilité en marche avant. Les berceaux 20 et 22 peuvent également être qualifiés de « châssis », de sous- 20 châssis » ou de « module ». La cellule de survie 4 définit également un toit 4C et un plancher 4D qui délimitent le volume V4 vers le haut et vers le bas. Le toit 4C est équipé d'un volet 13 et peut recevoir une tourelle armée, non représentée. A l'arrière du volume V4, le long de l'axe X4, la cellule de survie 4 se prolonge par 25 une extension 42, monobloc avec le reste de la cellule et qui définit un volume interne complémentaire V42 partiellement visible à la figure 10 et, par arrachement, sur certaines autres figures. Ce volume V42 constitue un coffre de stockage de matériel, accessible depuis le volume V4 pour les opérateurs se tenant à l'intérieur du véhicule 2. Ce volume V42 facilite l'accès à certains équipements complémentaires, tels que des armes ou des 30 munitions, sans avoir à sortir du véhicule. Comme l'extension 42 est monobloc avec le reste de la cellule 4 elle présente la même rigidité structurelle que le reste de cette cellule. A cet égard, la cellule 4 est avantageusement réalisée en aluminium ou en alliage d'aluminium, ce qui permet de l'alléger par rapport à une cellule en acier de même 35 volume. En outre, les fréquences propres de l'aluminium sont plus élevées que celles de 6 l'acier, ce qui diminue le besoin en renforts structurels pour la cellule de survie 4. Ceci est avantageux à la fois en termes de fabrication et en termes de gain de place à l'intérieur des volumes V4 et V42. La cellule de survie 4 est blindée. Le berceau arrière 22 est partiellement engagé sous l'extension 42, ce qui permet, 5 entre autres, de réduire l'empâtement du véhicule 2 par rapport au cas où les roues arrière 12 seraient situées en arrière de l'extension 42. On note 44 une paroi arrière de la cellule de survie 4 qui délimite le volume V4 vers l'arrière. On note S44 la surface extérieure de la paroi 44. On note 46 la paroi inférieure qui délimite l'extension 42 vers le bas. On note S46 10 la surface extérieure et inférieure de la paroi 46. La paroi 44 et la surface S44 sont globalement planes et verticales ou quasi-verticales. Un angle a1. défini entre la surface S44 et l'axe Z4, a une première valeur comprise entre 0° et 5°. Dans l'exemple des figures, cette première valeur est de 0'. La paroi 46 est globalement plane et beaucoup plus inclinée par rapport à la 15 verticale et un angle a2, défini entre la surface S46 et l'axe Z4, a une deuxième valeur supérieure à celle de l'angle al, de préférence comprise entre 70° et 85°. Dans l'exemple des figures, cette deuxième valeur est de 81°, ce qui s'avère être tout à fait avantageux. Ainsi, les surfaces S44 et S46 définissent, sous l'extension 42 un dièdre D4 dans lequel est partiellement engagé le berceau arrière 22 et une partie des éléments qu'il 20 supporte. Le berceau arrière 22 supporte, outre les organes 11 de direction et de suspension des roues arrière 12, le groupe moto-propulseur du véhicule 2 qui comprend notamment un moteur à combustion interne 52, un alternateur 54, un pot d'échappement 56, une boîte de transfert 58, une boîte à vitesses non visible et divers accessoires, tels que des 25 systèmes de freinage 53, des vérins de direction 55, des réservoirs, un échangeur et des pompes de circulation de fluide. Le berceau 22 comprend deux patins avant 224 qui viennent en appui contre la surface S44 lorsque le berceau 22 est monté sur la cellule de survie 4. A cet effet, la surface S44 est pourvue de deux platines 442 destinées à recevoir en appui les patins 30 224. Les patins 224 sont formés par les plaques de tôle soudés sur certaines poutres 222. Le contact entre les parties 224 et 442 est ainsi un contact métal/métal. Le berceau 22 est également équipé de deux patins supérieurs 226 prévus pour venir en appui contre la surface S46 par le dessous, lorsque le berceau 22 est en place sous l'extension 42. Les patins 226 sont fixés sur certains voiles 223 du berceau 22, au 7 moyen de boulons 228. Les patins 226 sont formés par des blocs de métal, en particulier en aluminium. Le contact entre les parties 226 et 46 est ainsi un contact métal/métal. Lorsque les patins 224 et 226 sont respectivement en appui contre les platines 442 et la surface 46, le berceau peut être immobilisé sur la cellule de survie 4 au moyen 5 de boulons dont certains sont visibles aux figures 3 et 10 au niveau des patins 224. Des boulons du même type, non représentés, relient chaque patin 226 et la paroi 46, dans un plan parallèle au plan de la figure 10. Ainsi, lorsque les patins 224 et 226 sont respectivement en appui contre les surfaces S44 et S46, et dans le cas où un effort vertical dirigé vers le haut est exercé sur 10 le berceau 22, comme représenté par la flèche F4 à la figure 10, la jonction patins/platines 224/442 travaille principalement en cisaillement, alors que la jonction patins/paroi 226/46 travaille principalement en compression. Dans ces conditions, le berceau 222 est capable d'encaisser un effort, représenté par la flèche F4, dirigé vers le haut et d'intensité relativement importante, supérieure au cas où le berceau serait supporté en porte-à-faux, 15 à partir de la paroi 44, avec deux jonctions qui travailleraient en cisaillement. D'autre part, un berceau supérieur 24 est monte sur le berceau arrière et se prolonge jusqu'au-dessus d'une paroi supérieure 48 de l'extension 42, Plus précisément, des poutres 242 du berceau supérieur 24 constituent des patins 248 qui viennent en appui contre la surface externe S48 de la paroi 48, ce qui permet une reprise partielle du 20 poids du berceau 24 et des éléments qu'il supporte, le reste de ce poids étant supporté par le berceau arrière 22. Le nombre de patins 248 dépend de la géométrie des poutres 242. Le berceau supérieur supporte notamment un système de climatisation du volume V4 avec un échangeur 62, un filtre à air 64 et des radiateurs 66, ainsi qu'un bocal 63 de 25 liquide de direction arrière, un vase d'expansion 65, un vase 67 de refroidissement des accessoires électriques, des réservoirs d'air de freinage et des convertisseurs de courant non visibles sur les dessins. Une bielle 30 relie les berceaux 22 et 24 sur l'arrière et assure une jonction mécanique entre ces berceaux. 30 On remarque que la surface S48 est disposée globalement au-dessus de la surface S46 et, dans un plan parallèle aux axes X4 et Z4 tel que celui de la figure 10, ces surfaces sont inclinées, par rapport à l'axe Z4, dans deux directions opposées. Ceci permet de définir le volume V42 entre les parois 46 et 48, alors que ce volume est ouvert vers l'avant, c'est-à-dire en direction du volume V4 qu'il prolonge, vers l'arrière, le long de 35 l'axe X4. En variante, le nombre de patins 224 ou 226 peut être différent de 2. lI peut être égal à 1 ou supérieur ou égal à 3. En variante, les platines 442 peuvent être supprimées. Toujours en variante, des platines comparables aux platines 442 peuvent être 5 prévues sur les surfaces S46 et/ou S48. Le mode de réalisation et les variantes envisagées ci-dessus peuvent être combinés pour générer de nouveaux modes de réalisation de l'invention. REVENDICATIONS1,- Véhicule automobile (2) comprenant : - une cellule de survie (4) définissant un volume (V4) de réception d'au moins un passager, - un berceau avant (20), monté sur la cellule de survie et supportant un train roulant avant (9, 10), et - un berceau arrière (22), monté sur la cellule de survie et supportant au moins un train roulant arrière (11, 12) et un groupe moto-propulseur (52, 54, 56), caractérisé en ce que : - la cellule de survie (4) forme, à l'arrière du volume de réception (V4), une extension (42) monobloc avec le reste de la cellule de survie et qui prolonge le volume de réception (V4) vers l'arrière, - le berceau arrière (22) est au moins partiellement logé sous l'extension, - des moyens de montage (224, 226, 228, 229) du berceau arrière sur la cellule comprennent au moins un patin (226) en appui, par le dessous, contre une surface inférieure (S46) de l'extension, 2.- Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule de survie (4) définit ; - une première surface arrière (S44) disposée le long d'un axe longitudinal (X4) de la cellule, à l'avant de l'extension (42) et, le long d'un axe (Z4) perpendiculaire à l'axe longitudinal et vertical lorsque la cellule repose sur une surface (S) horizontale, en dessous de l'extension ; - une deuxième surface (546) disposée, le long de l'axe longitudinal (X4), à l'arrière de la première surface (44) et, le long de l'axe (Z4) perpendiculaire et vertical, au-dessus de la première surface, cette deuxième surface constituant la surface inférieure de l'extension (42) 3.- Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première surface (S44) est moins inclinée, par rapport à l'axe (Z4) perpendiculaire et vertical, que la deuxième surface (S46). 10 4.- Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que - dans un plan parallèle à l'axe (Z4) longitudinal et vertical lorsque la cellule (4) repose sur une surface horizontale (S), la première surface forme avec l'axe (Z4) perpendiculaire et vertical un premier angle (al) dont la valeur est comprise entre 0° et 5°, 5 - dans le même plan, la deuxième surface (S46) forme, avec l'axe (Z4) perpendiculaire et vertical un deuxième angle (a2) dont la valeur est supérieure à la valeur du premier angle (al) et, de préférence, comprise entre 70° et 85°. 5.- Véhicule selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les 10 moyens (224, 226, 228, 229) de montage du berceau arrière (22) sur la cellule de survie (4) comprennent un premier jeu de patins (224) immobilisés en appui contre la première surface (S44) et un deuxième jeu de patins (226) immobilisés en appui contre la deuxième surface (S46). 15 6.- Véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce, lorsque le train roulant arrière est soumis à un effort vertical (F4) dirigé vers le haut, les moyens de montage du berceau arrière (11, 12) sur la cellule de survie travaillent principalement en cisaillement au niveau des patins (224) du premier jeu de patins et en compression au niveau des patins (226) du deuxième jeu de patins. 20 7.- Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volume interne (V42) de l'extension (42) est accessible depuis le volume de réception (V4) et constitue un coffre de stockage de matériel. 25 8.- Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que : - il comprend en outre un berceau supérieur (24) monté sur la cellule de survie (4) et supportant au moins un ensemble de climatisation (62, 64, 66) du volume de réception (V4) ; - le berceau supérieur est au moins partiellement logé au-dessus de 30 l'extension (42) ; - des moyens de montage du berceau supérieur sur la cellule comprennent au moins un patin (248) en appui, par le dessus, contre une troisième surface supérieure (S48) de l'extension. 11 9.- Véhicule selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que la troisième surface (S48) est disposée, le long d'un axe longitudinal (X4) de la cellule de survie (4), en regard de la deuxième surface (S46) et, le long de l'axe (Z4) perpendiculaire et vertical, au-dessus de la deuxième surface, et en ce que, dans un plan parallèle à l'axe 5 longitudinal et vertical, lorsque la cellule de survie repose sur une surface horizontale, les deuxième et troisième surfaces (S46, S48) sont inclinées, par rapport à l'axe perpendiculaire et vertical, dans deux directions opposées. 10.- Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 10 cellule de survie (4) est réalisée en aluminium ou en alliage à base d'aluminium.