Brevet FR3117444A1 — publié le 20220617

L’invention concerne un carénage (F) comprenant une pluralité d'éléments de type écaille (5) fixés à chaque point d'intersection de deux fils voisins d'un treillis métallique ordinaire (6) de telle manière que chaque dit élément de type écaille (5) a son bord latéral (9.2) partiellement recouvert par le bord latéral (9.1) des éléments de type écaille (5) suivants d'une rangée et que tous les éléments de type écaille (5) d'une rangée aient leurs faces avant (7) et leurs surfaces (13) partiellement recouvertes par les bords arrière (10) de la rangée suivante de telle sorte que le carénage final soit une seule surface aérodynamique continue couvrant le dessous de carrosserie d'un véhicule automobile. Figure de l’abrégé : Fig. 2 CARÉNAGE COMPRENANT DES ÉLÉMENTS DE TYPE ÉCAILLE DOMAINE DE L'INVENTION [0001] La présente invention concerne le domaine de la technologie automobile et, plus particulièrement, le domaine des dispositifs aérodynamiques pour les véhicules. En particulier, l'invention concerne un carénage comprenant des éléments de type écaille pour réduire la traînée (résistance à l'air) du dessous de carrosserie d'un véhicule tout en réduisant la diversité des carénages du dessous de carrosserie et en réduisant ainsi de manière significative les dépenses pour l'outil de moulage par injection pour la fabrication des carénages, ainsi qu'une méthode de fabrication d'un tel carénage. ARRIERE-PLAN DE L’INVENTION [0002] Le coefficient de traînée est une mesure courante dans la conception automobile en ce qui concerne l'aérodynamique. La traînée est une force qui agit parallèlement et dans la même direction que le flux d'air. Le coefficient de traînée d'une automobile a un impact sur la façon dont l'automobile passe dans l'air ambiant. Lors de la conception d'un nouveau véhicule automobile, les constructeurs doivent prendre en considération le coefficient de traînée de l'automobile en plus des autres caractéristiques de performance. Comme la traînée aérodynamique augmente avec le carré de la vitesse, ce paramètre devient d'une importance capitale à des vitesses plus élevées. La réduction du coefficient de traînée dans une automobile améliore les performances du véhicule en termes de vitesse et d’efficience du carburant. [0003] Comme chaque modèle de voiture a sa propre configuration et sa propre taille, les carénages sous les carrosseries de voitures sont généralement spécifiques au modèle de voiture. En raison du grand nombre de carénages nécessaires, de formes et de tailles différentes, il est nécessaire de disposer de plusieurs moules d'injection, ce qui augmente les dépenses d'usinage. [0004] Il serait très utile de réduire le nombre de carénages ou, idéalement, de n'en utiliser qu'un seul. Dans ce cas, un seul outil d'injection serait nécessaire, ce qui réduirait considérablement le coût de l'usinage. [0005] Une partie importante de la traînée provient du dessous du véhicule, car le dessous d'un véhicule emprisonne souvent l'air à différents endroits et ajoute des turbulences autour du véhicule. Afin de réduire les turbulences sous le véhicule automobile, tous les tuyaux et les parties saillantes doivent être recouverts de ce que l'on appelle des carénages. Par conséquent, le dessous de la carrosserie du véhicule automobile est recouvert de carénages avant, de carénages centraux, de carénages de l'essieu arrière et de carénages arrière. [0006] Le document DE4319281 divulgue des pièces de recouvrement connues (carénages, moulures), utilisées dans la construction automobile pour réduire les pertes aérodynamiques, en particulier pour la fixation sur le dessous du plancher d'un véhicule, qui sont principalement utilisées pour recouvrir des ensembles de véhicules aérodynamiquement défavorables et présentent une surface lisse, continue et peu profilée. La nouvelle pièce de revêtement en forme de panneau est munie d'au moins une entrée qui a la forme d'une entrée dite NACA. Il en résulte un faible coefficient de traînée pour un véhicule qui en est équipé. [0007] Le document JP5802871 divulgue un dispositif de réduction de la résistance au déplacement d'une automobile qui est monté dans la partie inférieure de la carrosserie d'un camion de type fourgonnette, etc., y compris la chambre de chargement, et qui comprend une première partie de ventilation présentant une forme dont la zone de l'orifice d'entrée situé à l'avant de la carrosserie du véhicule est plus grande que la zone de l'orifice de sortie situé sur un côté arrière de la carrosserie du véhicule, et une deuxième partie de ventilation montée dans la partie arrière de la carrosserie du véhicule et présentant une forme capable d'injecter l'air aspiré par la première partie de ventilation vers le haut depuis un côté inférieur d'une partie arrière de la chambre de chargement. La résistance au déplacement qui accompagne la baisse de la pression de l'air dans la partie arrière du compartiment de chargement, générée pendant le déplacement du camion, etc. est éliminée pour améliorer l'économie de carburant de l'automobile. [0008] Le document US4655307 divulgue un plateau ventral, ou couverture, en matériau épais, renforcé, semblable au caoutchouc, flexible et de forme allongée, destiné à être monté le long du fond d'un véhicule tout-terrain à quatre roues pour protéger le châssis exposé contre les dommages causés par les souches, les rochers et autres. Le plateau ventral est muni d'une partie avant effilée qui doit être repliée vers le haut et fixée sur le pare-chocs avant, puis se prolonge vers l'arrière, sous le véhicule, jusqu'à une partie de largeur réduite, formée par des découpes arquées opposées pour permettre la rotation des roues avant. Il s'étend ensuite vers l'arrière, entre les roues arrière, dans une partie rectangulaire contenant un trou d'accès à la vidange d'huile et le bord arrière est fixé au plateau métallique du véhicule. Une paire de volets solidaires s’étendant latéralement, disposés à l'opposé l'un de l'autre, est prévue à proximité des découpes pour protéger les essieux des roues avant. [0009] Le document US3279557 divulgue une housse de protection pour le dessous de carrosserie d'un véhicule, comprenant : une feuille plane composée d'un matériau en treillis métallique imprégné d'un revêtement imperméable souple juxtaposé audit dessous de carrosserie et couvrant sensiblement la totalité de celui-ci ; et des moyens de fixation pour fixer ladite feuille plane de matériau audit dessous de carrosserie. [0010] Le document US10137946 divulgue un véhicule comprenant une carrosserie de véhicule ayant un dessous et un panneau de dessous de carrosserie en maille. Le panneau de dessous de carrosserie en maille est fixé à la face inférieure de la carrosserie du véhicule, protégeant ainsi les composants du véhicule contre le sol. Le véhicule est situé de telle sorte que le panneau de dessous de carrosserie en maille et la surface du sol définissent une voie de passage par laquelle l'air circule lorsque le véhicule est en mouvement. Le panneau de dessous de carrosserie en maille comprend des ouvertures qui le traversent et qui permettent la circulation de l'air à travers le panneau de dessous de carrosserie en maille lorsque le véhicule est arrêté ou se déplace dans une plage de vitesse faible et qui limitent la circulation de l'air à travers le panneau de dessous de carrosserie en maille lorsque le véhicule se déplace dans une plage de vitesse élevée. [0011] La pièce de couverture en forme de panneau du document DE4319281 et le dispositif de réduction de la résistance au déplacement de l’automobile du document JP5802871 sont compliqués et coûteux. Le panneau ventral pour les véhicules tout-terrain à quatre roues du document US4655307 et le couvercle de protection pour le dessous de carrosserie des automobiles du document US3279557 ne sont pas des surfaces très aérodynamiques. L’ensemble de panneau de dessous de carrosserie du document US10137946 (qui est considéré comme l'état de l’technique le plus proche) est une pièce unique couvrant le dessous de carrosserie du véhicule mais doit être produit en différentes tailles et formes selon les différents modèles de véhicules. Aucun des brevets susmentionnés de l’état de la technique ne mentionne l'utilisation d'éléments de type écaille pour la fabrication d'un carénage unique couvrant tout le bas du véhicule automobile, ce qui réduit la diversité des carénages sous les carrosseries de véhicules. [0012] L'objet de l'invention est un carénage pour le fond d'un véhicule automobile, réalisé par une pluralité d'éléments de type écaille fixés à un treillis métallique ordinaire. Chaque rangée d'éléments de type écaille chevauche partiellement la rangée précédente afin d'obtenir une surface continue pour le passage de l'air sous la carrosserie du véhicule. [0013] Dans la description qui suit, il est fait référence à la référence conventionnelle XYZ du véhicule dans laquelle X représente la direction longitudinale du véhicule, dirigée vers l'avant, Y la direction transversale au véhicule, dirigée vers la gauche, et Z la direction verticale. Les concepts "avant" et "arrière" sont indiqués en référence à l'orientation "avant-arrière" du véhicule. [0014] Comme le principe de la solution de l'invention consiste à recouvrir le fond de la voiture d'un treillis métallique et à y ajouter une pluralité d'éléments afin d'obtenir une surface lisse pour le passage de l'air sous la carrosserie de la voiture, le demandeur actuel a conçu un carénage composé d'une pluralité d'éléments de type écaille, tout comme les pièces d'une pomme de pin qui se chevauchent les unes sur les autres pour donner une surface continue lorsqu'elles sont montées sur une surface de base. [0015] Tous les éléments de type écaille peuvent être fixés à une structure maillée ordinaire comme surface de base. Cette structure pourrait être le treillis métallique ordinaire fabriqué pour les clôtures. Ce filet est fabriqué à partir de rangées de fils métalliques pliés en zigzag et emboîtés les uns dans les autres aux points de pliage. Comme le filet est un article que l'on peut trouver dans le commerce, son utilisation comme surface de base réduirait les coûts des matériaux. [0016] À chaque point d'intersection du filet, un élément de type écaille avec un élément de montage pouvait être installé. Dans une mode de réalisation préféré, il pourrait avoir la forme d'une flèche. En raison de la forme de la flèche, lorsque la pointe est insérée dans le point d'intersection, les deux éléments latéraux de la flèche se plient et une fois passés par le point d'intersection (qui peut être vu comme un œillet), ils reprennent leur position grâce à l'élasticité du matériau, accrochant ainsi l'élément de type écaille à l'œillet du filet. [0017] Le carénage peut être fabriqué en coupant le treillis métallique afin de l'adapter au contour du dessous de carrosserie du véhicule. Après avoir fixé le treillis métallique au-dessous de carrosserie du véhicule, les éléments de type écaille sont insérés un par un dans les œillets des points d'intersection, rangée après rangée. La première rangée doit être celle qui se trouve à l'arrière du véhicule afin que la rangée suivante d'éléments de type écaille chevauche partiellement la précédente. On obtient ainsi une surface continue, couvrant le dessous de carrosserie du véhicule, très aérodynamique lorsque le véhicule roule sur la route. [0018] Maintenant, un mode de réalisation préféré de l'invention sera décrit en relation avec les dessins qui l'accompagnent : est une vue du bas d'un véhicule automobile montrant la disposition actuelle des carénages actuels sur le dessous de carrosserie du véhicule ; est une vue en perspective montrant un fragment du carénage de la présente invention ; est une vue en perspective montrant la surface de base de la présente invention faite d'un treillis métallique ordinaire ; est une vue détaillée de la zone B du treillis métallique de la montrant les points d'intersection du treillis métallique ; est une vue en perspective de l'élément de type écaille de la présente invention ayant un élément de fixation en forme de flèche et un élément anti-rotation ; est une vue de côté de l'élément de type écaille de la ; est une vue de côté de l'élément de type écaille de la , vu le long de l'axe de l'élément de fixation montrant l'élément anti-rotation ; est une vue détaillée de la zone D de l'élément de type écaille de la montrant l'élément anti-rotation ; est une vue détaillée de la zone C de l'élément de type écaille de la montrant l'élément de fixation ; est une vue détaillée de la zone A du carénage de la . DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION [0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un exemple non limitatif de l'invention. [0020] La est une vue du bas montrant le dessous de la carrosserie d'un véhicule automobile et les carénages actuels utilisés pour réduire les turbulences sous le véhicule. Il s'agit du carénage avant (1), des carénages centrales (2), du carénage de l'essieu arrière (3) et du carénage arrière (4). Pour la fabrication des quatre différents types de carénages actuels, il est évident que quatre moules à injection seront nécessaires, ce qui augmentera les coûts de l'usinage, des matériaux et de la main-d'œuvre qualifiée. [0021] La est une vue en perspective qui montre le carénage de la présente invention comprenant une pluralité d'éléments de type écaille (5) fixés à une surface de base (6). La pluralité d'éléments de type écaille (5) est disposée en rangées successives, en partant de l'arrière du véhicule, de telle sorte que chaque rangée chevauche partiellement la précédente exactement comme les tuiles d'un toit. De cette manière, le flux d'air sous le véhicule passera sur une surface aérodynamique continue de l'avant vers l'arrière. [0022] La est une vue en perspective montrant la surface de base 6 du carénage de la présente invention. Afin de réduire les coûts du matériau, la surface de base pourrait être un treillis métallique ordinaire fabriqué pour les clôtures. Comme on le sait, ce treillis métallique est fabriqué en emboîtant des rangées successives de fils en zigzag. [0023] La est une vue détaillée de la zone B de la surface de base de la montrant les points d'intersection des rangées successives de fils qui pourraient être considérés comme des œillets. [0024] La est une vue en perspective montrant l'élément de type écaille (5) de la présente invention. Cet élément comprend une face avant (7) avec les bords avant latéraux (7.1) et (7.2). La face avant (7) se présente sous la forme d'un secteur triangulaire se terminant par le bord avant (8) qui peut être droit ou avoir une petite courbure. Les deux bords avant latéraux (7.1) et (7.2) se prolongent par deux bords latéraux parallèles (9.1) et (9.2) respectivement. L'élément de type écaille (5) se termine par le bord arrière (10). Pour fixer l'élément de type écaille (5) à chaque point de contact de deux fils voisins, ledit élément de type écaille (5) est muni de l'élément de fixation (11) et, afin d'empêcher la rotation sur lui-même, il est muni de l'élément anti-rotation (12). [0025] La est une vue de côté de l'élément de type écaille de la . On peut voir dans la qu'en raison de la hauteur h, qui est la différence entre l'axe de l'élément de fixation (11) et la surface (13), les éléments de type écaille (5) seront parallèles entre eux même après leur fixation au treillis métallique, lorsque la surface supérieure de l'élément de type écaille (5) sera en contact avec la surface inférieure de l'élément de type écaille (5) qui le chevauche. [0026] La est une vue de côté de l'élément de type écaille de la tel que vu le long de l'axe de l'élément de fixation montrant l'élément anti-rotation (12). Cet élément est une plaque métallique solidaire de la tige, ayant la forme d'une lettre S aux extrémités arrondies. L'axe de l'élément de fixation (11) passe par le milieu de la lettre S. Après la fixation de l'élément de type écaille (5) à l'œillet du point d'intersection, si l'élément de type écaille (5) a tendance à tourner sur lui-même, les extrémités arrondies de l'élément anti-rotation (12) viendront en butée contre les fils voisins. [0027] La est une vue détaillée de la zone D de l'élément de type écaille (5) de la montrant l'élément anti-rotation (12). L'élément anti-rotation (12) ayant la forme de la lettre S comprend une première partie intermédiaire (14.1) se terminant par une première pointe (15.1) et une deuxième partie intermédiaire (14.2) se terminant par une deuxième pointe (15.2). Entre le centre et la pointe, dans chaque partie, l'élément anti-rotation (12) a une première courbure intérieure et une deuxième courbure intérieure (16.1) et (16.2) respectivement. [0028] La est une vue détaillée de la zone C de l'élément de type écaille (5) de la montrant l'élément de fixation (11). L'élément de fixation (11) comprend une tige principale (17), une tige d'extrémité (18) dont le diamètre est inférieur au diamètre de la tige principale (17), un premier bras (19.1), un deuxième bras (19.2) et une pointe (20). À l'extrémité opposée à la pointe, la tige principale (17) est encastrée dans le matériau de l'élément de type écaille (5). Par exemple, l'élément de type écaille (5) peut être fabriqué par surmoulage d'une matière plastique sur une pièce métallique comprenant la tige principale (17), l'élément anti-rotation (12) et l'élément de fixation (11). Lors de l'insertion de l'élément de fixation dans l'œillet formé par chaque point de contact du treillis métallique, les premier et deuxième bras (19.1) et (19.2) se plient et, après avoir traversé l'œillet, ils reprennent leur forme initiale grâce à l'élasticité, accrochant ainsi l'élément de type écaille au point d'intersection comme un harpon. [0029] La est une vue détaillée de la zone A du carénage qui utilise des éléments de type écaille de la , montrant un point d'intersection de deux fils où un élément de type écaille (5) est déjà fixé, la flèche de l'élément de fixation (11) passant à travers l'œillet et les deux bras de l'élément anti-rotation (12) venant en butée contre les fils voisins. [0030] L'invention concerne également une méthode de montage du carénage (F) sur le dessous d'un véhicule comme suit. [0031] Tout d'abord, un treillis métallique est découpé à la forme de la surface inférieure d'un véhicule à couvrir par le carénage, avec une longueur supplémentaire. La longueur supplémentaire des fils est pliée afin d'éviter que le treillis métallique ne se défasse, de sorte qu'après cette opération, le treillis métallique aura les dimensions exactes. Les éléments de type écaille (5) sont fixés un par un, en faisant passer l'élément de fixation (11) à travers l'œillet de chaque point d'intersection du treillis métallique, la première rangée d'éléments de type écaille étant celle située à l'arrière du véhicule. En supposant que le premier élément de type écaille a été monté en partant de la position la plus à droite dans le sens opposé à l'axe Y et dans la position la plus à l'arrière dans le sens opposé à l'axe X, chaque élément de type écaille (5) aura son bord latéral (9.1) chevauchant d'une certaine quantité le bord latéral (9.2) de l'élément de type écaille précédent (5), comme le montre la . Après avoir posé la première rangée, l'opération est répétée avec la rangée suivante d'éléments de type écaille (5), de sorte qu'en plus du chevauchement latéral des éléments d'écaille (5), chaque élément aura également son bord arrière (10) chevauchant en longueur l'élément de type écaille (5) correspondant de la rangée précédente. À la fin de l'opération de montage, lorsque le dernier élément de type écaille (5) de la position la plus à gauche dans la direction de l'axe Y et de la position la plus en avant dans la direction de l'axe X a été posé, le dessous de carrosserie du véhicule sera recouvert d'une seule surface aérodynamique lisse et continue pour le flux d'air afin de réduire les turbulences sous le véhicule. [0032] Dans des zones spécifiques du dessous de carrosserie où une ventilation est nécessaire (comme dans le cas des conduites de retour de carburant des véhicules à moteur diesel), les éléments de type écaille (5) peuvent être omis au stade du montage. En outre, pour ces zones spécifiques, l'élément de type écaille (5) de la présente invention peut être réalisé avec une surface perforée au lieu d'une surface pleine. APPLICABILITÉ INDUSTRIELLE [0033] L'invention est utile dans l'industrie automobile pour la fabrication de carénages destinés à réduire la traînée et donc la consommation de carburant mais en même temps à réduire la diversité des carénages utilisés sous les carrosseries de véhicules automobiles. Grâce à la présente invention, un seul moule d'injection peut être utilisé au lieu d'un moule d'injection pour chaque modèle en permettant ainsi de réduire considérablement les coûts de l'usinage. Carénage (F) comprenant une pluralité d'éléments de type écaille (5) fixés à chaque point d'intersection de deux fils voisins d'un treillis métallique ordinaire (6) de telle manière que chaque dit élément de type écaille (5) a son bord latéral (9.2) partiellement recouvert par le bord latéral (9.1) des éléments de type écaille (5) suivants d'une rangée et que tous les éléments de type écaille (5) d'une rangée aient leurs faces avant (7) et leurs surfaces (13) partiellement recouvertes par les bords arrière (10) de la rangée suivante de telle sorte que le carénage final soit une seule surface aérodynamique continue couvrant le dessous de carrosserie d'un véhicule automobile. Carénage (F) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de type écaille (5) est réalisé par surmoulage d'une matière plastique sur une pièce métallique comprenant une tige principale (17), un élément anti-rotation (12) et un élément de fixation (11). Carénage (F) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément anti-rotation (12) comprend une pièce métallique plate (12) solidaire de la tige principale (17) de manière à tourner en même temps que ladite tige principale (17), ayant la forme de la lettre S comprenant une première partie intermédiaire (14.1) se terminant par une première pointe (15.1) et une deuxième partie intermédiaire (14.2) se terminant par une deuxième pointe (15.2) et entre le centre et la pointe, dans chaque partie, ledit élément anti-rotation (12) présente une première courbure intérieure et une deuxième courbure intérieure (16.1) et (16.2) respectivement. Carénage (F) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de fixation (11) comprend une tige principale (17), une tige d'extrémité (18) dont le diamètre est inférieur au diamètre de ladite tige principale (17), un premier bras (19.1), un deuxième bras (19.2) et une pointe (20). Carénage (F) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans des zones spécifiques du dessous de carrosserie d'un véhicule automobile où une ventilation est nécessaire, l'élément de type écaille (5) peut être omis au stade du montage. Méthode de fabrication d'un carénage comprenant des éléments de type écaille (5), comprenant les étapes suivantes : fournir un treillis métallique (6) ; découper ledit treillis métallique (6) en forme de la surface inférieure d'un véhicule à couvrir par le carénage, avec une longueur supplémentaire ; plier la longueur supplémentaire des fils afin d'éviter que le treillis métallique ne se défasse, de sorte qu'après cette opération, le treillis métallique aura les dimensions exactes ; fixer lesdits éléments de type écaille (5) un par un, en faisant passer l'élément de fixation (11) à travers l'œillet de chaque point d'intersection du treillis métallique, la première rangée desdits éléments de type écaille (5) étant celle située à l'arrière du véhicule ; en supposant que le premier élément de type écaille (5) a été monté en partant de la position la plus à droite, opposée à la direction de l'axe Y, et dans la position la plus à l'arrière, opposée à l'axe X, chaque dit élément de type écaille (5) aura son bord latéral (9.1) chevauchant avec une certaine quantité le bord latéral (9.2) dudit élément de type écaille précédent (5) ; après avoir posé la première rangée, l'opération est répétée avec la rangée suivante desdits éléments de type écaille (5), de sorte qu'en plus du chevauchement latéral des éléments de type écaille (5), chaque élément aura également son bord arrière (10) chevauchant en longueur l'élément de type écaille (5) correspondant de la rangée précédente ; à la fin de l'opération de montage, lorsque le dernier dudit élément de type écaille (5) de la position la plus à gauche dans la direction de l'axe Y et de la position la plus en avant dans la direction de l'axe X a été posé, le dessous de carrosserie du véhicule sera recouvert d'une seule surface aérodynamique lisse et continue pour le flux d'air afin de réduire les turbulences sous le véhicule.