Domaine technique de l'invention

L'invention concerne le domaine des véhicules automobiles.

L'invention a pour objet plus particulièrement une structure de caisse d'un véhicule automobile intégrant une barre longitudinale de toit destinée au transport de charge.

État de la technique II est connu des véhicules qui comprennent des barres longitudinales bien souvent rapportées de manière vissées à la structure de caisse du véhicule. C'est la raison pour laquelle, les brancards de la partie supérieure de la structure de caisse comprennent des écrous de fixation destinés à l'assemblage des barres de toit. Un tel arrangement des barres longitudinales sur la caisse engendre des problèmes de montage qui sont en partie dus par un nombre élevés de pièces à assembler et par leurs tolérances de fabrication. Cette difficulté d'assemblage est néanmoins bien souvent surmontée en outre passant les spécificités de montage du constructeur. Cela se traduit inévitablement par un assemblage dont les jeux et affleurements entre la barre longitudinale et la structure de caisse dégradent l'aspect qualitatif d'assemblage du véhicule.

Il est également connu que l'un des paramètres essentiels de confort pour les occupants d'un véhicule consiste en un confort visuel obtenu par un certain degré de clarté lorsqu'il se trouve dans l'habitacle du véhicule. Pour ce faire, certains véhicules comportent un toit transparent, bien souvent un toit vitré, rapporté par superposition à un cadre de toit. Ce dernier est monté sur la structure du véhicule de telle manière que ses bords latéraux viennent latéralement en appui contre les brancards de toit du véhicule. La dimension de l'ouverture du cadre de toit, c'est-à-dire le clair de baie impactant la luminosité ambiante, est alors assujettie à l'architecture même de la structure de caisse au niveau du toit, et notamment à celle des brancards de toit.

Les solutions actuelles ne permettent pas d'augmenter le clair de baie, pénalisant ainsi le confort des occupants. En outre, un véhicule équipé de barres longitudinales est de conception complexe et d'assemblage difficile à réaliser.

En ce sens, il existe un besoin de développer une nouvelle structure de véhicule qui vise à augmenter la qualité perçue du toit du véhicule automobile. Objet de l'invention

Le but de la présente invention est de proposer une solution qui remédie à tout ou partie des inconvénients listés ci-dessus. L'invention concerne une structure de caisse d'un véhicule automobile comprenant un côté de caisse monté sur une doublure de côté de caisse afin de définir une poutre structurelle délimitant en partie un encadrement de toit. Plus particulièrement, la structure objet de l'invention se caractérise par le fait que la poutre structurelle comprend une surélévation en Z délimitant une partie distale du côté de caisse, ladite partie distale étant une barre longitudinale de toit configurée pour le transport de charge. L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle le côté de caisse et la doublure de côté de caisse définissent un montant de baie au prolongement duquel s'étend la barre longitudinale de telle sorte que la poutre structurelle est de section variable, le côté de caisse étant une pièce monolithique. L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle la partie distale est un trièdre comprenant un moyen de retenue en Z destiné à coopérer avec un dispositif de portage rapporté.

L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle ledit moyen de retenue comprend au moins un épaulement réalisé dans une paroi extérieure du côté de caisse.

L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle au moins un renfort additionnel de barre longitudinale disposé contre un côté intérieur du côté de caisse, au niveau de la partie distale.

L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle la doublure de côté de caisse comprend au moins une bandes d'interconnexion, de préférence une bande d'interconnexion supérieure et une bande d'interconnexion inférieure sur lesquelles est fixé le côté de caisse par soudage ou collage. L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle la poutre structurelle comprend un renfort de brancard agencé sur une face intérieure du côté de caisse et fixé à ce dernier par soudage ou collage.

L'invention concerne également une structure de caisse selon laquelle chaque renfort additionnel de barre et le renfort de brancard sont liés l'un à l'autre par l'intermédiaire du côté de caisse.

L'invention a aussi trait à un arrangement d'une pièce d'aspect sur une structure de caisse ayant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées, la pièce d'aspect est un enjoliveur recouvrant par superposition au moins partiellement ladite partie distale, l'enjoliveur étant lié à la barre longitudinale par un dispositif de montage réversible de type à fixation rapide.

L'invention concerne aussi un véhicule comprenant un toit, notamment un toit vitré, délimité par un structure de caisse ayant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées, le toit comprend des bords latéraux liés au côté de caisse par au moins un cordon de soudure de telle sorte que la partie distale du côté de caisse est disposée en saillie verticale hors d'un bord latéral de toit.

Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d'une partie supérieure d'une caisse de véhicule automobile, selon l'invention, - la figure 2 est une vue représentant la partie supérieure de la caisse de véhicule automobile de la figure 1 , selon un angle de vue différent,

- la figure 3 illustre en coupe A-A d'un brancard de toit selon un mode d'exécution de l'invention,

- la figure 4 est une vue en perspective représentant la localisation de renfort de barre de toit,

- la figure 5 illustre en coupe A-A un brancard de toit de la figure 3 équipé d'un élément d'habillage,

- la figure 6 est une vue en perspective éclatée représentant l'enjoliveur de barre de toit disposée verticalement au-dessus de la barre de toit, préalablement à son assemblage final à la barre de toit. Description de modes préférentiels de l'invention

Ce qui va être décrit ci-après diffère de l'art antérieur notamment en ce que l'on va utiliser et conformer des pièces de structure du véhicule afin d'intégrer une barre longitudinale destinée au transport de charge, dans chaque poutre latérale de toit. Par voie de conséquence, la barre longitudinale devient un élément structurel qui appartient à la structure de caisse du véhicule.

Au préalable, quelques définitions vont être données pour permettre une meilleure compréhension de l'invention et de sa zone d'application.

Aux figures 1 à 6, il est représenté un repère orthonormé XYZ. Ce repère correspond au référentiel du véhicule automobile lorsque ce dernier repose sur le sol, et pour lequel X est orienté vers l'arrière du véhicule automobile et sensiblement parallèle à un axe longitudinal du véhicule automobile, Y est orienté vers un côté latéral du véhicule et sensiblement parallèle à un axe latéral du véhicule, et Z est orienté vers le haut et sensiblement parallèle à un axe vertical du véhicule. En ce sens, aux figures 1 à 6, le repère XYZ permet d'illustrer un agencement préféré de ce qui est représenté auxdites figures lorsque ce qui est représenté est monté audit véhicule.

Les figures 1 , 2, 4 et 6 illustrent selon des vues en perspective partielle, une caisse de véhicule automobile, notamment une poutre structurelle formant en partie un encadrement de toit, qui nous intéresse plus particulièrement dans le cadre de la présente invention.

Ladite partie sommitale comprend un montant de baie 2 qui est une partie de la structure de caisse qui s'étend le long d'une ouverture destinée à recevoir le pare-brise avant du véhicule automobile. Le montant de baie 2 s'étend notamment dans sa longueur selon l'axe longitudinal X. En particulier, le montant de baie 2 s'étend de manière inclinée par rapport à l'horizontal (plan XY) du véhicule automobile entre une zone de compartiment moteur (non représentée) et une traverse avant de toit délimitant un bord supérieur de l'ouverture destinée à recevoir le pare-brise avant du véhicule automobile.

Ladite partie sommitale comprend en outre une structure de caisse qui est une partie de la caisse qui s'étend dans un prolongement vers l'arrière du montant de baie 2, notamment depuis la traverse avant de toit susmentionnée. Généralement, la poutre structurelle est de section creuse qui est obtenue par l'assemblage par superposition d'une paroi extérieure à une paroi intérieure. Ladite paroi extérieure est un côté de caisse 10 qui est visible de l'extérieur du véhicule. Ladite paroi intérieure est une doublure 20 de côté de caisse qui est destinée à être recouverte en partie par une garniture (non représentée) intérieure de toit.

La doublure de caisse 20 est une pièce rigide destinée usuellement à former la structure de la caisse tandis que le côté de caisse 10 est une pièce rapportée sur la doublure de caisse 20, du côté extérieur du véhicule automobile. Ce côté de caisse 10 forme usuellement la carrosserie extérieure visible par un observateur se tenant à l'extérieur du véhicule automobile.

La poutre structurelle se termine au niveau d'une zone arrière qui, selon la typologie de véhicule, peut être délimitée par une gouttière arrière de la porte de coffre (non représentée). La poutre structurelle peut être liée à un pied milieu de la caisse de telle sorte que ces pièces structurelles forment ensemble au moins un encadrement de porte latérale. La poutre structurelle est qualifiée par la suite de brancard, qui un terme générique connu et attribué à cette pièce structurelle.

Dans le cadre d'une caisse prise dans sa globalité, elle comporte généralement deux montants de baie 2 et deux brancards 1 similaires l'un à l'autre, au de plan de symétrie près, qui sont destinés à former respectivement une partie latérale droite de la caisse et une partie latérale gauche de la caisse. Autrement dit, tout ce qui s'applique à un montant de baie en particulier et/ou à un brancard en particulier dans la présente description peut s'appliquer indifféremment à une partie latérale droite et/ou gauche du véhicule automobile.

De manière préférée, la poutre structurelle comporte au moins une doublure 20 de côté de caisse, un côté de caisse 10. Tout ou partie du brancard peut en outre comporter un renfort 32 de brancard participant à sa rigidification de sorte que le brancard est une voie de transfert des efforts d'un choc du véhicule contre un obstacle.

La structure 1 de caisse intègre une barre longitudinale 3 qui peut rendre possible le transport de charge. Bien souvent, les barres longitudinales d'un véhicule sont reliées l'une à l'autre par un dispositif de portage approprié, telles que des barres transversales fixées de manière démontable aux barres longitudinales, par un dispositif d'interface et de connexion approprié.

Comparativement au brancard traditionnel, chaque brancard de l'invention comprend une barre longitudinale 3 qui s'étend progressivement selon l'axe longitudinal X en saillie verticale d'axe Z depuis le montant de baie 2, comme cela est rendu visible aux figures 1 , 2, 4 et 6.

Par voie de conséquence, et contrairement au brancard traditionnel dans lequel la partie sommitale du brancard s'étend sensiblement au niveau de la partie sommitale du bord latéral de toit, selon un plan sensiblement d'axe XY, la partie sommitale du brancard est ici une partie distale éloignée en Z du bord latéral 51 du toit 5.

L'écart en Z entre la partie distale 15 de la structure 1 et le bord latéral 51 du toit 5 varie progressivement d'une valeur nominale h1 au niveau d'une partie avant du brancard jusqu'à une valeur maximale h2, supérieure à la hauteur nominale h1 . De la partie avant 33 à la partie arrière 34 du brancard, la variation d'écart en Z entre la partie distale du brancard et le bord latéral 51 de pavillon de toit 5 définit une rampe ascendante. En prolongeant vers la partie arrière 34 du brancard, l'écart en Z entre la partie distale 15 du brancard et le bord latéral 51 de pavillon de toit 5 est sensiblement constant et de valeur h2. En partie arrière 34, la variation d'écart entre la partie distale 15 du brancard et le bord latéral 51 de pavillon de toit 5 définit une rampe descendante.

Afin d'améliorer l'écoulement de l'air le long de la barre longitudinale 3, la pente de la rampe ascendante est inférieure à la pente de la rampe descendante, comme cela est rendu visible sur les figures 1 , 2, 4 et 6. Vu de profil, la rampe ascendante peut avoir un profil sensiblement linéaire, contrairement à la rampe descendante qui peut avoir un profil arrondi. Dans ce qui suit va être décrit l'arrangement des éléments constitutifs de la structure 1 dans laquelle est réalisée la barre longitudinale 3.

Afin de réduire l'encombrement en Y de l'ensemble formé par la barre longitudinale 3 de toit et le brancard, la barre longitudinale 3 s'étend verticalement au droit d'une section creuse formée par l'assemblage de la doublure 20 de côté de caisse avec un renfort 32 de brancard, comme cela est rendu visible aux figures 3 et 5.

Le brancard consistant en un assemblage d'un côté de caisse 10 sur une doublure 20 de côté de caisse, une pièce intermédiaire dite renfort 32 de brancard peut s'étendre linéairement le long de toute ou partie du brancard.

Les matériaux utilisés à la fabrication des éléments constitutifs du brancard peuvent être différents. A titre d'exemple, le côté de caisse 10 peut être réalisé en acier, comme la doublure 20 de côté de caisse. Le renfort 32 de brancard peut être en acier ou en matériau à haute résistance à la déformation, comme par exemple un matériau composite chargé en fibre de carbone. La doublure 20 de côté de caisse peut être monolithique, et notamment en matériau composite. L'utilisation du matériau composite pour former en outre le côté de caisse et la doublure de côté de caisse participe à une volonté d'améliorer la légèreté de la caisse du véhicule automobile. L'assemblage du côté de caisse 10 avec la doublure 20 de côté de caisse peut s'effectuer par un moyen d'interconnexion, rendues visibles sur les vues en coupe des figures 3 et 5. Ledit moyen d'interconnexion comprend une bande d'interconnexion inférieure 21 qui est réalisée dans un bord inférieur du feuillard de la doublure 20 de côté de caisse, ainsi qu'une bande d'interconnexion supérieure 22 d'un bord supérieur du feuillard de la doublure 20 de côté de caisse. Le bord inférieur 21 du feuillard de la doublure 20 de côté de caisse 20 peut définir en partie un encadrement de porte avant ou arrière. Le renfort 32 de brancard comprend des bords d'extrémité opposés qui sont destinés à venir en appui contre les rampes d'interconnexion 21 et 22. Le renfort 32 est ainsi interposé entre le coté de caisse 10 et la doublure 20 de côté de caisse. Chaque bande d'interconnexion inférieure 21 et supérieure 22 est de préférence reliée au côté de caisse 10, notamment par l'intermédiaire du renfort 32 de brancard, par soudage ou collage.

Le côté de caisse 10 comprend une paroi verticale intérieure 13 contre laquelle le bord 51 latéral du pavillon de toit 5 vient en appui. Selon un plan YZ de coupe, le bord 51 latéral du pavillon de toit 5 est incurvé de telle sorte qu'il définit avec la paroi verticale intérieure 13 sensiblement linéaire d'axe Z du côté de caisse 10, une rainure dans laquelle un cordon de soudure 6 peut être disposé. Au prolongement vers l'extérieur la paroi verticale intérieure 13, le côté de caisse 10 comprend une paroi sommitale 12 qui s'étend sensiblement de manière perpendiculaire à la paroi 13. La paroi sommitale 12 est sensiblement parallèle à un plan XY.

Au prolongement vers l'extérieur la paroi sommitale 12, le côté de caisse 10 comprend une paroi extérieure 1 1 qui s'étend de manière sensiblement inclinée par rapport à un plan d'axe XZ.

La paroi extérieure 1 1 comprend un moyen de retenue 14, du type d'un épaulement qui peut s'étendre linéairement le long du brancard. Un tel épaulement définit une butée de retenue en Z.

Dans le cadre de la présente invention, le côté de caisse 10 peut comprendre des renforts additionnels 30 de barre de toit 3. A titre d'exemple, de tels renforts additionnels 30 peuvent être disposés contre une face intérieure de la doublure 10 de caisse afin d'en augmenter localement la rigidité.

De préférence, les renforts additionnels 30 sont disposés linéairement au niveau de chaque zone d'interface destiné à recevoir une barre transversale de transport de charge. Chaque renfort additionnel 30 permet de répartir l'effort de la charge à transporter sur la structure 1 de caisse, et plus particulièrement sur le côté de caisse 10.

Pour ce faire, chaque renfort additionnel 30 de barre a en partie sensiblement le même profil que celui des parois intérieure 13 et extérieure 1 1 du côté de caisse 10, en ce sens qu'il vient en appui surfacique contre la face intérieure de ces parois. La liaison entre chaque renfort additionnel 30 et le côté de caisse 10 peut s'effectuer par des points de soudure.

De manière alternative, le renfort additionnel 30 peut être réalisé en matériau composite de sorte que la liaison est réalisée par un cordon de colle approprié permettant de réaliser un assemblage définitif du renfort additionnel 30 au côté de caisse 10.

Le renfort additionnel 30 peut avoir un profil approximativement en U inversé de telle sorte que l'une de ses extrémités libres est disposée au droit de l'épaulement formant ledit moyen 14 de retenue en Z et que l'extrémité libre opposée est située à proximité du cordon de soudure 6 selon un plan XY.

Afin de réduire l'encombrement en Y de l'ensemble formé par la barre longitudinale 3 de toit et la poutre structurelle (le brancard), le renfort additionnel 30 s'étend verticalement au droit de la doublure 20 de côté de caisse, à l'intérieur de la poutre rigidifiée formée par l'assemblage du côté de caisse 10, de la doublure 20 de côté de caisse et du renfort 32 de brancard, comme cela est rendu visible aux figures 3 et 5.

Dans le cadre de la présente invention, la barre longitudinale 3 peut recevoir une pièce d'aspect du type d'un élément d'habillage, tel un enjoliveur 4 de barre de toit. Ce dernier est monté à recouvrement de la barre longitudinale 3, par l'extérieur de cette dernière. Il peut notamment venir à recouvrement en totalité de la paroi sommitale 12 et en partie des parois intérieure 13 et extérieure 12. L'enjoliveur 4 a ainsi une section transversale sensiblement identique à celle de la barre longitudinale 3 de toit. L'enjoliveur 4 peut aussi avoir un profil longitudinal sensiblement identique à celui de la barre longitudinale 3. A cet effet, l'enjoliveur 4 comprend des extrémités avant 43 et arrière 44 de conformation sensiblement assujettie aux parties avant 33 et arrière 34 de la barre longitudinale 3.

L'un des bords latéraux 41 de l'enjoliveur peut comprendre un crochet conformé pour coopérer par complémentarité de forme avec ledit moyen de retenue 14 en Z. L'enjoliveur 4 comprend un bord longitudinal d'extrémité qui peut être conformé afin de venir en prise contre l'épaulement. Un tel bord longitudinal d'extrémité de l'enjoliveur 4 peut être un crochet de fixation qui vient en appui contre ledit moyen 14 de retenue en Z formée par l'épaulement.

La fixation de l'enjoliveur 4 sur le côté de caisse 10 peut comprendre des moyens de montage réversible qui rendent possible le démontage de l'enjoliveur 4. De préférence, l'enjoliveur 4 est lié au côté de caisse 10 par l'intermédiaire de clips de fixation (non représentés) répartis le long de l'enjoliveur 4. A titre d'exemple, les traits en pointillés de la figure 6 représentent le positionnement de quatre clips de fixation s'étendant hors de l'enjoliveur 4, à l'intérieur de ce dernier. La paroi sommitale 12 du côté de caisse 10 comprend des ouvertures au travers desquels les clips sont disposés en prise afin d'en assurer la fixation.

Selon une mise en œuvre, l'élément d'habillage 4 peut aussi être une pièce de renfort participant à la rigidité de la barre longitudinale 3. L'élément d'habillage 4 peut être réalisé en aluminium. On comprend de ce qui précède que l'invention est aussi relative à un agencement pour véhicule automobile. Un agencement est un dispositif comprenant plusieurs pièces assemblées les unes par rapport aux autres. Les figures 3 et 5 illustrent une coupe A-A de la figure 2 permettant de visualiser un tel agencement.

Le côté de caisse 10 et/ou la doublure 20 de côté de caisse peuvent chacun être monolithique, et notamment en matériau composite. L'utilisation du matériau composite participe à une volonté d'améliorer la légèreté de la caisse du véhicule automobile afin d'en réduire sa consommation d'énergie.

De manière avantageuse, l'arrangement de la barre longitudinale 3 intégrée dans le brancard permet de réduire l'encombre de la structure 1 ainsi constituée.

Dans le cas d'un véhicule équipé d'un toit translucide, un tel arrangement permet d'améliorer le clair de baie, ce qui améliore d'autant le confort à l'intérieur de l'habitacle du véhicule.

L'arrangement d'une pièce d'aspect, du type d'un enjoliveur 4, sur la structure 1 de caisse permet une protection de la structure 1 . L'enjoliveur 4 peut être en aluminium ou en matière plastique. Ce dernier est conformé afin de coopérer par complémentarité de forme avec la partie distale 15 du côté de caisse 10. Dans ce but, l'enjoliveur 4 vient en appui contre chacune des parois 1 1 , 12, 13 constitutives de la barre longitudinale 3.

L'enjoliveur 4 peut comprendre un dispositif de montage réversible de type à fixation rapide, comme par exemple des clips de fixation, qui sont destinés à venir en prise dans des ouvertures dédiées pratiquées dans la paroi sommitale 12 du côté de caisse 10.

Lorsque l'enjoliveur 4 est assemblé à la barre longitudinale 3, il recouvre par superposition au moins partiellement ladite partie distale 15.

Avantageusement, une telle intégration permet de s'affranchir du temps d'essai habituellement nécessaire pour valider la tenue des barres longitudinales rapportées sur la structure de caisse du véhicule. Enfin, une telle intégration permet aussi d'améliorer de manière substantielle la qualité perçue.

Bien entendu, l'invention est aussi relative à un véhicule automobile comportant un agencement tel que décrit.