Brevet FR3095633A1 — publié le 20201106

Description Titre de l'invention : Traverse d'assise avant pour véhicule automobile à épaisseur variable Domaine technique [0001] La présente invention concerne une traverse d'assise avant pour véhicule automobile, en particulier de type électrique. Elle vise également une structure de soubassement d'un véhicule automobile comportant au moins une telle traverse d'assise avant. Technique antérieure [0002] La structure de soubassement d'un véhicule automobile comprend le plancher avant qui s'étend longitudinalement entre le tablier avant et le plancher arrière, et transversalement entre deux longerons métalliques latéraux. [0003] Une telle structure de soubassement comporte également au moins une traverse d'assise avant fixée sur le plancher avant et s'étendant transversalement entre les deux longerons latéraux sous la première rangée d'assises. [0004] Dans le cas d'un véhicule classique ou hybride comportant un moteur thermique et dont la structure de soubassement comprend un tunnel central d'échappement, une telle traverse d'assise avant est constituée par deux demi-poutres transversales, qui s'étendent symétriquement de part et d'autre du tunnel central d'échappement, chacune entre ce tunnel central et un longeron latéral correspondant de la structure. [0005] Dans le cas d'un véhicule électrique comportant uniquement un moteur électrique et dont la structure de soubassement est dépourvue de tunnel central de transmission, une telle traverse d'assise avant est constituée par une unique poutre transversale s'étendant de manière continue entre les deux longerons latéraux du véhicule. [0006] Une telle traverse d'assise avant, sur laquelle on vient fixer les armatures d'assises des sièges avant, participe à la rigidité de la structure de soubassement et permet en cas de choc latéral de limiter efficacement les intrusions dynamiques des portes dans l'habitacle du véhicule. [0007] En effet, lors de la survenance d'un tel choc latéral, une grande partie des efforts ré- sultants transite par ce ou ces traverses d'assise qui sont dimensionnées en conséquence. [0008] Par ailleurs, la tenue mécanique de ces traverses avant. doit encore être renforcée dans le cas des véhicules électriques dotés d'une ou plusieurs batteries de propulsion s'étendant sous cette structure de soubassement. du véhicule entre les deux longerons latéraux et notamment au niveau du plancher avant. [0009] En effet, en cas de choc latéral, un enfoncement même léger du longeron cor- respondant peut. entrainer une déformation d'au moins l'une de ces batteries et la dété- 2 rioration de certaines de ces cellules engendrant un risque d'électrocution ou de brûlures chimiques pour les passagers. [0010] Afin de limiter d'améliorer la tenue mécanique des traverses d'assise avant de sorte à limiter l'enfoncement du longeron lors d'un tel choc latéral, il est connu de les surdimensionnées en augmentant l'épaisseur des tôles employées. [0011] Cette solution a toutefois pour conséquence directe d'entrainer une augmentation sensible de la masse de la structure de soubassement du véhicule. [0012] La demande de brevet française FR 2 896 735 Al divulgue de renforcer cette traverse d'assise avant par des organes de renfort localisés aptes à transmettre au soubassement du véhicule un effort appliqué sur une extrémité latérale de la traverse. [0013] La présence de ces organes de renfort permet à la traverse d'assise de garder plus longtemps sa géométrie générale et d'absorber plus d'énergie lors d'un choc latéral. [0014] Malheureusement l'ajout de tels renforts localisés détériore l'aptitude à la cuisson de la cataphorèse. Exposé de l'invention [0015] La présente invention vise à améliorer la tenue mécanique des traverses d'assise avant des structures de soubassement des véhicules automobiles électriques en limitant l'augmentation de masse. [0016] Elle propose à cet effet une traverse d'assise avant pour véhicule automobile prévue pour être fixée sur le plancher avant dudit véhicule en s'étendant transversalement et de manière continue entre deux longerons latéraux de ce véhicule, ladite traverse étant formée par pliage, profilage ou emboutissage à chaud à partir d'un flan de tôle ; caractérisée en ce qu'elle présente une épaisseur variant de manière croissante suivant sa longueur entre son centre et ses deux extrémités. [0017] Une telle variation de l'épaisseur de la traverse d'assise avant dans le sens de la longueur entre son centre et ses extrémités permet d'adapter la résistance mécanique des différentes zones de cette traverse en fonction de leur niveau de sollicitation en compression lors d'un choc latéral (l'extrémité située du côté de ce choc subissant un effort maximal décroissant de manière sensiblement continue le long de la traverse jusqu'à son extrémité opposée). [0018] La traverse d'assise selon l'invention permet ainsi une amélioration très sensible de sa tenue mécanique en comparaison de traverses classiques de masse équivalente mais présentant une épaisseur constante sur toute leur longueur. [0019] Selon des caractéristiques préférées de ladite traverse d'assise avant selon l'invention - son épaisseur varie de manière symétrique par rapport à son plan transversal médian ; 3 - ledit flanc de tôle est obtenu par raboutage de plusieurs bandes de tôle découpées chacune dans des tôles d'épaisseurs différentes ; - ledit flanc de tôle est obtenu à partir d'un nombre de bandes raboutées compris entre trois et neuf ; - ledit flanc de tôle est obtenu par laminage flexible en faisant varier en continu l'épaisseur de la fente de laminage du laminoir utilisé ; - son épaisseur croît de manière continue et linéaire entre son centre et ses deux extrémités ; - le rapport d'épaisseur entre l'épaisseur minimale en son centre et l'épaisseur maximale au niveau de ses deux extrémités est compris entre 1,5 et 3 ; et/ou - ledit flan de tôle est en acier à très haute limite d'élasticité (THLE) ou à ultra haute limite d'élasticité (VHLE). [0020] L'invention vise également sous un deuxième aspect une structure de soubassement de véhicule automobile comportant un plancher avant s'étendant transversalement entre deux longerons latéraux y étant fixés, ainsi qu'au moins une telle traverse d'assise avant fixée sur ledit plancher avant et s'étendant transversalement de manière continue entre lesdits longerons latéraux. [0021] L'invention vise enfin sous un troisième aspect un véhicule automobile de type électrique comportant une telle structure de soubassement. Brève description des dessins [0022] L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : [0023] [fig.1] représente une vue partielle en perspective d'une structure de soubassement d'un véhicule électrique comprenant deux traverses d'assise avant selon l'invention fixées sur le plancher avant et s'étendant transversalement entre deux longerons latéraux ; et [0024] [fig.2] est une vue partielle de dessus de la structure de soubassement de la figure 1. Description des modes de réalisation 100251 Dans la description qui va suivre et par convention, les termes « avant », « arrière », « inférieur », « supérieur », « longitudinal » « latéral » et « transversal » sont pris par rapport à un véhicule automobile en position normale de roulement. 100261 Les termes « externe » et « interne » seront quant à eux utilisés pour définir la position relative d'un élément par référence à faxe longitudinal du véhicule. L'élément le plus proche de cet axe sera ainsi qualifié d'interne par opposition à l'autre élément plus éloigné de ce même axe qui sera quant à lui qualifié d'externe. 100271 En références aux figures 1 et 2, la structure de soubassement 1 comporte un plancher avant 2 s'étendant longitudinalement entre le tablier avant non représenté et le plancher arrière 3 destiné à supporter les sièges arrière (également nommés « sièges de rang 2 »), et transversalement entre deux longerons métalliques latéraux 4, 5. [0028] Tel qu'illustré sur la figure 2, chaque longeron latéral 4, 5 comprend une partie interne 4A, 5A à section en U (tournée vers l'intérieur du véhicule) et une partie externe 4B, 5B également à section en U (tournée vers l'extérieur du véhicule) assemblées par soudure l'une à l'autre de sorte à former un corps creux longiligne. [0029] Un pied milieu 6 séparant les portes latérales avant et arrière relie chaque longeron latéral 4, 5 au pavillon, non représenté, du véhicule (seul le pied milieu gauche 6 étant représenté sur la figure 1 afin de faciliter la lecture). [0030] Une ou plusieurs batteries de propulsion non visibles sur les figures sont agencées sous les planchers avant 2 et arrière 3 du véhicule entre les deux longerons latéraux 4, 5. [0031] La structure de soubassement 1 comporte également deux traverses métalliques d'assise avant 7, 8 fixées sur le plancher avant 2 et s'étendant transversalement entre les deux longerons latéraux 4, 5. [0032] La première traverse d'assise avant 7 se trouve à l'aplomb des deux pieds milieu 6 tandis que la seconde 8 est située en avant de ces derniers. [0033] Ces traverses d'assises avant 7, 8 constituent des supports d'ancrage pour les armatures d'assises des sièges avant par l'intermédiaire de deux couples de glissières 9 comprenant chacune, de façon classique, un rail inférieur dont les deux extrémités sont respectivement fixées sur l'une et l'autre de ces traverses ainsi qu'un rail supérieur monté coulissant sur le rail inférieur et lié rigidement à une partie latérale inférieure correspondante de l'armature d'assise d'un siège correspondant. [0034] Ces traverses d'assise avant 7, 8 présentent une section en forme de U inversé (c'est-à-dire ouverte vers le bas), s'étendant de manière continue entre les deux longerons latéraux auxquels elle est fixée rigidement avantageusement par soudage. [0035] Chacune d'elles comprend une paroi supérieure sensiblement horizontale, deux flancs latéraux s'étendant le long des cieux bords transversaux de la paroi supérieure en formant un angle légèrement obtus avec cette dernière de sorte que la section en U inversé s'évase légèrement vers le bas, ces deux flancs latéraux se terminant chacun à leur extrémité libre par un rebord respectif permettant leur fixation par soudage sur le plancher avant. [0036] Selon l'invention, ces traverses avant 7, 8 présentent en outre une épaisseur variant de manière croissante suivant leur longueur entre leur centre et leurs deux extrémités fixées sur les longerons latéraux 4, 5. [0037] Leur épaisseur varie en outre de manière symétrique par rapport à son plan transversal médian. [0038] Chaque traverse avant 7, R est formée par pliage, profilage ou emboutissage à chaud à partir d'un flan de tôle d'épaisseur variable en acier à très haute limite d'élasticité (THLE) ou à ultra haute limite d'élasticité (UHLE) tel que par exemple l'Usibore 1500 P ou le 22MnB5 et étant recouvert d'un revêtement anti-corrosion par exemple en alliage d'aluminium-silicium. [0039] Dans la structure de soubassement 1 représentée sur les figures 1 et 2, les traverses avant 7, 8 sont réalisées chacune à partir d'un flan de tôle respectif obtenu par raboutagc, c'est-à-dire par l'assemblage bout à bout, avantageusement par soudage laser, de sept bandes de tôle (TA, 7B, 7C, 7D, 8A, 8B, 8C, 8D), découpées chacune dans des tôles d'acier d'épaisseurs différentes. [0040] Tel qu'illustré sur la figure 2, les traverses 7, 8 comprennent ainsi chacune deux portions d'extrémité 7A, 8A présentant une épaisseur maximale constante c',,' deux premières portions intermédiaires 7B, 8B raccordées aux portions d'extrémité 7A, RA et présentant une épaisseur em', constante inférieure à e,''' deux secondes portions intermédiaires 7C, 8C raccordées aux premières portions intermédiaires 7B, 8B et présentant une épaisseur e1,12 constante inférieure à e;,',, ainsi qu'une portion centrale 7D, 8D raccordée aux secondes portions intermédiaires 7C, 8C et présentant une épaisseur minimale constante emin. [0041] L'épaisseur minimale emin au centre de chaque traverse 7, R est compris de préférence entre 1 et 1,5 mm, tandis que l'épaisseur maximale ema, à ses deux extrémités est compris de préférence entre 2 et 3 mm [0042] Par ailleurs, le rapport d'épaisseur entre l'épaisseur minimale e',;, au centre de chaque traverse 7, 8 et l'épaisseur maximale e',', à ses deux extrémités est compris de préférence entre 1,5 et 3 et avantageusement égal à 2. [0043] Cette diminution de l'épaisseur des traverses 7, 8 dans le sens de la longueur entre leurs portions extrémités 7A, 8A et leur portion centrale 7D, 8D permet ainsi d'adapter la résistance mécanique des différentes portions de ces traverses 7, 8 en fonction de leur niveau de sollicitation en compression lors d'un choc latéral (les portions d'extrémité de ces traverses situées du côté de ce choc subissant un effort maximal décroissant de manière sensiblement continue le long de ces dernières jusqu'à leurs portions d'extrémités opposées). [0044] La tenue mécanique des traverses d'assises avant 7, 8 est ainsi nettement supérieure à celles de traverses classiques de masse équivalente mais présentant une épaisseur constante sur toute leur longueur. [0045] Selon des variantes de réalisation non représentées, la structure de soubassement ne comporte qu'une seule traverse avant. [0046] Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, la ou les traverses avant sont réalisées chacune à partir d'un flan de tôle respectif obtenu par raboutage d'un nombre 6 différent de bandes de tôle d'épaisseurs différentes, compris avantageusement entre trois et neuf. [0047] Selon encore d'autres des variantes de réalisation non représentées, la ou les traverses avant sont formées chacune par pliage, profilage ou emboutissage à chaud à partir d'un flan de tôle d'épaisseur variable obtenu par laminage flexible en faisant varier en continu l'épaisseur de la fente de laminage du laminoir utilisé. Cette technique de fabrication présente l'avantage de permettre la réalisation de traverses dont l'épaisseur croît de manière continue et linéaire entre leur centre et leurs deux extrémités fixées sur les longerons latéraux. [0048] On rappelle enfin que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] REVENDICATIONSTraverse d'assise avant pour véhicule automobile prévue pour être fixée sur le plancher avant (2) dudit véhicule en s'étendant transversalement et de manière continue entre deux longerons latéraux (4, 5) de ce véhicule, ladite traverse étant formée par pliage, profilage ou emboutissage à chaud à partir d'un flan de tôle ; caractérisée en ce qu'elle présente une épaisseur variant de manière croissante suivant sa longueur entre son centre et ses deux extrémités. Traverse d'assise avant selon la revendication 1, caractérisé en ce que son épaisseur varie de manière symétrique par rapport à son plan transversal médian. Traverse d'assise avant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit flanc de tôle est obtenu par raboutage de plusieurs bandes de tôle (7A, 7B, 7C, 7D, 8A, 8B, 8C, 8D) découpées chacune dans des tôles d'épaisseurs différentes. Traverse d'assise avant selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit flanc de tôle est obtenu à partir d'un nombre de bandes raboutées compris entre trois et neuf. Traverse d'assise avant selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit flanc de tôle est obtenu par laminage flexible en faisant varier en continu l'épaisseur de la fente de laminage du laminoir utilisé. Traverse d'assise avant selon la revendication 5, caractérisé en ce que son épaisseur croît de manière continue et linéaire entre son centre et ses deux extrémités. Traverse d'assise avant selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le rapport d'épaisseur entre l'épaisseur minimale en son centre et l'épaisseur maximale au niveau de ses deux extrémités est compris entre 1,5 et 3. Traverse d'assise avant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit. flan de tôle est en acier à très haute limite d'élasticité (THLE) ou à ultra haute limite d'élasticité (UHLE). Structure de soubassement de véhicule automobile comportant un plancher avant (2) s'étendant. transversalement entre deux longerons latéraux (4, 5) y étant fixés, ainsi qu'au moins une traverse d'assise avant (7, 8) fixée sur ledit plancher avant (2) et s'étendant transversalement de manière continue entre lesdits longerons latéraux (4, 5) ; ca- 8 ractérisé en cc que la au moins dite traverse d'assise est conforme à l'une des revendications 1 à 8. [Revendication 10] Véhicule automobile de type électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une structure de soubassement selon la revendication 9.