Brevet FR2769266A1 — publié le 19990409

La présente invention concerne un agencement pour le montage d'un ensemble mécanique sur un élément de structure de la caisse d'un véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un agencement pour le montage d'une boîte de vitesses sur un longeron de la caisse du véhicule. On connaît différents exemples d'un tel agencement du type comportant un support élastique du sous-ensemble dont une première armature est fixée à l'élément de structure par des moyens du type vis-écrou et est positionnée et orientée par rapport à celui-ci par des surfaces complémentaires de l'armature et de l'élément de structure. Un tel exemple d'un tel agencement est illustré dans le document US-A-5.460.238 dans lequel la première armature fait appel à deux ensembles du type vis-écrou pour être fixée sur un élément en forme de plaque de la caisse et orientée par rapport à celui-ci. Dans le cas où l'élément de structure est un longeron, c'est-à-dire un élément de forme générale allongée et creux délimité par des faces perpendiculaires entre elles, et notamment par une face supérieure et par une face latérale perpendiculaires toutes deux d'orientation longitudinale. il est connu de réaliser la première armature du support élastique de forme complémentaire de celle du longeron, c'est-à-dire comportant deux ailes horizontale et verticale les moyens de fixation du type vis-écrou faisant appel à au moins deux vis dont les extrémités filetées sont reçues dans deux écrouscages préalablement montés à l'intérieur du longeron et dont les axes de vissage sont perpendiculaires. Les moyens de fixation et d'orientation sont donc particulièrement complexes, font appel à de nombreux composants et nuisent à une automatisation du procédé d'assemblage du véhicule. Par ailleurs, les ailes horizontale et verticale de l'armature du support "renforcent" localement le longeron sur lequel est fixé l'armature et ceci sur une longueur relativement importante. Ce "renfort" est nuisible car il crée une zone d'incompressibilité longitudinale du longeron en cas de choc, ce qui réduit sa capacité d'absorption d'énergie par déformation. Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose un agencement du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que l'armature comporte un nez de positionnement qui est reçu dans une cavité de forme complémentaire de l'élément de structure, et en ce que les moyens de fixation comporte un ensemble vis-écrou unique dont l'axe de serrage correspond à l'axe général selon lequel s'étend le nez de positionnement. Selon d'autres caractéristiqùes de l'invention: - la vis de l'ensemble vis-écrou s'étend axialement au delà de la pointe du nez et traverse un trou de l'élément de structure de manière que son extrémité libre filetée reçoive un écrou de serrage - la surface d'enveloppe du nez de positionnement comporte des facettes inclinées par rapport à l'axe du nez qui confère à ce dernier une forme générale en tronc de pyramide - le nez de positionnement est en forme générale de tronc de pyramide triangulaire - la première armature est une armature périphérique qui est reliée à une seconde armature centrale du support élastique par au moins un bloc en matériau élastomère, et I'axe de serrage de l'ensemble vis-écrou est perpendiculaire à l'axe de l'armature centrale du support élastique - I'axe de serrage de l'ensemble vis-écrou est concourant à l'axe de l'armature centrale du support élastique - I'élément de structure est un élément creux qui comporte au moins une aile verticale dans laquelle est formée ladite cavité qui s'étend transversalement à l'intérieur de l'élément creux selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan général de cette aile - I'élément de structure creux comporte une seconde aile verticale parallèle à la première, et le corps de la vis s'étend axialement à travers des trous alignés des deux ailes de manière que l'écrou de serrage coopère avec une face externe en vis-à-vis de la seconde aile - I'agencement comporte un élément de renfort d'orientation axiale, agencé au voisinage de l'axe de serrage, formant entretoise entre les faces internes en vis-à-vis des deux ailes verticales - I'élément de structure creux comporte deux ailes horizontales parallèles et opposées qui sont reliées entre elles, au voisinage de l'axe de serrage, par un élément interne de renfort d'orientation verticale formant entretoise entre les faces internes en vis-à-vis des deux ailes horizontales. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue générale en perspective qui illustre un agencement selon l'invention pour la fixation d'une boîte de vitesses sur un longeron avant appartenant à la structure de la caisse d'un véhicule automobile, certains éléments étant illustrés avec arrachement - la figure 2 est une vue en section transversale passant par l'axe de serrage de l'ensemble vis-écrou et par l'axe général vertical du support élastique - la figure 3 est une vue en perspective qui illustre seulement le support élastique - la figure 4 est une vue en section selon un plan longitudinal vertical du longeron avec ses moyens de renfort et - la figure 5 est une vue selon la flèche F5 de la figure 3. On a représenté aux figures 1 et 2 un tronçon d'un longeron 10 appartenant à la structure avant de la caisse d'un véhicule automobile. Le longeron est d'orientation générale longitudinale, selon l'axe X-X, et il comporte notamment une première aile verticale d'orientation longitudinale 12 appartenant à un profilé en U qui comporte aussi deux ailes horizontales supérieure 14 et inférieure 16, le longeron étant fermé par une plaque de fermeture constituée par une seconde aile verticale d'orientation longitudinale 18 soudée sur les bords rabattus verticaux 20 et 22 des ailes horizontales 14 et 16. Le longeron 10, de structure connue, est ainsi un élément creux sur lequel, grâce à l'agencement selon l'invention, on veut fixer, de manière orientée, un ensemble mécanique qui est ici une boîte de vitesses dont une patte de fixation 24 est illustrée sur les figures 1 et 2. A cet effet, la fixation est assurée par l'intermédiaire d'un support élastique 26 qui est ici un support d'axe général vertical Z-Z. Selon une conception connue, le support élastique 26 est constitué par un bloc en matériau élastomère 28 qui est interposé, par adhérisation, entre une première armature externe 30 de forme générale cylindrique et d'axe vertical Z-Z et une armature interne tubulaire 32 coaxiale à la première armature externe 30. La patte 24 est fixée à l'armature interne 32 par un boulon d'axe vertical 34 qui solidarise l'armature interne 32 à la patte 24. Une rondelle supérieure 36 est serrée axialement par un écrou 38 sur l'extrémité annulaire axiale supérieure de l'armature interne 32 et elle prend aussi appui sur la face supérieure du bloc en matériau élastomère 28. Conformément aux enseignements de l'invention, L'armature externe 30 comporte un nez latéral 40 de positionnement et d'orientation permettant d'assurer la fixation du support élastique 26 à l'aide d'un ensemble vis-écrou unique 42. Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 3 et 5, le nez 40 s'étend latéralement selon l'axe transversal Y-Y, qui est globalement perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X du longeron 10, et il est en forme de tronc de pyramide à trois facettes principales actives 46 à 50. Le nez 40 est réalisé venu de moulage avec l'armature externe 30 et il comporte un alésage 52 dans lequel est fixé, par exemple par soudage, le corps 54 de la tige filetée appartenant à l'ensemble vis-écrou 42. L'ensemble vis-écrou 42 est ainsi orienté selon l'axe Y-Y qui est concourant à l'axe vertical Z-Z de l'armature interne 32 et du support élastique 26. Le tronc de pyramide à trois facettes actives 46, 48, 50 comporte une première facette d'orientation longitudinale 46 qui est inclinée en direction de l'axe Y-Y et deux facettes latérales opposées 48 et 50 qui sont elles aussi inclinées en direction de l'axe Y-Y, mais d'orientation globalement transversale. Le nez 40 en forme de tronc de pyramide triangulaire est prévu pour être reçu dans une cavité de forme complémentaire 60 qui est réalisée, par exemple par emboutissage, dans l'aile verticale 12 du longeron 10 adjacente au support élastique 26. Le nez de section globalement triangulaire s'oppose à toute rotation du nez (40) autour de l'axe Y-Y de manière à résister aux efforts de couple moteur qui lui sont transmis par le support 26. La forme et le profil de la cavité emboutie 60 sont tels qu'elle comporte au moins trois facettes en forme de tronc de pyramide d'orientations complémentaires de celles des facettes 46, 48 et 50 du nez 40 de l'armature externe 30 de façon que ce dernier soit reçu de manière orientée univoque et dans la cavité 60 pour positionner et orienter l'armature externe 30 par rapport au longeron 10. Les dimensions du nez 40 en tronc de pyramide triangulaire et de la cavité 60 sont telles que la face d'extrémité 62 d'orientation longitudinale du nez 40 ne soit pas en contact avec le fond 64 de la cavité 60. c'est-à-dire qu'il existe toujours un jeu réduit entre ces deux surfaces de façon à garantir que ce sont bien les surfaces orientées et complémentaires de tronc de pyramide triangulaire qui coopèrent entre elles. Dans le même but, il est aussi important qu'il existe un jeu transversal entre la partie supérieure 66 de l'armature 30, au dessus du nez 40 et la face verticale en vis-à-vis 68 de l'aile 12. De même, la paroi de fond horizontale 70 de la cavité 60 s'étend avec jeu en dessous de la face inférieure 72 du nez 40. Pour assurer la fixation et le serrage axial selon l'axe de serrage transversal Y-Y, la tige filetée 54 s'étend axialement au delà de la face d'extrémité 62 du nez 40 pour traverser une ouverture 74 formée dans le fond vertical 64 de la cavité 60 dans l'aile 12 puis à travers une ouverture alignée 76 formée dans l'autre aile verticale 18 du longeron 10, I'extrémité libre filetée 80 de la tige 54 recevant un écrou de serrage 82 avec interposition d'une rondelle 84. Ainsi, une fois le nez 40 en position univoque dans la cavité 60, I'opération de fixation consiste seulement à serrer l'écrou 82 de l'unique ensemble vis-écrou 42 constitué par la tige 54 et l'écrou 82. Afin de renforcer le longeron 10 dans la zone comportant la cavité 60, c'est-à-dire dans la zone de fixation et de serrage de l'armature 30 sur le longeron 10, il est prévu des moyens de renfort évitant la déformation, voire l'écrasement, du longeron 10 tant selon la direction verticale Z-Z que selon la direction transversale Y-Y. A cet effet, et comme on peut le voir notamment aux figures 1 et 5 il est prévu un élément de renfort 90 en deux parties 92 et 94. La première partie 92 est une partie de renfort vertical qui est constituée par un élément en forme de C comportant une branche centrale verticale 96 en forme de plaque, d'orientation transversale, et deux branches opposées supérieure 98 et inférieure 100 d'orientation globale horizontale et longitudinale qui sont fixées toutes deux par soudage sur les faces internes 15 et 17 des ailes horizontales 14 et 16 du longeron 10. La seconde partie 94 de l'élément de renfort 90 est une plaque d'orientation verticale et transversale 102 qui est soudée sur la plaque 96 du premier élément 92 et qui est déformée dans sa partie centrale pour comporter une partie de forme générale tubulaire 104 qui est traversée par le corps 54 de la tige filetée de l'ensemble vis-écrou 42. La longueur, selon l'axe transversal Y-Y, de la seconde partie 94, est telle que, comme on peut le voir sur la figure 2 ses extrémités axiales opposées sont en appui contre les faces internes en vis-à-vis des deux ailes verticales 12 et 18 au niveau de la cavité 60 et donc de l'axe de serrage Y-Y. Ainsi, lors de l'opération de serrage, la seconde pièce 94 forme entretoise selon l'axe transversal de serrage Y-Y tandis que la première pièce 92 forme entretoise selon la direction verticale Z-Z. Grâce aux enseignements de l'invention, la fixation est assurée au moyen d'un seul ensemble du type vis-écrou et il n'est plus nécessaire de fixer préalablement un écrou du type écrou-cage sur le longeron. A titre de variante non représentée, la liaison vis-écrou pourrait être constituée par un boulon comportant une tête de serrage à l'extérieur du longeron et dont l'extrémité libre filetée serait reçue dans un taraudage complémentaire du trou 52 du nez 40. Enfin, I'invention n'est pas limitée à la conformation illustrée du support élastique 26 I'orientation de l'axe de l'armature interne 32 n'étant pas nécessairement verticale. On notera que la largeur, mesurée selon la direction longitudinale, de la partie supérieure massive 66 du support élastique peut être réduite de manière importante par rapport à la conception représentée. REVENDICATIONS 1. Agencement pour le montage d'un ensemble mécanique, notamment d'une boîte de vitesses (24), sur un élément de structure, notamment un longeron (10), de la caisse d'un véhicule automobile du type comportant un support élastique (26) du sous-ensemble dont une première armature (30) est fixée à l'élément de structure par des moyens du type vis-écrou (42) et est positionnée et orientée par rapport à celui-ci par des surfaces complémentaires de l'armature (30) et de l'élément de structure (10), caractérisé en ce que l'armature comporte un nez (40) de positionnement qui est reçu dans une cavité (60) de forme complémentaire de l'élément de structure (10), et en ce que les moyens de fixation comporte un ensemble vis-écrou unique (42, 54, 82) dont l'axe de serrage (Y-Y) correspond à l'axe général selon lequel s'étend le nez de positionnement (40). 2. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la vis (54) de l'ensemble vis-écrou (54, 82) s'étend axialement au delà de la pointe (62) du nez (40) et traverse un trou (74, 76) de l'élément de structure (10, 12, 18) de manière que son extrémité libre filetée (80) reçoive un écrou de serrage (82). 3. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'enveloppe du nez de positionnement (40) comporte des facettes (46, 48, 50) inclinées par rapport à l'axe (Y-Y) du nez (40) qui confère à ce dernier une forme générale en tronc de pyramide. 4. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nez de positionnement (40) est en forme générale de tronc de pyramide triangulaire. 5 Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première armature (30) est une armature périphérique qui est reliée à une seconde armature centrale (32) du support élastique (26) par au moins un bloc en matériau élastomère (28), et en ce que l'axe (Y-Y) de serrage de l'ensemble visécrou est perpendiculaire à l'axe (X-X) de l'armature centrale (32) du support élastique (26). 6. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'axe de serrage (Y-Y) de l'ensemble visécrou (42) est concourant à l'axe (X-X) de l'armature centrale (32) du support élastique (26). 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de structure (10) est un élément creux qui comporte au moins une aile verticale (12) dans laquelle est formée ladite cavité (60) qui s'étend transversalement à l'intérieur de l'élément creux selon une direction sensiblement perpendiculaire au plan général de cette aile (12). 8. Agencement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'élément de structure creux (10) comporte une seconde aile verticale (18) parallèle à la première, et en ce que le corps (52) de la vis s étend axialement à travers des trous alignés (74, 76) des deux ailes (12, 18) de manière que l'écrou de serrage (82) coopère avec une face externe en vis-à-vis de la seconde aile (18). 9. Agencement selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un élément (94) de renfort d'orientation axiale (Y-Y), agencé au voisinage de l'axe de serrage, formant entretoise entre les faces internes en vis-àvis des deux ailes verticales (12, 18). 10. Agencement selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'élément de structure creux comporte deux ailes horizontales parallèles et opposées (14, 16) qui sont reliées entre elles, au voisinage de l'axe de serrage (Y-Y), par un élément interne de renfort (92) d'orientation verticale formant entretoise entre les faces internes en vis-à-vis (15, 17) des deux ailes horizontales (14, 16).