Brevet FR2963919A1 — publié le 20120224

"STRUCTURE PORTEUSE DE TRAIN ROULANT POUR VEHICULE" La présente invention est relative à une structure porteuse de train roulant pour véhicule. Dans le document EP1645490, la caisse du véhicule comporte des éléments tubulaires formant une telle structure. Cependant, cette caisse est typique d'un véhicule aux dimensions classiques. Dans le cas d'un véhicule de type urbain, il importe que les dimensions extérieures du véhicule soient réduites par rapport à des véhicules classiques, à la fois en longueur et en largeur. Des aménagements sont nécessaires pour qu'un tel véhicule compact puisse comporter quatre sièges et une zone de coffre. Des aménagements sont aussi nécessaires pour que la hauteur du centre de gravité soit réduite et que le moteur et les trains roulants soient implantés au minimum de la garde au sol. En particulier, il importe que les fixations des dispositifs de suspension des trains roulants soient compatibles avec le débattement d'arbres de transmission implantés de manière relativement basse dans le véhicule. La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet une structure porteuse de train roulant pour véhicule, notamment automobile, prévue pour encadrer au moins partiellement un groupe motopropulseur à partir duquel s'étendent des arbres de transmission pouvant se débattre verticalement avec des roues du train roulant du véhicule. La structure comprend deux longerons latéraux de support de dispositif de suspension qui sont destinés chacun à s'étendre entre le groupe motopropulseur et la roue correspondante du train roulant et qui ont chacun au moins un tronçon d'extrémité assurant la fixation du longeron à la structure et un tronçon arqué à convexité dirigée vers le bas par rapport au tronçon d'extrémité de manière que chaque arbre de transmission puisse se débattre verticalement au dessus du tronçon arqué correspondant en restant à distance dudit tronçon quand le dispositif de suspension est en butée de détente. Dans divers modes de réalisation de la structure selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . les longerons comportent deux tronçon d'extrémité assurant la fixation du longeron à la structure, le tronçon arqué étant un tronçon intermédiaire desdits longerons ; chaque longeron supporte des ancrages du dispositif de suspension du véhicule ; les ancrages sont des chapes conformées pour 15 supporter des axes horizontaux de pivot du dispositif de suspension ; les ancrages supportent des triangles inférieurs du dispositif de suspension qui sont montés à pivotement sur les longerons au raccordement de leurs tronçons 20 d'extrémité avec le tronçon arqué intermédiaire ; des traverses qui sont fixées aux tronçons d'extrémité des longerons et qui sont verticalement décalées vers le haut par rapport aux tronçons arqués des longerons ; 25 une barre antiroulis supportée par la structure, passant sous les longerons et étant verticalement décalée vers le haut par rapport au point le plus bas des tronçons arqués des longerons, de manière à ne pas dépasser sous ces derniers. 30 Par ailleurs, l'invention a également pour objet un sous ensemble de véhicule, notamment automobile, comportant d'une part un groupe motopropulseur et des arbres de transmission permettant d'entraîner les roues de l'un des trains roulants du véhicule, et d'autre part 35 une structure conforme à l'invention, dans lequel les arbres de transmission peuvent se débattre verticalement au dessus des tronçons arqués des longerons en restant à distance de ces tronçons lors de la butée de détente d'au moins l'un des dispositifs de suspension des roues du train roulant. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile à groupe motopropulseur arrière, comportant un sous ensemble conforme à l'invention entre les roues de son train roulant arrière, la structure porteuse dudit train roulant encadrant au moins partiellement le groupe motopropulseur. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un longeron pour véhicule, notamment automobile, destiné à supporter au moins partiellement un dispositif de suspension d'une roue d'un train roulant du véhicule et conformé pour s'étendre entre un groupe motopropulseur du véhicule et ladite roue, ce groupe motopropulseur et cette roue étant reliés par un arbre de transmission, le longeron comportant : au moins un tronçon d'extrémité assurant la fixation du longeron à une structure porteuse du train 20 roulant comportant ladite roue ; un tronçon arqué à convexité dirigée vers le bas par rapport au tronçon d'extrémité, de manière que l'arbre de transmission puisse se débattre verticalement au dessus du tronçon arqué en restant à distance dudit 25 tronçon quand le dispositif de suspension de ladite roue est en butée de détente. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre 30 d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. Sur les dessins : la figure 1 est une vue schématique de côté d'un véhicule comportant une structure ayant des longerons selon l'invention ; 35 la figure 2 est une vue schématique en perspective de trois quarts arrière de la structure de la figure 1 ; la figure 3 est une vue schématique de côté de la structure de la figure 1 ; la figure 4 est une vue schématique en perspective de trois quarts arrière d'un détail de la structure de la figure 1 sur laquelle est montée un dispositif de suspension d'une roue du véhicule. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un véhicule automobile, équipé d'une structure 12 ayant des longerons 14 selon l'invention. Cette structure 12 détermine, comme il sera expliqué ultérieurement, une structure porteuse de train roulant. La structure 12 est ici de type tubulaire dont les tubes sont à section carrée. En variante les tubes peuvent être par exemple à section rectangulaire ou circulaire. Le véhicule 10 est de type à vocation urbaine dont la mobilité dans son environnement particulier implique qu'il ait une taille réduite par rapport à des véhicules classiques, à la fois en longueur et en largeur. Il comporte en particulier quatre sièges 16 et une zone de coffre 18. Sous cette dernière et sous les sièges arrière, le véhicule comporte son groupe moto propulseur 20, symbolisé en traits pointillés à la figure 1. Ce sont donc ici les roues arrière 22 qui sont motrices. Entre le groupe moto propulseur 20 et les roues arrière 22, le véhicule 10 comporte des arbres de transmission 24 dont l'un est visible à la figure 4. Afin de réduire la hauteur du centre de gravité autant que possible, le moteur et les trains roulants sont implantés au minimum de la garde au sol. La structure 12, tout comme les dispositifs de suspension, doivent permettre aux arbres de transmission 24 de se débattre verticalement avec des roues du train roulant du véhicule. Pendant ces débattements, les arbres de transmission doivent rester à distance des divers tubes de la structure, comme schématisé à la figure 3. À cet effet les longerons 14 présentent une géométrie particulière à tronçon arqué 14A ayant sa convexité dirigée vers le bas. Cette convexité permet de dégager de l'espace verticalement pour le passage des arbres de transmission 24 au dessus des longerons 14, entre les axes 22A des roues 22 et la sortie du différentiel lié au groupe motopropulseur 20. Chaque longeron 14 comporte deux tronçons d'extrémité 14B assurant la fixation du longeron au reste de la structure 12 et, entre ces tronçons d'extrémité 14B, le tronçon arqué 14A situé sous l'arbre de transmission 24 correspondant. Dans l'exemple représenté aux figures, chaque longeron 14 présente un profil ressemblant à une demi-alternance de sinusoïde symétrique par rapport à un plan vertical passant par les axes 22A des roues 22. Le tronçon arqué constitue un tronçon intermédiaire du longeron en correspondant au bas de la sinusoïde. Chaque tronçon d'extrémité 14B est lié à une traverse inférieure 26 de la structure 12, et à un montant vertical 28. A chacun des ses quatre coins, la structure 12 comporte un montant vertical 28. A l'extrémité supérieure de ces montants, la structure 12 comporte un cadre supérieur horizontal à longerons supérieurs 34 et traverses supérieures 36. Les traverses inférieures 26 et les traverses supérieures 36 servent par exemple de support au groupe motopropulseur. A l'angle inférieur des montants 28 situés à l'avant de la structure 12, des jambes de forces 42 sont implantées en étant liées auxdits montants 28 et à la traverse inférieure 26 correspondante. Ces jambes de forces 42 sont par exemple des plaques à profil en triangle rectangle. Les extrémités des montants 28 situés à l'avant de la structure 12 sont fixés à des poutres latérales 48 qui appartiennent à un châssis poutre du véhicule 10 et sont à l'avant des passages de roue dédiés aux roues arrière 22. La structure 12 supporte des ancrages de dispositif de suspension du véhicule. Les ancrages sont constitués par des chapes 50 conformées pour supporter des axes horizontaux de pivot 52 du dispositif de suspension. Les chapes 50 sont fixées à leur longeron 14 au niveau de points d'inflexions 54 (figure 3) de la fibre neutre du longeron, sensiblement au raccordement des tronçons d'extrémités 14B et du tronçon arqué 14A. Ainsi, la diagonale de l'âme 56 des chapes 50 suit sensiblement cette fibre neutre sur une longueur relativement importante de cette dernière, au bénéfice de la taille de l'interface de fixation des chapes 50 à la structure 12. Les chapes 50 et les axes de pivot 52 constituent les points d'ancrages des triangles inférieurs 58 formant partie du dispositif de suspension du train arrière du véhicule, la structure 12 étant porteuse desdits triangles inférieurs 58. La structure 12 est également porteuse d'une barre antiroulis 60 du train arrière du véhicule, appelée aussi barre anti-dévers. Cette barre antiroulis 60 relie les deux triangles inférieurs 58. Elle traverse deux manchons de fixation 62 qui sont fixés sur les jambes de force 42 et la traverse inférieure 26 située à l'avant de la structure 12. Les manchons de fixation 62 comportent une patte supérieure 62A en appui d'une part sur la plaque de gousset formant jambe de force 42 d'autre part sur la traverse inférieure 26. Les manchons de fixation 62 comportent une partie cylindrique 62B déportée vers le bas et vers l'arrière par rapport à la patte supérieure 62A. Les manchons de fixation 62 sont traversés par la barre antiroulis 60 dans la partie cylindrique 62B, en dessous et en arrière de ladite traverse inférieure 26, sous les tronçons d'extrémités 14A situés à l'avant de la structure 12. En outre, les manchons de fixation 62 sont traversés par la barre antiroulis 60 au dessus du niveau du point le plus bas des tronçons arqués 14A pour ne pas empiéter sur la garde au sol du véhicule 10. Lors de l'assemblage de la structure 12 sur un gabarit permettant de fixer la géométrie de la structure, les longerons inférieurs 14 peuvent être mis sous contrainte par appui vers le bas au mieux de leur tronçon arqué 14A. Lesdits longerons 14 sont soudés précontraints au reste de la structure 12, pour compenser l'action des triangles inférieurs 58 qui tendent à exercer une pression vers le haut. La rigidité de l'ensemble est ainsi optimisée. Avantageusement, les longerons 14 arqués vers le bas permettent une optimisation de l'utilisation de l'espace dans le plan de débattement vertical des arbres de transmission 24 et dans l'environnement de ces derniers pour la fixation des triangles de suspension 58 et de la barre antiroulis 60. Avantageusement, les longerons 14 permettent une symétrie gauche et droite. Ainsi, les longerons 14 sont identiques pour les deux côtés de la structure 12. La structure représentée est globalement parallélépipédique rectangle, mais elle peut être différente en conservant ses fonctionnalités. Par exemple, en variante, elle entoure partiellement le groupe motopropulseur en étant ouverte vers l'arrière et en ayant ses tronçons d'extrémité arrière des longerons reliés à une unité arrière portant un pare-chocs. REVENDICATIONS1. Structure porteuse de train roulant pour véhicule, notamment automobile, prévue pour encadrer au moins partiellement un groupe motopropulseur (20) à partir duquel s'étendent des arbres de transmission (24) pouvant se débattre verticalement avec des roues (22) du train roulant du véhicule, comprenant deux longerons latéraux (14) de support de dispositif de suspension (58, 60) qui sont destinés chacun à s'étendre entre le groupe motopropulseur et la roue correspondante du train roulant et qui ont chacun au moins un tronçon d'extrémité (14B) assurant la fixation du longeron (14) à la structure (12) et un tronçon arqué (14A) à convexité dirigée vers le bas par rapport au tronçon d'extrémité (14B) de manière que chaque arbre de transmission (24) puisse se débattre verticalement au dessus du tronçon arqué (14A) correspondant en restant à distance dudit tronçon quand le dispositif de suspension est en butée de détente. 2. Structure selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les longerons (14) comportent deux tronçon d'extrémité (14B) assurant la fixation du longeron à la structure (12) et en ce que le tronçon arqué (14A) est un tronçon intermédiaire desdits longerons. 3. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque longeron (14) supporte des ancrages (50) du dispositif de suspension (58, 60) du véhicule. 4. Structure selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les ancrages (50) sont des chapes conformées pour supporter des axes horizontaux de pivot (52) du dispositif de suspension (58, 60). 5. Structure selon la revendication 2 combinée avec l'une quelconque des revendications 3 à 4, caractérisée en ce que les ancrages (50) supportent des triangles inférieurs (58) du dispositif de suspension qui sontmontés à pivotement sur les longerons (14) au raccordement de leurs tronçons d'extrémité (14B) avec le tronçon arqué intermédiaire (14A). 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des traverses (26) qui sont fixées aux tronçons d'extrémité (14B) des longerons (14) et qui sont verticalement décalées vers le haut par rapport aux tronçons arqués (14A) des longerons (14). 7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle supporte une barre antiroulis (60) du dispositif de suspension, passant sous les longerons (14) et étant verticalement décalée vers le haut par rapport au point le plus bas des tronçons arqués (14A) des longerons (14), de manière à ne pas dépasser sous ces derniers. 8. Sous ensemble de véhicule, notamment automobile, comportant d'une part un groupe motopropulseur (20) et des arbres de transmission (24) permettant d'entraîner les roues (22) de l'un des trains roulants du véhicule, et d'autre part une structure (12) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel les arbres de transmission (24) peuvent se débattre verticalement au dessus des tronçons arqués (14A) des longerons (14) en restant à distance de ces tronçons lors de la butée de détente d'au moins l'un des dispositifs de suspension des roues (22) du train roulant. 9. Véhicule automobile à groupe motopropulseur arrière, comportant un sous ensemble conforme à la revendication précédente entre les roues (22) de son train roulant arrière, la structure porteuse (12) dudit train roulant encadrant au moins partiellement le groupe motopropulseur (20). 10. Longeron pour véhicule, notamment automobile, destiné à supporter au moins partiellement un dispositif de suspension d'une roue (22) d'un train roulant du véhicule et conformé pour s'étendre entre un groupemotopropulseur (20) du véhicule et ladite roue, ce groupe motopropulseur et cette roue étant reliés par un arbre de transmission (24), le longeron (14) comportant : au moins un tronçon d'extrémité (14B) assurant 5 la fixation du longeron (14) à une structure porteuse (12) du train roulant comportant ladite roue ; un tronçon arqué (14A) à convexité dirigée vers le bas par rapport au tronçon d'extrémité (14B), de manière que l'arbre de transmission (24) puisse se 10 débattre verticalement au dessus du tronçon arqué (14A) en restant à distance dudit tronçon quand le dispositif de suspension de ladite roue est en butée de détente.