Brevet FR3158695A1 — publié le 20250801

L’invention concerne une structure (1) de partie de caisse pour véhicule automobile, ladite structure (1) comprenant : – au moins deux longerons (30), chacun des longerons (30) présentant une forme allongée et comportant une extrémité, dite première extrémité (30a), configurée pour être reliée à une poutre de pare-chocs de véhicule ; – au moins un élément de renvoi d’angle (32) fixé à chacun desdits longerons (30) ; caractérisée en ce que des formes embouties (35) sont aménagées dans lesdits au moins un élément de renvoi d’angle (32). Figure d’abrégé : [Fig. 2] STRUCTURE DE CAISSE DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET VÉHICULE COMPRENANT UNE TELLE STRUCTURE La présente invention se rapporte à la structure d’un véhicule automobile, et plus particulièrement aux structures de caisse de véhicule automobile comprenant des longerons. La présente invention concerne entre autres la gestion de la déformation desdits longerons de ladite structure de caisse lors d’un choc. En effet, la structure de partie, arrière ou avant, de caisse d’un véhicule automobile comprend généralement plusieurs poutres métalliques creuses telles que des longerons de bas de caisse, des longeronnets, des traverses, etc. Quand un véhicule automobile subit un choc, frontal ou arrière, important, les parties d’extrémité des longerons, également désignées sous le terme de « brancards », qui s’étendent selon la direction longitudinale du véhicule, sont déformées. Il est préférable, pour dissiper une partie importante de l’énergie du choc, que cette déformation se fasse sous la forme d’une compression longitudinale, ou bottelage, des longerons, dans laquelle des plis successifs en accordéon se forment dans des plans perpendiculaires à la direction longitudinale des longerons. Il est cependant courant que, lors du choc, un longeron se plie en s’éloignant de son axe longitudinal, une pliure formant un axe de rotation vertical entre deux portions du longeron. Ce pli entraîne une « verticalisation » (ou déformation vers le haut, ou en direction du plancher du véhicule) d’une partie du longeron et stoppe sa compression en ligne. Ce comportement mécanique a notamment pour effet de limiter l’efficacité d’absorption du longeron lorsque le véhicule subit un choc, arrière ou frontal. Par ailleurs, la déformation du longeron peut être tellement importante que celle-ci peut empêcher l’ouverture des portières, arrières ou avants, du véhicule. Par ailleurs, la déformation, dans le cas d’une verticalisation, absorbe une quantité d’énergie (relative au choc) beaucoup moins importante. La protection du reste du véhicule, et notamment de l’habitacle dans lequel sont les passagers, est alors diminuée. Pour stabiliser le bottelage des longerons en cas de choc, la forme et la taille de ces longerons sont généralement choisies pour leur conférer une inertie importante, et augmenter leur raideur transversale. Cependant, ces longerons à inertie renforcée présentent généralement une masse plus importante, et occupent plus de place que des longerons non renforcés. Un surdimensionnement des longerons engendre également une augmentation du coût de production et un alourdissement du véhicule, causant ainsi une augmentation de la consommation en carburant du véhicule, et rendant plus difficile l’implantation des différents composants du véhicule autour des brancards. La présente invention se propose ainsi de remédier à au moins un des inconvénients précités en proposant un nouveau type de structure de partie de caisse pour véhicule automobile, ladite structure comprenant : – au moins deux longerons, chacun des longerons présentant une forme allongée et comportant une extrémité, dite première extrémité, configurée pour être reliée à une poutre de pare-chocs de véhicule ; – au moins un élément de renvoi d’angle fixé à chacun desdits longerons ; caractérisé en ce que des formes embouties sont aménagées dans lesdits au moins un élément de renvoi d’angle. La présence de formes embouties au niveau de l’élément de renvoi d’angle du longeron permet de modifier le comportement mécanique (tel que la raideur ou l’inertie) du longeron lors d’un choc, et de limiter, d’une part, le risque de déformation du longeron lors de petits chocs (par exemple pour des vitesses inférieures à 10 km/h), et d’autre part, la verticalisation desdits longerons lors de chocs à grandes vitesses (par exemple pour des vitesses supérieures à 50 km/h). On notera qu’un élément de renvoi d’angle peut être une structure intrinsèque au longeron ou être une pièce additionnelle fixée au longeron pour faire en sorte que la force engendrée par un choc, arrière ou avant, s’applique, au maximum, selon l’axe longitudinal du longeron (qui est lui-même orienté selon l’axe longitudinal du véhicule), ceci afin de favoriser la compression longitudinale dudit longeron lors d’un choc (et donc favoriser l’absorption et la dissipation de l’énergie d’un choc). On notera par ailleurs que la structure de partie de caisse selon l’invention peut s’appliquer à tout type de véhicule, thermique, hybride ou électrique, contribuant ainsi à la mise en place d’une plateforme identique, ou du moins similaire, lors de la production d’un véhicule et de ses différentes déclinaisons en motorisation, malgré les contraintes de sécurité différentes liées aux éléments spécifiques de chaque motorisation (répartition du poids, taille de la batterie de traction, chargeur, réservoir de carburant, etc.). Selon une caractéristique possible, lesdites formes embouties sont disposées sensiblement de manière alignée selon l’axe longitudinal de chacun desdits longerons. Les formes embouties sont avantageusement alignées selon l’axe longitudinal du longeron, afin de modifier l’inertie et les propriétés mécaniques du longeron avantageusement selon sa direction longitudinale. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties sont sensiblement de formes cylindriques. Avantageusement, lesdites formes embouties présentent sensiblement une forme cylindrique ou encore de plot, afin de répartir de manière la plus homogène possible les contraintes subies par l’élément de renvoi d’angle (et donc par le longeron) lors d’un choc, et limiter ainsi les risques de verticalisation desdits longerons. Selon une autre caractéristique possible, en position montée de ladite structure dans un véhicule automobile, lesdites formes embouties sont aménagées sur la face de l’élément de renvoi d’angle positionnée en regard du plan de roulage. Avantageusement, en position montée de la structure sur ou dans un véhicule automobile, l’élément de renvoi d’angle présente une face orientée vers l’extérieur (et le bas) du véhicule (et donc du longeron), face qui est donc située en regard du plan de roulage du véhicule. Cette disposition des formes embouties permet notamment d’optimiser la gestion des contraintes mécaniques subies par le longeron lors d’un choc, et d’ainsi limiter les risques de verticalisation dudit longeron. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties sont aménagées sur une face de l’élément de renvoi d’angle qui est inclinée par rapport au plan d’extension principal du longeron (ou, en position montée, par rapport à un plan horizontal). De manière avantageuse, ladite face inclinée présente un angle compris entre 10° et 25° par rapport au plan d’extension principal du longeron sur lequel est fixé ledit élément de renvoi d’angle. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties sont configurées pour s’étendre vers l’intérieur ou l’extérieur dudit au moins un élément de renvoi d’angle. En fonction du poids du véhicule, des caractéristiques du longeron, etc., les formes embouties peuvent être aménagées pour s’étendre vers l’intérieur de l’élément du renvoi d’angle, ou contraire vers l’extérieure dudit élément, celles-ci faisant alors saillie par rapport à la face où sont aménagées lesdites formes embouties. Selon une autre caractéristique possible, la forme emboutie la plus proche de la première extrémité est orientée vers l’intérieur dudit au moins un élément de renvoi d’angle. Le fait que la forme emboutie la plus proche de première extrémité soit orientée vers l’intérieur permet de renforcer l’inertie du longeron et de limiter le risque que celui-ci se déforme lors d’un choc à petite vitesse, tout en diminuant le risque de verticalisation du longeron lors de chocs plus importants. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties présentent une extension longitudinale d’au moins 15 mm. On notera qu’on entend par extension longitudinale, la dimension de la forme emboutie qui s’étend sensiblement selon la direction longitudinale du longeron. L’extension longitudinale desdites formes embouties est d’au moins 15 mm, et de préférence d’au moins 20 mm, pour modifier le comportement mécanique du longeron lors d’un choc, et réduire ainsi les risques de verticalisation dudit longeron. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties sont espacées d’au moins 10 mm les unes par rapport aux autres. Avantageusement, les formes embouties présentent un espacement minimal d’au moins 10 mm, et de préférence d’au moins 15 mm, afin d’optimiser l’effet desdites formes embouties sur le comportement mécanique du longeron. On notera qu’on entend par espacement minimal les deux points (ou bords) les plus proches de deux formes embouties consécutives. Selon une autre caractéristique possible, lesdits longerons et/ou lesdits éléments de renvoi d’angle sont en acier. Avantageusement, lesdits longerons et/ou lesdits éléments de renvoi d’angle sont réalisés en tôle d’acier, par exemple en acier FP60 ou en acier DP780. Selon une autre caractéristique possible, lesdites formes embouties sont distinctes les unes des autres. Le fait d’avoir des formes embouties distinctes permet de mieux contrôler le comportement mécanique du longeron lors d’un choc, mais aussi de limiter les interférences entre formes embouties, interférences qui peuvent altérer le comportement mécanique attendu du longeron lors d’un choc. Selon une autre caractéristique possible, au moins une desdites formes embouties comprend une ouverture de fixation. Avantageusement, au moins une forme emboutie présente une ouverture de fixation configurée pour accueillir un moyen de fixation, tel qu’une vis, écrou, rivet, etc., pour relier ledit longeron (ou ledit élément de renvoi d’angle) à une pièce mécanique tierce, un faisceau, une goulotte, etc. Selon une autre caractéristique possible, chacun desdits longerons présente deux extrémités longitudinales opposées, chacune desdites extrémités étant configurée pour être fixée sur des éléments de structure distincts du véhicule. La première extrémité est configurée pour être fixée à la poutre de pare-chocs, par exemple arrière ou avant, tandis que la deuxième extrémité est configurée pour être fixée à un élément de structure du véhicule, par exemple au bas de caisse. On notera par ailleurs que certains longerons servent par exemple d’ossature à la partie arrière du véhicule, et sont fixés au panneau arrière (c’est-à-dire une tôle entre les extrémités de longerons), au plancher de coffre, au passage de roue et notamment à une traverse entre le plancher d’assise et le plancher de coffre. L’invention a également pour objet un véhicule automobile, par exemple thermique, électrique ou hybride, comportant une structure de partie, arrière ou avant, de caisse comportant tout ou partie des caractéristiques énoncées ci-dessus. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : – La FIG. 1 illustre une vue schématique partielle et de côté d’un longeron de structure de caisse selon l’invention ; – la FIG. 2 illustre une vue schématique partielle, agrandie et en perspective du longeron de la FIG. 1  ; – la [ FIG. 3 ] est une vue schématique partielle de la structure de caisse selon l’invention. Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule, ou la structure auxquels il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « longitudinal » et « transversal » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule automobile, que celui-ci soit thermique, hybride ou électrique. Le terme « inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l’axe vertical. Par ailleurs, on notera que sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. De plus, on définit par rapport au véhicule un repère orthogonal XYZ, à savoir : – un axe X, définissant une direction longitudinale et horizontale du véhicule, – un axe Y, définissant une direction transversale et horizontale, qui avec l’axe X définit un plan XY horizontal, – un axe Z, définissant une direction verticale, orthogonale au plan XY horizontal, l’axe Z avec l’axe X définissant un plan XZ vertical. Dans la présente demande, on notera qu’on entend par « sensiblement parallèle », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’une direction parallèle. On notera également qu’on entend par « sensiblement orthogonale », une direction s’écartant d’au plus 20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’un angle d’une valeur de 90°. La FIG. 1 illustre ainsi une vue schématique de côté, plus particulièrement dans un plan XZ ou plan vertical, d’un longeron 30 d’une structure 1 de partie de caisse (très partiellement représentée) selon l’invention destinée à équiper un véhicule thermique, électrique ou hybride. On notera que l’exemple de réalisation décrit ci-après concerne une structure de partie arrière de caisse, mais peut également s’appliquer mutatis mutandis à une structure de partie avant de caisse de véhicule automobile. Plus particulièrement, ladite structure 1 de partie arrière de caisse selon l’invention comprend généralement au moins deux longerons 30 reliés entre eux par l’intermédiaire d’une ou plusieurs traverses (non représentées). Chacun des longerons 30 présente une forme allongée et deux extrémités longitudinales opposées dont l’une des extrémités 30a, dite première extrémité, est configurée pour être reliée à une poutre du pare-chocs arrière du véhicule (non représentée), tandis que l’autre extrémité (non visible), dite deuxième extrémité, est configurée pour être fixée à un autre élément de structure du véhicule, tel que le bas de caisse. On notera que chacun des longerons 30 peut être fixé à d’autres éléments de structures du véhicule, tant que ceux-ci sont distincts et participent à la tenue mécanique de ladite structure de partie arrière de caisse lors d’un choc arrière. En position montée dans un véhicule, les longerons 30 de la structure 1 de partie arrière de caisse s’étendent sensiblement selon l’axe longitudinal du véhicule (et principalement dans un plan XY en position montée). Le ou les traverses qui relient lesdits au moins deux longerons 30 l’un à l’autre, quant à eux, s’étendent transversalement auxdits longerons 30 (ou selon une direction sensiblement orthogonale à l’axe longitudinal du véhicule ou des longerons, ou axe Y). Les longerons 30 sont généralement des poutres métalliques creuses et comprennent à proximité de leurs premières extrémités 30a respectives, un élément de renvoi d’angle 32. Ledit élément de renvoi d’angle 32 est généralement une structure intrinsèque ou une pièce additionnelle fixée, par exemple par soudage ou raboutage, au longeron 30 pour faire en sorte que la force engendrée par un choc arrière s’applique au mieux selon l’axe longitudinal du longeron 30, c’est-à-dire que la force du choc s’applique sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal du longeron 30 (et maximiser ainsi l’énergie absorber par la compression longitudinale du longeron lors d’un choc). On notera par ailleurs que lesdits longerons 30 et/ou lesdits éléments de renvoi d’angle 32 sont en acier, tel que de la tôle d’acier, par exemple en acier FP60 ou en acier DP780. Les longerons 30 présentent généralement quatre faces qui peuvent être définies, lorsque le longeron 30 est en position montée, comme deux faces verticales, dites respectivement face extérieure et face intérieure, et deux faces horizontales, dites respectivement face supérieure et face inférieure. Ainsi, lorsque le longeron 30 est en position montée, la première face 30b est avantageusement une face verticale, c’est-à-dire sensiblement comprise dans un plan XZ, avantageusement orientée vers l’extérieur du véhicule (ou encore une face dite « extérieure », par opposition à la face disposée vers l’intérieur du véhicule). De plus, toujours lorsque le longeron 30 est en position montée, la deuxième face 30c est une face horizontale, c’est-à-dire sensiblement comprise dans un plan XY, et est avantageusement une face inférieure, c’est-à-dire située au plus près du sol (par opposition à une face supérieure, située au-dessus et qui est par exemple destinée à soutenir un plancher du véhicule). L’élément de renvoi d’angle 32 est ainsi fixé sur la face inférieure 30c et présente sensiblement une forme pyramidale. La base pyramidale dudit élément de renvoi d’angle 32 est située sur la première extrémité 30a, voire au moins partiellement confondue avec ladite extrémité 30a, tandis que ladite pyramide s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal du longeron 30, l’apex de l’élément 32 étant au contact de la face inférieure 30c du longeron (par exemple fixé à ladite face 30c). Ledit élément de renvoi d’angle 32 présente ainsi au moins trois faces libres distinctes qui peuvent être définies, lorsque le longeron 30 est en position montée, comme deux faces verticales, dites respectivement face extérieure 32a et face intérieure (non visible), et une face inférieure 32b, c’est-à-dire la face la plus proche du sol (ou du plan de roulage) en positon montée. Ledit élément de renvoi d’angle 32 comprend des formes embouties 35 qui sont aménagées sur la face inférieure 32b dudit élément de renvoi d’angle 32. La face inférieure 32b de l’élément de renvoi d’angle 32 est, quant à elle, de préférence inclinée par rapport au plan d’extension principal du longeron 30 (ou, en position montée, par rapport à un plan horizontal). Ladite face 32b inclinée présente par exemple un angle d’inclinaison compris entre 10° et 25° par rapport au plan d’extension principal du longeron 30 sur lequel est fixé ledit élément de renvoi d’angle 32 (on notera que la partie de la face inférieure 32b la plus éloignée du longeron 30 est située au niveau de la première extrémité 30a). On notera qu’on entend par « forme emboutie », le fait que la tôle métallique de l’élément de renvoi d’angle 32 a été déformée ou conformée, par exemple au moyen d’une matrice et d’un poinçon, localement pour y définir une forme tridimensionnelle. Lesdites formes embouties 35 de l’élément de renvoi d’angle 32 sont avantageusement sensiblement alignées, et de préférence sensiblement alignées parallèlement à l’axe longitudinal du longeron 30 (ou à l’axe X en position montée). De manière avantageuse, lesdites formes embouties 35 sont sensiblement de formes cylindriques ou encore de plots, qui s’étendent vers l’extérieur ou vers l’intérieur de l’élément de renvoi d’angle 32. Ainsi, la forme emboutie 35 qui « s’étend vers l’extérieur » est une forme qui dépasse (ou fait saillie) de la face inférieure 32b de l’élément de renvoi d’angle 32 et s’étend, lorsque le longeron 30 est en position montée, en direction du plan de roulage ou du sol (c’est-à-dire en éloignement du longeron 30 et vers le bas en position montée). De plus, la forme cylindrique desdites formes embouties 35 présente une surface 35a faisant office de section, ainsi qu’une surface latérale reliant les deux extrémités longitudinales opposées de ladite forme cylindrique. La section de la forme cylindrique est de préférence, circulaire, elliptique ou polygonale (par exemple hexagonale, octogonale, etc.). De plus, les formes embouties 35 peuvent être aménagées pour s’étendre vers l’intérieur de l’élément du renvoi d’angle 32. Ainsi, de manière avantageuse, la forme emboutie 35 la plus proche de la première extrémité 30a est orientée vers l’intérieur dudit au moins un élément de renvoi d’angle 32. Par ailleurs, lesdites formes embouties 35 présentent une extension longitudinale d’au moins 15 mm, et de préférence d’au moins 20 mm. On notera qu’on entend par extension longitudinale, la dimension de la forme emboutie 35 qui s’étend sensiblement selon la direction longitudinale du longeron 30 (ou, en position montée, sensiblement parallèlement l’axe X). Lesdites formes embouties 35 sont par exemple espacées d’au moins 10 mm les unes par rapport aux autres, et de préférence d’au moins 15 mm. Lesdites formes embouties 35 sont donc distinctes les unes des autres. En outre, au moins une desdites formes embouties 35 comprend une ouverture de fixation 35a, par exemple aménagée sur la surface de ladite forme 35 définissant sa section. Ladite ouverture de fixation 35a de la forme emboutie 35 est ainsi configurée pour accueillir un moyen de fixation, tel qu’une vis, écrou, rivet, etc., pour relier ledit longeron (ou ledit élément de renvoi d’angle) à une pièce mécanique tierce, un faisceau, une goulotte, etc. Structure (1) de partie de caisse pour véhicule automobile, ladite structure (1) comprenant : – au moins deux longerons (30), chacun des longerons (30) présentant une forme allongée et comportant une extrémité, dite première extrémité (30a), configurée pour être reliée à une poutre de pare-chocs de véhicule ; – au moins un élément de renvoi d’angle (32) fixé à chacun desdits longerons (30) ; caractérisée en ce que des formes embouties (35) sont aménagées dans lesdits au moins un élément de renvoi d’angle (32). Structure (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) sont disposées sensiblement de manière alignée selon l’axe longitudinal de chacun desdits longerons (30). Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) sont sensiblement de formes cylindriques. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, en position montée de ladite structure (1), lesdites formes embouties (35) sont aménagées sur la face de l’élément de renvoi d’angle (35) positionnée en regard du plan de roulage. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) sont configurées pour s’étendre vers l’intérieur ou l’extérieur dudit au moins un élément de renvoi d’angle (35). Structure (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la forme emboutie (35) la plus proche de la première extrémité (30a) est orientée vers l’intérieur dudit au moins un élément de renvoi d’angle (32). Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) présentent une extension longitudinale d’au moins 15 mm. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) sont espacées d’au moins 10 mm les unes par rapport aux autres. Structure (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites formes embouties (35) sont distinctes les unes des autres. Véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit véhicule comporte une structure (1) de partie de caisse selon l’une quelconque des revendications précédentes.