Brevet FR3025771A1 — publié le 20160318

"Structure avant de véhicule automobile à berceau simplifié" DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention concerne une structure avant de véhicule automobile qui est agencée à l'avant de la cellule rigide formant habitacle du véhicule automobile. ETAT DE LA TECHNIQUE On connaît différentes conceptions d'une telle structure dont les principales fonctions sont de supporter et de servir de moyen de fixation au groupe motopropulseur et aux composants du train roulant avant, et d'assurer une absorption d'énergie en cas de choc accidentel. Ainsi, de manière connue et telle qu'illustrée par exemple dans le document FR-A1-2.813.269, l'architecture actuelle de la partie ou bloc avant d'un véhicule à traction avant équipé d'un groupe motopropulseur orienté selon la direction transversale comporte, dans un plan horizontal haut ou supérieur, deux longerons longitudinaux supérieurs gauche et droit qui s'étendent vers l'avant à partir de la cellule rigide formant habitacle et, dans un second plan horizontal bas inférieur, une structure dite de "berceau" en forme globale d'un cadre rectangulaire. Le berceau inférieur supporte notamment les deux bras opposés de suspension, la crémaillère de direction, la barre antiroulis et un certain nombre de systèmes. Le berceau inférieur a ainsi une fonction de mise en géométrie précise des différents organes constituant une partie du train roulant. A cet effet, il présente une grande précision de fabrication et de conception, comparée à celle de la caisse du véhicule. 3025771 2 En cas de choc accidentel, impactant la face avant du véhicule, l'énergie absorbée l'est en partie par la déformation de différentes pièces de structure du bloc avant du véhicule telles que les deux longerons en partie supérieure selon une voie de 5 passage et d'absorption de l'énergie dite voie haute. Pour le passage et l'absorption d'énergie en voie basse, ceux-ci s'effectuent par l'intermédiaire de la structure de berceau. Le berceau est constitué d'une partie arrière d'orientation transversale, aussi appelée "mini berceau", qui porte les deux 10 bras de suspension et qui se prolonge vers l'avant par deux longerons inférieurs, aussi appelés "cornes", dont les extrémités avant sont reliées par une poutre transversale avant. De manière connue, la structure inférieure de berceau est reliée aux longerons supérieurs par des tirants verticaux, aussi 15 appelés "bretelles", qui s'étendent latéralement de part et d'autre entre les longerons inférieurs et les longerons supérieurs. Pour l'assemblage du véhicule, il est nécessaire de réaliser une fixation dite "postérieure" de la structure inférieure de berceau, notamment au moyen de vis d'orientation verticale dont 20 chacune relie un tirant longitudinal arrière à une partie d'accueil complémentaire de la structure de caisse. Dans le cadre d'une recherche globale d'allégement de la structure avant du véhicule, l'invention vise à proposer une nouvelle organisation de l'architecture de la partie basse, ou 25 inférieure, de la structure avant visant notamment à réduire le nombre de pièces structurelles, et d'éléments ou de moyens de fixation, tout en conservant une grande facilité de montage et d'assemblage de cette structure. 30 BREF RESUME DE L'INVENTION L'invention propose une structure avant de véhicule automobile comportant : 3025771 3 - une traverse arrière de berceau qui s'étend dans un plan globalement horizontal et dont chaque tronçon d'extrémité transversale est conformé en une chape en forme de C, ouverte transversalement, formée de deux ailes, supérieure et inférieure, 5 globalement horizontales dont chacune, au voisinage de son extrémité transversale libre, comporte un orifice de fixation ; - deux bras opposés de suspension dont chacun comporte : une extrémité arrière de liaison à la traverse de berceau 10 qui est reçue à l'intérieur de la chape associée ; une extrémité avant de liaison à la traverse de berceau qui est montée articulée sur une partie correspondante du tronçon d'extrémité transversale associé de la traverse de berceau qui est décalée longitudinalement vers l'arrière par 15 rapport à ladite chape associée ; * une tige verticale de fixation qui s'étend, successivement de bas en haut, à travers : i) l'orifice de fixation appartenant à l'aile de chape inférieure ; 20 ii) un trou de liaison formé dans l'extrémité arrière de liaison du bras de suspension ; et iii) l'orifice de fixation appartenant à l'aile de chape supérieure, ladite tige de fixation se prolongeant verticalement vers le haut 25 au-delà d'une face supérieure de l'aile de chape supérieure pour être reçue dans un élément appartenant à la structure de caisse du véhicule. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la tige de fixation est la tige filetée d'une vis de fixation 30 comportant un tronçon fileté d'extrémité supérieure qui est visé dans une portion complémentaire taraudée de l'élément appartenant à la structure de caisse du véhicule ; 3025771 4 - la vis de fixation comporte une tête inférieure qui coopère avec une portion en vis-à-vis d'une face inférieure de l'aile de chape inférieure ; - l'extrémité arrière de liaison du bras de suspension est 5 munie d'un bloc d'articulation, et la tige de fixation s'étend verticalement à travers un trou de liaison formé dans le bloc d'articulation ; - l'aile de chape supérieure est réalisée en une seule pièce avec la traverse de berceau, notamment par moulage ; 10 - l'aile de chape inférieure est réalisée sous la forme d'une plaque rapportée qui est fixée par vissage sur le tronçon d'extrémité transversale de la traverse de berceau ; - la plaque rapportée, formant aile de chape inférieure, est fixée, selon la direction verticale, par l'intermédiaire d'au moins 15 une vis de fixation dont le tronçon fileté d'extrémité supérieure est vissé dans une portion complémentaire taraudée du tronçon d'extrémité transversale de la traverse de berceau ; - la plaque rapportée est fixée, selon la direction verticale, par l'intermédiaire de deux vis de fixation décalées longitudinale- 20 ment l'une par rapport à l'autre. - l'extrémité avant de liaison du bras de suspension est montée articulée sur une partie correspondante du tronçon d'extrémité transversale associé de la traverse de berceau, autour d'un axe horizontal d'orientation sensiblement longitudinale ; 25 - la traverse de berceau, au voisinage de chacun de ses tronçons d'extrémité transversale en chape, est munie d'une bretelle de montage rapportée qui s'étend verticalement vers le haut. 30 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui 3025771 5 va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de dessus qui représente une traverse arrière de berceau selon l'invention 5 équipée d'un bras de suspension et de deux bretelles de berceau ; - la figure 2 est une vue en perspective, selon un autre angle de dessous de l'ensemble représenté à la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en section selon un plan vertical 10 et transversal passant par l'axe de la vis de fixation de gauche représentée à la figure 1 ; - la figure 4 est une vue de dessous d'un détail de la figure 2 ; et - la figure 5 est une vue en perspective éclatée de certains 15 des composants des figures 1 et 2. DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES La conception illustrée sur les figures, et notamment des 20 principaux composants de l'ensemble, présente une symétrie générale de conception par rapport à un plan vertical longitudinal médian. L'ensemble des éléments de gauche ou de droite par rapport à ce plan de symétrie seront désignés par les mêmes 25 chiffres de référence. Pour des raisons de simplification de représentation, un seul bras de suspension, de gauche, est représenté aux figures 1 et 2. Dans la suite de la description, on adoptera de manière 30 non limitative des orientations longitudinale, verticale et transversale indiquées par le trièdre "L,V,T" des figures. On définit aussi un plan horizontal qui s'étend longitudinalement et transversalement. 3025771 6 On a représenté aux figures une traverse arrière de berceau 10 de forme allongée et d'orientation principale transversale T qui est ici, à titre d'exemple non limitatif, une pièce réalisée par moulage, par exemple en alliage léger d'aluminium. 5 La traverse de berceau 10 comporte un corps central 12 en forme générale de plaque délimité par une face supérieure horizontale 14 et par une face horizontale inférieure 16 renforcée par des nervures. Le corps central est aussi délimité par un bord avant 18 et 10 par un bord arrière 20. A ses deux extrémités transversales opposées, gauche et droite, le corps central 12 se prolonge longitudinalement vers l'avant par un prolongement 22 de forme générale triangulaire. A sa partie avant, chaque prolongement 22 délimite un 15 logement 24 qui est ouvert horizontalement et transversalement vers l'extérieur et qui est apte, comme cela sera expliqué par la suite, à recevoir une partie complémentaire de liaison d'un bras de suspension qui, de manière connue, est articulé dans ce logement autour d'un axe longitudinal et horizontal. 20 A sa partie arrière, chaque tronçon d'extrémité transversale du corps 12 de la traverse de berceau 10 est conformé en une chape en forme de C qui est ouverte notamment selon la direction transversale vers l'extérieur, à gauche et à droite respectivement. 25 Chacune de ces deux chapes 26 est constituée d'une aile supérieure 28 et d'une aile inférieure 30. A titre d'exemple non limitatif, l'aile supérieure 28 en forme générale de plaque horizontale est ici réalisée venue de matière par moulage avec la traverse arrière de berceau et elle est de 30 forme générale triangulaire avec un sommet, ou extrémité transversale libre 32 dans laquelle est formé un orifice vertical traversant 34. 3025771 7 L'aile inférieure 30 de la chape 26 est ici réalisée sous la forme d'une plaque triangulaire rapportée dont le sommet, ou extrémité libre transversale 36 comporte un orifice vertical traversant 38 qui est globalement aligné verticalement avec 5 l'orifice 34 de l'aile supérieure 28. Le montage et la fixation de chaque aile inférieure 30 sur la traverse de berceau 10 sont assurés ici au moyen de deux vis de fixation avant 42 et arrière 44 dont chacune comporte un tronçon supérieur fileté qui est vissé dans un trou taraudé 10 complémentaire de la portion en vis-à-vis du tronçon d'extrémité associé de la traverse de berceau 10. Comme on peut le voir notamment à la figure 4, les deux vis 42 et 44 sont décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre. 15 A titre d'exemple non limitatif, chacun des prolongements triangulaires avants 22 de la traverse de berceau 10 est ici muni d'une bretelle de berceau 46 dont chacune s'étend globalement selon la direction verticale et dont la portion d'extrémité inférieure est montée et fixée sur la face supérieure du prolongement 20 triangulaire associé 22 au moyen d'une vis de fixation verticale 48. Chaque tronçon d'extrémité transversale de la traverse de berceau 10 est conçu pour permettre le montage et la liaison articulée d'un bras de suspension associé 50 dont l'un, ici de 25 gauche, est représenté sur les figures. Le bras de suspension 50 est de conformation générale triangulaire et il s'étend dans un plan globalement horizontal. Le bras de suspension 50 comporte un sommet ou extrémité libre 52 permettant sa liaison à la partie inférieure d'un 30 porte-fusée avant non représenté. A l'opposé de son extrémité 52, le bras de suspension triangulaire 50 comporte une première extrémité arrière 56 de liaison à la traverse de berceau 10 qui est reçue dans une chape 3025771 8 associée 26, et une extrémité avant 54 de liaison à la traverse de berceau 10 qui est reçue dans un logement associé 24. L'extrémité de liaison avant 54 du bras de suspension 50 est montée articulée sur le prolongement avant 22 de la traverse 5 de berceau 10 autour d'un axe horizontal d'orientation longitudinale par des moyens de conception classique qui ne seront pas décrits plus en détail. L'extrémité arrière de liaison 56 du bras de suspension 50 délimite une cavité verticale débouchante 58 qui loge un bloc 10 d'articulation 60 de conception générale connue et de forme cylindrique, qui est notamment déformable élastiquement. Pour le montage et la fixation de l'extrémité arrière de liaison 56 du bras de suspension 50 à la traverse de berceau 10, le bloc d'articulation 60 est traversé verticalement de part en part 15 par un trou ou alésage de liaison 62. La hauteur ou épaisseur verticale du bloc de liaison 60 est telle qu'il est reçu dans la chape associée 26 entre les faces horizontales en vis-à-vis inférieure de l'aile supérieure 28 et supérieure de l'aile inférieure 30. 20 Comme on peut le voir plus précisément notamment à la figure 3, l'extrémité transversale 34 de l'aile supérieure 28 est délimitée par sa face inférieure 33 et par une face supérieure horizontale annulaire d'appui 35. Conformément à un aspect de l'invention, le montage et la 25 fixation de l'extrémité arrière de liaison 56 du bras de suspension 50 sur la traverse de berceau 10 est assuré au moyen d'une tige de fixation 66 d'orientation verticale qui appartient à une vis de fixation dite "traversante" 68. La vis de fixation 68 comporte une tête inférieure de 30 serrage 70 qui coopère avec la face inférieure de l'aile inférieure 30 et qui se prolonge par la tige 66 dont le tronçon principal inférieur lisse s'étend successivement à travers l'orifice 38 de 3025771 9 l'aile inférieure 30, le trou 62 du bloc d'articulation 60, puis l'orifice 34 de l'aile supérieure 28. Ensuite, le tronçon d'extrémité supérieure libre fileté 72 de la vis 70 s'étend verticalement au-delà de la face horizontale 5 supérieure 35 de l'extrémité arrière de liaison 34 de l'aile supérieure 28. Conformément aux enseignements de l'invention, et comme on peut le voir à la figure 3, ce tronçon supérieur fileté 72 est monté vissé dans une douille complémentaire 74 qui est 10 taraudée intérieurement et qui appartient à, ou est rapportée sur, un élément appartenant à la structure de caisse du véhicule automobile de manière à assurer un point de fixation arrière, ou postérieure, de l'extrémité transversale associée de la traverse de berceau 10 sur la structure de caisse du véhicule. 15 Ainsi, au moyen d'une seule vis traversante 68 (qui peut être montée et vissée verticalement de bas en haut par le dessous du véhicule), on assure la fixation et la liaison d'une extrémité de liaison 56 du bras de suspension 50 sur la traverse de berceau 10, et un point de fixation de la traverse de berceau 20 10 sur la structure de caisse 74 du véhicule. La douille 74 est par exemple solidaire d'un longeron associé. L'aile supérieure 28 avec la face supérieure d'appui 35 fait fonction d'interface avec la douille taraudée 74 de la structure de 25 caisse du véhicule. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. Par exemple, l'aile inférieure 30 pourrait être aussi réalisée venue de matière par moulage. 30 L'ensemble de la traverse avant 10 et des ailes formant chape pourrait être réalisé par toute autre technique connue, et par exemple selon une structure mécano-soudée. 3025771 10 La notion de vis de fixation traversante 68 peut, sans sortir du cadre de l'invention et selon des inversions et des conceptions mécaniques connues, être réalisée sous la forme d'une tige de liaison et de fixation solidaire de l'élément de la structure de 5 caisse qui se prolonge verticalement vers le bas pour comporter un tronçon central lisse qui traverse les pièces décrites précédemment et un tronçon d'extrémité inférieure libre filetée apte à recevoir un écrou de serrage coopérant, comme la tête 70, avec la face inférieure de l'aile inférieure 30. 10 REVENDICATIONS1. Structure avant de véhicule automobile comportant : - une traverse arrière de berceau (10) qui s'étend dans un plan globalement horizontal et dont chaque tronçon d'extrémité 5 transversale est conformé en une chape (26) en forme de C, ouverte transversalement, formée de deux ailes, supérieure (28) et inférieure (30), globalement horizontales dont chacune, au voisinage de son extrémité transversale libre (32, 36), comporte un orifice de fixation (34, 38) ; io - deux bras opposés de suspension (50) dont chacun comporte : * une extrémité arrière (56) de liaison à la traverse de berceau (10) qui est reçue à l'intérieur de la chape associée (26) ; une extrémité avant (54) de liaison à la traverse de 15 berceau (10) qui est montée articulée sur une partie correspondante (24) du tronçon d'extrémité transversale associé de la traverse de berceau (10) qui est décalée longitudinalement vers l'arrière par rapport à ladite chape associée (26) ; une tige verticale de fixation (66) qui s'étend, 20 successivement de bas en haut, à travers : i) l'orifice de fixation (38) appartenant à l'aile de chape inférieure (30) ; ii) un trou de liaison (62) formé dans l'extrémité arrière (56) de liaison du bras de suspension (50) ; et 25 iii) l'orifice de fixation (34) appartenant à l'aile de chape supérieure (28), ladite tige de fixation (66) se prolongeant verticalement vers le haut au-delà d'une face supérieure (35) de l'aile de chape supérieure (28) pour être reçue dans un élément (74) appartenant 30 à la structure de caisse du véhicule. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite tige de fixation (66) est la tige filetée d'une vis de fixation (68) comportant un tronçon fileté (72) d'extrémité 3025771 12 supérieure qui est vissé dans une portion complémentaire taraudée de l'élément (74) appartenant à la structure de caisse du véhicule. 3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite vis de fixation (68) comporte une tête inférieure (70) qui coopère avec une portion en vis-à-vis d'une face inférieure de l'aile de chape inférieure (30). 4. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité arrière (56) de liaison du bras de suspension (50) est munie d'un bloc d'articulation (60), et en ce que ladite tige de fixation (66) s'étend verticalement à travers un trou de liaison (62) formé dans ledit bloc d'articulation (60). 5. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite aile de chape supérieure (28) est réalisée en une seule pièce avec la traverse de berceau (10), notamment par moulage. 6. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite aile de chape inférieure (30) est réalisée sous la forme d'une plaque rapportée qui est fixée par vissage sur le tronçon d'extrémité transversale de la traverse de berceau (10). 7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite plaque rapportée (30), formant aile de chape inférieure, est fixée, selon la direction verticale, par l'intermédiaire d'au moins une vis de fixation (42, 44) dont le tronçon fileté d'extrémité supérieure est vissé dans une portion complémentaire taraudée du tronçon d'extrémité transversale de la traverse de berceau (10). 8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que ladite plaque rapportée est fixée, selon la direction verticale, par l'intermédiaire de deux vis de fixation (42, 44) décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre. 9. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité avant (54) de liaison du bras de suspension (50) est montée articulée sur une partie correspondante (24) du 3025771 13 tronçon d'extrémité transversale associé de la traverse de berceau (10), autour d'un axe horizontal d'orientation sensiblement longitudinale. 10. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce 5 que la traverse de berceau (10), au voisinage de chacun de ses tronçons d'extrémité transversale en chape (26), est munie d'une bretelle de montage (46) rapportée qui s'étend verticalement vers le haut.