Brevet FR3164435A1 — publié le 20260116

Structure de caisse de véhicule automobile comprenant un dispositif de protection anti-poinçonnage d’un élément structurel. L’invention concerne une structure de caisse de véhicule automobile, comprenant : - un premier élément structurel (19), comprenant un corps creux, - un tube de renfort (21), fixé à l’intérieur dudit corps creux et s’étendant longitudinalement à l’intérieur dudit corps creux, comprenant deux extrémités, - un deuxième élément structurel (25), juxtaposant ledit corps creux dudit premier élément structurel au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort. Selon l’invention, la structure de caisse comprend un dispositif de protection (27) dudit tube de renfort (21) comprenant au moins une face d’appui dont sa forme épouse la forme dudit deuxième élément structurel, ladite face d’appui étant agencée au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort (21) et définissant une liaison appui-plan avec ledit deuxième élément structurel (25). Figure 2 Structure de caisse de véhicule automobile comprenant un dispositif de protection anti-poinçonnage d’un élément structurel L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, en particulier au domaine de la sécurité passive du véhicule automobile en cas de choc frontal. L’invention concerne plus particulièrement une structure de caisse de véhicule automobile. Une structure de caisse de véhicule automobile comporte un ensemble d’éléments structurels de tôle conférant la raideur au véhicule automobile, assemblés les uns aux autres et formant l’ossature du véhicule automobile. Parmi ces éléments, la face avant du véhicule comporte un ensemble de voies d’efforts susceptibles de reprendre une partie des efforts survenant notamment en cas de choc frontal subi par le véhicule ou en cas de choc frontal à faible recouvrement pouvant être matérialisé par un test à faible recouvrement (« small overlap frontal crash test » en anglais) qui consiste à projeter un véhicule automobile à une vitesse de 64 km/h vers un obstacle rigide tel qu’une barrière avec une plage de recouvrement entre l’obstacle et la face avant du véhicule inférieure à 25%. Dans le cas du contexte d’électrification des véhicules, la masse des véhicules électriques ou hybrides a considérablement augmenté par rapport aux véhicules thermiques. Afin de permettre à la structure de caisse une meilleure reprise des efforts, notamment en cas de choc frontal ou en cas de choc frontal, à faible recouvrement notamment dans le contexte d’électrification des véhicules, il peut être envisagé de renforcer la structure de caisse au moyen de tubes de renfort fixés à l’intérieur d’un ou de plusieurs corps creux formés par les éléments structurels de la structure de caisse du véhicule. Par exemple, de tels tubes de renfort peuvent être agencés à l’intérieur d’un montant de baie ou d’un longeron latéral longitudinal définissant une partie du pourtour du soubassement de caisse. L’agencement d’un tube de renfort à l’intérieur d’un corps creux de la structure de caisse permet de renforcer ce corps creux afin d’éviter qu’il ne plie, notamment en cas de choc frontal ou de choc frontal à faible recouvrement. Cependant, en cas de choc frontal ou de choc frontal à faible recouvrement subi par le véhicule, l’extrémité avant ou arrière du tube de renfort peut impacter lors du choc l’élément de tôle juxtaposant à l’avant ou à l’arrière le corps creux dans lequel le tube de renfort est monté. Un tel impact de l’élément de tôle peut entraîner sa perforation par poinçonnage, créant alors un point faible augmentant le risque de pliage du corps creux à l’intérieur duquel est monté le tube de renfort, ce qui peut entraîner une diminution de reprise des efforts pouvant survenir en cas de choc, notamment frontal ou à faible recouvrement, augmentant alors le risque d’intrusion et de blessures pour les occupants. La présente invention vise à surmonter les inconvénients précités, et concerne, pour ce faire, une structure de caisse de véhicule automobile, comprenant : - un premier élément structurel, comprenant un corps creux, - un tube de renfort, fixé à l’intérieur dudit corps creux et s’étendant longitudinalement à l’intérieur dudit corps creux, comprenant deux extrémités, - un deuxième élément structurel, juxtaposant ledit corps creux dudit premier élément structurel au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort, ladite structure de caisse étant remarquable en ce qu’elle comprend un dispositif de protection dudit tube de renfort comprenant au moins une face d’appui dont sa forme épouse la forme dudit deuxième élément structurel, ladite face d’appui étant agencée au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort et définissant une liaison appui-plan avec ledit deuxième élément structurel. Ainsi, en prévoyant d’équiper la structure de caisse d’un dispositif de protection du tube de renfort, comprenant une face d’appui dont sa forme épouse la forme dudit deuxième élément structurel et agencée au niveau d’au moins une des extrémités du tube de renfort et définissant une liaison appui-plan avec le deuxième élément structurel, c’est la face d’appui du dispositif de protection qui prend appui contre le deuxième élément structurel en cas de choc subi par le véhicule automobile, notamment en cas de choc frontal ou de choc frontal à faible recouvrement. Contrairement à l’art antérieur, ce n’est pas le tube de renfort lui-même qui prend appui contre le deuxième élément structurel adjacent au premier élément structurel en cas de choc subi par le véhicule automobile. Cela permet d’éviter le poinçonnage du deuxième élément structurel par le tube de renfort. De la sorte, on évite de perforer le deuxième élément structurel en cas de choc subi par le véhicule, ce qui permet de limiter le risque de pliage du corps creux du premier élément structurel et d’assurer une bonne reprise des efforts de la part des éléments structurels de la structure de caisse. Ainsi, en cas de choc, notamment frontal ou à faible recouvrement, on limite le risque d’intrusion et on améliore la sécurité des occupants à bord du véhicule. Selon des caractéristiques optionnelles de la structure de caisse selon l’invention : - ledit dispositif de protection est fixé audit tube de renfort ; - ledit dispositif de protection comporte au moins deux faces latérales fixées à l’extérieur dudit tube de renfort, lesdites au moins deux faces latérales étant directement solidaires de ladite face d’appui ; - ledit dispositif de protection est soudé audit tube de renfort ; - l’épaisseur de ladite face d’appui est supérieure ou égale à 1mm ; - ladite face d’appui présente une forme géométrique rectangulaire ; - ledit tube de renfort présente une section transversale circulaire et lesdites au moins deux faces latérales présentent une forme géométrique rectangulaire ; - la distance entre ladite face d’appui et un bord extrême dudit tube de renfort est comprise entre environ 5mm et environ 10mm ; - ledit premier élément structurel est un montant de baie et ledit deuxième élément structurel est une doublure d'aile ; - ledit premier élément structurel est un longeron latéral longitudinal, définissant une partie d’un pourtour d’un soubassement de ladite structure de caisse, et ledit deuxième élément structurel est un pied avant reliant ledit longeron latéral longitudinal à un montant de baie. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 montre partiellement en perspective une structure de caisse de véhicule automobile selon l’invention. FIG. 2 est un agrandissement de la zone II de la FIG. 1 , vue depuis l’intérieur de la structure de caisse. FIG. 3 est une représentation schématique d’un exemple de réalisation du dispositif de protection monté sur un tube de renfort. FIG. 4 est une vue en perspective du dispositif de protection vu selon une variante de réalisation. Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique ou des fonctions analogues sont désignés par une même référence. On adoptera par convention, à titre non limitatif, des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre direct (L, V, T) désignant les axes longitudinal, vertical et transversal du véhicule. Dans ce qui suit, les termes « gauche », « droit », « inférieur » et « supérieur » s'entendent par rapport au véhicule. De même, les termes « avant » et « arrière » s'entendent par rapport à l'orientation générale du véhicule tel que pris selon son sens normal de marche. On se réfère à la FIG. 1 montrant partiellement en perspective une structure de caisse 1 de véhicule automobile 3. Le véhicule automobile 3 comporte au niveau d’une face avant 5 deux poutres structurelles longitudinales 7 supérieures, couramment appelées « brancards », s’étendant longitudinalement relativement au véhicule 3, de part et d’autre d’un groupe motopropulseur (non représenté) du véhicule 3, et faisant partie d’une première voie de reprise d’efforts du véhicule 3 lors d'un choc frontal généralement appelée « voie haute » ou « voie supérieure » ou encore « ligne de brancard ». En dessous de la voie supérieure se trouvent deux poutres inférieures 9 longitudinales positionnées parallèlement de part et d'autre du groupe motopropulseur. Les poutres inférieures 9 font partie d’une deuxième voie de reprise d’efforts du véhicule 3 lors d'un choc frontal, généralement appelée « voie basse » ou « voie inférieure ». Une troisième voie de reprise d'efforts, comprenant des doublures d'aile 11, s’étend également longitudinalement de part et d'autre du groupe motopropulseur. La troisième voie de reprise d’efforts permet la transmission d'efforts depuis l'avant du véhicule 3 vers un pied avant 13 reliant un longeron latéral longitudinal 15, définissant une partie du pourtour du soubassement de caisse, à un montant de baie 17 correspondant. On se réfère à la FIG. 2 montrant un agrandissement de la zone II de la FIG. 1 , vue depuis l’intérieur de la structure de caisse 1. La structure de caisse 1 comprend un premier élément structurel 19, par exemple un élément structurel de tôle, défini dans l’exemple de réalisation illustré aux figures par le montant de baie 17. Le premier élément structurel 19 comprend un corps creux, à l’intérieur duquel est fixé un tube de renfort 21 agencé de façon à permettre un renforcement du corps creux afin d’éviter qu’il ne plie, notamment en cas de choc frontal ou de choc frontal à faible recouvrement. A cet effet, le tube de renfort 21 s’étend longitudinalement relativement au corps creux de l’élément structurel 19. Le tube de renfort 21 comprend une première extrémité 23 et une deuxième extrémité (non visible sur les figures). La structure de caisse 1 comprend en outre un deuxième élément structurel 25, par exemple un élément structurel de tôle, juxtaposant le corps creux du premier élément structurel 19 au niveau de la première extrémité du tube de renfort 21. Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures, le deuxième élément structurel 25 est défini par la doublure d'aile 11 appartenant à la troisième voie de reprise d'efforts. La structure de caisse 1 comprend un dispositif de protection 27 du tube de renfort 21 agencé entre le premier élément structurel 19 et le deuxième élément structurel 25. On se réfère à la FIG. 3 qui est une vue schématique montrant un exemple de réalisation du dispositif de protection 27 monté sur le tube de renfort 21. Le dispositif de protection 27 du tube de renfort comprend une face d’appui 29 dont sa forme épouse la forme du deuxième élément structurel 25. Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures, la face d’appui 29 du dispositif de protection 27 est plane. Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures, la face d’appui 29 est agencée au niveau de la première extrémité 23 du tube de renfort 21. Toutefois, la face d’appui 29 peut être agencée au niveau de la deuxième extrémité du tube de renfort 21 ou au niveau des deux extrémités du tube de renfort 21, selon la nécessité de protection souhaitée du tube de renfort 21. Plus précisément, la face d’appui 29 est agencée à l’extérieur du tube de renfort 21. Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures, la face d’appui 29 est agencée à l’extérieur de la première extrémité 23 du tube de renfort 21. L’ensemble formé par la face d’appui 29 du dispositif de protection 27 et par le deuxième élément structurel 25 définit une liaison appui-plan. La face d’appui 29 prend ainsi appui contre le deuxième élément structurel 25 de façon à définir une liaison appui-plan avec le deuxième élément structurel 25. Ainsi, en cas de choc subi par le véhicule automobile, notamment choc frontal ou choc frontal à faible recouvrement, aucun contact direct entre le tube de renfort 21 et le deuxième élément structurel 25 adjacent au premier élément structurel 19 n’est opéré. Dans une réalisation, le dispositif de protection 27 peut être fixé au tube de renfort 21. Dans l’exemple de réalisation illustré à la FIG. 3 , le dispositif de protection 27 comporte deux faces latérales 31, 33 fixées à l’extérieur du tube de renfort 21. Les faces latérales 31, 33 peuvent être fixées au tube de renfort 21 respectivement au niveau de zones d’assemblage 35, 37. L’assemblage du dispositif de protection 27 sur le tube de renfort 21 peut par exemple être opéré par soudure, grâce à des points de soudure et/ou des cordons de soudure. En variante, l’assemblage du dispositif de protection 27 sur le tube de renfort 21 peut par exemple être opéré grâce à des éléments de fixation, par exemple au moyen de vis de fixation. La présence des deux faces latérales 31, 33 fixées à l’extérieur du tube de renfort 21 permet un bon maintien du dispositif de protection 27 sur le tube de renfort 21. Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures, les deux faces latérales 31, 33 sont directement solidaires de la face d’appui 29. Le dispositif de protection 27 peut par exemple être fabriqué par pliage d’une plaque métallique, ou par emboutissage. En variante, les faces latérales 31, 33 peuvent être rapportées à la face d’appui 29 au niveau de zones d’assemblage 39, 41, par exemple par soudure grâce à des points de soudure et/ou des cordons de soudure. Le dispositif de protection 27 peut par exemple être réalisé en acier à haute limite élastique. Dans une réalisation, l’épaisseur de la face d’appui 29 est supérieure ou égale à 1mm. La face d’appui 29 peut par exemple présenter une forme géométrique rectangulaire. Le tube de renfort 21 présente quant à lui une section transversale circulaire. Les faces latérales 31, 33 présentent quant à elles une forme géométrique rectangulaire, ce qui permet d’obtenir une bonne fixation du dispositif de protection 27 sur le tube de renfort 21. Lorsque les faces latérales 31, 33 du dispositif de protection 27 sont fixées au tube de renfort 21 par soudure grâce à des cordons de soudure, la longueur des faces latérales 31, 33 doit être suffisamment importante pour permettre l’agencement des cordons de soudure. Par exemple, la longueur de chacune des faces latérales 31, 33 est supérieure ou égale à environ 10mm. Aussi, afin de respecter les tolérances de soudure et éviter de fragiliser l’assemblage entre le tube de renfort 21 et le dispositif de protection 27, aucun contact n’est opéré entre le tube de renfort 21 et la face d’appui 29 du dispositif de protection 27. Par exemple, la distance comprise entre un bord extrême du tube de renfort 21 et la face d’appui 29 du dispositif de protection est comprise entre environ 5mm et environ 10mm. On se réfère à la FIG. 4 montrant une variante de réalisation du dispositif de protection 27. Dans la variante de réalisation illustrée à la FIG. 4 , le dispositif de protection 27 comporte, en plus des deux faces latérales 31, 33, une troisième face latérale 43 agencée entre les faces latérales 31, 33. Dans une réalisation, les trois faces latérales 31, 33 43 présentent une section transversale en forme de U. Les faces latérales 31, 33, 43 sont directement solidaires de la face d’appui 29. Comme précédemment, le dispositif de protection 27 peut par exemple être fabriqué par pliage d’une plaque métallique, ou par emboutissage. En variante, les faces latérales 31, 33, 43 peuvent être rapportées à la face d’appui 29 par exemple par soudure grâce à des points de soudure et/ou des cordons de soudure. En outre, la troisième face latérale 43 peut être également être soudée au tube de renfort 21. Dans l’exemple de réalisation illustré à la FIG. 2 , le premier élément structurel 19 est défini par le montant de baie 17 et le deuxième élément structurel 25 est défini par la doublure d'aile 11 appartenant à la troisième voie de reprise d'efforts. Plus largement, l’invention s’applique à tout tube de renfort fixé à l’intérieur d’un corps creux d’un élément structurel de la structure de caisse 1. Par exemple, le premier élément structurel 19 de tôle peut être défini par le longeron latéral longitudinal 15 et le deuxième élément structurel 25 peut être défini par le pied avant 13 reliant le longeron latéral longitudinal 15 au montant de baie 17. Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de cette structure de caisse de véhicule automobile, décrites ci-dessus uniquement à titre d'exemples illustratifs, mais elle embrasse au contraire toutes les variantes faisant intervenir les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l’invention. Structure de caisse (1) de véhicule automobile (3), comprenant : - un premier élément structurel (19), comprenant un corps creux, - un tube de renfort (21), fixé à l’intérieur dudit corps creux et s’étendant longitudinalement à l’intérieur dudit corps creux, comprenant deux extrémités, - un deuxième élément structurel (25), juxtaposant ledit corps creux dudit premier élément structurel (19) au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort (21), ladite structure de caisse (1) étant caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif de protection (27) dudit tube de renfort (21) comprenant au moins une face d’appui (29) dont sa forme épouse la forme dudit deuxième élément structurel (25), ladite face d’appui (29) étant agencée au niveau d’au moins une desdites extrémités dudit tube de renfort (21) et définissant une liaison appui-plan avec ledit deuxième élément structurel (25). Structure de caisse (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit dispositif de protection (27) est fixé audit tube de renfort (21). Structure de caisse (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit dispositif de protection (27) comporte au moins deux faces latérales (31, 33, 43) fixées à l’extérieur dudit tube de renfort (21), lesdites au moins deux faces latérales (31, 33, 43) étant directement solidaires de ladite face d’appui (29). Structure de caisse (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit dispositif de protection (27) est soudé audit tube de renfort (21). Structure de caisse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’épaisseur de ladite face d’appui (29) est supérieure ou égale à 1mm. Structure de caisse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite face d’appui (29) présente une forme géométrique rectangulaire. Structure de caisse (1) selon la revendication 3 ou selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 combinée à la revendication 3, caractérisée en ce que ledit tube de renfort (21) présente une section transversale circulaire et en ce que lesdites au moins deux faces latérales (31, 33, 43) présentent une forme géométrique rectangulaire. Structure de caisse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la distance entre ladite face d’appui (29) et un bord extrême dudit tube de renfort (21) est comprise entre environ 5mm et environ 10mm. Structure de caisse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit premier élément structurel (19) est un montant de baie (17) et ledit deuxième élément structurel (25) est une doublure d’aile (11). Structure de caisse (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ledit premier élément structurel (19) est un longeron latéral longitudinal (15), définissant une partie d’un pourtour d’un soubassement de ladite structure de caisse (1), et ledit deuxième élément structurel (25) est un pied avant (13) reliant ledit longeron latéral longitudinal (15) à un montant de baie (17).