Brevet FR3144097A1 — publié le 20240628

Réservoir comprenant des éléments de liaison pour un train de roues de véhicule . L’invention porte sur un réservoir (10), notamment un réservoir destiné à stocker de l’hydrogène, le réservoir (10) comprenant des éléments de liaison (5) destinés à fixer un train de roues de véhicule, notamment un train de roues de véhicule automobile, notamment un train de roues arrière (20). Figure d’abrégé : fig. 3 Réservoir comprenant des éléments de liaison pour un train de roues de véhicule Domaine technique de l'invention L’invention concerne un réservoir comprenant des éléments de liaison destinés à fixer un train de roues de véhicule. L’invention porte encore sur un châssis comprenant un tel réservoir. L’invention porte encore sur une caisse comprenant un tel châssis. L’invention porte encore sur un véhicule comprenant un tel réservoir ou un tel châssis ou une telle caisse. Etat de la technique antérieure Un véhicule, en particulier un véhicule automobile, équipé d’un groupe motopropulseur utilisant de l’hydrogène requiert généralement un moyen de stockage d’hydrogène. Un tel moyen de stockage d’hydrogène comprend généralement une ou plusieurs « bouteilles » métalliques ayant chacune sensiblement une forme cylindrique dont la longueur est bien supérieure au diamètre. De telles bouteilles d’hydrogène sont particulièrement lourdes et volumineuses. D’ailleurs sur un bus ou autocar, de telles bouteilles sont généralement agencées sensiblement dans un plan horizontal sur le toit d’un tel véhicule. Seulement une telle solution ne peut pas être retenue pour un véhicule automobile de type véhicule particulier, notamment pour des problématiques liées à l’esthétique et/ou aux performances aérodynamiques et/ou aux performances en termes de tenue de route. Présentation de l'invention Le but de l’invention est de fournir un réservoir remédiant aux inconvénients ci-dessus. En particulier, l’invention propose un réservoir comprenant un moyen de stockage d’hydrogène faisant partie du châssis sans toutefois nuire à l’habitabilité d’un véhicule équipé d’un tel réservoir. Pour atteindre cet objectif, l’invention porte sur un réservoir, notamment un réservoir destiné à stocker de l’hydrogène, le réservoir comprenant des éléments de liaison destinés à fixer un train de roues de véhicule, notamment un train de roues de véhicule automobile, notamment un train de roues arrière. Le réservoir peut être obtenu au moins partiellement en matériau composite, notamment en matériau composite comprenant de la fibre de verre et/ou de la fibre de carbone. Le réservoir peut comprendre des trous traversant le réservoir, notamment des trous s’étendant selon une première direction et des trous s’étendant selon une deuxième direction et des trous s’étendant selon une troisième direction, notamment les première, deuxième et troisième directions étant perpendiculaires les unes par rapport aux autres. Le réservoir peut comprendre des tubes traversant le réservoir de part en part, notamment des tubes en matériau composite, les tubes pouvant être destinés à rigidifier le réservoir, les trous traversant pouvant s’étendre au sein de chaque tube. Les éléments de liaison peuvent comprendre des moyens de fixation pour un tel train de roues, notamment des moyens de fixation de type vis ou boulons ou goujons, les moyens de fixation pouvant se loger au moins partiellement dans certains trous traversant. L’invention porte encore sur un châssis de véhicule, notamment de véhicule automobile, le châssis comprenant un réservoir tel que défini précédemment. L’invention porte encore sur une caisse de véhicule, notamment de véhicule automobile, la caisse comprenant un châssis tel que défini précédemment et un train de roues, notamment un train de roues arrière, le train de roues étant fixé au moins partiellement sur le réservoir par les éléments de liaison, les éléments de liaison comprenant une platine droite fixée sur le réservoir et une platine gauche fixée sur le réservoir. La platine droite peut comprendre une chape avant droite et une chape arrière droite et la platine gauche peut comprendre une chape avant gauche et une chape arrière gauche. Les éléments de liaison peuvent comprendre du côté droit : - une biellette avant droite montée en liaison pivot par rapport à la chape avant droite et une biellette arrière droite montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière droite, et les éléments de liaison peuvent comprendre du côté gauche : - une biellette avant gauche montée en liaison pivot par rapport à la chape avant gauche et une biellette arrière gauche montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière gauche. Les moyens de fixations logés dans des trous traversant peuvent assurer la fixation de la platine droite et de la platine gauche sur le réservoir. Le réservoir peut comprendre une cavité gauche destinée à recevoir au moins partiellement la platine gauche et une cavité droite destinée à recevoir au moins partiellement la platine droite. L’invention porte encore sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, comprenant un réservoir tel que défini précédemment, ou un châssis tel que défini précédemment, ou une caisse telle que définie précédemment. Présentation des figures Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation d’un réservoir faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : La est une vue schématique d’un véhicule automobile selon un mode de réalisation de l’invention. La est une vue en perspective partielle d’une caisse selon un mode de réalisation de l’invention. La est une vue en perspective partielle de la caisse selon le mode de réalisation de l’invention. La est une autre vue en perspective partielle de la caisse selon le mode de réalisation de l’invention. La est une vue de dessous partielle de la caisse selon le mode de réalisation de l’invention. La est une vue de détail en perspective de la caisse selon le mode de réalisation de l’invention. Description détaillée La direction selon laquelle un véhicule, notamment un véhicule automobile, se déplace en ligne droite est définie comme étant la direction longitudinale X. Par convention, la direction perpendiculaire à la direction longitudinale, située dans un plan parallèle au sol, est nommée direction transversale Y. La troisième direction, perpendiculaire aux deux autres, est nommée direction verticale Z. Ainsi, on utilise un repère direct XYZ dans lequel X est la direction longitudinale dans le sens avant-arrière du véhicule, donc dirigée vers l’arrière, Y est la direction transversale dirigée vers la droite et Z est la direction verticale dirigée vers le haut. Le sens avant correspond au sens dans lequel le véhicule se déplace habituellement dans la direction longitudinale et est opposé au sens arrière. Comme illustré sur les figures 1 et 2, un véhicule, par exemple un véhicule automobile 1 comprend un châssis 2. Le véhicule 1 comprend une caisse 3. Le véhicule 1 comprend un train de roues arrière 20. Le véhicule 1, ou la caisse 3, ou le châssis 2, comprend un réservoir 10. De préférence le réservoir 10 permet de stocker de l’hydrogène ou dihydrogène. Dans ce cas, le véhicule 1 est équipé d’un groupe motopropulseur fonctionnant, au moins partiellement, avec de l’hydrogène. Plus précisément, comme illustré sur les figures 3 et 4, le réservoir 10 comprend des éléments de liaison 5 destinés à fixer un train de roues de véhicule. De préférence, les éléments de liaison 5 permettent de fixer le train de roues arrière 20. La caisse 3 comprend le châssis 2 et le train de roues fixé au moins partiellement sur le réservoir 10. Le réservoir 10 est obtenu en totalité, ou au moins partiellement, en matériau composite. Par exemple le matériau composite comprend de la fibre de verre. Alternativement, ou en complément, le matériau composite comprend de la fibre de carbone. Alternativement, ou en complément, le matériau composite comprend de la fibre de Kevlar (marque déposée). Comme illustré sur les figures 2 à 6, le réservoir 10 est par exemple conformé globalement en forme de parallélépipède rectangle. De préférence, le réservoir 10 comprend des trous 11 le traversant. Comme illustré en particulier sur les figures 3 et 4, des trous 11V s’étendent selon une première direction. De préférence, la première direction est parallèle ou sensiblement parallèle à la direction verticale Z. De préférence, des trous 11L s’étendent selon une deuxième direction. De préférence, la deuxième direction est parallèle ou sensiblement parallèle à la direction longitudinale X. De préférence, des trous 11T s’étendent selon une troisième direction. De préférence, la troisième direction est parallèle ou sensiblement parallèle à la direction transversale Y. Ainsi, avantageusement, les première, deuxième et troisième directions sont perpendiculaires les unes par rapport aux autres. De préférence, les trous 11 proviennent de tubes creux 14 agencés au sein du réservoir 10. En effet, le réservoir 10 comprend des tubes ou tubes de renfort ou puits 14 traversant le réservoir 10 de part en part. Par exemple, les tubes 14 sont en matériau composite. Alternativement, les tubes 14 sont en acier, ou en alliage d’aluminium, ou dans un autre matériau. Ainsi, grâce à la présence de tubes 14 qui traversent le réservoir 10 selon les trois directions X, Y, Z, les trous 11 ménagés au sein de chaque tube 14 traversent également le réservoir. Bien que les tubes creux 14 soient de préférence de section circulaire, des tubes de section hexagonale, carrée, rectangulaire ou d’autres formes peuvent convenir également. Comme illustré en particulier sur les figures 5 et 6, les éléments de liaison 5 comprennent des moyens de fixation 12 pour fixer le train de roues 20 sur le, ou par rapport au, réservoir 10. Chaque moyen de fixation ou insert 12 est par exemple de type vis, ou boulon, ou goujon, de préférence métallique. Ainsi, de préférence, chaque moyen de fixation 12 comprend une tige filetée, tout du moins une tige en partie filetée dont le filetage est destiné à coopérer avec un élément taraudé tel qu’un écrou par exemple. Ainsi, des moyens de fixation 12, en particulier leurs tiges, s’étendent au sein de trous traversant 11. Autrement dit, la tige du moyen de fixation ou insert se loge, au moins partiellement, dans des trous traversant 11 prédéfinis, c’est-à-dire dans des tubes creux 14 prédéfinis selon les emplacements recherchés par rapport au réservoir. A noter que chaque moyen de fixations 12 dépasse de préférence la longueur du tube creux 14. Alternativement, en cas d’écrou ou d’élément taraudé inséré en partie, ou en totalité, au sein du tube creux 14, la longueur de la tige est par exemple égale voire inférieure à la longueur du tube creux traversé, ou traversé partiellement par le moyen de fixation 12. Par exemple, les tubes accueillent des inserts ayant diverses formes et/ou différentes longueurs, en particulier selon la longueur du tube creux 14 à traverser. Avantageusement, les inserts sont cylindriques et taraudés pour faciliter le montage d’éléments vissés tels que des vis, par exemple en pas métrique. Ainsi, les moyens de fixation ou inserts sont installés dans les tubes aux endroits adéquats du réservoir 10. De préférence, comme illustré sur les figures 4, 5 et 6, les éléments de liaison 5 comprennent une platine droite 30R fixée sur le réservoir 10 et une platine gauche 30L fixée sur le réservoir 10. La fixation de chaque platine 30R, 30L sur le réservoir 10 est assurée par l’intermédiaire de moyens de fixation ou inserts 12 vu précédemment. De préférence, la platine droite et la platine gauche comprennent des trous destinés au passage de moyens de fixation 12. Plus précisément, chaque moyen de fixation 12 se loge, au moins partiellement, dans un trou traversant 11 et traverse un trou de la platine correspondante pour assurer la fixation de la platine droite 30R et de la platine gauche 30L sur le réservoir 10. Autrement dit chaque platine est prise en sandwich entre un épaulement ou un écrou ou une rondelle ou une tête de vis ou boulon du moyen de fixation 12 et le réservoir 10. Par exemple, chaque platine est fixée par le biais de quatre moyens de fixation 12. Alternativement, moins ou davantage de moyens de fixation 12 peuvent convenir. A noter que le nombre de moyens de fixation 12 utilisés pour fixer une même platine peut dépendre du « pas » ou distance selon une direction donnée entre deux axes de trous côte à côte selon cette direction. Pour rappel chaque trou 11 provient de préférence d’un tube 14 traversant le réservoir 10. Par exemple, les valeurs des pas selon les directions verticale, longitudinale et transversale sont identiques. Alternativement, les valeurs des pas selon les directions X, Y et Z sont différentes ou deux d’entre eux sont identiques et le troisième a une valeur inférieure ou supérieure. Par exemple, le pas est de l’ordre de 120 mm. Comme illustré en particulier sur la , de préférence la platine gauche 30L comprend une chape avant gauche 31L et une chape arrière gauche 32L. De la même manière, la platine droite 30R comprend une chape avant droite 31R et une chape arrière droite 32R. Par exemple, chaque platine a une forme globale de cornière agencée de sorte à utiliser des trous 11V s’étendant selon la direction verticale et des trous 11T s’étendant selon la direction transversale. De préférence, les éléments de liaison 5 comprennent du côté droit, une biellette avant droite 40R montée en liaison pivot par rapport à la chape avant droite 31R et une biellette arrière droite 50R montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière droite 32R. De préférence, les éléments de liaison 5 comprennent du côté gauche une biellette avant gauche 40L montée en liaison pivot par rapport à la chape avant gauche 31L et une biellette arrière gauche 50L montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière gauche 32L. Par exemple, les chapes 31R, 31L, 32R, 32L ont des axes s’étendant longitudinalement, ou sensiblement longitudinalement. Les deux biellettes 40R, 50R côté droit sont reliées à un moyeu de roue arrière droite et éventuellement à une barre stabilisatrice agissant sensiblement selon la direction verticale. De la même manière, les deux biellettes 40L, 50L côté gauche sont reliées à un moyeu de roue arrière gauche et éventuellement à une barre stabilisatrice agissant sensiblement selon la direction verticale. De préférence, le réservoir 10 est conformé pour recevoir les éléments de liaison 5 au sein d’un dégagement droit pour le côté droit et d’un dégagement gauche pour le côté gauche. Autrement dit, comme illustré sur la , le réservoir comprend une cavité gauche 13L destinée à recevoir au moins partiellement la platine gauche 30L et une cavité droite 13R destinée à recevoir au moins partiellement la platine droite 30R. Etant donné la forme générale de cornière d’une platine, comme illustré sur la , la cavité gauche 13L comprend une première face de fixation 15L. La première face de fixation 15L s’étend dans un plan transversal et longitudinal, ou sensiblement transversal et longitudinal. La cavité gauche 13L comprend une deuxième face de fixation 16L. La deuxième face de fixation 16L s’étend par exemple dans un plan vertical P1, ou sensiblement vertical, rejoignant un plan médian PM du véhicule vers l’arrière du véhicule comme illustré sur la . De préférence, la cavité droite 13R est la symétrie, ou sensiblement la symétrie, de la cavité gauche 13L par rapport au plan médian PM. Par exemple, chaque cavité s’étend, depuis un fond 17 du réservoir, sur sensiblement la moitié de l’épaisseur E du réservoir selon la direction verticale, comme illustré sur la . En résumé, la solution propose un réservoir polymorphe et unique. En effet, un seul réservoir est prévu pour un même véhicule. Pour rappel, de préférence, le réservoir est apte à stocker de l’hydrogène, généralement sous une pression de l’ordre de 700 bars. Grâce à sa rigidité et à sa résistance dans toutes les directions, en particulier obtenues par la présence des tubes 14 s’étendant selon les directions X, Y, Z, le réservoir 10 vient en remplacement de la partie arrière du châssis. Ainsi, le véhicule ne comprend pas de longeron dans sa zone arrière, ni de berceau, le réservoir assurant le maintien du train arrière. En d’autres termes, le réservoir est suffisamment rigide pour remplacer la partie arrière de longerons destinés à assurer le maintien d’un train arrière de véhicule. En effet, la fixation du train arrière 20 par rapport au châssis 2 est assurée par l’intermédiaire des platines 30R, 30L fixées directement sur le réservoir 10. Pour rappel, les moyens de fixation 12 traversent des tubes 14 traversant eux-mêmes le réservoir 10 pour maintenir les platines sur le réservoir. Ainsi certains trous 11T, 11V, 11L selon les directions transversale, verticale et longitudinale offerts par des tubes creux 14 reçoivent les moyens de fixation 12 permettant la fixation des platines par rapport au réservoir. Autrement dit, la fixation du train arrière est assurée directement sur le réservoir 10, le réservoir étant une pièce structurelle du châssis 2. Le berceau habituel est remplacé par deux pièces adaptées, en l’occurrence les deux platines 30R, 30L fixées par des inserts 12 traversant les tubes creux de renfort 14, pour recevoir les éléments du train arrière. Avantageusement, le train arrière 20 peut être monté au préalable, éventuellement en temps masqué par rapport à la chaîne de montage, sur le réservoir 10. Un préréglage du train arrière peut alors être réalisé avant l’assemblage final sur la caisse du véhicule. Il en résulte alors un gain de temps et une économie. A noter que les trous 11V, 11T, 11L créés par les tubes 14 peuvent servir à la fixation d’autres éléments sur le châssis du véhicule, en particulier des éléments participant à l’élaboration de la caisse 3. La solution est particulièrement adaptée à un véhicule utilisant de l’hydrogène dans son groupe motopropulseur et peut être utilisée aussi bien sur un véhicule automobile particulier qu’utilitaire. La solution permet de diminuer la masse du châssis du véhicule, notamment du fait du raccourcissement ou de l’absence des longerons en partie arrière et/ou de l’absence de traverse et/ou de l’absence de berceau. En outre, la masse du réservoir 10, de préférence en matériau composite, est bien inférieure à un réservoir constitué d’une ou plusieurs bouteilles cylindriques métalliques. De plus, le réservoir étant unique, on s’affranchit de raccords et/ou canalisations et/ou tuyauteries haute pression pour combiner plusieurs volumes entre eux ce qui évite l’entretien et les risques de fuites inhérents à de telles jonctions au cours de la vie du véhicule. Ainsi, le réservoir est particulièrement fiable et ne nécessite que peu voire pas d’entretien. A la différence des bouteilles métalliques, la forme du réservoir 10 peut être aisément adaptée aux besoins, en particulier en termes de dimensions des différentes caisses de véhicules. Il en résulte un réservoir particulièrement compact qui peut être intégré spécifiquement au niveau des soubassements de véhicules. Enfin, malgré la présence du réservoir structurel 10, le volume de l’habitacle du véhicule n’est pas abaissé. La solution est sans conséquence sur l’esthétique du véhicule. Elle n’altère pas non plus les performances aérodynamiques. De plus, elle est bénéfique en termes de tenue de route, la masse du réservoir abaissant le centre de gravité du véhicule. Bien que la solution ait été décrite pour un train arrière, elle peut être adaptée à un train avant, c’est-à-dire que le réservoir est alors agencé à l’avant et participe au maintien du train avant. En remarque, la solution atteint donc l’objectif recherché d’améliorer l’implantation d’un moyen de stockage d’hydrogène au sein d’un véhicule, en particulier d’un véhicule automobile, sans empiéter sur l’habitabilité d’un tel véhicule et présente l’avantages de pouvoir être utilisée sur d’autres types de véhicules, à savoir des camions, bus, cars, véhicules agricoles, engins de levage et tout autre engin. Réservoir (10), notamment réservoir destiné à stocker de l’hydrogène, caractérisé en ce que le réservoir (10) comprend des éléments de liaison (5) destinés à fixer un train de roues de véhicule, notamment un train de roues de véhicule automobile (1), notamment un train de roues arrière (20). Réservoir (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réservoir (10) est obtenu au moins partiellement en matériau composite, notamment en matériau composite comprenant de la fibre de verre et/ou de la fibre de carbone. Réservoir (10) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir (10) comprend des trous (11) traversant le réservoir (10), notamment des trous (11V) s’étendant selon une première direction et des trous (11L) s’étendant selon une deuxième direction et des trous (11T) s’étendant selon une troisième direction, notamment les première, deuxième et troisième directions sont perpendiculaires les unes par rapport aux autres. Réservoir (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le réservoir (10) comprend des tubes (14) traversant le réservoir (10) de part en part, notamment des tubes (14) en matériau composite, les tubes (14) étant destinés à rigidifier le réservoir (10), les trous traversant (11) s’étendant au sein de chaque tube (14). Réservoir (10) selon l’une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les éléments de liaison (5) comprennent des moyens de fixation (12) pour un tel train de roues, notamment des moyens de fixation (12) de type vis ou boulons ou goujons, les moyens de fixation (12) se logeant au moins partiellement dans certains trous traversant (11). Châssis (2) de véhicule, notamment de véhicule automobile (1), caractérisé en ce que le châssis (2) comprend un réservoir (10) selon l’une des revendications précédentes. Caisse (3) de véhicule, notamment de véhicule automobile (1), comprenant un châssis (2) selon la revendication précédente et un train de roues, notamment un train de roues arrière (20), caractérisée en ce que le train de roues est fixé au moins partiellement sur le réservoir (10) par les éléments de liaison (5), les éléments de liaison (5) comprenant une platine droite (30R) fixée sur le réservoir (10) et une platine gauche (30L) fixée sur le réservoir (10). Caisse (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la platine droite (30R) comprend une chape avant droite (31R) et une chape arrière droite (32R) et en ce que la platine gauche (30L) comprend une chape avant gauche (31L) et une chape arrière gauche (32L). Caisse (3) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les éléments de liaison (5) comprennent du côté droit : - une biellette avant droite (40R) montée en liaison pivot par rapport à la chape avant droite (31R) et une biellette arrière droite (50R) montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière droite (32R), et en ce que les éléments de liaison (5) comprennent du côté gauche : - une biellette avant gauche (40L) montée en liaison pivot par rapport à la chape avant gauche (31L) et une biellette arrière gauche (50L) montée en liaison pivot par rapport à la chape arrière gauche (32L). Caisse (2) selon l’une des revendications 7 à 9 en combinaison avec la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de fixations (12) logés dans des trous traversant (11) assurent la fixation de la platine droite (30R) et de la platine gauche (30L) sur le réservoir (10). Caisse (2) selon l’une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que le réservoir (10) comprend une cavité gauche (13L) destinée à recevoir au moins partiellement la platine gauche (30L) et une cavité droite (13R) destinée à recevoir au moins partiellement la platine droite (30R). Véhicule, notamment véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu’il comprend un réservoir (10) selon l’une des revendications 1 à 5, ou un châssis (2) selon la revendication 6, ou une caisse (3) selon l’une des revendications 7 à 11.