Brevet FR3140852A1 — publié le 20240419

L’invention concerne une structure (1a) de caisse d’un véhicule automobile comportant au moins deux longerons (2a) s’étendant de chaque côté de la structure (1a) suivant un axe longitudinal de la structure (1a) pour supporter un plancher (3) de la structure (1a), la structure (1a) comportant en outre au moins un brancard (4) s’étendant longitudinalement sous le plancher (3) entre les longerons (2a), la structure (1a) comprenant au moins un élément de renfort (7a), chacun conçu pour renforcer la structure (1a) contre un flambage latéral d’au moins un brancard (4) en cas de choc frontal subi par la structure (1a), l’élément de renfort (7a) étant tubulaire et s’étendant depuis un brancard (4) et reliant le brancard (4) à un longeron (2a). (Figure 1) Structure de caisse de véhicule avec éléments de renfort tubulaires. Le domaine technique concerne les structures de caisse de véhicule automobile présentant des éléments de renfort tubulaires et les véhicules automobiles présentant une telle caisse. En matière de sécurité routière, les constructeurs d’automobiles doivent prendre en compte de multiples préoccupations et réglementations lors du développement de nouveaux véhicules. En particulier, les constructeurs d’automobiles doivent assurer la sécurité des passagers du véhicule en cas de choc. Les comportements des véhicules automobiles dans les différentes situations de chocs sont réglementés et testés en mettant en œuvre des procédures de tests normalisées. Les exigences en termes de résultats à ces tests sont toujours plus nombreuses et plus difficiles à satisfaire, obligeant les constructeurs d’automobiles à innover constamment. Lorsqu’un véhicule automobile subit un choc frontal, sa caisse se déforme afin de dissiper une partie de l’énergie libérée par le choc. Cette dissipation s’effectue par le biais de plusieurs voies d’efforts distinctes dont une implique d’éventuels brancards sous plancher de la caisse. Afin de garantir un comportement correct de la caisse en cas de choc frontal, il convient de s’assurer que les divers éléments et notamment les brancards sous plancher ne subissent pas un phénomène de flambage sous l’action d’un berceau disposé dans le prolongement des brancards sous plancher. En effet, lors d’un choc frontal, le flambage d’un brancard sous plancher signifie que ce dernier n’est plus en mesure de dissiper l’énergie du choc de façon appropriée et les déformations de la caisse sont susceptibles alors de provoquer des intrusions dans l’habitacle d’élément structurels qui pourraient occasionner des blessures aux passagers. Le phénomène de flambage est particulièrement favorisé lorsque les brancards sous plancher sont formés d’un corps creux. Par ailleurs, afin de lutter contre l’accroissement de la masse des véhicules modernes, il est souhaitable d’améliorer la résistance à la déformation de la caisse et de lutter contre le phénomène de flambage, tout en minimisant l’accroissement de masse occasionné par les renforcements. Ainsi, il existe un besoin d’une solution permettant de renforcer la caisse et les brancards sous plancher pour limiter les déformations en cas de choc frontal susceptibles de provoquer des flambages. La présente invention a pour objet de pallier les problèmes exposés précédemment. Dans ce contexte technique, un but de la présente invention est de fournir une structure de caisse présentant des brancards dont la résistance au flambage est accrue lors d’un choc frontal, tout en contrôlant la masse de la structure de caisse. A cet effet, la présente invention se rapporte à une structure de caisse d’un véhicule automobile comportant au moins deux longerons s’étendant de chaque côté de la structure suivant un axe longitudinal de la structure pour supporter un plancher de la structure, la structure comportant en outre au moins un brancard s’étendant longitudinalement sous le plancher entre les longerons, la structure comprenant au moins un élément de renfort, chacun conçu pour renforcer la structure contre un flambage latéral d’au moins un brancard en cas de choc frontal subi par la structure, l’élément de renfort étant tubulaire et s’étendant depuis un brancard et reliant le brancard à un longeron. L’invention concerne encore un véhicule automobile présentant une structure de caisse selon l’invention. Ainsi, la structure de caisse selon l’invention présente des longerons et un ou plusieurs brancards sous plancher pour conférer de la rigidité à la structure et la possibilité, par exemple, de fixer une batterie de traction à la structure, en partie supportée par les brancards sous plancher. Le comportement en cas de choc frontal de la structure selon l’invention, notamment lors d’une procédure de choc frontal normalisée est conforme aux normes puisque l’expérience et les simulations montrent que les brancards sous plancher présentent un risque de flambage réduit ou inexistant grâce aux éléments de renfort qui relient un brancard sous plancher à un longeron. Chaque élément de renfort permet une distribution de l’énergie libérée lors du choc frontal vers les longerons et guide le brancard durant la déformation de la structure de caisse selon l’invention, réduisant voire empêchant le flambage. L’utilisation d’éléments de renfort tubulaires permet d’obtenir une bonne résistance à la déformation et donc une bonne répartition de l’énergie du choc frontal, tout en représentant un apport de masse maitrisé. Selon un mode de réalisation de l’invention, la structure comporte en outre au moins un élément de renfort additionnel, tubulaire, reliant un brancard à un tunnel longitudinal de la structure de caisse. Selon une possibilité, chaque élément de renfort et/ou chaque élément de renfort additionnel est vissé par une de ses extrémités à un brancard. Avantageusement, chaque élément de renfort et/ou chaque élément de renfort additionnel présente au moins une extrémité cintrée présentant chacune une plaque d’appui, conçue pour venir en appui d’un longeron et/ou d’un brancard, chaque plaque d’appui étant pourvue d’au moins un orifice de vissage. Selon un mode de réalisation, au moins un longeron est formé d’un profilé, un élément de renfort étant disposé en appui sur une extrémité avant du longeron. Selon un autre mode de réalisation, au moins un longeron est formé d’une tôle emboutie, une des extrémités de l’élément de renfort étant vissée sur la tôle emboutie. Selon une possibilité, le plancher de la structure forme un retour vertical, s’étendant suivant un plan orthogonal à un axe transversal de la structure, en regard duquel s’étend au moins un élément de renfort et/ou au moins un élément de renfort additionnel. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la , représente une vue en perspective partielle de devant d’un premier mode de réalisation d’une structure de caisse selon l’invention ; la , représente une vue partielle de dessous du premier mode de réalisation de la structure de caisse de la ; la , représente une vue partielle de dessous d’un deuxième mode de réalisation d’une structure de caisse selon l’invention ; la , représente une vue en de détails en perspective de la structure de caisse de la vue de devant. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Une structure 1a, 1b de caisse selon l’invention est illustrée sur les figures et équipe un véhicule automobile selon l’invention afin de garantir un comportement adéquat du véhicule en cas de choc frontal. La structure 1a, 1b de caisse comporte de façon classique au moins deux longerons 2a, 2b qui s’étendent chacun de chaque côté de la structure 1a, 1b, suivant un axe longitudinal de la structure 1a, 1b, et qui supportent un plancher 3 de la structure 1a, 1b. La structure 1a, 1b comporte en outre au moins un brancard 4, en l’occurrence deux brancards 4 s’étendant longitudinalement sous le plancher 3 entre les longerons 2a, 2b. Selon un premier mode de réalisation de la structure 1a selon l’invention, au moins un longeron 2a, en l’occurrence les deux longerons 2a sont formés d’une tôle 5 emboutie. Selon un deuxième mode de réalisation de la structure 1b, au moins un longeron 2b, en l’occurrence les deux longerons 2b sont formés d’un profilé 6. La structure 1a, 1b de caisse selon l’invention comprend en outre au moins un élément de renfort 7a, 7b, illustrés sur les figures et chacun conçu et dimensionné pour renforcer la structure 1a, 1b contre un flambage latéral d’au moins un brancard 4 en cas de choc frontal, notamment un choc frontal à haute vitesse, subi par la structure 1a, 1b. Par choc frontal à haute vitesse il est fait référence à un choc frontal normalisé dans lequel le véhicule selon l’invention est projeté à 51 km/h contre un mur rigide, avec un recouvrement complet du mur et du véhicule. La tendance au flambage de chaque brancard 4 est en particulier augmentée par la présence, dans la structure 1a, 1b selon l’invention, d’un berceau 8 prolongeant longitudinalement chaque brancard 4 : en cas de choc frontal, le berceau 8 exerce des efforts importants sur les extrémités de chaque brancard 4. Dans la structure 1a, 1b selon l’invention, chaque brancard 4 est relié à un longeron 2a, 2b par un élément de renfort 7a, 7b. Comme illustré sur les figures 1 à 3, l’élément de renfort 7a, 7b est tubulaire et s’étend depuis un brancard 4 et relie le brancard 4 à un longeron 2a, 2b. Avantageusement, la structure 1a, 1b comporte en outre, comme partiellement illustré sur les figures, au moins un élément de renfort additionnel 9, également tubulaire, reliant un brancard 4 à un tunnel longitudinal de la structure 1a, 1b, non illustré sur les figures. Chaque brancard 4 étant relié à un élément de renfort 7a, 7b, l’élément de renfort additionnel 9 permet de relier également le tunnel à un longeron 2a, 2b par l’intermédiaire de l’élément de renfort 7a, 7b correspondant afin de faciliter le transfert d’énergie libérée lors d’un choc frontal. Avantageusement, chaque élément de renfort 7a, 7b et/ou chaque élément de renfort additionnel 9 est composé d’un tube 10 métallique dimensionné pour conférer à chaque élément de renfort 7a, 7b et/ou à chaque élément de renfort additionnel 9 une capacité à transmettre une partie de l’énergie libérée lors d’un choc frontal. A titre d’exemple, le tube 10 métallique est composé d’acier ou d’aluminium d’un diamètre de 30 mm. Le tube 10 présente, par exemple, une épaisseur de 1,5 mm environ lorsqu’il est constitué d’acier ou de 2,5 mm environ lorsqu’il est constitué d’aluminium. Il convient de comprendre le terme environ comme permettant une variation de plus ou moins 10% par exemple, de préférence plus ou moins 5%. Comme illustré sur les figures, chaque élément de renfort 7a, 7b et/ou chaque élément de renfort additionnel 9 est vissé par une de ses extrémités à un brancard 4. A cet effet, chaque élément de renfort 7a, 7b et/ou chaque élément de renfort additionnel 9 présente au moins une extrémité cintrée 11 présentant chacune une plaque d’appui 12, illustrée en particulier sur la . Chaque plaque d’appui 12 est, par exemple, formée par un écrasement contrôlé du tube 10. Dans le mode de réalisation illustré sur la , chaque plaque d’appui 12 est sensiblement plane. Avantageusement, chaque plaque d’appui 12 est pourvue d’au moins un orifice de vissage permettant l’introduction d’une vis dans un longeron 2a, 2b ou un brancard 4. Dans le premier mode de réalisation de la structure 1a, comme illustré sur les figures 1 et 2, chaque extrémité de chaque élément de renfort 7a est cintrée et présente une plaque d’appui 12. L’élément de renfort 7a présente donc deux extrémités cintrées 11. Ainsi, dans le premier mode de réalisation, chaque extrémité de chaque élément de renfort 7a est vissée sur le brancard 4 ou le longeron 2a que l’élément de renfort 7a relie. Au niveau du longeron 2a formé de la tôle emboutie 5, la plaque d’appui 12 est vissée sur un flan intérieur 13 du longeron 2a sur la tôle emboutie 5. Dans le deuxième mode de réalisation, illustré sur les figures 3 et 4, chaque élément de renfort 7b est vissé à un brancard 4 aux moyens d’une plaque d’appui 12. Le tube 10 s’étend suivant un axe transversal de la structure 1b et est terminé par une extrémité libre 14 droite disposée en appui sur une extrémité avant 15 du longeron 2b correspondant. A cet effet et comme illustré sur la , l’extrémité avant 15 du longeron 2b présente une découpe 16, ménagée dans le profilé 6 formant une butée 17 sur laquelle l’extrémité libre 14 vient en appui, la butée 17 étant conformée pour empêcher le recul de l’extrémité libre 14. De manière avantageuse, le plancher 3 forme un retour vertical 18, illustré sur la , s’étendant suivant un plan sensiblement normal à l’axe longitudinal de la structure 1a, 1b et en regard duquel au moins un élément de renfort 7a, 7b et/ou au moins un élément de renfort additionnel 9 s’étend. En cas de déformation de la structure 1a, 1b suite à un choc frontal, le retour vertical 18 est amené en appui de l’élément de renfort 7a, 7b et/ou de l’élément de renfort additionnel 9 afin d’assurer une transmission d’une partie de l’énergie libérée à travers l’élément de renfort 7a, 7b et/ou l’élément de renfort additionnel 9 correspondant. Ainsi, chaque élément de renfort 7a, 7b et/ou chaque élément de renfort additionnel 9 permet de transférer une partie de l’énergie d’un choc frontal reçue par chaque brancard 9 et/ou le tunnel vers les longerons 2a, 2b correspondants. Le risque de flambage des brancards 4 est ainsi évité ou minimisé par l’ajout des éléments de renfort 7a, 7b et des éventuels éléments de renfort additionnel 9. Le comportement de la structure 1a, 1b de caisse selon l’invention en cas de choc frontal est amélioré, tout en limitant l’accroissement de la masse. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation de la structure de caisse décrit ci-avant, seulement à titre d’exemple, mais d’autres modes de réalisation peuvent être conçus par l’homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Structure (1a, 1b) de caisse d’un véhicule automobile comportant au moins deux longerons (2a, 2b) s’étendant de chaque côté de la structure (1a, 1b) suivant un axe longitudinal de la structure (1a, 1b) pour supporter un plancher (3) de la structure (1a, 1b), la structure (1a, 1b) comportant en outre au moins un brancard (4) s’étendant longitudinalement sous le plancher (3) entre les longerons (2a, 2b), la structure (1a, 1b) comprenant au moins un élément de renfort (7a, 7b), chacun conçu pour renforcer la structure (1a, 1b) contre un flambage latéral d’au moins un brancard (4) en cas de choc frontal subi par la structure (1a, 1b), l’élément de renfort (7a, 7b) étant tubulaire et s’étendant depuis un brancard (4) et reliant le brancard (4) à un longeron (2a, 2b). Structure (1a, 1b) de caisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte en outre au moins un élément de renfort additionnel (9), tubulaire, reliant un brancard (4) à un tunnel longitudinal de la structure (1a, 1b) de caisse. Structure (1a, 1b) de caisse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque élément de renfort (7a, 7b) et/ou chaque élément de renfort additionnel (9) est vissé par une de ses extrémités à un brancard (4). Structure (1a, 1b) de caisse selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque élément de renfort (7a, 7b) et/ou chaque élément de renfort additionnel (9) présente au moins une extrémité cintrée (11) présentant chacune une plaque d’appui (12), conçue pour venir en appui d’un longeron (2A, 2b) et/ou d’un brancard (4), chaque plaque d’appui (12) étant pourvue d’au moins un orifice de vissage. Structure (1b) de caisse selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que au moins un longeron (2b) est formé d’un profilé (6), un élément de renfort (7b) étant disposé en appui sur une extrémité avant (15) du longeron (2b). Structure (1a) de caisse selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que au moins un longeron (2a) est formé d’une tôle emboutie (5), une des extrémités de l’élément de renfort (7a) étant vissée sur la tôle emboutie (5). Structure (1a, 1b) de caisse selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le plancher (3) de la structure (1a, 1b) forme un retour vertical (18), s’étendant suivant un plan orthogonal à un axe transversal de la structure (1a, 1b), en regard duquel s’étend au moins un élément de renfort (7a, 7b) et/ou au moins un élément de renfort additionnel (8). Véhicule automobile présentant une structure (1a, 1b) de caisse selon l’une des revendications 1 à 7.