Brevet FR2843358A1 — publié le 20040213

L'invention concerne en général les techniques de l'automobile. Plus précisément, l'invention concerne une structure de véhicule automobile, comprenant un brancard, 5 un berceau, une première traverse transversale et, sur chacun des côtés droit et gauche du véhicule, un triangle de suspension de roue, le brancard comprenant des longerons disposés sur les côtés droit et gauche du véhicule, symétriquement par rapport à un plan 10 longitudinal médian de ce véhicule, les longerons comprenant, chacun sur le côté correspondant du véhicule, une poutre médiane droite ou gauche s'étendant dans une zone longitudinalement médiane du véhicule, une poutre antérieure droite ou gauche s'étendant vers l'avant du 15 véhicule et surélevée par rapport à la poutre médiane, et une poutre inclinée droite ou gauche reliant la poutre médiane à la poutre antérieur du même côté du véhicule, la première traverse reliant les extrémités antérieures des poutres antérieures, le berceau comprenant une 20 structure transversale reliant entre elles les poutres médianes droite et gauche, et des prolonges encastrées par des parties d'extrémités postérieures dans la structure transversale des côtés droit et gauche du véhicule et s'étendant vers l'avant respectivement sous 25 les poutres antérieures droite et gauche, les triangles de suspension étant chacun fixé à la structure transversale par un point de fixation antérieur et par un point de fixation postérieur, une deuxième traverse reliant des extrémités antérieures des prolonges droite 30 et gauche opposées aux parties d'extrémités postérieures. Des dispositifs de ce type sont connus de l'art antérieur, et notamment du document de brevet FR0106264. Celui-ci révèle une structure dont le berceau est formé de deux coquilles et présente, devant chaque triangle de 35 suspension et le point de fixation antérieur de ce triangle, un prolongement par lequel ces coquilles sont fixées l'une à l'autre, par exemple par soudage. Ces prolongements forment des corps creux dans lesquels viennent s'encastrer les parties d'extrémité postérieures des prolonges. En cas de choc frontal, l'effort transmis par les prolonges va déformer les prolongements du 5 berceau, qui viennent alors s'appuyer par un épaulement sur les triangles de suspensions, répartissant cet effort sur le reste de la structure et évitant une déformation plus poussée du berceau. La structure de FR 01 06 264 constitue un progrès 10 sur les structures antérieures car elle permet d'obtenir une meilleure résistance au choc frontal. Néanmoins, l'évolution constante des normes de résistance aux chocs des véhicules oblige à améliorer encore la tenue de la structure en cas de choc sur la 15 voie basse, c'est-à-dire de choc sur la deuxième traverse, qui relie les prolonges. A cette fin, la structure de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisée 20 en ce que, de chaque côté du véhicule, le point fixe antérieur solidarise la partie d'extrémité postérieure de la prolonge à la structure transversale et au triangle de suspension. Dans un mode de réalisation possible de 25 l'invention, la structure transversale comprend une traverse centrale et, sur chacun des côtés droit et gauche de la traverse centrale, un longeron de berceau creux, formé chacun de coquilles supérieure et inférieure. Avantageusement, chaque longeron de berceau peut comprendre une partie antérieure dans laquelle est encastrée la partie d'extrémité postérieure de la prolonge correspondante. De préférence, les prolonges peuvent être 35 encastrées dans les longerons de berceau sur au moins un quart de leur longueur longitudinale. Par exemple, les parties extrémités postérieures des prolonges gauche et droite peuvent présenter chacune un logement s'étendant dans un plan transversal, un coude du triangle de suspension correspondant au point de fixation antérieur étant engagé dans ce logement. Avantageusement, les triangles de suspension gauche et droit peuvent comprendre chacun une première branche longitudinale s'étendant du coude jusqu'à une extrémité longitudinale libre et située à l'intérieur du longeron 10 de berceau correspondant, et une seconde branche transversale prolongeant la première à partir du coude vers l'extérieur du véhicule, le point de fixation postérieur solidarisant la première branche longitudinale avec le longeron de berceau. De préférence, la traverse centrale peut être constituée de coquilles centrales supérieure et inférieure formant un corps au moins partiellement creux, les longerons de berceau droit et gauche étant enserrés au moins partiellement entre les coquilles centrales 20 supérieure et inférieure. Par exemple, des parties d'extrémités antérieures des prolonges droite et gauche peuvent constituer des absorbeurs de chocs grandes vitesses. Avantageusement, les parties d'extrémités postérieures des prolonges peuvent s'élargir progressivement latéralement jusqu'à leurs extrémités libres postérieures. De préférence, les prolonges peuvent être des tubes creux monoblocs réalisés par hydroformage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite cidessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en perspective d'une structure conforme à l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en perspective du berceau, des triangles de suspension et de la deuxième traverse d'une structure selon l'invention, - la figure 3 est une vue de côté suivant la flèche III de la figure 2, - la figure 4 est une vue de dessus suivant la flèche IV de la figure 2, - la figure 5 est une vue éclatée d'un longeron de berceau, d'un triangle, d'une prolonge et d'une partie de 10 la deuxième traverse de la structure de la figure 2, - la figure 6 est une vue en coupe d'éléments de la figure 4, observés suivant l'incidence définie par les flèches VI-VI de la figure 4, et - la figure 7 est une vue en coupe d'éléments de 15 la figure 4, observés suivant l'incidence définie par les flèches VII-VII de la figure 4. La structure de véhicule automobile de la figure 1 est conforme au document de brevet FR0106264. Elle comprend un brancard 1, un berceau 40, une première 20 traverse transversale 20 et, sur chacun des côtés droit et gauche du véhicule, un triangle de suspension de roue d et 30g. Le brancard 1 comprend des longerons 10d et 10g disposés sur les côtés droit et gauche du véhicule, 25 symétriquement par rapport à un plan longitudinal médian P de ce véhicule. Ces longerons 10d et 10g comprennent eux-mêmes, chacun sur le côté correspondant du véhicule, une poutre médiane droite lld ou gauche 11g s'étendant dans une zone 30 longitudinalement médiane du véhicule, une poutre antérieure droite 12d ou gauche 12g s'étendant vers l'avant du véhicule et surélevée par rapport à la poutre médiane, et une poutre inclinée droite 13d ou gauche 13g reliant la poutre médiane à la poutre antérieure du même 35 côté du véhicule. La première traverse 20 relie les extrémités antérieures respectives 121d et 121g des poutres antérieures droite 12d et gauche 12g. L'ensemble formé par la première traverse et les 5 longerons droit et gauche constitue la voie haute d'absorption des chocs. Le berceau 40 comprend une structure transversale reliant entre elles les poutres médianes droite lld et gauche 11g, et des prolonges 60d et 60g encastrées par 10 des parties d'extrémités postérieures respectives 61d et 61g dans la structure transversale 50 des côtés droit et gauche du véhicule. Ces prolonges 60d et 60g s'étendent vers l'avant à partir de la structure transversale 50, respectivement 15 sous les poutres antérieures droite 12d et gauche 12g. Les triangles de suspension 30d et 30g sont chacun fixé à la structure transversale 50 par un point de fixation antérieur, respectivement 31d et 31g, et par un point de fixation postérieur, respectivement 32d et 32g. Ces deux points de fixation sont sensiblement alignés dans le sens longitudinal, le point de fixation antérieur étant situé relativement plus à l'avant que le point de fixation postérieur correspondant au même côté. Une deuxième traverse 21 relie des extrémités 25 antérieures 62d et 62g des prolonges droite 60d et gauche g, les extrémités antérieures 62d et 62g étant opposées aux parties d'extrémités postérieures 61d et 61g. Des absorbeurs de chocs 70d et 70g sont interposés entre la deuxième traverse 21 et respectivement les 30 extrémités antérieures 62d et 62g des prolonges. La deuxième traverse 21 et le berceau 40 muni de ses prolonges et de sa structure transversale constituent la voie basse d'absorption des chocs. Selon l'invention, de chaque côté du véhicule, le 35 point fixe antérieur 31d ou 31g solidarise la partie d'extrémité postérieure 61d ou 61g de la prolonge 60d ou 60g correspondante, à la structure transversale 50 et au G triangle de suspension 30d ou 30g. Cet agencement est nettement visible sur la figure 5. En cas de choc sur la voie basse du véhicule, l'effort est ainsi directement transmis de la deuxième 5 traverse aux prolonges puis aux triangles de suspension, sans attendre la déformation de la traverse centrale ou des longerons de berceau. Comme la montre la figure 2, la structure transversale 50 est subdivisée en trois ensembles et 10 comprend une traverse centrale 51 et, sur chacun des côtés droit et gauche de la traverse centrale 51, des longerons de berceau 52d et 52g creux, formés chacun de coquilles supérieure, respectivement 521d et 521g, et inférieure, respectivement 522d et 522g. La traverse centrale 51 s'étend transversalement entre les poutres médianes droite lld et gauche 11g. Ces longerons de berceau 52d et 52g présentent des formes allongées dans le sens longitudinal et comprennent chacun une partie antérieure, respectivement 523d et 20 523g, dans laquelle est encastrée la partie d'extrémité postérieure 61d ou 61g de la prolonge correspondante. Les parties antérieures 523d et 523g font saillie vers l'avant relativement à la traverse centrale 51, des côtés droit et gauche de celle-ci. Les prolonges droite 60d et gauche 60g sont encastrées dans les longerons de berceau 52d et 52g correspondant sur au moins un quart de leur longueur longitudinale, en général sur environ 40% de leur longueur longitudinale. Les prolonges 60d et 60g sont des tubes creux monoblocs, comme on le voit sur la figure 6, réalisés de préférence par hydroformage. Ces prolonges 60d et 60g comprennent chacune une partie centrale droite, séparant une partie d'extrémité 35 antérieure, respectivement 63d ou 63g, à laquelle est fixée l'absorbeur de choc 70d ou 70g correspondant, de la partie d'extrémité postérieure 61d ou 61g. Les parties d'extrémité antérieures 63d et 63g sont sensiblement droites et longitudinales. Les parties centrales s'étendent vers l'arrière à partir des parties d'extrémité antérieures 63d et 63g, dans une direction 5 légèrement inclinées vers l'intérieur du véhicule relativement à la direction longitudinale. Les parties d'extrémités postérieures 61d et 61g des prolonges comprennent chacune un tronçon antérieur 613, constituant le prolongement de la partie centrale de 10 la prolonge et de même section dans un plan transversal que celle-ci, et un tronçon en éventail 614 s'élargissant progressivement, latéralement, à partir du tronçon antérieur 613 jusqu'à l'extrémité libre postérieure 612. L'élargissement se fait vers l'intérieur du véhicule. Vues de dessus, les parties d'extrémités postérieures 61d et 61g des prolonges présentent donc une base transversale élargie correspondant à l'extrémité libres 612 et deux bords longitudinaux s'étendant vers l'avant du véhicule, convergeant vers le tronçon 20 antérieur 613. Les parties antérieures 523d et 523g des longerons de berceau 52d et 52g sont de forme complémentaires des parties d'extrémités postérieures 61d et 61g des prolonges. Elles comprennent donc chacune une section 25 tubulaire avant dans laquelle les tronçons antérieurs 613 sont engagés, qui se prolongent par une section allant en s'élargissant latéralement à partir de la section tubulaire avant, dans lesquelles les tronçons en éventail 614 sont engagés. Les parties d'extrémités postérieures 61d et 61g des prolonges gauche et droite 60d et 60g présentent chacune un logement 611, s'étendant dans un plan transversal. Ce logement 611 est ouvert sur un bord longitudinal de la partie d'extrémité tourné vers 35 l'extérieur du véhicule et également du côté de l'extrémité libre postérieure 612. Un coude 33 du triangle de suspension 30d ou 30g correspondant au point fixe antérieur 31d ou 31g est engagé dans ce logement 611. Comme le montrent les figures 6 et 7, ces points de 5 fixation antérieurs 31d et 31g sont constitués chacun par une vis 311 traversant les coquilles supérieure 521 et inférieure 522, les prolonges 60d ou 60g et les triangles de suspension 30d ou 30g, la vis coopérant avec un écrou 312. Un manchon de liaison élastiques 313 est interposé entre la vis 311 et le triangle 30d ou 30g pour laisser à ce dernier une certaine liberté de mouvement par rapport au berceau 40. Les triangles de suspension gauche 30g et droit 30d 15 comprennent chacun une première branche longitudinale 34 s'étendant du coude 33 jusqu'à une extrémité longitudinale libre 35, et disposée à l'intérieur longeron de berceau correspondant, et une seconde branche transversale 36 prolongeant la première à partir du coude 20 33 vers l'extérieur du véhicule. Une ouverture est ménagée sur un côté longitudinal extérieur de chaque longeron de berceau pour permettre le passage de la seconde branche transversale du triangle de suspension correspondant. Le point de fixation postérieur 32d et 32g solidarise la première branche longitudinale 34 avec le longeron de berceau correspondant. Ces points de fixation postérieurs 32d et 32g sont chacun constitués par une vis 321 traversant les 30 coquilles supérieure 521 et inférieure 522, et les triangles de suspension 30d ou 30g, la vis coopérant avec un écrou 322. Un manchon de liaison élastique 323 est interposé entre la vis 321 et le triangle 30d ou 30g. La traverse centrale 51 est elle aussi constituée de coquilles centrales supérieure et inférieure (non représentées) formant un corps au moins partiellement creux. Les longerons de berceau droit 52d et gauche 52g sont enserrés au moins partiellement entre ces coquilles centrales supérieure et inférieure. Les différents éléments constituant le berceau 40 sont assemblés par soudage: les coquilles centrales supérieure et inférieure sont soudées l'une sur l'autre, les coquilles supérieure et inférieure constituant chaque 10 longeron de berceau sont soudées l'une sur l'autre, les prolonges sont soudées aux longerons de berceau et les longerons de berceau sont soudés à la traverse centrale. Le berceau 40 est fixé sur le brancard 1 par deux tirants 64d et 64g reliant respectivement les prolonges 15 droite 60d et gauche 60g aux poutres antérieures 12d et 12g situées du même côté du véhicule, par deux cornes droite 513d et gauche 513g faisant saillie au-dessus de la traverse centrale 51 et reliant celle-ci respectivement aux poutres inclinées droite 13d et gauche 20 13g, et enfin par des parties postérieures 524d et 524g des longerons de berceau droits 52d et gauche 52g faisant saillie vers l'arrière relativement à la traverse centrale 51 et reliées respectivement aux poutres médianes droite lld et gauche llg. Les parties d'extrémités antérieures 63d et 63g des prolonges droite 60d et gauche 60g peuvent avantageusement constituer des absorbeurs de chocs grandes vitesses. Les absorbeurs de chocs 70d et 70g sont adaptés aux 30 chocs dits piétons, et sont conçus pour se déformer de telle sorte qu'un tel choc d'énergie inférieure à une première limite n'entraîne pas de déformation plastique du berceau 40. Les absorbeurs de chocs grandes vitesses sont 35 adaptés à des chocs d'énergie supérieure à celle que les absorbeurs 70d et 70g peuvent absorber, montant jusqu'à une seconde limite supérieure à la première et correspondant par exemple à un choc frontal à vitesse modérée avec un autre véhicule. Ces absorbeurs sont conçus de façon à se déformer de telle sorte que, jusqu'à la seconde limite d'énergie, 5 la traverse centrale et les autres éléments de structure ne soient pas déformés plastiquement. On comprend donc bien que la conception du berceau permet une excellente stabilité en cas de choc sur la voie basse de la structure, tout en permettant d'absorber 10 une énergie importante. Ces performances résultent de la conception des prolonges et du mode de liaison de ces prolonges, directement sur les triangles de suspension. Elles résultent également du fait que ces prolonges 15 sont profondément engagées dans les longerons de berceau, et de la conception des longerons de berceau. On peut enfin noter que l'assemblage des différents éléments de la voie basse est particulièrement simple. On dépose dans la coquille centrale inférieure les coquilles 20 inférieures des longerons de berceau, puis on met en place les prolonges et les triangles de suspension, on dépose ensuite les coquilles supérieures des longerons de berceau, puis la coquille centrale supérieure, et on solidarise l'ensemble en plaçant les vis des points de 25 fixation et par soudage. REVEND I CATIONS 1. Structure de véhicule automobile, comprenant un 5 brancard (1), un berceau (40), une première traverse transversale (20) et, sur chacun des côtés droit et gauche du véhicule, un triangle de suspension de roue (30d, 30g), le brancard (1) comprenant des longerons (10d, 10g) disposés sur les côtés droit et gauche du 10 véhicule, symétriquement par rapport à un plan longitudinal médian (P) de ce véhicule, les longerons (10d, lOg) comprenant, chacun sur le côté correspondant du véhicule, une poutre médiane droite ou gauche (lld, llg) s'étendant dans une zone longitudinalement médiane 15 du véhicule, une poutre antérieure droite ou gauche (12d, 12g) s'étendant vers l'avant du véhicule et surélevée par rapport à la poutre médiane (lld, llg), et une poutre inclinée droite ou gauche (13d, 13g) reliant la poutre médiane (lld, llg) à la poutre antérieur (12d, 12g) du 20 même côté du véhicule, la première traverse (20) reliant les extrémités antérieures (121d, 121g) des poutres antérieures (12d, 12g), le berceau (40) comprenant une structure transversale (50) reliant entre elles les poutres médianes droite et gauche (lld, llg), et des 25 prolonges (60d, 60g) encastrées par des parties d'extrémités postérieures (61d, 61g) dans la structure transversale (50) des côtés droit et gauche du véhicule et s'étendant vers l'avant respectivement sous les poutres antérieures droite et gauche (12d, 12g), les 30 triangles de suspension (30d, 30g) étant chacun fixé à la structure transversale (50) par un point de fixation antérieur (31d, 31g) et par un point de fixation postérieur (32d, 32g), une deuxième traverse (21) reliant des extrémités antérieures (62d, 62g) des prolonges 35 droite et gauche (60d, 60g) opposées aux parties d'extrémités postérieures (61d, 61g), caractérisée en ce que, de chaque côté du véhicule, le point de fixation antérieur (31d, 31g) solidarise la partie d'extrémité postérieure (61d, 61g) de la prolonge (60d, 60g) à la structure transversale (50) et au triangle de suspension (30d, 30g). 2. Structure selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure transversale (50) comprend une traverse centrale (51) et, sur chacun des côtés droit et gauche de la traverse centrale (51) , un longeron de berceau (52d, 52g) creux, formé chacun de coquilles 10 supérieure (521) et inférieure (522). 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque longeron de berceau (52d, 52g) comprend une partie antérieure (523d, 523g) dans laquelle est encastrée la partie d'extrémité postérieure (61d, 61g) de 15 la prolonge (60d, 60g) correspondante. 4. Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que les prolonges (60d, 60g) sont encastrées dans les longerons de berceau (52d, 52g) sur au moins un quart de leur longueur longitudinale. 5. Structure selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les parties extrémités postérieures (61d, 61g) des prolonges gauche et droite (60d, 60g) présentent chacune un logement (611) s'étendant dans un plan transversal, un coude (33) du 25 triangle de suspension (30d, 30g) correspondant au point de fixation antérieur (31d, 31g) étant engagé dans ce logement (611). 6. Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce que les triangles de suspension droit et gauche 30 (30d, 30g) comprennent chacun une première branche longitudinale (34) s'étendant du coude (33) jusqu'à une extrémité longitudinale libre (35) et située à l'intérieur du longeron de berceau (52d, 52g) correspondant, et une seconde branche transversale (36) 35 prolongeant la première à partir du coude (33) vers l'extérieur du véhicule, le point de fixation postérieur (32d, 32g) solidarisant la première branche longitudinale (34) avec le longeron de berceau (52d, 52g). 7. Structure selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la traverse 5 centrale (51) est constituée de coquilles centrales supérieure et inférieure formant un corps au moins partiellement creux, les longerons de berceau droit et gauche (52d, 52g) étant enserrés au moins partiellement entre les coquilles centrales supérieure et inférieure. 8. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que des parties d'extrémités antérieures (63d, 63g) des prolonges droite et gauche (60d, 60g) constituent des absorbeurs de chocs grande vitesse. 9. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les parties d'extrémités postérieures (61d, 61g) des prolonges (60d, 60g) s'élargissent progressivement latéralement jusqu'à leurs extrémités libres postérieures (612). 10. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les prolonges (60d, 60g) sont des tubes creux monoblocs réalisés par hydroformage.