FR3141429A1 - Châssis modulaire de véhicule automobile - Google Patents

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Abstract

Ce châssis (10) de véhicule automobile comporte un plancher central (12), une partie avant (14) fixée à une première extrémité du plancher central (12) et une partie arrière (16) fixée à une seconde extrémité du plancher central (12). Le plancher central (12) comporte quatre éléments d’angle (18) invariants quel que soit le type de véhicule à réaliser. Les quatre éléments d’angle (18) sont en aluminium, sont reliés par deux paires orthogonales de profilés (20, 22) en aluminium dont la longueur varie selon le type de véhicule à réaliser. La partie avant (14) comporte une paire de longerons avant (24) et au moins une traverse avant (26) orthogonale à ceux-ci et la partie arrière (16) comporte une paire de longerons arrière (25) et au moins une traverse arrière (27) orthogonale à ceux-ci, la longueur des longerons avant et arrière (24, 25) et des traverses avant et arrière (26, 27) variant selon le type de véhicule à réaliser. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

CHÂSSIS MODULAIRE DE VÉHICULE AUTOMOBILE
La présente invention se rapporte à un châssis modulaire de véhicule automobile.
L’invention appartient au domaine des châssis de véhicules automobiles et trouve à s’appliquer à tout moyen de transport roulant.
Actuellement, une grande diversité de plateformes ou châssis, ayant des architectures et des dimensions différentes, est nécessaire pour réaliser différents types de véhicules automobiles, ayant différents groupes motopropulseurs et différentes liaisons au sol.
Afin de réduire les coûts, il est connu de prévoir une plateforme modulaire, comportant des éléments communs à plusieurs types de véhicules et permettant donc de construire plusieurs types de véhicules à partir d’une même plateforme.
Néanmoins, les éléments composant les plateformes actuelles sont souvent réalisés en tôle emboutie dans des matériaux présentant une masse élevée. En outre, la forme de nombreux éléments composant les plateformes actuelles diffère selon le type de véhicule à réaliser, ce qui maintient un niveau de diversité et donc de coût de fabrication élevé.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l’art antérieur.
Dans ce but, la présente invention propose un châssis de véhicule automobile, comportant un plancher central, une partie avant fixée à une première extrémité du plancher central et une partie arrière fixée à une seconde extrémité du plancher central, remarquable en ce que :
le plancher central comporte quatre éléments d’angle invariants quel que soit le type de véhicule à réaliser ;
les quatre éléments d’angle sont en aluminium, comprennent deux éléments d’angle avant et deux éléments d’angle arrière et sont reliés, d’une part, par une paire de profilés longitudinaux en aluminium reliant chacun un élément d’angle avant et l’élément d’angle arrière qui lui fait face et d’autre part, par une paire de profilés transversaux avant et arrière en aluminium, le profilé transversal avant reliant les éléments d’angle avant et le profilé transversal arrière reliant les éléments d’angle arrière, la longueur des profilés longitudinaux et des profilés transversaux variant selon le type de véhicule à réaliser ;
la partie avant comporte une paire de longerons avant reliant la partie avant au plancher central et au moins une traverse avant s’étendant orthogonalement entre les longerons avant et la partie arrière comporte une paire de longerons arrière et au moins une traverse arrière s’étendant orthogonalement entre les longerons arrière, la longueur des longerons avant et arrière et des traverses avant et arrière variant selon le type de véhicule à réaliser.
Ainsi, non seulement le caractère modulaire du châssis conforme à la présente invention permet d’utiliser ce châssis pour réaliser divers types de véhicules, moyennant de simples modifications de ses dimensions, mais en outre, l’utilisation d’éléments d’angle invariants permet de réduire de façon significative la diversité et donc les coûts et les délais de fabrication. Par ailleurs, l’utilisation d’éléments d’angle en aluminium et de profilés en aluminium permet d’alléger les véhicules. Le même châssis permet donc de réaliser plus rapidement des véhicules plus légers ayant différents groupes motopropulseurs, différentes liaisons au sol et différentes esthétiques, tout en étant moins coûteux.
Dans un mode particulier de réalisation, les quatre éléments d’angle sont des blocs issus de fonderie en aluminium.
Cela offre un bon compromis entre robustesse et légèreté et cela apporte une longévité optimale à ces pièces.
Dans un mode particulier de réalisation, la paire de profilés longitudinaux et la paire de profilés transversaux sont issues d’une filière d’extrusion d’aluminium.
Cela permet de décliner aisément ces pièces entre différentes dimensions, selon le type de véhicule à réaliser.
Dans un mode particulier de réalisation, la paire de profilés longitudinaux est une paire de bavolets, le profilé transversal avant est fixé à la paire de bavolets entre les éléments d’angle avant et le profilé transversal arrière est fixé à la paire de bavolets entre les éléments d’angle arrière.
Cette configuration facilite l’assemblage du véhicule.
Dans un mode particulier de réalisation, la paire de bavolets est pourvue d’un réseau de nervures internes de renforcement.
Ce réseau de nervures est facilement adaptable en fonction de la rigidité de la caisse souhaitée.
Dans un mode particulier de réalisation, la paire de bavolets est emmanchée dans des cavités prévues sur les quatre éléments d’angle.
Cet assemblage est particulièrement simple à réaliser et de bonne qualité.
Dans un mode particulier de réalisation, la paire de bavolets est en outre fixée aux éléments d’angle par de la colle et par au moins un rivet.
Cela permet d’augmenter encore la fiabilité de l’assemblage en supprimant tout jeu éventuel entre les bavolets et les éléments d’angle.
Dans un mode particulier de réalisation, la partie avant et la partie arrière sont fixées au plancher central par vissage et/ou boulonnage.
L’assemblage du plancher central et des parties avant et arrière est ainsi particulièrement simple à réaliser et renforce le caractère modulaire du châssis.
Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose également un véhicule automobile, remarquable en ce qu’il comporte un châssis tel que décrit succinctement ci-dessus.
Dans le même but que celui indiqué plus haut, la présente invention propose également une gamme d’au moins deux types de véhicules automobiles comportant chacun un châssis tel que décrit succinctement ci-dessus, remarquable en ce que les éléments d’angle avant et arrière sont invariants entre les deux types de véhicules, tandis qu’au moins une paire de profilés choisis parmi, soit les profilés longitudinaux, soit les profilés transversaux avant et arrière, a une longueur différente pour chacun des deux types de véhicules.
Les avantages et les caractéristiques particulières du véhicule et de la gamme étant identiques à ceux du châssis, ils ne sont pas répétés ici.
D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d’exemples nullement limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
est une représentation schématique d’un repère classiquement utilisé en conception automobile ;
est une vue schématique en perspective d’un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, l’avant du véhicule étant représenté à gauche sur la figure, dans un mode particulier de réalisation ;
est une vue schématique en coupe d’un bavolet compris dans un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ;
est une vue schématique en coupe montrant la fixation entre un bavolet et un élément d’angle arrière dans un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ;
est une vue schématique en perspective montrant la fixation entre un bavolet et un élément d’angle arrière dans un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ;
est une vue schématique montrant la fixation entre un longeron avant et un élément d’angle avant dans un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation ;
est une vue schématique montrant la fixation entre la partie arrière et le plancher central dans un châssis de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation.
Description de mode(s) de réalisation
La montre un repère orthonormé direct XYZ classiquement utilisé en conception automobile et qui sera utilisé dans la présente description. L’axe X désigne la direction longitudinale avant-arrière du véhicule, orientée vers l’arrière. L’axe Y désigne la direction transversale et est orienté vers la droite du véhicule. L’axe Z désigne la direction verticale et est orienté vers le haut.
Ce repère est présent sur la , qui montre un châssis 10 de véhicule automobile conforme à la présente invention, dans un mode particulier de réalisation.
Le châssis 10 comporte un plancher central 12, une partie avant 14 fixée à une première extrémité du plancher central 12 et une partie arrière 16 fixée à une seconde extrémité du plancher central 12.
A titre d’exemple non limitatif, la partie avant 14 et la partie arrière 16 peuvent être fixées au plancher central 12 par vissage et/ou boulonnage.
Conformément à la présente invention, le plancher central 12 comporte quatre éléments d’angle 18, qui sont invariants, c’est-à-dire de mêmes dimensions, de même forme et réalisés dans la même matière, quel que soit le type de véhicule à réaliser à partir du châssis 10.
Les quatre éléments d’angle 18 comprennent deux éléments d’angle avant 180 symétriques par rapport au plan XZ et deux éléments d’angle arrière 182 symétriques par rapport au plan XZ.
les quatre éléments d’angle 18 sont en aluminium et sont typiquement constitués de blocs issus d’un procédé de fonderie en aluminium. De façon classique en matière de fonderie, ce procédé conditionne les courbes et angles de raccordement des surfaces extérieures des quatre éléments d’angle.
Les quatre éléments d’angle 18 sont reliés par une paire de profilés longitudinaux 20 s’étendant dans la direction longitudinale avant-arrière X, appelés aussi longerons latéraux et par une paire de profilés transversaux 22 avant et arrière s’étendant dans la direction transversale gauche-droite Y. Le terme « profilé » signifie que ces pièces présentent une section constante.
Chaque profilé de la paire de profilés longitudinaux 20 relie un élément d’angle avant 180 et l’élément d’angle arrière 182 qui lui fait face.
Le profilé transversal 22 avant relie entre eux les deux éléments d’angle avant 180 et le profilé transversal 22 arrière relie entre eux les deux éléments d’angle arrière 182.
En outre, les profilés 20 et 22 sont en aluminium, par exemple en aluminium extrudé, c’est-à-dire que les profilés 20 et 22 peuvent être issus d’une filière d’extrusion d’aluminium.
Les longueurs des profilés 20 et 22 sont variables d’un type de véhicule à l’autre au sein d’une même gamme de véhicules, suivant la direction des flèches FXet FY.
La paire de profilés longitudinaux 20 est par exemple une paire de bavolets. Dans ce mode de réalisation, chaque bavolet 20 relie un élément d’angle avant 180 et l’élément d’angle arrière 182 qui lui fait face.
Dans ce mode de réalisation, la paire de profilés transversaux 22 est orthogonale à la paire de bavolets 20. Le profilé transversal 22 avant est fixé à la paire de bavolets 20 entre les deux éléments d’angle avant 180 et le profilé transversal 22 arrière est fixé à la paire de bavolets 20 entre les deux éléments d’angle arrière 182.
La partie avant 14 comporte une paire de longerons avant 24 s’étendant dans la direction longitudinale avant-arrière X et au moins une traverse avant 26 s’étendant entre les deux longerons avant 24 suivant la direction transversale gauche-droite Y. Des pièces d’interface assurent la jonction entre les longerons avant 24 et les éléments d’angle avant 180.
La partie arrière 16 comporte une paire de longerons arrière 25 s’étendant dans la direction longitudinale avant-arrière X et au moins une traverse arrière 27 s’étendant entre les deux longerons arrière 25 suivant la direction transversale gauche-droite Y. Des pièces d’interface assurent la jonction entre les longerons arrière 25 et les éléments d’angle arrière 182.
Les longueurs des longerons avant et arrière 24, 25 et des traverses avant et arrière 26, 27 sont variables d’un type de véhicule à l’autre, au sein d’une même gamme de véhicules, suivant la direction des flèches FXAVet FYAVpour la partie avant 14 et suivant la direction des flèches FXARet FYARpour la partie arrière 16.
Le plancher central 12 est délimité, à l’avant, par un tablier 28 disposé entre les éléments d’angle avant 180. La partie inférieure du tablier 28 est constituée par le profilé transversal 22 avant. Le tablier 28 forme une cloison séparant le compartiment passager du compartiment avant du véhicule.
Par ailleurs, le plancher central 12 comporte un tunnel central longitudinal TC qui s’étend suivant la direction longitudinale avant-arrière X sur toute la longueur du plancher central 12. Des traverses sous sièges TS s’étendent suivant la direction transversale gauche-droite Y et relient le tunnel central TC sur chacun de ses côtés aux profilés longitudinaux ou longerons latéraux ou bavolets 20.
Les pièces d’interface permettant de fixer les longerons avant 24 aux éléments d’angle avant 180 et les pièces d’interface permettant de fixer les longerons arrière 25 aux éléments d’angle arrière 182 sont décrits ci-après en lien avec les figures 5 et 6, dans des modes particuliers de réalisation.
La montre la fixation entre un longeron avant 24 et un élément d’angle avant 180, dans un mode particulier de réalisation. A titre d’exemple, la représente le longeron avant 24 gauche et l’élément d’angle avant 180 gauche. La fixation entre le longeron avant 24 droit et l’élément d’angle avant 180 droit est similaire, étant donné que les éléments d’angle avant 180 gauche et droit et les longerons avant 24 gauche et droit sont symétriques par rapport à la direction longitudinale avant-arrière X.
Comme le montre la , une pièce d’interface avant 50 présente une première surface 51 fixée au longeron avant 24, par exemple par un ou plusieurs rivets 510 et une seconde surface 52 fixée à l’élément d’interface avant 180 par une ou plusieurs vis 520.
La montre la fixation entre la partie arrière 16 et le plancher central 12 et plus particulièrement la fixation entre un longeron arrière 25 et un élément d’angle arrière 182, dans un mode particulier de réalisation. A titre d’exemple, la représente le longeron arrière 25 gauche et l’élément d’angle arrière 182 gauche. La fixation entre le longeron arrière 25 droit et l’élément d’angle arrière 182 droit est similaire, étant donné que les éléments d’angle arrière 182 gauche et droit et les longerons arrière 25 gauche et droit sont symétriques par rapport à la direction longitudinale avant-arrière X.
Comme le montre la , une première pièce d’interface arrière 60 relie, par l’intermédiaire d’un ou plusieurs rivets 600, le profilé longitudinal 20, le profilé transversal 22 arrière et l’élément d’angle arrière 182. Par ailleurs, une seconde pièce d’interface arrière 62 relie, par l’intermédiaire d’une ou plusieurs vis 620, le longeron arrière 25, le profilé transversal 22 arrière et l’élément d’angle arrière 182.
Comme le montre la vue en coupe de la , de façon optionnelle, l’intérieur de chaque profilé longitudinal ou longeron latéral ou bavolet 20, appelé aussi âme du bavolet, peut être pourvu d’un réseau de nervures 30. Les nervures 30 internes contribuent au renforcement des bavolets 20.
On peut également doter l’âme des profilés transversaux 22 avant et arrière et/ou des longerons avant et arrière 24, 25 et/ou des traverses avant et arrière 26, 27 d’un réseau de nervures de renforcement.
Dans un mode particulier de réalisation, les bavolets 20 de la paire de bavolets sont emmanchés à chacune de leurs extrémités dans des cavités prévues sur les quatre éléments d’angle 18. La paire de bavolets 20 peut en outre être fixée aux éléments d’angle 18 par de la colle et par un ou plusieurs rivets.
Les figures 4A et 4B montrent à titre d’exemple la fixation entre un bavolet 20 et un élément d’angle arrière 182. Le mode de fixation entre un bavolet 20 et un élément d’angle avant 180 est similaire. Ainsi, comme le montrent la vue en coupe de la et la vue en perspective de la , dans un mode particulier de réalisation, l’extrémité arrière de chaque bavolet de la paire de bavolets 20 est emmanchée dans une cavité prévue dans l’élément d’angle arrière 182 qui reçoit cette extrémité. La forme des parois de la cavité et la forme de la section transversale du bavolet 20 qui y est emmanché sont complémentaires.
Dans le mode particulier de réalisation des figures 4A et 4B, l’extrémité arrière de chaque bavolet de la paire de bavolets 20 est en outre fixée à l’élément d’angle arrière 182 qui reçoit cette extrémité arrière par de la colle (les parties collées sont indiquées sur la par la référence C) et par au moins un rivet 40.
Grâce au caractère ajustable des dimensions des bavolets 20, des profilés transversaux 22 avant et arrière, des longerons avant et arrière 24, 25 et des traverses avant et arrière 26, 27, différents types de véhicules, ayant différentes motorisations, différentes liaisons au sol et différentes esthétiques, peuvent être réalisés à partir du châssis 10 conforme à l’invention, sans modifier les éléments d’angle 18, le châssis 10 étant en outre allégé grâce aux éléments d’angle 18 et aux profilés longitudinaux et transversaux 20, 22 tous réalisés en aluminium.
Ainsi, l’invention propose une gamme d’au moins deux types de véhicules automobiles conforme à l’invention comportant chacun un châssis 10 tel que décrit ci-dessus et dans cette gamme, les éléments d’angle avant 180 et les éléments d’angle arrière 182 sont invariants entre les divers types de véhicules, tandis qu’au moins une paire de profilés choisis parmi, soit les profilés longitudinaux 20, soit les profilés transversaux 22 avant et arrière, a une longueur différente pour chacun des divers types de véhicules.

Claims (10)

  1. Châssis (10) de véhicule automobile, comportant un plancher central (12), une partie avant (14) fixée à une première extrémité du plancher central (12) et une partie arrière (16) fixée à une seconde extrémité du plancher central (12), caractérisé en ce que :
    le plancher central (12) comporte quatre éléments d’angle (18) invariants quel que soit le type de véhicule à réaliser ;
    les quatre éléments d’angle (18) sont en aluminium, comprennent deux éléments d’angle avant (180) et deux éléments d’angle arrière (182) et sont reliés, d’une part, par une paire de profilés longitudinaux (20) en aluminium reliant chacun un élément d’angle avant (180) et l’élément d’angle arrière (182) qui lui fait face et d’autre part, par une paire de profilés transversaux (22) avant et arrière en aluminium, le profilé transversal (22) avant reliant les éléments d’angle avant (180) et le profilé transversal (22) arrière reliant les éléments d’angle arrière (182), la longueur des profilés longitudinaux (20) et des profilés transversaux (22) variant selon le type de véhicule à réaliser ;
    la partie avant (14) comporte une paire de longerons avant (24) reliant la partie avant (14) au plancher central (12) et au moins une traverse avant (26) s’étendant orthogonalement entre les longerons avant (24) et la partie arrière (16) comporte une paire de longerons arrière (25) et au moins une traverse arrière (27) s’étendant orthogonalement entre les longerons arrière (25), la longueur des longerons avant et arrière (24, 25) et des traverses avant et arrière (26, 27) variant selon le type de véhicule à réaliser.
  2. Châssis (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les quatre éléments d’angle (18) sont des blocs issus de fonderie en aluminium.
  3. Châssis (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la paire de profilés longitudinaux (20) et la paire de profilés transversaux (22) sont issues d’une filière d’extrusion d’aluminium.
  4. Châssis (10) selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la paire de profilés longitudinaux (20) est une paire de bavolets (20), le profilé transversal (22) avant est fixé à la paire de bavolets (20) entre les éléments d’angle avant (180) et le profilé transversal (22) arrière est fixé à la paire de bavolets (20) entre les éléments d’angle arrière (182).
  5. Châssis (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paire de bavolets (20) est pourvue d’un réseau de nervures (30) internes de renforcement.
  6. Châssis (10) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la paire de bavolets (20) est emmanchée dans des cavités prévues sur les quatre éléments d’angle (18).
  7. Châssis (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paire de bavolets (20) est en outre fixée aux éléments d’angle (18) par de la colle (C) et par au moins un rivet (40).
  8. Châssis (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie avant (14) et la partie arrière (16) sont fixées au plancher central (12) par vissage et/ou boulonnage.
  9. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte un châssis (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. Gamme d’au moins deux types de véhicules automobiles comportant chacun un châssis (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments d’angle avant et arrière (180, 182) sont invariants entre les deux types de véhicules, tandis qu’au moins une paire de profilés choisis parmi, soit les profilés longitudinaux (20), soit les profilés transversaux (22) avant et arrière, a une longueur différente pour chacun des deux types de véhicules.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2049567A (en) * 1979-05-25 1980-12-31 Fiat Auto Spa Skeletal load-bearing structures for motor vehicles
WO2014063687A2 (fr) * 2012-10-24 2014-05-01 Ksm Castings Group Gmbh Système modulaire
EP3960589A1 (fr) * 2020-09-01 2022-03-02 Hyundai Mobis Co., Ltd. Module de plate-forme de châssis pour véhicule électrique

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