Brevet FR3136737A1 — publié le 20231222

L’invention concerne un ensemble structurel arrière (1) pour véhicule automobile, l’ensemble structurel formant un anneau (9) autour d’un ouvrant d’un coffre (2) arrière du véhicule automobile, l’ensemble structurel comportant une pluralité de pièces reliées entre elles et formant autour de l’ouvrant une gorge (4) selon un contour fermé (7), l’ensemble structurel comportant un arceau tubulaire (5) logé dans la gorge (4). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 ensemble structurel pour véhicule automobile Le contexte technique de la présente invention est celui des éléments de structure pour véhicules automobiles, permettant d’assurer la rigidité desdits véhicules automobiles. Plus particulièrement, l’invention a trait à un ensemble structurel arrière pour de tels véhicules automobiles. Dans l’état de la technique, on connait les ouvertures de coffre arrière de véhicule automobile. De telles ouvertures de coffres sont délimitées, au niveau du véhicule automobile, par un anneau arrière qui définit ainsi un cadre rigide qui garantit la bonne tenue du véhicule automobile, au niveau de sa partie arrière. Un tel anneau arrière s’étend ainsi selon un contour fermé, entre un parechoc arrière, des montants latéraux et un pavillon de toit du véhicule automobile. De manière connue, on constate que de tels anneaux arrière présentent un manque de rigidité, notamment au regard d’un choc arrière. Ainsi, les anneaux arrière connus ne sont pas mis à contribution lors d’un choc arrière, pour la transmission des efforts mécaniques résultant d’un tel choc vers une structure ou un châssis du véhicule automobile. En d’autres termes, lors d’un choc arrière, l’anneau arrière n’est pas sollicité pour absorber et/ou orienter l’énergie mécanique résultant d’un tel choc hors de l’habitacle du véhicule automobile et/ou hors des équipements sensibles dudit véhicule automobile, tels que par exemple une batterie électrique haute tension dans le cas d’un véhicule automobile électrifié. A contrario, une telle gestion de l’énergie mécanique résultant d’un choc arrière est assurée par le châssis du véhicule automobile. L’inconvénient évoqué ici est particulièrement important pour la protection des équipements électriques haute tension sur des véhicules automobile électrifié, de type électrique ou hybrides. En effet, afin d’augmenter l’autonomie de tels véhicules électrifiés, les dimensions et volumes des batteries électriques de traction servant à la génération d’énergie électrique pour leur propulsion augmentent, nécessitant ainsi un volume plus important dans ces véhicules automobiles, notamment au niveau de l’anneau arrière. Cet encombrement croissant conduit ainsi à des contraintes de rigidité au niveau de l’anneau arrière que lesdits anneaux arrière connus ne peuvent satisfaire. La présente invention a pour objet de proposer un nouvel ensemble structurel arrière afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages. Un autre but de l’invention est d’augmenter la rigidité au niveau de l’anneau arrière. Un autre but de l’invention est de mieux protéger l’habitacle et/ou des équipement électriques logés entre l’habitacle et l’anneau arrière en cas de choc arrière. Un autre but de l’invention est de permettre une transmission des efforts mécaniques résultant d’un tel choc arrière en direction d’un pavillon de toit du véhicule automobile. Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un ensemble structurel arrière pour véhicule automobile, l’ensemble structurel formant un anneau autour d’un ouvrant d’un coffre arrière du véhicule automobile, l’ensemble structurel comportant une pluralité de pièces reliées entre elles et formant autour de l’ouvrant une gorge selon un contour fermé. Dans l’ensemble structurel selon l’invention, ledit ensemble structurel comporte un arceau tubulaire logé dans la gorge. Dans le contexte de l’invention, l’anneau formé par l’ensemble structurel est l’anneau arrière délimitant l’ouverture du coffre. Cet anneau est matérialisé par de nombreuses pièces qui sont liées les unes aux autres selon une géométrie déterminées et qui forment ensemble, au niveau de l‘ouverture de coffre, une délimitation singulière. Cette délimitation est délimitée par la gorge. La gorge s’étend ainsi autour de l’ouverture de coffre selon un contour fermé. Le contour fermé est globalement elliptique, circulaire ou polygonal selon les véhicules automobiles. La présente invention n’est pas limitée à une forme de gorge, ni à une géométrie particulière du contour fermé. Selon l’invention, l’arceau tubulaire est logé dans la gorge de manière à renforcer la rigidité mécanique de l’ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention. Un tel arceau tubulaire est ainsi rapporté et fixé solidairement à la gorge. De manière particulièrement reconnaissable par rapport aux anneaux arrière connus, l’ensemble structurel selon l’invention propose ainsi une nouvelle pièce mécanique, additionnelle à la gorge. L’arceau tubulaire s’étend ainsi dans la gorge selon un contour fermé analogue à celui de la gorge. Ainsi, l’ensemble structurel permet d’augmenter la rigidité au niveau de l’anneau arrière du véhicule automobile, et de mieux protéger l’habitacle et/ou des équipement électriques logés entre l’habitacle et l’anneau arrière en cas de choc arrière. La gestion des efforts lors d’un tel choc arrière s’en trouve nettement améliorée. L’ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison : - selon une première variante de réalisation, l’arceau tubulaire est formé d’une seule partie. Cette configuration avantageuse permet ainsi de faciliter la fabrication de l’arceau tubulaire. Selon une deuxième variante de réalisation, l’arceau tubulaire est formé de plusieurs parties fixées solidairement entre elles. Cette configuration avantageuse permet de faciliter l’intégration de l’arceau sur le véhicule automobile ; - l’arceau tubulaire présente avantageusement une section transverse circulaire. La section transverse est prise dans un plan perpendiculaire à une orientation d’un profil directeur de l’arceau tubulaire décrivant le contour fermé selon lequel s’étend ledit arceau tubulaire autour de l’ouverture de coffre. D’une manière générale, la section transverse de l’arceau tubulaire peut être de n’importe quelle forme, y compris elliptique ou polygonale ; - dans le cas où l’arceau tubulaire à une section transverse circulaire, un diamètre extérieur de l’arceau tubulaire est compris entre 35 mm et 45 mm, préférentiellement égale à 40 mm. Cette configuration avantageuse permet de limiter l’encombrement de l’arceau tubulaire tout en garantissant une rigidité suffisante et une moindre déformation en cas de choc arrière ; - l’arceau circulaire est creux et présente une épaisseur, prise entre un diamètre intérieur et le diamètre extérieur, supérieure ou égale à 1,5 mm, préférentiellement égale à 2 mm. Cette configuration avantageuse permet ainsi de limiter la masse de l’arceau tubulaire tout en autorisant une rigidité suffisante ; - l’arceau tubulaire est formé d’un matériau métallique. Préférentiellement le matériau métallique présente un module de Young élevé, c’est-à-dire supérieur à 100 GPa ; - l’arceau tubulaire est fixé solidairement à certaines des pièces formant l’ouvrant, dites pièces de renforts configurée pour pouvoir transmettre des efforts mécaniques à une caisse du véhicule automobile ou à un pavillon de toit dudit véhicule automobile. Cette configuration avantageuse permet ainsi de transmettre les efforts mécaniques résultant d’un choc arrière en direction du pavillon de toit du véhicule automobile. Cette configuration est particulièrement intéressante car elle permet de distribuer les efforts résultant du choc arrière entre le châssis d’une part et le pavillon de toit d’autre part ; - l’arceau tubulaire est fixé aux pièces de renfort par l’intermédiaire de pattes de fixation, chaque patte de fixation étant fixée solidairement, d’une part, à l’arceau tubulaire et, d’autre part, à l’une des pièces de renfort. Dans le contexte de l’invention, les pattes de fixations peuvent prendre n’importe quelle forme. D’une manière générale, elles comportent une embase destinée à être fixée solidairement à la pièces de renfort et une aile de fixation, solidaire de l’embase, permettant de fixer l’arceau tubulaire à la patte de fixation ; - les pattes de fixation sont formées d’un matériau métallique, tel que par exemple de l’acier. Cette configuration avantageuse permet ainsi de garantir une grande rigidité de la patte de fixation et de solidariser de manière fiable et pérenne l’arceau tubulaire aux pièces de renfort ; – de manière avantageuse, la fixation des pattes de fixation sur les pièces de renfort et/ou la fixation de l’arceau tubulaire sur les pattes de fixation est du type définitif, tel que par exemple par soudage ; - les pièces de renfort sont choisies parmi les suivantes : une zone de charnière de l’ouvrant ; et/ou une doublure de custode ; et/ou un appui de tablette arrière ; et/ou un bas de caisse ; et/ou une zone de gâche de l’ouvrant. La zone de charnière de l’ouvrant de coffre est située au-dessus de l’ouvrant de coffre. La doublure de custode est située au niveau de chaque côté latéral du véhicule automobile, entre une porte arrière et le coffre dudit véhicule automobile. L’appui de tablette arrière est une zone latérale au coffre du véhicule automobile, située entre la zone de custode et le parechoc arrière du véhicule automobile. Le bas de caisse est une zone située au niveau d’un châssis du véhicule automobile et/ou de longerons dudit véhicule automobile. D’une manière générale, il s’agit d’une zone située à proximité d’un plancher du coffre ; - au niveau de la zone de charnière de l’ouvrant et/ou de la zone de gâche de l’ouvrant, la patte de fixation correspondante prend la forme d’un insert pour l’arceau tubulaire, ledit arceau tubulaire étant logé dans l’insert formant la patte de fixation correspondante. L’insert forme ainsi un corps creux à l’intérieur duquel passe l’arceau tubulaire. L’insert permet de maintenir en prise, par serrage, l’arceau tubulaire ; - l’insert est du type d’un insert composite, formé d’un matériau comportant du plastique et d’une charge, par exemple en fibres de carbone, permettant de renforcer la rigidité de l’insert. Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant un coffre et un ouvrant rendu mobile en rotation par l’intermédiaire de charnières, le véhicule automobile comportant un ensemble structurel arrière conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements. Dans le contexte de l’invention, le véhicule automobile est préférentiellement du type d’un véhicule automobile électrifié. Un véhicule automobile électrifié est du type d’un véhicule automobile électrique ou hybride. D’une manière générale, une chaîne de traction d’un tel véhicule automobile électrifié est mise en rotation par une machine électrique, alimentée électriquement par une batterie électrique de traction, afin de générer un couple moteur servant à la mise en mouvement du véhicule automobile. Complémentairement ou alternativement, la machine électrique est configurée pour récupérer une énergie mécanique sur la chaîne de traction et la convertir en énergie électrique, produisant ainsi un couple de freinage sur ladite chaîne de traction. Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : illustre une vue en perspective arrière et tronquée d’un premier exemple de réalisation d’un ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention ; illustre une première vue de détail d’un deuxième exemple de réalisation d’un ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention ; illustre une deuxième vue de détail du deuxième exemple de réalisation d’un ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention ; illustre un véhicule automobile conforme au deuxième aspect de l’invention et incorporant l’ensemble structurel. Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique. Sur les FIGURES, les éléments communs à plusieurs FIGURES conservent la même référence. Dans la description des FIGURES qui suit, l’axe longitudinal X, l’axe latéral et l’axe vertical Z sont définis relativement au véhicule automobile 10 sur lequel l’ensemble structurel conforme au premier aspect de l’invention est destinée à être montée. Plus particulièrement, l’axe transversal Y s’entend comme une direction prise entre un côté latéral du véhicule automobile 10 et un côté latéral opposé dudit véhicule automobile 10. En d’autres termes, l’axe transversal Y s’entend selon une direction qui s’étend depuis un côté passager du véhicule automobile 10 vers un côté conducteur dudit véhicule automobile 10, ou réciproquement. Les adjectifs latéraux, intérieur et extérieur font référence à un tel axe transversal Y. En outre, l’axe longitudinal X s’étend comme étant pris le long d’une direction qui s’étend d’avant en arrière ou d’arrière en avant du véhicule automobile 10. L’axe longitudinal X est perpendiculaire à l’axe transversal Y. Les adjectifs frontaux, avant et arrière font référence à cet axe longitudinal X. Enfin, l’axe vertical Z s’entend comme étant pris le long d’un axe qui s’étend depuis les roues du véhicule automobile 10 et vers le toit dudit véhicule automobile 10, ou inversement, l’axe vertical Z étant simultanément perpendiculaire à l’axe transversal Y et à l’axe longitudinal X. Les adjectifs dessus et dessous, ou inférieur et supérieur font référence à cet axe vertical Z. En référence aux FIGURES 1 à 3, l’invention concerne d’abord un ensemble structurel arrière 1 pour véhicule automobile 10, l’ensemble structurel formant un anneau 9 autour d’un ouvrant 11 d’un coffre 2 arrière du véhicule automobile 10. L’anneau 9 formé par l’ensemble structurel délimite une ouverture 3 du coffre 2. Cet anneau 9 est matérialisé par de nombreuses pièces qui sont liées les unes aux autres selon une géométrie déterminées et qui forment ensemble, au niveau de l‘ouverture 3 de coffre 2, une délimitation singulière qui peut prendre n’importe quelle forme, circulaire, elliptique, polygonale ou quelconque. Selon l’invention, l’ensemble structurel comporte une pluralité de pièces reliées entre elles et formant autour de l’ouvrant 11 une gorge 4 selon un contour fermé 7. L’ouverture 3 du coffre 2 est ainsi délimitée par l’anneau 9 arrière et, plus particulièrement, est délimitée par la gorge 4. En d’autres termes, la gorge 4 s’étend autour de l’ouverture 3 de coffre 2 selon le contour fermé 7. De manière particulièrement avantageuse, et comme visible sur les FIGURES 1 à 3, l’ensemble structurel comporte aussi un arceau tubulaire 5 logé dans la gorge 4. L’arceau tubulaire 5 est ainsi rapporté et fixé solidairement à la gorge 4. L’arceau tubulaire 5 s’étend ainsi dans la gorge 4 selon un contour fermé 7 analogue à celui de la gorge 4. L’arceau tubulaire 5 peut être formé d’une seule partie ou de plusieurs parties fixées solidairement entre elles. La illustre une vue partielle de l’ensemble structurel, coupé au niveau d’un plan médian au véhicule automobile 10 et qui s’étend selon un plan formé par l’axe longitudinal X et l’axe vertical Z. On peut y voir que l’arceau tubulaire 5 présente une section transverse circulaire dont un diamètre extérieur est compris entre 35 mm et 45 mm, préférentiellement égale à 40 mm. Complémentairement, l’arceau circulaire est préférentiellement creux et présente une épaisseur, prise entre un diamètre intérieur et le diamètre extérieur, supérieure ou égale à 1,5 mm, préférentiellement égale à 2 mm. L’arceau tubulaire 5 est formé d’un matériau métallique. L’arceau tubulaire 5 est fixé solidairement à certaines des pièces formant l’ouvrant 11, dites pièces de renfort 8 configurées pour pouvoir transmettre des efforts mécaniques à une caisse du véhicule automobile 10 ou à un pavillon de toit dudit véhicule automobile 10. Cette configuration avantageuse permet ainsi de transmettre les efforts mécaniques résultant d’un choc arrière en direction du pavillon de toit du véhicule automobile 10. Cette configuration est particulièrement intéressante car elle permet de distribuer les efforts résultant du choc arrière entre le châssis d’une part et le pavillon de toit d’autre part, en sollicitant l’ensemble structurel, et à la différence des véhicules automobiles antérieurs qui ne transmettaient les efforts résultant d’un choc arrière que vers des longeronnets arrière, sans solliciter l’anneau 9 arrière. A cet effet, l’arceau tubulaire 5 est fixé aux pièces de renfort 8 par l’intermédiaire de pattes de fixation 6, chaque patte de fixation 6 étant fixée solidairement, d’une part, à l’arceau tubulaire 5 et, d’autre part, à l’une des pièces de renfort 8. Les pattes de fixation 6 sont formées d’un matériau métallique, tel que par exemple de l’acier. Afin d’optimiser la rigidité de l’ensemble structurel et de l’arceau tubulaire 5 plus particulièrement, il est nécessaire de prévoir une interface rigide avec les différentes pièces qui forment l’anneau 9 arrière, et plus particulièrement avec les pièces de renfort 8. A cet effet, les pièces de renfort 8 sont choisies parmi les suivantes : une zone de charnière 83 de l’ouvrant 11 ; et/ou une doublure de custode 82 ; et/ou un appui de tablette 81 arrière ; et/ou un bas de caisse ; et/ou une zone de gâche 84 de l’ouvrant 11. La zone de charnière 83 de l’ouvrant 11 de coffre 2 est située au-dessus de l’ouvrant 11 de coffre 2. La doublure de custode 82 est située au niveau de chaque côté latéral du véhicule automobile 10, entre une porte arrière et le coffre 2 dudit véhicule automobile 10. L’appui de tablette 81 arrière est une zone latérale au coffre 2 du véhicule automobile 10, située entre la doublure de custode 82 et le parechoc arrière du véhicule automobile 10. Le bas de caisse est une zone située au niveau d’un châssis du véhicule automobile 10 et/ou de longeronnets dudit véhicule automobile 10. D’une manière générale, il s’agit d’une zone située à proximité d’un plancher du coffre 2. Dans l’exemple de réalisation illustré sur la , l’arceau tubulaire 5 est ainsi maintenu et fixé solidairement aux pièces formant l’anneau 9 arrière par l’intermédiaire de six pièces de renfort 8, réparties symétriquement par rapport à un axe longitudinal X médian du véhicule automobile 10. Dans ce mode de réalisation, les pattes de fixation 6 sont situées au niveau de la doublure de custode 82, au niveau de l’appui tablette arrière et au niveau de la zone de charnière 83. Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, illustré sur les FIGURES 2 et 3, l’arceau tubulaire 5 est maintenu par deux autres pattes de fixation 6, chacune prenant la forme d’insert 61 pour l’arceau tubulaire 5, l’arceau tubulaire 5 étant logé dans l’insert 61 formant la patte de fixation 6 correspondante. L’insert 61 forme ainsi un corps creux à l’intérieur duquel passe l’arceau tubulaire 5. L’insert 61 permet de maintenir en prise, par serrage, l’arceau tubulaire 5. Ces pattes de fixation 6 prenant la forme d’insert 61 sont préférentiellement positionnées au niveau de l’axe longitudinal X médian du véhicule automobile 10 et/ou de l’ensemble structurel selon l’invention, et plus particulièrement au niveau de la zone de charnière 83 de l’ouvrant 11 et/ou de la zone de gâche 84 de l’ouvrant 11. L’insert 61 est préférentiellement du type d’un insert 61 composite, formé d’un matériau comportant du plastique et d’une charge, par exemple en fibres de carbone, permettant de renforcer la rigidité de l’insert 61. L’insert 61 est fabriqué par moulage. L’insert 61 permet ainsi de mieux reprendre les efforts lors de l’utilisation de l’ouvrant 11 de coffre 2 et d’éviter un mouvement de l’arceau tubulaire 5 à cette occasion. En référence à la , il est représenté un véhicule automobile 10 comportant un coffre 2 et un ouvrant 11 rendu mobile en rotation par l’intermédiaire de charnières, le véhicule automobile 10 comportant un ensemble structurel arrière 1 tel que décrit précédemment. En synthèse, l’invention concerne un ensemble structurel arrière 1 pour véhicule automobile 10, l’ensemble structurel formant un anneau 9 autour d’un ouvrant 11 d’un coffre 2 arrière du véhicule automobile 10, l’ensemble structurel comportant une pluralité de pièces reliées entre elles et formant autour de l’ouvrant 11 une gorge 4 selon un contour fermé 7, caractérisé en ce que l’ensemble structurel comporte un arceau tubulaire 5 logé dans la gorge 4. Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux. Ensemble structurel arrière (1) pour véhicule automobile (10), l’ensemble structurel formant un anneau (9) autour d’un ouvrant (11) d’un coffre (2) arrière du véhicule automobile (10), l’ensemble structurel comportant une pluralité de pièces reliées entre elles et formant autour de l’ouvrant (11) une gorge (4) selon un contour fermé (7), caractérisé en ce que l’ensemble structurel comporte un arceau tubulaire (5) logé dans la gorge (4). Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’arceau tubulaire (5) est formé d’une seule partie. Ensemble structurel arrière (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’arceau tubulaire (5) présente une section transverse circulaire. Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel un diamètre extérieur de l’arceau tubulaire (5) est compris entre 35 mm et 45 mm. Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’arceau circulaire est creux et présente une épaisseur, prise entre un diamètre intérieur et le diamètre extérieur, supérieure ou égale à 1,5 mm. Ensemble structurel arrière (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’arceau tubulaire (5) est fixé solidairement à certaines des pièces formant l’ouvrant (11), dites pièces de renfort (8) configurées pour pouvoir transmettre des efforts mécaniques à une caisse du véhicule automobile (10) ou à un pavillon de toit dudit véhicule automobile (10). Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel l’arceau tubulaire (5) est fixé aux pièces de renfort (8) par l’intermédiaire de pattes de fixation (6), chaque patte de fixation (6) étant fixée solidairement, d’une part, à l’arceau tubulaire (5) et, d’autre part, à l’une des pièces de renfort (8). Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel les pièces de renfort (8) sont choisies parmi les suivantes : - une zone de charnière (83) de l’ouvrant (11) ; et/ou - une doublure de custode (82) ; et/ou - un appui de tablette (81) arrière ; et/ou - un bas de caisse ; et/ou - une zone de gâche (84) de l’ouvrant (11). Ensemble structurel arrière (1) selon la revendication précédente, dans lequel, au niveau de la zone de charnière (83) de l’ouvrant (11) et/ou de la zone de gâche (84) de l’ouvrant (11), la patte de fixation (6) correspondante prend la forme d’un insert (61) pour l’arceau tubulaire (5), ledit arceau tubulaire (5) étant logé dans l’insert (61) formant la patte de fixation (6) correspondante. Véhicule automobile (10) comportant un coffre (2) et un ouvrant (11) rendu mobile en rotation par l’intermédiaire de charnières, le véhicule automobile (10) comportant un ensemble structurel arrière (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.