Brevet FR2745240A1 — publié le 19970829

La présente invention a pour objet une traverse d'un train arrière d'un véhicule automobile, notamment d'un train arrière à bras tirés à traverse déformable. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle traverse. Parmi toutes les solutions techniques concernant les trains arrière de véhicules automobiles, l'essieu semi-rigide est une solution simple et économique car elle remplit pour une même pièce la fonction de guidage des roues du train arrière et la fonction danti- roulis. Généralement, l'essieu semi-rigide est composé de deux bras tirés et reliés entre eux par une traverse. L'ensemble ainsi formé est lié à la caisse du véhicule par l'intermédiaire de deux paliers élastiques. La traverse est reliée de manière rigide aux bras le plus souvent par l'intermédiaire de deux goussets fixés chacun, d'une part, sur l'extrémité de la traverse et, d'autre part, sur le bras tiré correspondant généralement par soudage. Selon la configuration du train arrière du véhicule, la position de la traverse est plus ou moins rapprochée des extrémités des bras. Cette position est fonction de l'architecture globale du soubassement du véhicule en particulier en fonction de l'emplacement du réservoir de carburant. Pour assurer la double fonction de guidage et d'anti-roulis, cette traverse doit présenter une rigidité déterminée notamment en torsion et en flexion pour assurer un compromis idéal entre la tenue de route du véhicule et le confort des passagers en particulier pour un véhicule de tourisme. En effet, l'utilisation d'une traverse trop rigide empêche pratiquement tout roulis de la caisse du véhicule, mais provoque des secousses inconfortables pour les passagers associés parfois au décollement des roues, préjudiciable à la tenue de route de ce véhicule. L'utilisation d'une traverse trop souple empêche tout décollement des roues lors d'une conduite normale du véhicule, mais engendre un phénomène de roulis important également inconfortable pour les passagers. La plupart des traverses déformables de train arrière à bras tirés ont une section transversale présentant, sur toute leur longueur, un profil dit à section ouverte par exemple ayant la forme générale d'un C, d'un U ou d'un V. Ce type de traverse présente la particularité d'offrir une rigidité en torsion compatible avec les valeurs recherchées limitant le roulis de la caisse du véhicule, tout en assurant une bonne tenue de route. Dans un soucis de limitation du poids du véhicule, les constructeurs ont été amenés à diminuer l'épaisseur des parois de la traverse dans les limites possibles pour la tenue mécanique de cette traverse, mais cette diminution d'épaisseur des parois d'une traverse à section ouverte entraîne néanmoins une diminution importante de la raideur en torsion de cette traverse augmentant ainsi le roulis de la caisse du véhicule. Aussi, pour conserver les mêmes caractéristiques aux véhicules en particulier en matière de roulis, les constructeurs désireux de limiter le poids des véhicules ont été contraints de doubler la traverse à section ouverte avec un dispositif limitant le roulis, par exemple une barre anti-roulis. Une autre solution pourrait consister à utiliser une traverse à section fermée sur toute sa longueur dont l'épaisseur des parois est réduite. Mais, pour présenter la raideur en torsion compatible avec les valeurs recherchées afin d'obtenir le compromis entre la tenue de route du véhicule et le confort des passagers, il serait nécessaire de diminuer fortement la section de la traverse ou de conserver la même section tout en diminuant l'épaisseur des parois ou même de diminuer la section et l'épaisseur des parois des parois de la traverse. Une telle diminution d'épaisseur est incompatible avec la tenue mécanique de la traverse, même en utilisant des aciers à haute limite élastique. De la même manière, une diminution de la section de la traverse engendrerait de très fortes contraintes au niveau du raccordement de cette traverse aux bras de l'essieu. L'invention a pour but de proposer une traverse de train arrière à bras tirés qui permet de diminuer sa section et/ou l'épaisseur de ses parois donc le poids, sans nécessiter l'adjonction d'une barre antiroulis. L'invention a donc pour objet une traverse de train arrière d'un véhicule automobile, notamment de train arrière à bras tirés à traverse déformable, caractérisée en ce que la traverse comporte une zone centrale dans laquelle la section de cette traverse présente un profil fermé et deux zones latérales dans lesquelles la section transversale de cette traverse présente un profil ouvert. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les zones latérales s'étendent depuis la zone centrale jusqu'aux extrémités de la traverse, - la traverse est symétrique par rapport à un plan transversal passant par le centre de ladite traver se, - le raccordement entre la face ouverte de chaque zone latérale à profil ouvert et la zone centrale à profil fermé a la forme d'un C, la concavité du C étant dirigée vers la zone latérale correspondante à profil ouvert. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une traverse de train arrière d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'on réalise un profilé à section fermée et on découpe de part et d'autre d'une zone centrale des portions dudit profilé pour former le profil ouvert des zones latérales. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, pour la compréhension de laquelle on se référera aux dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un train arrière à bras tirés d'un véhicule automobile, muni d'une traverse conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'une traverse conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue en perspective d'un second mode de réalisation d'une traverse conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté un train arrière semi-rigide à bras tirés combinés qui comporte deux bras parallèles appelés bras tirés et désignés respectivement par les références 1 et 2. Les bras 1 et 2 sont reliés à une de leurs extrémités, respectivement la et 2a, à la caisse du véhicule par une liaison élastique du type connu et non représentée. D'autre part, les bras 1 et 2 supportent à leurs extrémités lb et 2b opposées à celles reliées à la caisse du véhicule, des organes 3a et 3b de support de la roue correspondante. Chaque extrémité lb et 2b des bras 1 et 2 est également reliée à la caisse du véhicule par l'intermédiaire d'un amortisseur, respectivement 4a et 4b. Par ailleurs, les bras 1 et 2 sont reliés entre eux par une traverse 10. La traverse 10 est reliée de manière rigide à chaque bras 1 et 2. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 1, cette traverse 10 est reliée à chaque bras 1 et 2 par l'intermédiaire d'un gousset, respectivement 5 et 6, soudé, d'une part, sur l'extrémité correspondante de la traverse 10 et, d'autre part, sur le bras 1 ou 2 correspondant. La traverse 10, les deux bras 1 et 2 ainsi que les goussets 5 et 6 forment ainsi l'essieu du train arrière représenté à la Fig. 1. Selon la configuration du train-arrière du véhicule, la position de la traverse 10 est plus ou moins rapprochée des extrémités la et 2a des bras 1 et 2. Cette position est fonction de l'architecture globale du soubassement en particulier en fonction du réservoir de carburant. La traverse 10 comporte, ainsi que représenté sur les figures, une zone centrale 11 dans laquelle la section transversale de cette traverse 10 présente un profil fermé et deux zones latérales, respectivement 12 et 13, dans lesquelles la section transversale de ladite traverse 10 présente un profil ouvert. Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures, les zones latérales 12 et 13 s'étendent depuis la zone centrale 11 jusqu'aux extrémités 10a et lOb de la traverse 10. Selon un autre mode de réalisation non repré senté, les extrémités 10a et lOb de cette traverse 10 peuvent présenter une section transversale à profil fermé, cette section transversale pouvant être différente de la section transversale de la zone centrale 11 à profil fermé. En effet, ces extrémités 10a et lOb peuvent être formées par écrasement d'une portion de la traverse 10. De manière préférentielle et ainsi que représenté sur les figures, le raccordement entre la face ouverte de chaque zone latérale 12 et 13 à profil ouvert et la zone centrale 11 à profil fermé a la forme d'un C dont la concavité est dirigée vers la zone latérale 12 ou 13 correspondante à profil ouvert. Ce raccordement peut avoir une autre forme et d'une manière générale ledit raccordement a une forme permettant de limiter les concentrations de contraintes au niveau de ce raccordement et de la zone centrale 11 à profil fermé. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 2, la traverse 10 a une zone centrale 11 à profil fermé de section carrée encadrée par deux zones latérales 12 et 13 à profil ouvert de section en forme de C et est symétrique par rapport à un plan transversal P passant par le centre G de ladite traverse. Cette configuration permet d'obtenir une traverse 10 dont les différentes positions du centre de torsion représentées en traits mixtes sur la Fig. 2 se situent à chaque extrémité 10a et lOb de ladite traverse 10 sur le même axe que celui d'une traverse qui possède sur toute sa longueur le même profil ouvert en section transversale que le profil ouvert des zones latérales 12 et 13 de la traverse selon l'invention. Sur l'essieu représenté à la Fig. 1, le centre de torsion se situant à chaque extrémité 10a et 10b de la traverse 10 est décalé, par rapport à la position de ladite traverse, vers les extrémités lb et 2b des bras 1 et 2. On peut envisager d'orienter la traverse 10 de telle manière que la position du centre de torsion se situant à chaque extrémité 10a et 10b de la traverse 10 soit décalée dans une autre direction, par exemple vers les extrémités la et 2a des bras 1 et 2 ou encore de telle manière que chaque centre de torsion soit situé sur une ligne imaginaire passant par l'axe d'articulation de l'extrémité, respectivement la et 2a des bras respectivement 1 et 2 et par le point de contact entre la roue correspondante et le sol. Selon un second mode de réalisation représenté sur la Fig. 3, la traverse 10 comporte une zone centrale 11 à profil fermé de section transversale triangulaire encadrée par deux zones latérales 12 et 13 à profil ouvert et de section en forme de V. Cette traverse 10 n'est pas symétrique par rapport à un plan transversal P passant par le centre de ladite traverse et cette configuration permet de modifier la position du centre de torsion à chaque extrémité 10a et 10b de ladite traverse 10, comme représenté en traits mixtes sur la Fig. 3. En utilisant une traverse selon l'invention dans un train arrière à bras tirés, il est possible de diminuer l'épaisseur des parois de ladite traverse tout en conservant la même raideur en torsion qu'une traverse à profil ouvert sur toute sa longueur et d'épaisseur plus importante, sans affecter de manière significative sa raideur en flexion. Des essais comparatifs ont été réalisés et les résultats obtenus en termes de raideur en torsion et de raideur en flexion sont indiqués dans le tableau cidessous. Description de la traverse Flexion : Déplacement en Torsion : Déplacement Rapport des raideurs 1/2 traverse longueur mm sous une charge de 1000 mm et en degrés sous un 500mm N en bout de 1/2 traverse couple de Flexion sur torsion Format 60x60mm 2 x 1000N appliqué en bout (encastrée à l'extrémité 1/2 traverse ouverte) 1/2 traverse en U ouverte 6,3 sur toute sa longueur 7,97 0,8 Epaisseur parois @ 5mm soit 12#,00 1/2 traverse carrée fermée 0,147 sur toute sa longueur 0,746 0,2 Epaisseur parois 3mm soit 0,30# 1/2 traverse semi-fermée 0,489 longueur de fermeture 1,45 0,34 81mm soit 0,94# Epaisseur parois 3mm 1/2 traverse semi-fermée 0,595 longueur de fermeture : 1,60 0,37 30mm soit 1,14# Epaisseur parois 3mm En examinant ce tableau, on constate que l'utilisation d'une traverse ouverte sur toute sa longueur entraine un angle de torsion beaucoup trop important susceptible de provoquer un roulis important de la caisse du véhicule ce qui oblige le constructeur à adjoindre à cette traverse une barre anti-roulis afin d'augmenter la raideur en torsion de ladite traverse. On constate également que l'utilisation d'une traverse fermée sur toute sa longueur entraîne par contre une raideur en torsion trop importante. Par ailleurs, avec une traverse selon l'invention, il est possible de modifier sa raideur en torsion en augmentant ou en diminuant la longueur de la zone centrale 11 à profil fermé, l'augmentation en longueur de cette zone centrale 11 permettant d'accroître la raideur en torsion de la traverse et la diminution en longueur de cette zone centrale 11 permettant de diminuer la raideur en torsion de ladite traverse, et cela avec une épaisseur des parois faible ce qui permet d'obtenir un gain de poids important. Pour réaliser une traverse 10 selon l'invention, on réalise tout d'abord un profilé à section fermée sur toute sa longueur et de section transversale de forme générale par exemple carrée, rectangulaire, ronde, trapézoïdale ou triangulaire et on découpe de part et d'autre d'une zone centrale 11 des portions dudit profilé pour former le profil ouvert des zones latérales 12 et 13. L'inertie de la traverse selon l'invention peut être ajustée de façon très précise par la variation de la longueur de la zone centrale à profil fermé et le gain de masse obtenu est de l'ordre de 45% par rapport aux traverses utilisées jusqu'à présent. Un autre avantage de la traverse selon l'invention réside dans le fait que cette traverse permet de répondre au cahier des charges des constructeurs en jouant uniquement sur la longueur de la zone centrale à profil fermé. REVENDICATIONS 1. Traverse d'un train arrière de véhicule automobile, notamment d'un train arrière à bras tirés à traverse déformable, caractérisée en ce que la traverse (10) comporte une zone centrale (11) dans laquelle la section transversale de ladite traverse (10) présente un profil fermé et deux zones latérales (12, 13) dans lesquelles la section transversale de cette traverse (10) présente un profil ouvert. 2. Traverse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les zones latérales (12, 13) s'étendent depuis la zone centrale (11) jusqu'aux extrémités (10a, lob) de la traverse (10). 3. Traverse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est symétrique par rapport à un plan transversal passant par le centre de ladite traverse. 4. Traverse selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le raccordement entre la face ouverte de chaque zone latérale (12, 13) à profil ouvert et la zone centrale (11) à profil fermé a la forme d'un C, la concavité du C étant dirigée vers la zone latérale (12, 13) correspondante à profil ouvert. 5. Procédé de fabrication d'une traverse (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on réalise un profilé à section fermée et on découpe de part et d'autre d'une zone centrale (11), des portions dudit profilé pour former le profil ouvert des zones latérales (12, 13).