FR3021943A1 - Chassis de vehicule automobile a empattement variable et coffre extensible - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un châssis (10) de véhicule automobile comprenant un essieu arrière (12) supporté par un berceau (14), au moins un élément de structure longitudinal (16) supportant un plancher de coffre, caractérisé en ce que le berceau (14) et ledit au moins un élément de structure longitudinal (16) sont montés mobiles en translation sur le châssis (10) suivant une direction longitudinale de celui-ci et en ce que ledit châssis (10) comprend : - des moyens (18) de guidage en translation dudit berceau (14) et dudit au moins un élément de structure longitudinal (16), et - des moyens de couplage (20) dudit au moins un élément de structure longitudinal (16) et dudit berceau (14) de sorte qu'une translation dudit berceau (14) entraine une translation dans la même direction dudit au moins un élément de structure longitudinal (16).

Description

CHASSIS DE VEHICULE AUTOMOBILE A EMPATTEMENT VARIABLE ET COFFRE EXTENSIBLE L'invention concerne un châssis de véhicule automobile à empattement variable et coffre extensible. Les usagers de la route privilégient les petits véhicules pour une circulation usuelle en ville. Toutefois, ces véhicules à faible empattement sont généralement pourvus d'un coffre de petite dimension, qui peut se révéler rapidement insuffisant. Une solution permettant d'augmenter le volume de chargement est d'utiliser un coffre de toit. Mais, cela nécessite de prévoir des fixations adaptées sur le toit du véhicule et un montage du coffre à chaque fois qu'il est nécessaire.

En outre, ce coffre doit pouvoir être rangé lorsqu'il n'est pas fixé au véhicule. On connaît des véhicules comprenant des coffres extensibles, cependant, l'empattement de ces véhicules reste fixe, de sorte que la caisse du véhicule peut être déséquilibrée lorsque le volume de chargement est maximal.

Il existe donc un besoin pour un véhicule dont on peut facilement modifier le volume de chargement sans nuire à la répartition des charges supportées par le châssis. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un châssis de véhicule automobile comprenant un essieu arrière supporté par un berceau, au moins un élément de structure longitudinal supportant un plancher de coffre, caractérisé en ce que le berceau et ledit au moins un élément de structure longitudinal sont montés mobiles en translation sur le châssis suivant une direction longitudinale de celui-ci et en ce que ledit châssis comprend : - des moyens de guidage en translation dudit berceau et dudit au moins un élément de structure longitudinal, et - des moyens de couplage dudit au moins un élément de structure longitudinal et dudit berceau de sorte qu'une translation dudit berceau entraine une translation dans la même direction dudit au moins un élément de structure longitudinal. Un tel agencement permet ainsi de modifier simultanément l'empattement du véhicule, autrement dit la distance séparant l'essieu avant de l'essieu arrière suivant la direction longitudinale du châssis, et la longueur du plancher de coffre, autrement dit la longueur de l'espace de chargement. De cette manière, dans une position de chargement maximale, l'empattement plus grand peut permettre un rééquilibrage des charges supportées par le châssis. En particulier, les moyens de couplage et de guidage peuvent être conformés pour permettre un déplacement du berceau et de l'élément de structure longitudinal entre une première position extrême, rétractée, dans laquelle le volume du coffre et l'empattement sont les plus faibles, et une deuxième position extrême, étendue, dans laquelle le volume du coffre et l'empattement sont les plus grands.

Avantageusement et de manière non limitative, les moyens de couplage peuvent comprendre : - au moins un premier ensemble pignon-crémaillère pour le couplage du berceau au châssis, comprenant un pignon monté sur un élément fixe du châssis et une crémaillère solidaire du berceau et s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis, - au moins un deuxième ensemble pignon crémaillère pour le couplage dudit au moins un élément de structure longitudinal au châssis, comprenant un pignon monté sur ledit élément fixe du châssis et une crémaillère solidaire de l'élément de structure longitudinal et s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis. Chaque premier ensemble pignon-crémaillère est alors associé à un deuxième ensemble pignon-crémaillère par un train d'engrenages comprenant le pignon de chacun desdits premier et deuxième ensembles pignon-crémaillère associés.

Cet agencement permet d'obtenir de manière simple et robuste un couplage entre le berceau et l'élément de structure longitudinal supportant le plancher. En particulier, le châssis peut comprendre deux éléments de structure longitudinaux supportant le plancher, les moyens de couplage comprenant alors deux premiers ensembles pignon crémaillère pour le couplage du berceau au châssis et deux deuxièmes ensembles pignon crémaillère couplant chacun un élément de structure longitudinal au châssis et disposés symétriquement par rapport à un plan longitudinal de symétrie du véhicule. Ceci peut permettre une meilleure répartition des efforts de transmission lors du déplacement du berceau et du plancher de coffre.

Avantageusement et de manière non limitative, pour une réalisation plus simple, le train d'engrenages peut être constitué du pignon de chacun desdits premier et deuxième ensembles pignon-crémaillère associés.

En variante ou en combinaison, le train d'engrenages peut être conformé de manière à ce que la vitesse de rotation du pignon d'un premier ensemble pignon-crémaillère soit différente de la vitesse de rotation du pignon d'un deuxième ensemble pignon-crémaillère associé. Autrement dit, les déplacements en translation du berceau et du ou des éléments de structure longitudinaux entre les première et deuxième positions extrêmes peuvent être différents. Ceci peut permettre de choisir les amplitudes de déplacement du berceau et du ou des éléments de structure longitudinaux en fonction de chaque véhicule et/ou du volume de coffre maximal que l'on souhaite obtenir pour un empattement maximal du véhicule. A titre d'exemple, la vitesse de rotation du pignon d'un deuxième ensemble pignon-crémaillère peut être plus élevée que la vitesse de rotation du pignon d'un premier ensemble pignon-crémaillère. Avantageusement et de manière non limitative, les moyens de guidage en translation peuvent comprendre un élément fixe du châssis lequel peut supporter au moins en partie les moyens de couplage, par exemple le train d'engrenages décrit ci-dessus. Les moyens de guidage en translation dudit berceau et dudit au moins un élément de structure longitudinal peuvent notamment comprendre au moins un élément de guidage longitudinal fixe par rapport au châssis conformé pour coopérer avec un bras longitudinal du berceau et avec ledit élément de structure longitudinal. Notamment cette coopération peut être verticale, l'élément de guidage longitudinal étant disposé entre le bras longitudinal et l'élément de structure longitudinal verticalement. Ceci permet une répartition des efforts verticalement. En général, un berceau présente deux bras longitudinaux. Il peut alors être avantageux de réaliser deux éléments de structure longitudinaux supportant le plancher qui vont coopérer chacun avec un bras longitudinal du berceau. Les modifications à apporter aux châssis et berceaux existants peuvent ainsi être limitées.

Avantageusement et de manière non limitative, le châssis peut comprendre deux éléments de structure longitudinaux supportant le plancher, le berceau comprenant deux bras longitudinaux et lesdits moyens de guidage en translation peuvent comprendre deux éléments de guidage longitudinal disposés chacun entre un élément de structure longitudinal et un bras longitudinal du berceau suivant une direction verticale du châssis. Tel que mentionné plus haut, chaque élément de guidage longitudinal, fixe par rapport au châssis, peut alors supporter un train d'engrenages associant un premier ensemble pignon crémaillère, dont la crémaillère est solidaire d'un bras longitudinal de berceau, à un deuxième ensemble pignon-crémaillère dont la crémaillère est solidaire d'un élément de structure longitudinal. Du fait de leur couplage, le déplacement d'un élément de structure longitudinal entraine celui du berceau et vice-versa. Il suffit ainsi d'entrainer l'un ou l'autre pour augmenter, ou réduire, simultanément le volume du coffre et l'empattement. Ce déplacement pourrait être manuel, il est toutefois plus simple de le motoriser. Avantageusement et de manière non limitative, le châssis peut comprendre des moyens de déplacement motorisés du berceau relativement à l'élément de structure longitudinal (ou aux éléments de structure longitudinaux). Il peut s'agir par exemple d'au moins une transmission vis sans fin / écrou, la vis s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis et d'un moteur d'entrainement de la vis sans fin, notamment un moteur électrique. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être simple à réaliser. Une seule vis sans fin centrale peut notamment être prévue. On peut toutefois envisager de déplacer le berceau relativement à ou aux éléments de structure longitudinaux via un ou plusieurs vérins. Les moyens de déplacement motorisés pourraient déplacer le berceau ou le ou les éléments de structure longitudinaux du plancher. Il est cependant plus simple de déplacer le berceau. L'invention concerne également un véhicule automobile comprenant un châssis selon l'invention. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : - la figure 1 est une représentation de côté de l'arrière d'un véhicule comprenant un châssis selon un mode de réalisation de l'invention dans une première position extrême, ici rétractée ; - la figure 2 est un agrandissement d'une partie de la figure 1; - la figure 3 est similaire à la figure 1, le châssis étant dans une deuxième position extrême, ici étendue ; - la figure 4 est une vue en perspective d'une partie du châssis visible sur les figures 1 et 3 ; - la figure 5 est une vue de face agrandie de l'extrémité d'un bras longitudinal, dans lequel coulisse un élément de guidage longitudinal. Dans la présente description, les termes avant, arrière, supérieur, inférieur, font référence aux directions avant et arrière du véhicule, et donc de son châssis. Les axes X, Y, Z, correspondent respectivement à l'axe longitudinal (d'avant en arrière), transversal et vertical du véhicule ou de son châssis. Les figures 1 et 3 représentent partiellement de côté un véhicule automobile 1 comprenant un châssis 10 selon l'invention. Ce châssis 10 comprend notamment un essieu arrière 12 supporté par un berceau 14 et au moins un élément de structure longitudinal 16 supportant un plancher de coffre (non représenté). Selon l'invention, le berceau 14 et l'élément de structure longitudinal 16 sont montés mobiles en translation sur le châssis 10 suivant une direction longitudinale X de ce dernier. Le châssis 10 comprend en outre : - des moyens 18 de guidage en translation du berceau 14 et de l'élément de structure longitudinal 16, et - des moyens de couplage 20 de l'élément de structure longitudinal 16 et du berceau 14 de sorte qu'une translation du berceau 14 entraîne une translation dans la même direction de l'élément de structure longitudinal 16. Ici, le châssis 10 comprend deux éléments de structure longitudinaux 16 disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie longitudinal (XZ) du véhicule. Le berceau 14 comprend ici deux bras longitudinaux 22, 24 reliés par deux bras transversaux 26, 28. Ce berceau 14 supporte de manière usuelle un essieu arrière ou train arrière 12, comprenant de manière classique des bras longitudinaux 12a, 12b supportant chacun une roue R et reliés par des éléments de suspension 13 au berceau 14. Les moyens de couplage 20 sont représentés plus en détails sur la figure 2. Ici, ces moyens de couplage 20 comprennent deux premiers ensembles pignon-crémaillère 30 pour le couplage du berceau 14 au châssis 10, disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal (XZ) du véhicule. Chaque premier ensemble pignon-crémaillère 30 comprend un pignon 32 monté sur le châssis 10, ici un élément de guidage longitudinal fixe par rapport au châssis, et une crémaillère 34 solidaire du berceau 14, plus précisément d'un bras longitudinal 22, 24 du berceau 14. Chaque crémaillère 34 s'étend suivant la direction longitudinale X du châssis. Un ensemble pignon-crémaillère 30 est ainsi associé à chaque bras longitudinal 22, 24 du berceau 14. Les moyens de couplage 20 comprennent également deux deuxièmes ensembles pignon-crémaillère 40 pour le couplage de chaque élément de structure longitudinal 16 au châssis 10. Ces deuxièmes ensembles pignon-crémaillère 40 sont également disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal (XZ) du véhicule. Ces deuxièmes ensembles pignon-crémaillère 40 sont semblables aux premiers ensembles pignon-crémaillère 30. Ils comprennent ainsi chacun un pignon 42 monté sur le châssis 10, ici sur le même élément de guidage longitudinal fixe du châssis, et une crémaillère 44 solidaire d'un élément de structure longitudinal 16. Ces crémaillères 44 s'étendent également suivant la direction longitudinale X du châssis 10. Chaque premier ensemble pignon-crémaillère 30 est associé à un deuxième ensemble pignon-crémaillère 40 par un train d'engrenages 50 comprenant les pignons 32, 42, de chacun de ces premiers et deuxièmes ensemble pignon-crémaillère associés 30, 40. Ici, le train d'engrenages 50 comprend uniquement ces pignons 32, 42. Dans un mode réalisation non représenté, on pourrait cependant envisager davantage de pignons.

Ici, les pignons 32, 42 engrènent par leur périphérie. On pourrait cependant envisager des pignons (roues) engrenant par leur intérieur, autrement dit, des engrenages à contact intérieur. Que le train d'engrenages soit un engrenage à contact extérieur, comme dans l'exemple représenté, ou un engrenage à contact intérieur, l'homme du métier choisira le nombre de pignons afin d'obtenir un déplacement du berceau 14 et des éléments longitudinaux 16 dans une même direction.

Le train d'engrenages 50 est monté dans l'exemple sur un même élément fixe du châssis, tel que décrit ci-après. Les moyens 18 de guidage en translation comprennent ici deux éléments de guidage longitudinal 18a, 18b conformés pour coopérer chacun avec un bras longitudinal 22, 24 respectivement du berceau 14 et avec un élément de structure longitudinal 16. Ils sont ainsi disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie longitudinal (XZ) du véhicule. En l'espèce, chaque élément de guidage longitudinal 18a, 18b, s'étend entre un bras longitudinal 22, 24 respectivement et un élément de structure longitudinal 16 suivant l'axe vertical Z.

Dans l'exemple représenté ici, en référence notamment à la figure 4, chaque élément de guidage longitudinal 18a, 18b, comprend ainsi une partie supérieure 19a par exemple de forme complémentaire de l'élément de structure longitudinal 16, et une partie inférieure 19b, par exemple également de forme complémentaire du bras longitudinal 22, 24 correspondant. Ici, la partie inférieure 19b est emboîtée dans une partie correspondante réceptrice du bras longitudinal 22, 24 (voir figure 5). Chaque bras longitudinal 22, 24 présente ainsi une forme en U, en demie queue d'aronde par exemple, recevant l'élément de guidage longitudinal 18a, 18b. Une liaison similaire peut être réalisée entre la partie supérieure 19a et un élément de structure longitudinal 16. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce mode de réalisation, et tout autre type de liaison glissière permettant un guidage en translation peut être envisagé.

Chaque élément de guidage longitudinal 18a, 18b supporte ici les pignons 32, 42 des premiers et deuxièmes ensembles pignon-crémaillère 30, 40. Ces éléments de guidage longitudinal 18a, 18b sont ainsi solidaires du châssis 10 et permettent le guidage du berceau 14 d'une part et des éléments de structure longitudinaux 16 d'autre part. Quelque soit le mode de réalisation des moyens de couplage et des moyens de guidage en translation, on peut également prévoir des moyens de blocage ou de verrouillage, 60, 62 conformés pour verrouiller le berceau 14 et/ou l'élément de structure longitudinal 16 par rapport au châssis dans chacune des deux positions extrêmes du berceau 14 et de l'élément de structure longitudinal 16. Ceci permet d'éviter un déplacement relatif de ces éléments en cours de roulage du véhicule. Ces moyens de verrouillage peuvent être similaires à un verrou, à déclenchement manuel ou automatique. Enfin, le berceau 14 peut être déplacé par des moyens de déplacement 70 motorisés, lesquels comprennent ici une vis sans fin 72, montée sur le châssis 10 et passant dans un écrou 74 solidaire du berceau 14, ici du bras transversal 26 du berceau 14. La rotation de cette vis sans fin 72 est commandée par un moteur (non représenté), par exemple un moteur électrique. Le déplacement du berceau 14 et des éléments de structure longitudinaux 16 peut ainsi être obtenu de manière relativement simple de la manière décrite ci-après. Lorsque le berceau 14 et les éléments de structure longitudinaux 16 sont dans une première position dite rétractée représentée sur la figure 1, une rotation de la vis sans fin 72 entraîne le déplacement du berceau 14 vers l'arrière du véhicule selon la direction longitudinale X de ce dernier, ce déplacement entraînant la rotation du pignon 32 associé et par conséquent de l'autre pignon 42 dans un sens inverse, et enfin la translation de l'élément longitudinal 16, également vers l'arrière du véhicule. Ce déplacement peut être effectué jusqu'à la position extrême représentée figure 3. Une rotation en sens inverse de la vis sans fin 72 permet de revenir à la position initiale de la figure 1. Il est ainsi possible d'obtenir facilement l'extension, respectivement la diminution, du véhicule longitudinalement et l'augmentation, respectivement la réduction, de son volume de coffre. A cet effet, notamment, le plancher de coffre peut être en plusieurs parties superposées et glissant les unes sur les autres de sorte que dans la position extrême représentée figure 3, le plancher s'étende de manière continue sur toute la longueur du volume du coffre. De manière similaire, des parois extensibles peuvent être prévues entre l'arrière fixe de la carrosserie du véhicule et la partie extrême arrière mobile avec le plancher.

L'invention n'est toutefois pas limitée à ce mode de réalisation du déplacement du berceau et du couplage du berceau par rapport à l'élément de structure longitudinal supportant le plancher. D'autres moyens de couplage sont envisageables, par exemple par chaine ou courroie en association avec des poulies ou roues dentées, par engrenage direct de crémaillères, ou autre. De manière similaire, les moyens de déplacement du berceau pourraient être autres qu'électriques, par exemple hydrauliques ou obtenus aux moyens de vérins. En variante, le déplacement des éléments de structures longitudinaux pourraient être commandé. L'invention n'est pas non plus limitée à la forme de berceau représentée sur les figures et peut s'appliquer à tout type de berceau de train arrière de véhicule. Le ou les éléments de structure longitudinaux pourraient faire partie d'un seul et unique élément de structure supportant le plancher. Bien entendu, les différents modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinés entre eux.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Châssis (10) de véhicule automobile comprenant un essieu arrière (12) supporté par un berceau (14), au moins un élément de structure longitudinal (16) supportant un plancher de coffre, caractérisé en ce que le berceau (14) et ledit au moins un élément de structure longitudinal (16) sont montés mobiles en translation sur le châssis (10) suivant une direction longitudinale de celui-ci et en ce que ledit châssis (10) comprend : - des moyens (18) de guidage en translation dudit berceau (14) et dudit au moins un élément de structure longitudinal (16), et - des moyens de couplage (20) dudit au moins un élément de structure longitudinal (16) et dudit berceau (14) de sorte qu'une translation dudit berceau (14) entraine une translation dans la même direction dudit au moins un élément de structure longitudinal (16).
2. 2. Châssis (10) de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de couplage (20) comprennent : - au moins un premier ensemble pignon-crémaillère (30) pour le couplage du berceau (14) au châssis (10), comprenant un pignon (32) monté sur un élément fixe du châssis (10) et une crémaillère (34) solidaire du berceau (14) et s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis (10), - au moins un deuxième ensemble pignon crémaillère (40) pour le couplage dudit au moins un élément de structure longitudinal (16) au châssis (10), comprenant un pignon (42) monté sur ledit élément fixe du châssis et une crémaillère (44) solidaire de l'élément de structure longitudinal (16) et s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis, chaque premier ensemble pignon-crémaillère (30) étant associé à un deuxième ensemble pignon-crémaillère (40) par un train d'engrenages (50) comprenant le pignon (32, 42) de chacun desdits premier et deuxième ensembles pignon-crémaillère (30, 40) associés.
3. 3. Châssis (10) de véhicule automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de structure longitudinaux (16) supportant le plancher et en ce que les moyens de couplage (20) comprennent deux premiers ensembles pignon- crémaillère (30) pour le couplage du berceau (14) au châssis (10) et deux deuxièmes ensembles pignon-crémaillère (40) couplant chacun unélément de structure longitudinal (16) au châssis (10) et disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie longitudinal (XZ) du véhicule.
4. 4. Châssis (10) de véhicule automobile selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit train d'engrenages (50) est conformé de manière à ce que la vitesse de rotation du pignon (32) d'un premier ensemble pignon-crémaillère (30) soit différente de la vitesse de rotation du pignon (42) d'un deuxième ensemble pignon-crémaillère (40) associé.
5. 5. Châssis (10) de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens (18) de guidage en translation comprennent un élément fixe du châssis (10) sur lequel est monté ledit train d'engrenage (50).
6. 6. Châssis (10) de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens (18) de guidage en translation comprennent au moins un élément de guidage longitudinal (18a, 18b) fixe par rapport au châssis (10), conformé pour coopérer avec un bras longitudinal (22, 24) du berceau (14) et avec ledit élément de structure longitudinal (16).
7. 7. Châssis (10) de véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de structure longitudinaux (16) supportant le plancher, le berceau (14) comprenant deux bras longitudinaux (22, 24) et en ce que lesdits moyens (18) de guidage en translation comprennent deux éléments de guidage longitudinal (18a, 18b) disposés chacun entre un élément de structure longitudinal (16) et un bras longitudinal (22, 24) du berceau (14) suivant une direction verticale du châssis (10).
8. 8. Châssis (10) de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déplacement (70) motorisés dudit berceau (14) relativement à l'au moins un élément de structure longitudinal (16).
9. 9. Châssis (10) de véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (70) comprennent au moins une transmission vis sans fin (72) / écrou (74), la vis (72) s'étendant suivant la direction longitudinale du châssis (10), et un moteur d'entrainement de la vis sans fin (72).
10. 10. Véhicule automobile (1) comprenant un châssis (10) selon l'une des revendications 1 à 9.