Titre de l'invention : Véhicule avec une structure de soubassement comprenant un dispositif de protection contre les chocs

[0001 ] La présente invention revendique la priorité de la demande française 2100815 déposée le 28 Janvier 2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[0002] La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles comprenant dans la structure de soubassement, un dispositif de protection contre les chocs d’un élément monté sous la caisse du véhicule.

[0003] Les véhicules automobiles, et en particulier les véhicules automobiles électriques sont équipés d’une batterie de propulsion permettant d’entrainer un moteur électrique. La batterie de propulsion est de forme sensiblement parallélépipédique et est généralement agencée dans un bac de batterie fixé dans la structure de soubassement, sous la caisse du véhicule au niveau des sièges avant et arrière. Communément, le bac de batterie est monté suspendu sous la caisse du véhicule constituant un élément de carénage proéminent selon la verticale.

[0004] La fixation du bac de batterie sous caisse doit être réalisée de manière suffisamment robuste pour limiter les risques de chute pendant le roulage du véhicule, mais aussi de manière amovible pour permettre des opérations de maintenance. Pour des raisons de sécurité et d’assurance, est de plus souhaitable que le démontage du bac de batterie soit réservé à un technicien spécialisé.

[0005] L’emplacement de la batterie dans la structure de soubassement permet un accès aisé en cas de maintenance, mais expose la batterie à des risques de chocs, notamment par des obstacles provenant de la route.

[0006] Ces risques de choc existent lors des manœuvres de recul comme par exemple sur un trottoir, et peuvent aussi être importants lors de la marche du véhicule sur route car des objets disposés sur la route peuvent arriver à grande vitesse sous le véhicule. Il est donc souhaitable de pouvoir installer un dispositif de protection contre les chocs pour la batterie ou pour un autre élément sensible monté sous la caisse du véhicule tel que dans la structure de soubassement. [0007] L’installation d’un dispositif de protection pour un élément, comme une batterie de propulsion, monté sous la caisse du véhicule, comme par exemple un dispositif de type déflecteur ou un dispositif comprenant une plaque de protection pose différents problèmes. En effet pour limiter la transmission des forces dues à un choc, on souhaite fixer un tel dispositif à la caisse du véhicule et non à un élément monté sous caisse. Un dispositif de protection contre les chocs doit aussi être aisément remplaçable, sans outils ou compétences spéciales, en cas de dommages après un choc. Enfin, les agencements des structures de soubassement des véhicules actuels sont réalisés pour maximiser les dimensions de la batterie de propulsion et laissent peu d’espace pour fixer un dispositif de protection du bac de batterie à la caisse du véhicule.

[0008] Il y a donc un besoin pour un moyen de protection d’un élément monté sous caisse qui soit montable et démontable aisément et qui puisse être fixé à la caisse du véhicule malgré les contraintes d’espace importantes.

[0009] On connaît des dispositifs de protection contre les chocs d’un élément de véhicule automobile monté sous caisse comme, par exemple, dans le document EP3007936. Ce document divulgue un dispositif de protection formé par un élément sous caisse en matière plastique renforcée de fibres. L’élément sous caisse est une coque qui forme un carénage et permet le passage d’un arbre de direction. Le but est d’offrir une protection avec un dispositif léger. Ce document ne traite pas le montage d’un dispositif avec de forte contraintes au niveau de la fixation sur la caisse, ni le montage et le démontage du dispositif.

[0010] Le document DE 10204116836 divulgue un dispositif de protection contre les chocs d’une batterie de propulsion montée sous la caisse d’un véhicule. Le dispositif de protection comprend un déflecteur monté en avant de la batterie de propulsion dans le sens de la marche du véhicule. Le déflecteur peut être abaissé ou levé en fonction de la vitesse du véhicule de manière à ne pas immobiliser le véhicule en cas de choc. Ce document ne traite pas non plus des problématiques de fixation ou de montage/démontage du déflecteur.

[0011 ] Dans le document FR 2 950 852, un dispositif de protection d’un élément de véhicule monté sous caisse comprend un élément de carénage monté proéminant sous caisse de manière à former un point bas qui soit verticalement plus bas qu’un élément du véhicule. Le dispositif est agencé à l’arrière du véhicule de manière à protéger l’élément lors de manœuvres de recul. L’élément de carénage comprend une surface d’appui avec une pente permettant de soulever le véhicule par contact avec un obstacle et ainsi éviter un choc contre l’élément.

[0012] Aucun des documents connus de l’état de la technique ne propose de solution contre les chocs d’un élément monté sous caisse qui prenne en compte les contraintes d’espace et de montage mentionnées plus haut.

[0013] L’objet de la présente invention est de répondre à au moins un des problèmes et/ou inconvénients de l’état de la technique. En particulier, l’invention a pour objectif de proposer un véhicule automobile comprenant un dispositif de protection d’un élément monté sous la caisse du véhicule qui réponde à la fois aux contraintes d’espace et qui soit aisément montable et démontable.

[0014] A cet effet et selon un premier aspect, l’invention concerne un véhicule avec une structure de soubassement comprenant au moins une pièce de caisse, le véhicule comprenant au moins un élément fixé sous la pièce de caisse, et un dispositif de protection contre les chocs pour protéger le ou au moins un des éléments fixé sous la pièce de caisse ; le véhicule est remarquable en ce qu’au moins un élément et le dispositif de protection contre les chocs sont fixés à la pièce de caisse par au moins un dispositif de fixation commun, ce dispositif de fixation commun comprenant des moyens de fixation indépendants de manière à ce que le dispositif de protection contre les chocs puisse être monté ou démonté indépendamment de l’élément.

[0015] Le dispositif de protection contre les chocs peut être fixé en utilisant les mêmes points de fixation que ceux prévus pour la fixation d’un élément monté sous caisse dans la structure de soubassement du véhicule. Ces points de fixation peuvent être ceux de l’élément qu’il protège ou ceux d’un autre élément. La fixation du dispositif de protection contre les chocs ne nécessite donc pas l’aménagement de nouveaux points de fixation sur la pièce de caisse et répond aux contraintes d’espace évoquées plus haut. De plus la fixation du dispositif de protection contre les chocs est indépendante de la fixation de l’élément. Ainsi, il est possible de démonter uniquement le dispositif de fixation contre les chocs, sans entrainer le démontage d’un autre élément, facilitant les opérations de maintenance.

[0016] Dans des modes de réalisation de l’invention, les moyens de fixation du dispositif de fixation commun comprennent deux tiges filetées coaxiales, et au moins une tête ; les tiges filetées permettant respectivement la fixation du dispositif de protection contre les chocs indépendamment de la fixation de l’élément. Ces moyens de fixation communs sont de fabrication et d’utilisation simple.

[0017] De préférence, les moyens de fixation du dispositif de fixation commun comprennent une tête et deux tiges filetées coaxiales s’étendant de part et d’autre de la tête ; une première tige filetée étant destinée à la fixation par serrage d’un élément à la pièce de caisse du véhicule, et une deuxième tige filetée étant destinée à la fixation par serrage du dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse du véhicule. De préférence, la tête comprend des moyens de préhension.

[0018] Avantageusement les deux tiges filetées coaxiales ont des diamètres différents, pour pouvoir s’adapter aux trous formant des points de fixation de l’élément et du dispositif de protection contre les chocs.

[0019] Pour faciliter l’introduction d’une tige filetée dans un orifice ou point de fixation de la pièce de caisse, d’un élément, ou du dispositif de protection contre les chocs, la tige filetée peut comprendre une extrémité libre avec une partie de guidage comme par exemple une partie conique ou cylindrique de diamètre réduit.

[0020] Dans des modes de réalisation, les moyens de fixation du dispositif de fixation commun comprennent une première vis destinée à la fixation par serrage d’un élément à la pièce de caisse du véhicule, la première vis comprenant une tête avec un trou taraudé permettant l’insertion d’une deuxième vis destinée à la fixation par serrage du dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse du véhicule ; de préférence, le trou taraudé s’étend depuis la tête de la première vis et à travers la tige de la première vis.

[0021] De préférence, le couple de serrage appliqué pour la fixation de l’élément est supérieur d’au moins 20 N.m au couple de serrage appliqué pour la fixation du dispositif de protection contre les chocs ; de préférence, supérieur d’au moins 30 N.m. La grande différence entre les deux couples de serrage permet de desserrer le dispositif de protection contre les chocs sans avoir à maintenir le dispositif de fixation commun qui reste immobile par la fixation entre l’élément et la caisse du véhicule. Avantageusement, le couple de serrage appliqué pour la fixation de l’élément est d’au moins 80 N.m ; de préférence d’au moins 90 N.m ; de préférence d’au moins 100N.m ; et le couple de serrage appliqué pour la fixation du dispositif de protection contre les chocs est d’au moins 60 N.m ; de préférence d’au moins 70 N.m ; de préférence d’au moins 80 N.m.

[0022] Dans des modes de réalisation, les éléments comprenant un bac de batterie, le véhicule est remarquable en ce que le dispositif de protection contre les chocs est fixé en dessous de la pièce de caisse par un dispositif de fixation commun avec le bac de batterie.

[0023] Avantageusement, les éléments comprenant en outre un berceau avant disposé en avant par rapport au bac de batterie, un espace entre le bac de batterie et le berceau avant ; le véhicule est remarquable en ce que le dispositif de protection contre les chocs est fixé verticalement en-dessous de l’espace entre le bac de batterie et le berceau avant, et en ce que le dispositif de protection contre les chocs est fixé par un dispositif de fixation commun avec le bac de batterie et par un dispositif de fixation commun avec le berceau avant.

[0024] De préférence, le dispositif de protection contre les chocs s’étend verticalement vers le bas plus bas que l’élément destiné à être protégé ; de préférence au moins 1 cm plus bas ; de préférence, au moins 1 ,5 cm plus bas. Cette distance permet au dispositif de protection contre les chocs de rencontrer un obstacle disposé sur la route avant l’élément et ainsi de bien protéger ce dernier.

[0025] Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de fixation commun comprenant des moyens de fixation par serrage pour au moins deux éléments destinés à être montés sous caisse dans la structure de soubassement d’un véhicule automobile selon le premier aspect, les moyens de fixation comprenant deux tiges filetées coaxiales, et au moins une tête ; chaque tige filetée permettant le serrage d’un élément respectif indépendamment de l’autre. [0026] Selon un troisième aspect, l’invention concerne l’utilisation d’un dispositif de fixation commun selon le deuxième aspect dans un véhicule automobile pour la fixation d’au moins deux éléments sous caisse dans la structure de soubassement dudit véhicule automobile.

[0027] Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un procédé de fixation d’un dispositif de protection contre les chocs, et d’un élément sous une pièce de caisse d’une structure de soubassement d’un véhicule, par au moins un dispositif de fixation commun comprenant des moyens de fixation indépendants ; les moyens de fixation comprenant deux tiges filetées coaxiales, et au moins une tête ; les tiges filetées permettant respectivement la fixation du dispositif de protection contre les chocs indépendamment de la fixation de l’élément ; le procédé comprenant les étapes de : fixer l’élément à la pièce de caisse par serrage via une première tige filetée des moyens de fixation du dispositif de fixation commun ; fixer le dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse par serrage via une deuxième tige filetée des moyens de fixation du dispositif de fixation commun.

[0028] D’autres particularités et caractéristiques de l’invention ressortiront de la description détaillée d'au moins un mode de réalisation avantageux présenté ci- dessous, à titre d’illustration, en se référant aux dessins annexés. Ceux-ci montrent :

[0029] [Fig. 1] la figure 1 est une vue partielle de dessous d’un véhicule dépourvu d’un dispositif de protection contre les chocs ;

[0030] [Fig. 2] la figure 2 est une vue partielle de dessous d’un véhicule selon un mode de réalisation de l’invention ;

[0031] [Fig. 3] la figure 3 est une vue partielle en coupe de côté du véhicule de la figure 2, montrant un dispositif de protection contre les chocs ;

[0032] [Fig. 4] la figure 4 montre une vue en coupe de côté d’un détail d’un moyen de fixation d’un dispositif de fixation commun dans un mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention ;

[0033] [Fig. 5] la figure 5 montre une vue en coupe de côté d’un moyen de fixation d’un dispositif de fixation commun dans le mode de réalisation de la figure 4 ; [0034] [Fig. 6] la figure 6 montre une vue en coupe de côté d’un dispositif de fixation commun dans le mode de réalisation de la figure 4 ;

[0035] [Fig. 7] la figure 7 montre une vue en coupe de côté d’un détail d’un moyen de fixation d’un dispositif de fixation commun dans un autre mode de réalisation d’un véhicule selon l’invention ;

[0036] [Fig. 8] la figure 8 montre une vue en coupe de côté d’un moyen de fixation d’un dispositif de fixation commun dans le mode de réalisation de la figure 7 ;

[0037] [Fig. 9] la figure 9 montre une vue en coupe de côté d’un dispositif de fixation commun dans le mode de réalisation de la figure 7.

[0038] Dans la suite de la description, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule auquel il fait référence. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ».

[0039] De même, les termes « inférieur », « supérieur », « haut » et « bas » s’entendront selon leur définition usuelle, dans laquelle les termes « inférieur » et « bas » indiquent une proximité avec le sol plus importante selon la direction verticale que respectivement les termes « supérieur » et « haut ».

[0040] Les termes « longitudinal », « transversal », « avant » et « arrière » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule tel que pris selon son sens normal de marche.

[0041] Dans la suite de la description, des éléments présentant une structure identique et/ou des fonctions analogues seront désignés par une même référence.

[0042] La figure 1 montre une vue partielle de dessous d’un véhicule, de type véhicule automobile, comprenant une structure de soubassement 10. Dans la figure 1 , l’avant du véhicule se trouve à la partie supérieure de la figure. Le véhicule est représenté ici dépourvu d’un dispositif de protection contre les chocs de manière à montrer une pièce de caisse 12 et l’espace disponible au niveau de la pièce de caisse.

[0043] La pièce de caisse 12 ou bas de caisse présente une surface qui en utilisation du véhicule se trouve en regard de la route. La pièce de caisse 12 peut servir de support pour la fixation d’au moins un élément sous ladite pièce de caisse. A titre d’exemples non limitatifs, les éléments fixés au niveau de la structure de soubassement peuvent comprendre un réservoir, un bac de batterie dans lequel se trouvent un ou plusieurs modules de batterie, des équipements sensibles comme des conduites, des faisceaux électriques, des connecteurs, des capteurs, et aussi un berceau avant.

[0044] Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, un bac de batterie 14 et un berceau avant 16 sont tous deux fixé en-dessous de la pièce de caisse 12. Ces éléments sont disposés en regard de la surface de roulage du véhicule, et sont susceptibles d’être exposés directement à des chocs dus à des projections tels que des gravillons ou des pierres, ou à des obstacles présents sur la surface de roulage.

[0045] La fixation d’un élément à la pièce de caisse doit être robuste de manière à limiter le risque de chute d’un élément sur la route pendant le roulage du véhicule. Dans l’exemple d’une fixation par vis, le serrage est assuré avec un couple prédéterminé de manière à former un serrage dit sécuritaire.

[0046] Comme montré à la figure 2, la structure de soubassement comprend en outre un dispositif de protection 18 contre les chocs pour protéger au moins un des éléments contre des chocs d’objets passant en-dessous du véhicule.

[0047] La disposition du dispositif de protection 18 contre les chocs est de préférence entre un bord du véhicule et l’élément destiné à être protégé contre les chocs. Typiquement dans le cas d’une protection en marche avant du véhicule, le dispositif de protection 18 est disposé en avant du véhicule par rapport à l’élément destiné à être protégé.

[0048] Au moins un élément et le dispositif de protection 18 contre les chocs sont fixés à la pièce de caisse 12 par au moins un dispositif de fixation commun 20. Ce dispositif de fixation commun comprend deux moyens de fixation indépendants de manière à ce que le dispositif de protection puisse être monté ou démonté indépendamment de l’élément.

[0049] Les moyens de fixations du dispositif de fixation commun 20 peuvent être des moyens de fixation par serrage comme par exemple par des systèmes vis- écrous, mais il est aussi possible d’utiliser d’autres moyens de fixation, comme par exemple des moyens de fixation amovibles par encastrement avec un système de verrouillage ou autre.

[0050] Les moyens de fixation du dispositif de fixation commun peuvent être des moyens de fixation par serrage comprenant deux tiges filetées coaxiales, et au moins une tête ; les tiges filetées permettant respectivement le serrage d’un élément indépendamment du serrage du dispositif de protection contre les chocs. Les tiges filetées sont alors introduites dans des trous prévus dans la pièce de caisse, correspondant avec des trous dans l’élément, et dans le dispositif de protection contre les chocs. Le serrage peut se faire au moyen d’un écrou ou d’un trou taraudé.

[0051] Le dispositif de protection 18 contre les chocs peut être fixé par un ou une pluralité de dispositifs de fixation communs, et peut être fixé par des dispositifs de fixation communs avec un ou plusieurs éléments. On préférera une pluralité de dispositifs de fixation de manière à assurer une bonne tenue de l’élément de fixation. Le nombre et la position des dispositifs de fixation communs dépendent essentiellement des dimensions du dispositif de protection contre les chocs et de l’élément destiné à être protégé par ce dispositif de protection. Par exemple, le dispositif de protection peut être fixé au niveau de 2 points, 4 points, 6 points par autant de dispositifs de fixation.

[0052] Dans l’agencement présenté à la figure 2, le dispositif de protection 18 contre les chocs est disposé de manière à protéger le bac de batterie 14 contre des chocs. Le dispositif de protection contre les chocs est, dans ce mode de réalisation, fixé à la pièce de caisse 12 au niveau de 6 points de fixation, comprenant 4 points de fixation communs avec le bac de batterie 14, et 2 points de fixation communs avec le berceau avant 16.

[0053] Dans l’agencement présenté à la figure 2, un espace 22 entre le bac de batterie 14 et le berceau avant 16 permet le passage de câbles d’alimentation du moteur. Le dispositif de protection 18 contre les chocs est fixé verticalement en dessous de l’espace 22 entre le bac de batterie et le berceau avant, de manière à obstruer partiellement cet espace 22.

[0054] Le dispositif de protection 18 contre les chocs peut avoir une forme et des dimensions prédéterminées, adaptées à l’élément destiné à être protégé. Le dispositif de protection contre les chocs peut former un dispositif de type « brise lame » configuré pour rencontrer un obstacle avant le dispositif destiné à être protégé. Le dispositif de protection contre les chocs peut aussi recouvrir entièrement ou partiellement un élément destiné à être protégé.

[0055] Le dispositif de protection est préférablement un élément monté saillant sous la caisse du véhicule. Comme montré à la figure 3, le dispositif de protection s’étend alors verticalement vers le bas plus bas que l’élément destiné à être protégé ; de préférence au moins 1 cm plus bas ; de préférence, au moins 1 ,5 cm plus bas. En d’autres termes, le point bas du dispositif de protection, i.e. le point qui est verticalement le plus proche du sol lorsque le véhicule est posé sur un sol plan, est plus bas que le point bas de l’élément destiné à être protégé.

[0056] Dans le mode de réalisation des figures 2 et 3, le dispositif de protection est un profilé rectiligne qui présente une section en Q. Les pattes du dispositif de protection permettent sa fixation sur la pièce de caisse.

[0057] Des modes de réalisation des moyens de fixation communs 20 vont maintenant être décrits en référence aux figures 4 à 9.

[0058] Selon un mode de réalisation de l’invention montré aux figures 4, 5 et 6, le dispositif de fixation commun 20 comprend des moyens de fixation. Les moyens de fixation comprennent une tête 24 et deux tiges filetées coaxiales s’étendant de part et d’autre de la tête ; une première tige filetée 26 étant destinée à la fixation par serrage d’un élément à la pièce de caisse du véhicule, et une deuxième tige filetée 28 étant destinée à la fixation par serrage du dispositif de protection 18 contre les chocs à la pièce de caisse du véhicule.

[0059] Dans ce mode de réalisation, un premier écrou 30 est engagé autour de la première tige filetée 26 pour assurer le serrage de l’élément comme montré à la figure 5, et un deuxième écrou 32 est engagé autour de la deuxième tige filetée 26 pour assurer le serrage du dispositif de protection contre les chocs, comme montré à la figure 6.

[0060] La tête 24 peut comprendre des moyens de préhension comme par exemple une forme de tête hexagonale, carré ou encore une empreinte en croix. [0061] Les deux tiges 26, 28 coaxiales peuvent avoir des diamètres identiques ou différents pour assurer une tenue appropriée à l’élément ou au dispositif de protection. Dans ce mode de réalisation, la première tige filetée 26 à un diamètre plus grand que la deuxième tige filetée 28, mais l’inverse est aussi possible.

[0062] Pour faciliter l’introduction d’une tige filetée, celle-ci peut comprendre une extrémité avec une partie de guidage comme par exemple une partie conique ou cylindrique de diamètre réduit.

[0063] Selon un autre mode de réalisation de l’invention montré aux figures 7, 8 et 9, le dispositif de fixation commun 34 comprend des moyens de fixation qui comprennent une première vis 36 destinée à la fixation par serrage d’un élément à la pièce de caisse du véhicule, et une deuxième vis 38 destinée à la fixation par serrage du dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse du véhicule.

[0064] La première vis 36 comprend une tête 40 avec un trou taraudé 42 permettant l’insertion de la deuxième vis 38 pour la fixation par serrage du dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse du véhicule.

[0065] Dans ce mode de réalisation, un écrou 44 est engagé avec la première vis 36 pour assurer le serrage de l’élément comme montré à la figure 8, alors que le serrage du dispositif de protection contre les chocs est réalisé par engagement de la deuxième vis 38 dans le trou taraudé de la première vis 36 comme montré à la figure 9.

[0066] Dans des variantes de ce mode de réalisation, le serrage de l’élément se fait à l’aide de la deuxième vis, et le serrage du dispositif de protection contre les chocs se fait à l’aide de la première vis.

[0067] Dans les modes de réalisation comprenant un dispositif de fixation commun avec des moyens de fixation par serrage, le couple de serrage appliqué pour le serrage de l’élément est supérieur d’au moins 20 N.m au couple de serrage appliqué pour le serrage du dispositif de protection 18 contre les chocs. Cela permet de réaliser le serrage et la libération du dispositif de protection contre les chocs sans nécessiter une action de maintien du dispositif de fixation commun qui reste fixe par le serrage de l’élément. [0068] L’invention concerne également un procédé de fixation d’un dispositif de protection contre les chocs, et d’un élément sous une pièce de caisse d’une structure de soubassement d’un véhicule par au moins un dispositif de fixation commun. Le dispositif de fixation commun comprend des moyens de fixation indépendants. Les moyens de fixation comprennent deux tiges filetées coaxiales, et au moins une tête ; les tiges filetées permettant respectivement le serrage du dispositif de protection contre les chocs indépendamment du serrage de l’élément.

[0069] Le procédé comprend une étape de : fixer l’élément à la pièce de caisse par serrage via une première tige filetée des moyens de fixation communs ; et une étape de : fixer le dispositif de protection contre les chocs à la pièce de caisse par serrage via une deuxième tige filetée des moyens de fixation communs. L’ordre des étapes peut être échangé,