FR3023250A1 - Traverse transversale de renfort amelioree a rupture programmee - Google Patents

Abstract

Soubassement de véhicule comportant un plancher (2) avec un tunnel central et une traverse (1), caractérisé en ce que ladite traverse (1) est fixée contre la surface extérieure du plancher (2) située du côté extérieur du véhicule (3) lorsque le plancher (2) est installé sur le véhicule, et ladite traverse (3) comporte un segment au milieu de sa longueur suivant une forme courbe en « Ω » agencée pour s'insérer dans ledit tunnel.

Description

TRAVERSE TRANSVERSALE DE RENFORT AMELIOREE A RUPTURE PROGRAMMEE L'invention concerne une traverse de plancher de véhicule destinée à renforcer le plancher en cas de choc latéral.

La structure de la carrosserie d'un véhicule est conçue pour absorber un maximum d'énergie lors d'un impact. Dans le cas d'un impact latéral, l'habitacle doit rester relativement préservé pour protéger ses occupants. Généralement, afin de résister à un choc latéral, les véhicules automobiles comportent au moins une traverse transversale de renfort située sur le plancher du véhicule, du côté de l'habitacle. Cette traverse s'étend d'un côté latéral du véhicule à l'autre côté latéral, sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule. Pour répondre au durcissement des protocoles de test en choc latéral, la tendance actuelle consiste à renforcer cette traverse de renfort située contre le plancher du véhicule. Par exemple, le brevet EP0799757 décrit une traverse de renfort de plancher pour le choc latéral, s'étendant entre chaque côté du véhicule. Ladite traverse de renfort a une section en forme de « U », les extrémités des branches du « U » étant fixées sur la surface du plancher. La traverse est disposée sur la face du plancher orientée du côté de l'habitacle du véhicule. Pour récupérer les efforts en cas de choc latéral, la traverse est directement fixée aux longerons latéraux du véhicule. Le plancher du véhicule forme un tunnel s'étendant tout le long du plancher suivant l'axe longitudinal du véhicule, dans l'axe médian dudit véhicule. Ce tunnel crée une partie surélevée du plancher côté habitacle. Au niveau dudit tunnel, la hauteur des branches du U de la section de la traverse de renfort est diminuée afin de suivre le dénivelé du tunnel. Cette solution à l'avantage d'offrir une bonne résistance au choc. Cependant, une telle structure de renfort d'un plancher de véhicule crée une structure de volume important dans l'habitacle. Le confort des passagers, notamment la place disponible pour les pieds, est dégradée. De plus, réalisée en tôle d'acier, cette solution augmente la masse du véhicule.

La présente invention a pour but de renforcer le plancher au choc latéral. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'améliorer la résistance au choc latéral d'un plancher de véhicule comportant un tunnel central. Un autre objectif est d'éviter une déformation du plancher dans la partie située sous chaque siège avant en cas de choc latéral. Un autre objectif encore est d'alléger la structure du véhicule sans dégrader sa tenue au choc latéral. Un autre objectif est d'améliorer la résistance au choc latéral de la structure du véhicule sans impacter le volume habitacle, en particulier au niveau des pieds des passagers arrière.

Ce but est atteint selon l'invention grâce à un soubassement de véhicule comportant un plancher avec un tunnel central s'étendant suivant une direction longitudinale du plancher et formant une surélévation dudit plancher côté habitacle du véhicule, et une traverse s'étendant entre les bords latéraux dudit plancher suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, les bords latéraux étant les bords du plancher situé le long des bords latéraux du véhicule lorsque le plancher est installé sur le véhicule, caractérisé en ce que ladite traverse est fixée contre la surface extérieure du plancher située du côté extérieur du véhicule lorsque le plancher est installé sur le véhicule, et ladite traverse comporte un segment au milieu de sa longueur suivant une forme courbe en « 0 » agencée pour s'insérer dans ledit tunnel.

Avantageusement, la traverse peut ainsi renforcer le tunnel du plancher. En effet, en cas de choc latéral sur un véhicule comportant un plancher avec un tunnel central, le tunnel crée une zone fragile qui va rapidement se déformer, et entraîner une déformation de l'ensemble du plancher. La largeur de l'habitacle va diminuer. En donnant à la traverse cette forme en « 0 » qui suit la forme du tunnel, la traverse renforce la résistance du tunnel en cas de choc latéral, et retarde sa déformation, tout en conservant un espace dans le tunnel pour le passage d'éléments technique du véhicule, comme par exemple un tuyau d'échappement, des canalisations ou un arbre de transmission. Un autre avantage est que cette forme en « 0 » crée une zone moins résistante que le reste du corps, du fait de la courbure. Ainsi, en cas de choc latéral, si les efforts sont trop importants, la partie centrale du corps comportant cette forme en « 0 » peut se rompre ou se déformer avant les parties du corps situés autour de ladite zone centrale en « 0 » et qui forment des bras latéraux du corps. Lorsque la traverse est fixée à un plancher de véhicule comportant un tunnel, chacun des bras latéraux de la traverse est généralement situé sensiblement au niveau de la zone du plancher sur laquelle est placé un des sièges avant. La fragilité créée par la forme en « 0 » permet d'éviter à l'un des bras de casser ou de se déformer, et donc d'éviter de réduire la zone du plancher sur laquelle un siège est fixé. Une fois que le corps s'est rompu ou s'est déformé au niveau de la forme en « 0 », les bras vont continuer à renforcer les parties du plancher auxquelles ils sont fixés. La sécurité des passagers est améliorée. La disposition sur la surface extérieure a l'avantage de ne pas empiéter sur le volume de l'habitacle du véhicule. En particulier, cette disposition évite de créer des volumes sur le plancher du véhicule côté habitacle. Le confort des passagers n'est pas dégradé. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la traverse comporte au moins un corps en matériau composite. Ainsi avantageusement, l'utilisation d'un matériau composite permet de réaliser un corps de traverse plus léger qu'une traverse en acier, tout en étant rigide.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la traverse comporte des embouts déformables fixés au moins à deux extrémités dudit corps, lesdits embouts étant destinés à relier lesdites extrémités du corps à des éléments de la structure latérale du véhicule, en particulier aux longerons. Les matériaux composites pouvant avoir de faibles capacités de déformation, en particulier en flexion ou torsion lorsqu'ils sont soumis en même temps à un effort de compression, les embouts déformables placés aux extrémités du corps et destinés à relier la traverse à la structure latérale du véhicule, permettent avantageusement de ne faire passer essentiellement que les efforts de compression dans le corps. En effet, lesdits embouts vont absorbés en se déformant les efforts autres que les efforts de compression, comme par exemple les efforts de flexion liés à la rotation des éléments de structure latérale du véhicule sur lesquelles la traverse est reliée. Les risques que le corps en matériau composite ne se brise sont ainsi diminués. De préférence, le corps est configuré de manière à ce que ses extrémités ne soient pas en contact avec les éléments de la structure latérale du véhicule, et lesdites extrémités du corps sont reliées aux éléments de la structure latérale du véhicule les embouts. Ainsi, la traverse en matériau composite est légère, résistante, et accepte les déformations au niveau de ces liaisons avec les éléments de structure du véhicule.

Un autre avantage est que les embouts permettent d'absorber une partie des efforts du choc dans la direction transversale du véhicule. Ainsi, en cas de choc latéral, une partie de l'énergie du choc est dissipée dans la déformation desdits embouts. Les efforts transmis au corps sont diminués.

De préférence, les embouts sont en matériau métallique. afin d'avoir une bonne résistance mécanique et de bonnes capacités à se déformer sans se briser. Les embouts peuvent être fixés par collage, par rivetage, ou tout autre moyen de fixation connu par l'homme du métier. Les embouts peuvent être en acier pour une mise en forme plus facile ou pour un coût faible, ou encore en aluminium pour en réduire la masse. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les embouts comportent des zones de rupture programmée de manière à permettre une déformation programmée desdits embouts. Ainsi avantageusement, la déformation de l'embout est mieux contrôlée. Plusieurs zones de rupture programmées peuvent être appliquées. Par exemple, des surfaces de la traverse transversale peuvent avoir une forme de type « accordéon » afin de permettre une déformation contrôlée de l'embout. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le plancher est en matériau composite.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, la traverse comporte au moins une extension agencée pour s'étendre dans une direction parallèle au plancher et différente de la direction sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale du plancher. Ainsi, lorsque la traverse est fixée sur un plancher de véhicule, la traverse permet de renforcer le plancher en cas de choc latéral, et en cas de choc frontal, l'extension permet de renforcer le plancher autour de ladite traverse vis-à-vis des efforts perpendiculaires au plancher en répartissant lesdits efforts sur une plus grande surface. En effet, en cas de choc frontal, les fixations arrière des sièges avant vont transmettre des efforts sur le plancher. Ces efforts ont une composante perpendiculaire au plancher importante, qui a tendance à tirer sur ledit plancher et provenant du pivotement des sièges suivant un axe de rotation parallèle à l'axe transversal du véhicule. En positionnant la traverse sur le plancher du véhicule de manière à ce que la traverse soit à proximité ou approximativement en vis-à-vis avec les fixations arrière des sièges avant du véhicule, et s'étendant suivant l'axe transversal du véhicule pour être reliée au moins par deux extrémités opposées à des éléments de structures latérales du véhicule, comme par exemple des longerons, et de manière à ce que l'extension de la traverse soit orientée vers l'arrière du véhicule, le plancher résiste mieux à ces efforts de tirages grâce à la coopération avec ladite traverse qui répartit ces efforts de tirage sur une plus grande surface du plancher Dans le cas où la traverse ne comporte qu'une seule extension, ladite extension est de préférence positionnée au moins en partie au niveau du segment suivant la forme courbe en « 0 ». Ainsi, l'extension permet d'augmenter l'inertie du segment de la partie centrale de la traverse en forme de « 0 », et donc de permettre à ladite traverse de passer plus d'effort dans le segment parcourant ladite forme en « 0 ». L'extension permet de renforcer cette partie centrale de la traverse en forme de « 0 ». Dans ce cas, de manière préférentielle, la largeur de l'extension, c'est-à-dire la dimension de l'extension dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du plancher, est plus grande que la longueur du segment du corps la forme en « 0 », c'est-à-dire sa dimension suivant la même direction longitudinale. L'invention concerne également un véhicule comportant un soubassement telle que décrit précédemment et dont la traverse comporte une extension, et qui comporte une planche à talon reliée au plancher, l'extension s'étendant jusqu'à la liaison du plancher avec ladite planche à talon. Ainsi, avantageusement, en cas de choc avant, cette disposition permet de transférer les efforts de tirage issus des fixations arrière des sièges avant sur le plancher vers la planche à talon. Les risques de déformation, voire d'arrachement du plancher sont diminués. La sécurité du plancher est améliorée. L'invention concerne également sur procédé de fabrication d'un véhicule avec un soubassement dont la traverse comporte au moins un corps et des embouts, le procédé comportant au moins les étapes fixation du corps sur plancher pour former le soubassement fixation du soubassement entre les structures latérales du véhicule, notamment entre les longerons - fixation des embouts au moins sur le corps et un élément de la structure latérale du véhicule. De préférence, le procédé de fabrication suivra les étapes dans cet ordre : fixation du corps sur le plancher, pose et fixation du plancher sur des rebords des longerons destinés à recevoir ledit plancher, les rebords des longerons étant orientés vers le toit du véhicule de manière à ce que le plancher soit posé sur lesdits longerons, puis montage des embouts entre le corps et lesdits longerons. Les embouts peuvent en complément être fixés au plancher. Ainsi, avantageusement, le montage du plancher et de la traverse sur la structure du véhicule est simplifié. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - La fig. 1 est une vue en perspective d'un corps d'une traverse suivant un mode de réalisation de l'invention, sans les embouts. - La fig. 2 est une vue du dessous d'un soubassement de véhicule comportant un plancher avec un tunnel et équipé d'une traverse comportant un corps tel que décrit en fig.1 et des embouts. - La fig. 3 est une vue d'une extrémité du corps équipé d'un embout suivant un mode de réalisation particulier de l'invention. - La fig. 4 est une vue d'un soubassement de véhicule comportant un plancher et une traverse dont le corps possède une extension dirigée vers l'arrière du plancher du véhicule, dans la zone centrale dudit corps. Les dessins sont des représentations schématiques pour faciliter la compréhension de l'invention. Les composants ne sont pas forcément représentés à l'échelle. Les mêmes références correspondent aux mêmes composants d'une figure à l'autre. La fig. 1 montre un corps 11 d'une traverse 1 de renfort de plancher de véhicule, destinée à être placée sur la face côté extérieur d'un plancher de véhicule qui comporte un tunnel central. Le tunnel central s'étend dans une direction longitudinale. Le corps 11 a une section sensiblement en forme de « U », et comporte une zone courbe 13, formant un « 0 », le long d'un segment sensiblement au niveau du milieu de la longueur dudit corps 11, la longueur dudit corps 11 étant sa dimension suivant la direction donnée par ces deux extrémités, destinée à suivre la forme du tunnel du plancher formant une partie bombée côté habitacle du véhicule. Les extrémités de la forme de la section en « U » du corps 11 comporte des bords tombés formant des surfaces agencées pour être plaquées contre le plancher et destinées à recevoir des moyens de fixation au plancher. Le corps est de préférence en matériau composite, par exemple dans un matériau appelé composite SMC qui est un semi-produit thermodur constitué de nappe de fils coupés ou continus imprégnés par un mélange de résine polyester, de charges et d'adjuvants divers. Il est fixé par collage au plancher. D'autres moyens de fixation peuvent être utilisés, comme par exemple une fixation par rivet ou encore, dans le cas d'un plancher en matériau composite, par soudage en faisant fondre la résine du matériau composite du corps 11 et celle du plancher 2, puis en plaquant les deux pièces l'une contre l'autre jusqu'à refroidissement de la matière. D'autres matières peuvent être utilisées pour réaliser le corps 1, comme par exemple de la tôle d'acier ou d'aluminium. Dans le cas d'un plancher 2 plat, c'est-à-dire sans tunnel, la zone courbe 13 formant un « 0 » du corps 1 peut être disposé suivant un plan parallèle au plan du plancher du véhicule lorsque le corps est fixé au plancher.

La forme en « U » de la section du corps 11 correspond à une forme comportant deux branches parallèles reliées entre elles par une base. Ladite base de la forme en « U » est de préférence de forme sensiblement plane, et comporte par endroit des dépressions 15 qui permettent de rigidifier le corps 11. En variante, la base du « U » de la section du corps 11 peut comporter des ondulations dans le sens de la longueur du corps 11, c'est-à-dire suivant l'axe transversal du véhicule lorsque le corps 11 est monté sur ledit véhicule. D'autres formes peuvent être envisagées En variante, la traverse 1 peut être positionnée sur le plancher du côté habitacle du véhicule. La fig. 2 montre le corps 11 monté sur un plancher 2 de véhicule 3 et le plancher 2 positionné entre les deux longerons 31. La longueur du corps 11 est inférieure à la distance entre les deux longerons 31. Le corps 11 est fixé au plancher 2 avant de monter le plancher 2 sur le véhicule. Puis le plancher 2 est installé sur le véhicule de manière à être supporter par les longerons 31, le corps 1 passant entre les longerons 31. Le plancher 2 équipé de la traverse 1 forme un soubassement.

De préférence, la longueur du corps 11 sera choisie de manière à laisser un espace entre chaque extrémité du corps 11 et chaque longeron 31. Un embout 12 est fixé d'un côté à une des extrémités du corps 11 et l'autre à l'un des longerons 31. Le corps 11 et les embouts 12 forment la traverse 1 qui s'étend ainsi entre les deux longerons 31 suivant l'axe transversal du véhicule. De préférence, la traverse 1 est positionnée de manière à être sensiblement en vis-à- vis avec les pieds milieu de la structure du véhicule 3 de manière à récupérer les efforts en cas de choc latéral. D'autres positions suivant l'axe longitudinal du véhicule 3 lorsque le plancher 2 est installé sur un véhicule peuvent être envisagées. En cas de choc latéral, les efforts subis par le longeron 31 situé du côté du choc sont transmis au corps 11 via les embouts 12. Les embouts 12 sont de préférence agencés de manière à pouvoir se déformer en cas de choc latéral. Ils peuvent être réalisés par exemple en tôle d'acier. Les embouts 12 peuvent avoir des formes comportant des zones de déformation programmées, comme par exemple une forme comportant des bords en accordéon comme illustrés en fig. 3, pour contrôler la déformation des embouts 12. Si le corps 11 est en matériau composite, il possède une bonne résistance aux efforts en compression. Par contre, la résistance dudit corps 11 est mauvaise lorsque, en plus des efforts de compression, des efforts suivant des directions différentes à ces efforts de compression, comme par exemple la flexion ou la torsion, agissent sur ledit corps 11. Ces efforts autres que la compression peuvent venir par exemple de la rotation sur lui-même suivant un axe parallèle à l'axe longitudinal du véhicule du longeron 31 impacté par le choc. En se déformant, les embouts 12 permettent de n'avoir essentiellement que les efforts de compression qui s'appliquent sur le corps 11, en absorbant les autres efforts. De plus, ces embouts 12 permettent aussi d'absorber une partie du choc, et d'obtenir ainsi une montée plus progressive des efforts sur le corps 11 et de diminuer l'accélération subite par les passagers.

Le plancher 2 de la fig. 2 comporte un tunnel central. Le corps 11, fixé sur la surface extérieur du plancher 2 par rapport au véhicule 3, comporte une zone centrale 13 parcourant une forme en « 0 » de manière à suivre le tunnel central, les deux parties du corps 11 autour de la zone centrale 13 formant des bras 14. Cette forme permet d'améliorer la rigidité du plancher 2 au niveau du tunnel en cas de choc latéral. Elle permet aussi de créer une zone de rupture programmée grâce à cette forme en « 0 » lorsque les efforts deviennent trop importants, et imposer ainsi que le corps 11 se rompe ou se déforme dans la zone centrale 13 et non au niveau de l'un des bras 14. La zone centrale 13 du corps 11 se situant sensiblement dans l'axe longitudinal et médian du véhicule, les bras sont sensiblement sous les sièges des passagers avant. En cas de choc latéral important, le corps 11 va se rompre dans sa partie centrale au niveau du « 0 », mais les bras 14 vont rester intacts. Les bras 14 vont ainsi permettre d'éviter la diminution de l'espace contenant les sièges situé au-dessus de chacun desdits bras 14, et donc d'améliorer la protection des passagers assis dans lesdits sièges. En variante, le corps 11 peut être réalisé avec le plancher 2 et être ainsi une partie intégrée audit plancher 2. La fig. 4 montre un plancher 2 de véhicule équipé d'une traverse 1, dont le corps 11 comporte une extension 17 dans une partie située au niveau du milieu de la longueur du corps 11, et relié à des longerons 31. L'extension 17 s'étend de préférence vers l'arrière du véhicule lorsque la traverse 1 est fixée sur le véhicule. Dans le cas d'un plancher 2 relié à une planche à talon, la planche à talon s'étant une paroi sensiblement verticale à l'intérieur du véhicule et placé sous l'assise du siège arrière du véhicule, l'extension 17 s'étend de préférence au moins jusqu'à la partie du plancher 2 reliée à ladite planche à talon. En cas de choc avant, les fixations arrière des sièges avant génèrent des efforts de traction sur le plancher 2 du véhicule, effort de traction dirigés vers l'habitacle du véhicule et cherchant à soulever le plancher 2. Ces efforts de traction s'appliquant sur le plancher 2 sont repris par la traverse 1. L'extension 17 permet de transmettre ces efforts issus des sièges vers la planche à talon et d'augmenter ainsi la résistance du plancher 2 vis-à-vis de ces efforts de traction. De préférence, la largeur de l'extension 17, c'est-à-dire sa dimension suivant l'axe transversal du véhicule lorsque la traverse 1 est installée sur le véhicule 2, est supérieure à la longueur de la zone centrale 13, c'est-à-dire la dimension de la zone centrale 13 suivant l'axe transversale du véhicule lorsque la traverse 11 est installée sur véhicule. L'extension 17 permet aussi d'augmenter la dimension de la section du corps 11 au niveau de la zone centrale 13. La capacité de la zone centrale 13 a résisté aux efforts en cas de choc latéral est ainsi améliorée.

En variante, la traverse peut comporter plusieurs extensions 17. Par exemple, la traverse 1 peut comporter deux extensions 17 donnant à la traverse une forme en « Ti ». Le corps 11 peut comporter des nervures de renfort dans le volume défini par sa section en « U » de manière à augmenter la rigidité dudit corps 11.

Lors de la fabrication du véhicule, le corps 11 de la traverse 1 est fixé sur le plancher 2. Puis le plancher 2 est fixé aux longerons latéraux 31 de la structure du véhicule. Enfin, chaque embout 12 est positionné entre l'une des extrémités du corps 11 et l'un des longerons 31, fixé au corps 11 et au longeron 31, et ainsi qu'au plancher 2. En variante, le plancher 2 peut être d'abord fixé aux longerons 31, puis le corps de la traverse est fixé au plancher 2. Enfin, chaque embout 12 est positionné entre l'une des extrémités du corps 11 et l'un des longerons 31, fixé au corps 11 et au longeron 31, et éventuellement aussi au plancher 2. En autre variante, le plancher 2 est fixé aux longerons 31, puis les embouts 12 sont fixés sur le corps 11, et enfin la traverse 1 est fixée au plancher 2 et aux longerons 31, les embouts 12 faisant la liaison entre le corps 11 et les longerons 31. 11

Claims (7)

1. REVENDICATIONS1/ Soubassement de véhicule comportant un plancher (2) avec un tunnel central s'étendant suivant une direction longitudinale du plancher (2) et formant une surélévation dudit plancher côté habitacle du véhicule (3), et une traverse (1) s'étendant entre les bords latéraux dudit plancher (2) suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale, les bords latéraux étant les bords du plancher (2) situé le long des bords latéraux du véhicule lorsque le plancher (2) est installé sur le véhicule (3), caractérisé en ce que ladite traverse (1) est fixée contre la surface extérieure du plancher (2) située du côté extérieur du véhicule (3) lorsque le plancher (2) est installé sur le véhicule, et ladite traverse (3) comporte un segment au milieu de sa longueur suivant une forme courbe en « » agencée pour s'insérer dans ledit tunnel.
2. 2/ Soubassement de véhicule suivant la revendication précédente, caractérisée en ce que la traverse (2) comporte au moins un corps (11) en matériau composite.
3. 3/ Soubassement de véhicule suivant la revendication précédente, caractérisée en ce que la traverse (1) comporte des embouts (12) déformables fixés au moins à deux extrémités dudit corps (11), lesdits embouts (12) étant destinés à relier lesdites extrémités du corps (11) à des éléments de la structure latérale du véhicule (3), en particulier aux longerons (31).
4. 4/ Soubassement de véhicule suivant la revendication précédente caractérisée en ce que les embouts (12) sont en matériau métallique.
5. 5/ Soubassement de véhicule suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les embouts (12) comportent des zones de rupture programmée.
6. 6/ Soubassement de véhicule suivant l'une des revendications précédentes caractérisé, en ce que ledit plancher (2) est en matériau composite.
7. 7/ Soubassement de véhicule suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la traverse (1) comporte au moins une extension (17) agencée pour s'étendre dans une direction parallèle au plancher (2) et différente de la direction sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale du plancher (2). 12 3023250 8/ Véhicule (3) comportant un soubassement suivant la revendication 7 caractérisée en ce qu'il comporte une planche à talon reliée au plancher (2), l'extension (17) s'étendant jusqu'à la liaison du plancher (2) avec ladite planche à talon. 9/ Procédé de fabrication d'un véhicule (3) comportant un soubassement suivant la 5 revendication 3 et l'une des revendications de 4 à 7, comportant au moins les étapes : - fixation du corps (11) sur plancher (2) pour former le soubassement - fixation du soubassement entre les structures latérales du véhicule, notamment entre les longerons (31) - fixation des embouts (12) au moins sur le corps (11) et un élément de la 10 structure latérale du véhicule.