Brevet FR3156400A1 — publié le 20250613

L’invention concerne un assemblage (1) d’une structure de caisse d’un véhicule automobile comprenant un premier élément structurel (12) et un deuxième élément structurel (14) solidaires et s’étendant suivant une même direction longitudinale, le premier élément structurel (12) étant pourvu d’un orifice (16) formant un pilote. Une pièce rapportée (20), solidarisée aux éléments structurels, est au moins en partie en appui contre ces éléments structurels (12, 14), et présente une première partie (200) dont une paroi (210) prolonge une paroi (140) du deuxième élément structurel (14) et comporte un premier orifice (202) formant pilote identique à celui du premier élément structurel (12). Une deuxième partie (210) de ladite pièce rapportée (20), recouvrant une portion de la paroi (120) du premier élément structurel (12) pourvue de l’orifice (16), comprend en outre un deuxième orifice (211) identique à l’orifice (16) du premier élément structurel (12) et positionné en correspondance avec celui-ci. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3 Assemblage d’une structure de caisse de véhicule automobile La présente invention se rapporte à un assemblage d’une structure de caisse de véhicule automobile, pouvant notamment être utilisé pour différents types de véhicule. Afin de réaliser le montage d’une structure de caisse et des éléments solidaires de cette dernière, les constructeurs utilisent généralement des pilotes permettant de supporter la structure de caisse avec précision via des doigts solidaires d’une platine de montage, et permettant ainsi la mise en œuvre d’opérations ultérieures de montage via des outils automatisés. Ces pilotes sont typiquement des orifices de forme et dimensions précises, typiquement réalisés au niveau de parties de la structure de caisse rigides lorsqu’il s’agit de pilotes par lesquels la structure de caisse doit pouvoir être supportée. Certains pilotes sont ainsi réalisés sur les longerons de la structure de caisse, ces derniers présentant une rigidité suffisante et n’étant pas affaiblis par la réalisation de pilotes. Selon la motorisation du véhicule, des éléments plus ou moins encombrants, tels que des packs de batteries, peuvent être fixés à la structure de caisse en des positions qui gênent ou interdisent l’accès à certains pilotes. Il faut alors modifier la position des pilotes, ce qui peut générer des coûts considérables lorsqu’il faut modifier les platines de montage dans toutes les usines concernées. Par ailleurs, les pilotes doivent être réalisés au travers d’éléments structurels suffisamment rigides pour supporter la structure de caisse le cas échéant, sans pour autant nuire à la rigidité de ces éléments structurels : certaines parties de la structure de caisse, telles que les bavolets, ne présentent pas une résistance suffisante et/ou seraient fragilisées par l’implantation d’un pilote. De plus, afin d’éviter d’avoir à changer les platines de montage, le nouveau pilote doit rester proche de la position du pilote habituel, ce qui rend complexe l’implantation d’un nouveau pilote. Enfin, il est avantageux de réaliser des structures de caisse pouvant servir pour différents types de véhicule et comportant ainsi plusieurs pilotes adaptés à des types de véhicule particuliers. L’invention vise à surmonter tout ou partie des inconvénients susmentionnés en proposant un assemblage d’une structure de caisse de véhicule automobile, cet assemblage comprenant un premier élément structurel et un deuxième élément structurel solidaires et s’étendant suivant une même direction longitudinale, chaque élément structurel présentant une paroi s’étendant sensiblement horizontalement ou horizontalement en regard du sol dans une position d’utilisation de l’assemblage, ces parois étant décalées l’une de l’autre suivant une direction verticale, notamment généralement également décalées suivant une direction transversale. Par ailleurs, ladite paroi du premier élément structurel est pourvue d’un orifice formant un pilote et ladite paroi du deuxième élément structurel s’étend sur une partie de la longueur du deuxième élément structurel suivant la direction longitudinale et présente une extrémité proche dudit orifice formant un pilote du premier élément structurel. Dit autrement, la paroi du deuxième élément structurel ne s’étend pas sur toute la longueur de ce dernier. Selon l’invention, l’assemblage comprend en outre une pièce rapportée solidarisée au premier et au deuxième élément structurel et au moins en partie en appui contre lesdites parois de ces éléments structurels. Cette pièce rapportée présente une première partie dont une paroi prolonge la paroi du deuxième élément structurel au-delà de son extrémité suivant la direction longitudinale et comporte un premier orifice formant pilote identique, notamment en forme et en dimensions, et généralement en orientation, à celui de ladite paroi du premier élément structurel, cette première partie définissant avec le deuxième élément structurel un boitier fermé. Une deuxième partie de ladite pièce rapportée, recouvrant une portion de la paroi du premier élément structurel pourvue de l’orifice formant pilote, comprend en outre un deuxième orifice identique, notamment en forme et en dimensions, à l’orifice du longeron et positionné en correspondance avec celui-ci. Cet agencement permet de positionner un nouveau pilote au niveau de la zone du deuxième élément structurel sans toutefois fragiliser ce dernier dans la mesure où le niveau pilote fait partie de la pièce rapportée qui vient renforcer l’assemblage et dont la forme de boîtier présente la résistance adéquate. Notamment, la résistance de la pièce rapportée peut être calculée afin de permettre le support de la structure de caisse via le pilote, même si le deuxième élément structurel présente en général une résistance insuffisante. On pourra ainsi utiliser une pièce rapportée présentant une résistance supérieure à la résistance du deuxième élément structurel bien que cela ne soit pas obligatoire, la forme de boîtier de la première partie de la pièce rapportée et le fait qu’elle soit supportée à la fois par le deuxième élément structurel et le premier élément structurel pouvant lui conférer une résistance suffisante. Par ailleurs, la forme de boîtier de la première partie permet de recevoir le doigt qui va servir à positionner et supporter la structure de caisse, ce doigt faisant typiquement partie d’une platine de montage. Avantageusement, la première partie de la pièce rapportée peut présenter une zone d’appui autour du premier orifice formant pilote. Cette zone d’appui est notamment destinée à recevoir en support un doigt d’une platine de montage, ses dimensions peuvent ainsi être déterminées en fonction des dimensions de ce doigt. Cette zone d’appui peut ainsi former une zone de surface agrandie par rapport au reste de la pièce rapportée. Avantageusement, la paroi du premier élément structurel peut comprendre au moins un deuxième orifice formant pilote situé à proximité du premier orifice formant pilote, également recouvert par la deuxième partie de la pièce rapportée. Cet au moins un deuxième orifice formant pilote peut par exemple servir à positionner l’assemblage pour des opérations de montage par vissage ou autre. La deuxième partie de la pièce rapportée comprend alors au moins un troisième orifice identique, notamment en forme et en dimensions, à l’au moins un deuxième orifice de la paroi du longeron et positionné en correspondance avec celui-ci. Ainsi, bien que la pièce rapportée recouvre la zone dans laquelle le pilote original est situé, il est possible de continuer à utiliser ce pilote le cas échéant du fait de la correspondance du troisième orifice de la pièce rapportée. Ceci permet d’utiliser la structure de caisse selon l’invention pour différents types de véhicule. Avantageusement, le premier élément structurel, le deuxième élément structurel et la pièce rapportée peuvent être en métal ou alliage métallique, généralement en acier. La pièce rapportée est alors assemblée au premier élément structurel et au deuxième élément structurel par soudure ce qui permet d’obtenir un assemblage résistant. Cet assemblage par soudure pourra être réalisé au niveau des zones de la pièce rapportée recouvrant le premier élément structurel et le deuxième élément structurel. Avantageusement, la deuxième partie de la pièce rapportée peut épouser la forme du premier élément structurel et du deuxième élément structurel contre laquelle elle est en appui. Ceci peut permettre d’améliorer la résistance et la tenue aux efforts de la pièce rapportée et de renforcer le deuxième élément structurel localement. Avantageusement, la première partie de la pièce rapportée peut comporter des rebords en appui contre le premier élément structurel et le deuxième élément structurel. Ceci permet un bon maintien de la pièce rapportée, ces rebords étant typiquement assemblés par soudure au premier élément structurel et au deuxième élément structurel. Dans un mode de réalisation préféré, le premier élément structurel peut être un longeron et le deuxième élément structurel peut être un bavolet. L’invention a également pour objet une structure de caisse de véhicule automobile comprenant deux assemblages selon l’invention disposés de part et d’autre de la structure de caisse latéralement. Avantageusement, la pièce rapportée peut être située du côté avant de la structure de caisse, par exemple en arrière du passage de roue. L’invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un assemblage selon l’invention ou une structure de caisse selon l’invention. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue de dessous d’une structure de caisse existante. FIG. 2 représente une vue de dessous agrandie d’un assemblage d’un longeron et d’un bavolet existant. FIG. 3 représente une vue de dessous agrandie d’un assemblage d’un longeron et d’un bavolet selon un mode de réalisation de l’invention. FIG. 4 représente une section longitudinale de l’assemblage de la FIG. 3 . Les orientations exprimées dans la description des figures sont données en référence à un repère orthonormé XYZ classique d’un véhicule automobile, l’axe X représentant la direction longitudinale, orientée d’avant en arrière du véhicule, l’axe Y représentant la direction transversale du véhicule, orientée de la gauche vers la droite, et l’axe Z représente la direction verticale, orientée vers le haut, du véhicule. Dans la suite de la description, les termes avant et arrière font référence de façon classique à l’avant et à l’arrière du véhicule automobile. Par sensiblement horizontal, longitudinal ou vertical, on entend une direction/un plan formant un angle d’au plus ±20°, voire d’au plus ±10° ou d’au plus ±5°, avec une direction/un plan horizontal, longitudinal ou vertical. Par sensiblement parallèle, perpendiculaire ou à angle droit, on entend une direction/un angle s’écartant d’au plus ±20°, voire d’au plus ±10° ou d’au plus ±5° d’une direction/d’un plan parallèle, perpendiculaire ou d’un angle droit. Des références identiques pourront être utilisées d’une figure à l’autre pour désigner des éléments identiques ou similaires. La FIG. 1 représente une structure de caisse 10 existante comprenant notamment deux longerons 12 s’étendant suivant la direction longitudinale du véhicule, solidarisés chacun à un bavolet 14 respectivement. Dans l’exemple représenté, tel que visible plus nettement sur la FIG. 2 , chaque longeron comprend, ici à l’arrière du passage de roue avant de la structure de caisse, un premier orifice 16 formant pilote et un deuxième orifice 18 formant pilote. Le premier orifice 16 formant pilote est ici un pilote de montage, destiné à recevoir un doigt faisant partie d’une platine de montage, et permettant de supporter la structure de caisse tout en la positionnant en X et Y, pour pouvoir y monter des éléments tels qu’un pack de batterie ou autre. Le deuxième orifice 18 formant pilote est ici un pilote dit de tôlerie, servant plutôt au positionnement de la caisse lors de l’assemblage de la structure de caisse. Les premier et deuxième orifices 16, 18 sont ici positionnés sur une paroi 120 sensiblement horizontale du longeron 12, cette paroi étant située en regard du sol dans une position d’utilisation de la structure de caisse. Le premier orifice 16 peut cependant être caché par l’élément à monter lorsque ce dernier est volumineux selon la direction transversale, tel que par exemple un pack de batterie : il n’est alors pas possible de l’utiliser. La FIG. 4 représente schématiquement un pack de batterie 2 de grande dimension latéralement et qui vient en partie recouvrir le longeron 12, empêchant l’accès au pilote 16. Selon l’invention, l’assemblage 1 du longeron 12 et du bavolet comprend alors une pièce rapportée 20 solidarisée au bavolet 14 et au longeron 12 et en appui contre une paroi sensiblement horizontale 140 du bavolet et la paroi 120 sensiblement horizontale du longeron. Cette paroi sensiblement horizontale 140 du bavolet est également en regard du sol dans la position de montage de la structure de caisse et est décalée verticalement par rapport à la paroi 120 du longeron. Ce décalage est typiquement en direction du sol en position d’utilisation. Dit autrement, la paroi sensiblement horizontale 140 du bavolet est plus proche du sol que la paroi sensiblement horizontale 120 du longeron en position d’utilisation de la structure de caisse. En général, cette paroi sensiblement horizontale 140 du bavolet est également décalée suivant la direction transversale Y, vers l’extérieur de la structure de caisse, par rapport à la paroi sensiblement horizontale 120 du longeron. Par ailleurs, la paroi sensiblement horizontale 140 du bavolet s’étend sur une partie de la longueur du bavolet suivant la direction longitudinale Y et présente une extrémité 141 proche du premier orifice 16 formant un pilote du longeron, tel que visible FIG. 2 . Le bavolet 14 et le longeron 12 sont solidarisés suivant la direction longitudinale. Dans l’exemple représenté, le longeron 12 est assemblé à une paroi sensiblement verticale 142 du bavolet. Les parois 120 et 140 sensiblement horizontales sont ainsi ici reliées par la paroi 142 sensiblement verticale. La pièce rapportée 20 présente une première partie 200 dont une paroi 201 prolonge la paroi 140 du bavolet au-delà de son extrémité 141 suivant la direction longitudinale et comporte un premier orifice 202 formant pilote identique (en forme et en dimensions, et généralement aussi en orientation) au premier orifice formant pilote 16 de la paroi 120 du longeron 12. Cette première partie 200 définit également avec le bavolet un boitier fermé 203. La pièce rapportée 20 comprend une deuxième partie 210 recouvrant une portion de la paroi 120 du longeron pourvue du premier orifice 16 formant pilote. Afin de permettre l’utilisation de ce pilote, la deuxième partie 210 de la pièce rapportée 20 comprend en outre un deuxième orifice 211 identique (en forme et en dimensions) au premier orifice 16 du longeron et positionné en correspondance avec celui-ci, tel que représenté FIG. 3 . Le premier orifice 202 de la pièce rapportée 20 est ainsi sur la paroi 201 faisant partie du boîtier fermé 203 : un doigt 30 faisant partie d’une platine de montage peut aisément être introduit via cet orifice à l’intérieur du boîtier suivant la direction verticale Y, tel que représenté FIG. 4 . Pour assurer un bon appui du doigt 30 sur la pièce rapportée 20, on pourra dimensionner une zone d’appui 204 autour du premier orifice 202 en fonction des dimensions du doigt 30. Dans l’exemple représenté, le longeron 12 présente deux orifices formant pilotes 16 et 18. Afin de pouvoir continuer à utiliser également l’autre orifice 18 formant pilote du longeron, la deuxième partie 210 de la pièce rapportée comprend un troisième orifice 212 identique (en forme et en dimensions) au deuxième orifice 18 du longeron et positionné en correspondance avec celui-ci tel que représenté FIG. 3 . L’invention n’est bien entendu pas limitée par le nombre d’orifices formant pilote. Le longeron pourrait présenter un seul orifice formant pilote 16, deux orifices formant pilote 16, 18, ou plus de deux orifices. Si ces orifices formant pilotes sont recouverts par la pièce rapportée 20 alors que l’on souhaite continuer à pouvoir les utiliser, il suffit alors de réaliser des orifices adaptés au travers de la pièce rapportée 20. On assemblera de préférence la pièce rapportée 20 au longeron 12 et au bavolet 14 par soudure. Ces éléments sont alors typiquement en métal ou alliage métallique, généralement en acier. La pièce rapportée est de préférence réalisée d’une pièce, par exemple par emboutissage. De préférence, tel que représenté dans l’exemple, la deuxième partie 210 de la pièce rapportée 20 épouse la forme du bavolet 14 et du longeron 12 contre laquelle elle est en appui. On comprend ainsi que la pièce rapportée vient ici renforcer à la fois le bavolet et le longeron. Pour améliorer la résistance du boîtier fermé 203, tel que représenté dans l’exemple, la première partie 200 de la pièce rapportée comporte des rebords 205, 206, en appui respectivement contre le bavolet 14 et le longeron 12. Dans l’exemple précédemment décrit, le longeron 12 est un premier élément structurel et le bavolet 14 est un deuxième élément structurel au sens de l’invention, ces deux éléments assemblés formant un assemblage 1 au sens de l’invention. L’invention n’est toutefois pas limitée à ce mode de réalisation et peut être appliqué à tout assemblage de deux éléments structurels longitudinaux présentant des parois horizontales ou sensiblement horizontales décalées verticalement, et généralement également décalées transversalement, l’une de ces parois horizontales étant moins longue que l’autre, et l’autre des parois horizontales présentant un orifice formant pilote. Les parois horizontales de ces éléments structurels peuvent être typiquement reliées via une paroi verticale appartenant à l’un ou à l’autre des éléments structurels. On notera en outre que les directions longitudinale et transversale de l’assemblage peuvent ne pas correspondre aux directions longitudinale et transversale du véhicule selon la position des éléments structurels au sein de la structure de caisse. La pièce rapportée de l’assemblage selon l’invention permet ainsi de prolonger la paroi horizontale la plus courte par un boîtier fermé dans lequel est réalisé un orifice pilote tout en laissant libre le pilote initialement prévu dans l’un des éléments structurels. Assemblage (1) d’une structure de caisse d’un véhicule automobile comprenant un premier élément structurel (12) et un deuxième élément structurel (14) solidaires et s’étendant suivant une même direction longitudinale, chaque élément structurel présentant une paroi (120, 140) s’étendant sensiblement horizontalement en regard du sol dans une position d’utilisation de l’assemblage, ces parois (120, 140) étant décalées l’une de l’autre suivant une direction verticale, ladite paroi (120) du premier élément structurel (12) étant pourvue d’un orifice (16) formant un pilote, ladite paroi (140) du deuxième élément structurel s’étendant sur une partie de sa longueur suivant la direction longitudinale et présentant une extrémité (141) proche dudit orifice (16) formant un pilote du premier élément structurel (12), caractérisé en ce que l’assemblage comprend en outre une pièce rapportée (20) solidarisée au premier et au deuxième élément structurel et au moins en partie en appui contre lesdites parois (120, 140) de ces éléments structurels (12, 14), ladite pièce rapportée (20) présentant une première partie (200) dont une paroi (210) prolonge la paroi (140) du deuxième élément structurel (14) au-delà de son extrémité (141) suivant la direction longitudinale et comporte un premier orifice (202) formant pilote identique à celui de ladite paroi (120) du premier élément structurel (12), cette première partie (200) définissant avec le deuxième élément structurel (14) un boitier fermé (203), une deuxième partie (210) de ladite pièce rapportée (20), recouvrant une portion de la paroi (120) du premier élément structurel (12) pourvue de l’orifice (16) formant pilote, comprenant en outre un deuxième orifice (211) identique à l’orifice (16) du premier élément structurel (12) et positionné en correspondance avec celui-ci. Assemblage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (200) de la pièce rapportée (20) présente une zone d’appui (204) autour du premier orifice (202) formant pilote. Assemblage (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paroi (120) du premier élément structurel (12) comprend au moins un deuxième orifice (18) formant pilote situé à proximité du premier orifice (16) formant pilote, également recouvert par la deuxième partie (210) de la pièce rapportée (20) et en ce que cette deuxième partie comprend au moins un troisième orifice (212) identique à l’au moins un deuxième orifice (18) de la paroi (120) du premier élément structurel et positionné en correspondance avec celui-ci. Assemblage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier élément structurel (12), le deuxième élément structurel (14) et la pièce rapportée (20) sont en métal ou alliage métallique, et en ce que la pièce rapportée (20) est assemblée aux éléments structurels (12, 14) par soudure. Assemblage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la deuxième partie (210) de la pièce rapportée (20) épouse la forme du premier élément structurel (12) et du deuxième élément structurel (14) contre laquelle elle est en appui. Assemblage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première partie (200) de la pièce rapportée (20) comporte des rebords (206, 205) en appui contre le premier élément structurel (12) et le deuxième élément structurel (14). Assemblage (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier élément structurel (12) est un longeron et le deuxième élément structurel (14) est un bavolet. Structure de caisse (10) de véhicule automobile comprenant deux assemblages (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, disposés de part et d’autre de la structure de caisse latéralement. Véhicule automobile comprenant un assemblage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 ou une structure de caisse selon la revendication 8.