Brevet FR2902741A3 — publié le 20071228

FR 2902741 A3 20071228 FR 0652596 A 20060622 - 1 - ELEMENT DE STRUCTURE DE VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte au domaine technique des éléments de structure de véhicule automobile, plus particulièrement elle concerne un élément de structure arrière de véhicule automobile. L'ossature de base d'un véhicule automobile consiste essentiellement en un ensemble de poutres sur lesquelles sont montées tous les équipements du véhicule. Les connexions entre ces différentes poutres sont obtenues au moyen de noeuds de connexion dont la forme peut être complexe, et qui sont soumis à un ensemble de contraintes de directions et d'intensités très variables. Le support de train arrière est une pièce de structure du véhicule automobile destinée à supporter le palier de train arrière du véhicule. Il est généralement situé à proximité d'un noeud de connexion du véhicule, élément de la structure qui reçoit les extrémités de différents longerons du véhicule tels que, par exemple, le longeron arrière, le longeron central. Le support de train arrière peut éventuellement être rapporté sur le noeud de connexion. Le support de train arrière et le noeud de connexion sont habituellement réalisés à partir de plusieurs éléments assemblés entre eux par soudure ou rivetage. Chaque élément peut être, par exemple, obtenu par emboutissage de plaques d'acier. Le support de train arrière et le noeud de connexion nécessitent une précision importante dans la réalisation des différents éléments constitutifs afin de palier les dispersions de tolérances desdits éléments. De plus, la présence de différentes pièces nécessite un nombre important d'outils d'emboutissage, ce qui représente un coût important en investissement d'emboutissage. Pour réduire le nombre de pièces à assembler, il est connu de réaliser des noeuds de connexion en utilisant les techniques de fonderie qui permettent la réalisation d'un noeud en une unique pièce de géométrie complexe 2902741 -2- pour laquelle il est possible d'optimiser la répartition des épaisseurs suivant les contraintes qu'elle est amenée à subir. La publication US 5 466 035 décrit un tel noeud de connexion, obtenu par fonderie d'alliages légers. Néanmoins, le noeud de 5 connexion décrit dans cette publication est une pièce de dimensions relativement faibles puisqu'il reçoit l'extrémité de longerons qui tendent à converger vers un même point. Or, ce n'est pas forcément le cas pour le noeud de connexion situé à l'arrière du véhicule, puisque, par exemple, les traverses de pareclose, et de ripage sont 10 habituellement parallèles. Ceci implique un noeud de connexion de grandes dimensions. En outre, le palier du train arrière étant un élément très sollicité, son support doit être une pièce aux dimensions suffisantes pour accepter les efforts transmis par le palier. 15 La présente invention vise à simplifier la conception des éléments de la structure d'un véhicule automobile destinés à supporter le train arrière et les différents longerons situés en partie arrière du véhicule tout en améliorant la résistance aux efforts transmis lors d'un choc frontal. 20 A ce titre, l'invention propose un élément de structure de véhicule automobile comprenant au moins deux supports aptes à recevoir l'extrémité d'un longeron longitudinal de véhicule, caractérisé en ce qu'une partie intermédiaire d'une surface de base longitudinale de l'élément de structure assure une continuité de 25 profil entre les au moins deux supports et en ce que l'élément de structure comporte, en outre, au moins un support accessible par un élément situé sous ledit élément de structure, l'élément étant par exemple, un bras de train arrière. De préférence, le support situé sous l'élément de structure est 30 constitué d'une cavité, en saillie par rapport au dessus de la surface de base longitudinale de l'élément de structure. 2902741 -3- Avantageusement, lesdits supports de longerons et la partie intermédiaire sont constitués par des éléments en forme de profilé de section sensiblement en U . Selon un mode de réalisation, les au moins deux supports de 5 longerons sont positionnés à des hauteurs différentes et décalés transversalement. Selon les caractéristiques de l'invention au moins un des supports de longeron longitudinaux présente des éléments formant un support distinct de longeron transversal disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal dudit élément de structure, l'extrémité supérieure des parois latérales du profilé de section en U des supports de longeron longitudinaux arrière et/ou avant présente une découpe complémentaire de la forme du longeron transversal de manière à constituer un support dudit longeron transversal. Avantageusement, il comporte au moins deux supports d'extrémité de longerons disposés transversalement et constitués 20 chacun par un élément en forme de profilé de section sensiblement en U , et dont les directions moyenne des éléments en forme de profilés sont sensiblement parallèles. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins un des supports d'extrémité de longerons disposés transversalement 25 présente au moins un moyen de fixation d'un moteur. De préférence, l'élément de structure est réalisé en une unique pièce de fonderie de métal léger, notamment de l'aluminium, ou d'un alliage de métaux légers, notamment un alliage d'aluminium. L'invention concerne également un véhicule automobile 30 comprenant un tel élément de structure arrière qui est disposé latéralement à l'arrière du véhicule. 10 15 2902741 -4-D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée dans laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de dessus de 5 l'invention, et - la figure 2 est une vue en perspective de dessus du support de train arrière selon l'invention positionné à l'arrière d'un véhicule. Dans la description qui va suivre, on adoptera à titre non 10 limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale selon l'orientation traditionnellement utilisée dans l'automobile et indiquée par le trièdre L, V, T de la figure 1. On utilisera les termes avant et arrière en référence au sens d'avancement classique d'un véhicule automobile. 15 La description qui suit de la figure 1, se rapporte à un support de train arrière gauche 10, également appelé élément de structure arrière gauche 10, pour le conducteur du véhicule, étant donné que le support de train arrière droit est le symétrique du support de train arrière gauche par rapport au plan de symétrie naturel du véhicule. 20 L'élément de structure 10, représenté sur la figure 1, comporte une surface de base longitudinale 12 et deux parois latérales 14 et 16 se projetant orthogonalement par rapport à la surface 12 de manière à ce que l'élément de structure arrière 10 selon l'invention présente un profilé de section en U sensiblement sur toute sa 25 longueur. Tel que représenté sur la figure 2, l'élément de structure 10 est positionné latéralement à l'arrière du véhicule. Ainsi compte tenu de son positionnement et de sa forme peu encombrante transversalement, l'élément de structure 10 selon l'invention permet de gagner de l'espace sous le plancher de l'habitacle afin de 30 favoriser par exemple, l'agencement d'un moteur en partie arrière du véhicule sous l'habitacle. 2902741 -5- En effet, la surface de base 12, que l'on peut décomposer en trois surfaces 12a, 12b, 12c pour faciliter la description, est allongée et présente une longueur spécifique calculée à partir des longueurs de ces trois surfaces. L'élément de structure 10 étant disposé 5 longitudinalement à l'arrière du véhicule. Plus précisément, la première surface 12a est une surface arrière rectangulaire se trouvant à une première hauteur. A proximité des bords correspondant aux grands côtés de la surface arrière 12a, s'étendent les parois latérales 14a et 16a qui se projettent 10 orthogonalement par rapport à la surface 12a. L'ensemble constitué par la surface 12a et les parois latérales 14a et 16a forme un premier support de longeron 22. La deuxième surface 12b est une surface avant rectangulaire possédant une largeur sensiblement supérieure à la première 15 surface. Elle se trouve à une deuxième hauteur inférieure à la première hauteur et se trouve décalée vers l'extérieur du véhicule par rapport à la première surface 12a. A proximité des bords correspondant aux grands côtés de la surface arrière 12b, s'étendent une première 14b et une deuxième 16b parois latérales qui se 20 projettent orthogonalement par rapport à la surface 12b. L'ensemble constitué par la surface 12b et les parois latérales 14b et 16b forme un deuxième support de longeron 24. Tel que représenté sur la figure 2, ces parois latérales 14b et 16b sont découpées au niveau de leur partie supérieure de manière 25 à constituer un troisième support 26 pour recevoir un longeron 20 présentant un profil constitué de deux parois 20a et 20b. Le support 26 et le longeron 20 présente une forme complémentaire. Par exemple, la paroi 20a est supportée par les tranches verticales de la découpe des parois latérales 14b et 16b et la paroi 20b est 30 supportée par les tranches horizontales de la découpe. La troisième surface 12c est une surface rectangulaire présentant une largeur supérieure à celles des surfaces 2902741 -6- rectangulaires 12a et 12b. C'est la surface intermédiaire entre les deux autres surfaces rectangulaires 12a et 12b. Elle est inclinée de manière à assurer la continuité entre lesdites surface positionnées à des hauteurs différentes. A proximité du bord correspondant au 5 grand côté de la surface intermédiaire 12c, s'étend une première paroi latérale 16c qui se projette orthogonalement par rapport à la surface 12c. Une deuxième paroi latérale 14c se projette orthogonalement par rapport à la surface 12c et affleure la surface 12c de manière à se trouver sensiblement parallèle à la paroi 16c et 10 de manière à laisser une portion de surface 12c disponible pour maintenir un longeron transversalement. On peut appeler la combinaison de 12c, 14c et 16c une partie intermédiaire du support 10. Un premier élément d'un quatrième support de longeron est 15 constitué d'une paroi supplémentaire 18 qui est accolée sur la face orientée vers l'extérieur du véhicule de l'extrémité arrière 14a. Cette paroi 18 est décalée latéralement vers l'extérieur et comprend d'une part une portion avant 18b qui peut s'étendre selon un plan sensiblement parallèle à l'extrémité arrière 14a et d'autre part, une 20 portion arrière 18a incurvée de manière à se solidariser à la paroi latérale 14. Une extension 30 vers l'extérieur de la surface 12b constitue un deuxième élément constitutif du quatrième support de longeron. Un cinquième support 32 de longeron vient en saillie contre la 25 paroi latérale externe 16a. Le cinquième support 32 se compose d'un profilé de section sensiblement en U . Un sixième support 34 vient en saillie contre la paroi latérale externe 16a. Ce support 34 est positionné en arrière du premier support 22. Il se compose également d'un profilé de section 30 sensiblement en U . Enfin, selon l'invention, un septième support 36 permet de loger et maintenir en place un corps sensiblement cylindrique 44. Le 2902741 -7- support est constitué d'une cavité, en saillie par rapport au dessus de la surface 12c, réalisée à partir d'un bossage de ladite surface 12c. Compte tenu des figures et de la description ci-dessus, le 5 support de train 10 présente un profil général coudé s'étendant longitudinalement. Tel qu'illustré sur la figure 2, le support de train arrière 10 intègre cinq supports de longerons. Le premier support 22 est destiné à recevoir l'extrémité d'un 10 premier longeron longitudinal, appelé généralement longeron arrière gauche 37. De préférence, le longeron est soudé sur le support de train arrière 10. Le deuxième support 24 est destiné à recevoir l'extrémité d'un deuxième longeron longitudinal 38, appelé généralement longeron 15 central gauche. Ce longeron 38 présente la particularité de se prolonger vers les côtés latéraux du véhicule afin de se solidariser sur le support de train 10 positionné latéralement sur la partie arrière du véhicule. Là encore, la fixation est préférentiellement obtenue par soudure. 20 Le troisième support 26 est destiné à recevoir l'extrémité d'un troisième longeron 20 décrit précédemment dans la description, généralement appelé traverse de pareclose. Là encore, la fixation est préférentiellement obtenue par soudure des parois 20a et 20b sur le support 26. Il convient de noter que la forme du support 26 est 25 complémentaire de celle de la traverse de pareclose 20. Le quatrième support est destiné à recevoir l'extrémité arrière d'un quatrième longeron 40, généralement appelé bavolet. Le bavolet se trouve en appui d'avant en arrière sur le premier et le deuxième éléments constitutifs de ce support. Par ailleurs, il affleure 30 la face externe de la surface 14b de la paroi latérale 14. L'extension de surface 12b constituant le deuxième élément est utilisé en temps que plaque d'indexage du bavolet avec le support de train 10. La 2902741 -8-portion 18b du second élément 18 permet de maintenir transversalement en position le bavolet. Le cinquième support 32 est destiné à recevoir l'extrémité d'un cinquième longeron 42, généralement appelé traverse centrale du 5 plancher arrière. Cette traverse possède également un profilé en U dont l'extrémité supérieure de chacune des branches dudit U possède un rebord reposant sur l'extrémité supérieure du profilé en U du support 32. Ceci permettant un bon positionnement de la traverse 42 dans son support 32. 10 Tel qu'illustré sur la figure 2, le support de train arrière 10 ou l'élément de structure 10 intègre un sixième support 34 destiné à recevoir l'extrémité d'un sixième longeron (non représenté) pour permettre, par exemple, la fixation d'un moteur dans le cas où le groupe moto-propulseur est disposé à l'arrière du véhicule ou sous 15 le plancher. Il peut posséder alors des moyens de fixation de cet élément de moteur tel qu'un orifice fileté. Ce support possède un profilé de section en forme de U et les directions moyennes des éléments en profilés des supports 32 et 34 étant sensiblement parallèles. 20 Le support de train arrière 10 comprend aussi un septième support 36 permettant de loger et maintenir en place un élément sensiblement cylindrique 44. Cet élément situé sous le support de train 10 est, par exemple, un bras de train arrière dont une extrémité vient se loger dans une cavité, en saillie par rapport au dessus de la 25 surface 12c. Le support de train 10 selon l'invention est réalisé en une unique pièce de fonderie et est constituée, de préférence par un alliage léger, par exemple, un alliage d'aluminium afin de conférer un gain de masse à la partie arrière du véhicule. 30 Ainsi, une telle structure de support de train selon l'invention permet de rassembler plusieurs éléments, à savoir six supports de longerons dont un support pouvant être utilisé pour la fixation du 2902741 -9- moteur dans le cas particulier d'un groupe moto-propulseur placé sous le plancher ou dans la partie arrière du véhicule, et un support de bras de train arrière, en une seule pièce. Elle peut comporter, en outre, un support de siège arrière. 5 Avantageusement, selon l'invention, la continuité assurée entre les deux longerons grâce à cette pièce permet de faciliter la tenue au choc du véhicule. En effet, les efforts générés par un choc frontal se propagent de manière continue sur toute la longueur des longerons avant et arrière par l'intermédiaire du support 10. Ceci 10 permet une moindre déformation des longerons puisque l'absorption de l'énergie cinétique par compression du longeron s'effectue sur toute la longueur combinée du longeron 38 situé en avant du support 10 et du longeron 37 situé en arrière du support 10. L'habitacle est alors moins sollicité avec une telle pièce lors d'un tel choc. Par 15 ailleurs, la pièce s'encastre sur le bavolet permet de renforcer la structure de caisse latérale et permet ainsi de sécuriser les occupants dans l'habitacle lors d'un choc latéral. En effet, l'encastrement des longerons, par exemple, au niveau du pied milieu renforce le noeud de structure et le rend plus fort pour résister aux 20 chocs latéraux. Enfin, le fait que cette pièce intègre un support de bras de train arrière permet une économie de pièce dans la structure arrière et ainsi une simplicité de réalisation. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation 25 décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. 1. 5 10 2. 15 3. 20 4. 25 5. 30 REVENDICATIONS 1. Elément de structure (10) de véhicule automobile comprenant au moins deux supports (22, 24) aptes à recevoir l'extrémité d'un longeron longitudinal de véhicule, caractérisé en ce qu'une partie intermédiaire (12c, 14c, 16c) d'une surface de base longitudinale (12) de l'élément de structure (10) assure une continuité de profil entre les au moins deux supports (22, 24) et en ce que l'élément de structure comporte, en outre, au moins un support (36) accessible par un élément (44) situé sous ledit élément de structure (10), l'élément (44) étant par exemple, un bras de train arrière. 2. Elément de structure selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (36) est constitué d'une cavité, en saillie par rapport au dessus de la surface de base longitudinale (12) de l'élément de structure. 3. Elément de structure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits supports (22, 24) et la partie intermédiaire sont constitués par des éléments en forme de profilé de section sensiblement en U . 4. Elément de structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les au moins deux supports (22, 24) sont positionnés à des hauteurs différentes et décalés transversalement. 5. Elément de structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des supports (22, 24) de longeron longitudinal présente des éléments formant un support distinct (26) de longeron disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal dudit élément de structure (10). - 11 - 6. Elément de structure selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure des parois latérales (14) et (16) du profilé de section en U des supports (22) et/ou (24) présente une découpe complémentaire de la forme du longeron transversal (20) de manière à constituer le support (26) dudit longeron transversal (20). 7. Elément de structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux supports (32) et (34) d'extrémité de longerons disposés transversalement et constitués chacun par un élément en forme de profilé de section sensiblement en U , et en ce que les directions moyenne des éléments en forme de profilés sont sensiblement parallèles. 8. Elément de structure selon la revendication 7, caractérisé en ce que au moins un des supports (32, 34) d'extrémité de longerons disposés transversalement présente au moins un moyen de fixation d'un moteur. 9. Elément de structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une unique pièce de fonderie de métal léger, notamment de l'aluminium, ou d'un alliage de métaux légers, notamment un alliage d'aluminium. 10. Véhicule automobile comprenant un élément de structure arrière de véhicule automobile comprenant au moins deux supports (22, 24) aptes à recevoir l'extrémité d'un longeron de véhicule, une partie intermédiaire (12c, 14c, 16c) de l'élément de structure (10) assurant une continuité de profil entre les au moins deux supports (22, 24) et comprenant, en outre, au moins un support (36) accessible par un élément (44) situé sous le support de train, l'élément (44) étant par exemple, un bras de train arrière, caractérisé en ce que - 12 - l'élément de structure (10) est disposé latéralement à l'arrière du véhicule.5