Brevet FR3037305A1 — publié le 20161216

DISPOSITIF D'ANCRAGE MULTIPIÈCES POUR UNE TRAVERSE DE BERCEAU EN ALUMINIUM DE VÉHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne les berceaux en aluminium, fabriqués par extrusion (ou filage), usinage et soudage (ou ferrage), et destinés à équiper certains véhicules, éventuellement de type automobile. Comme illustré sur la figure 1, certains berceaux en aluminium BA comprennent une traverse TB extrudée et usinée et à laquelle sont solidarisés 1 o deux prolonges (ou longerons) PB également extrudé(e)s et usiné(e)s. Ces prolonges PB permettent la fixation arrière sur la caisse d'un véhicule. L'ancrage avant de ce type de berceau BA sur la caisse d'un véhicule se fait par l'intermédiaire de dispositifs d'ancrage DA, droit et gauche, parfois appelés « cornes », et solidarisés fixement à la traverse TB. Plus 15 précisément, chaque dispositif d'ancrage DA est généralement extrudé suivant la direction transversale Y du véhicule et comprend des parties inférieure PI et supérieure PS se prolongeant mutuellement. La partie inférieure PI est solidarisée fixement à l'une des deux extrémités de la traverse TB via des cordons de soudure et comprend des trous définissant un 20 premier point d'ancrage longitudinal PA1 (généralement appelé El) et destinés à être traversés par une vis couplée à un équipement (généralement un triangle de roue). La partie supérieure PS comprend des trous définissant un second point d'ancrage vertical PA2 (généralement appelé X2) et destinés à être traversés par une vis couplée à encore une autre partie de la caisse. 25 Sur la figure 1, comme sur les autres figures, la direction X est la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire 30 aux directions longitudinale X et transversale Y. Le mode de fabrication des dispositifs d'ancrage (ou cornes) DA décrits ci-avant présente plusieurs inconvénients. En effet, il induit 3037305 2 d'importantes pertes de matière lors de l'usinage de chaque corne DA pour permettre le placement d'au moins un équipement dans leur environnement immédiat, et nécessite une matrice d'extrusion (ou filage) complexe que très peu de sociétés sont en mesure de fabriquer, ce qui engendre des coûts de 5 fabrication élevées. De plus, il s'avère difficile de définir sous la corne gauche une zone d'indexage (ou de lecture) pour la mesure de l'assiette finale du berceau BA en raison de l'implantation des cordons de soudure, et la durée de la phase d'usinage est importante. Enfin, la solidarisation entre la traverse TB et chaque corne DA ne se fait que par des cordons de soudure suivant la la direction verticale Z, et donc ces cordons de soudure sont très sollicités en fatigue, et le second point d'ancrage vertical PA2 (ou X2) subit, en cas de choc avant, des efforts qui sont sensiblement perpendiculaires au sens de l'extrusion (ou filage - suivant Y), ce qui n'est pas optimal. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. 15 Elle propose à cet effet un dispositif, dédié à l'ancrage d'un berceau en aluminium, destiné à équiper un véhicule et comprenant une traverse s'étendant suivant une direction dite transversale, et comprenant : - une première pièce extrudée suivant la direction transversale et comprenant des trous définissant un premier point d'ancrage suivant une 20 direction longitudinale perpendiculaire à la direction transversale, pour l'ancrage (ou la fixation) d'un équipement du véhicule, et - une deuxième pièce extrudée suivant la direction longitudinale et comprenant une partie inférieure, propre à être solidarisée fixement par soudage à une extrémité de la traverse et à laquelle est solidarisée 25 fixement par soudage la première pièce, et une partie supérieure, présentant une partie terminale destinée à prolonger l'extrémité de la traverse de façon décalée suivant la direction longitudinale et une direction verticale perpendiculaire aux directions longitudinale et transversale et comportant des trous définissant un second point d'ancrage suivant la 30 direction verticale, pour l'ancrage du berceau à une partie structurelle du véhicule. Grâce aux extrusions des deux pièces respectivement selon les directions transversale et longitudinale, le dispositif d'ancrage peut mieux 3037305 3 supporter les efforts longitudinaux en cas de choc à l'avant du véhicule, tout en supportant au moins aussi bien les efforts transversaux en cas de choc latéral sur un côté longitudinal du véhicule. Le dispositif d'ancrage selon l'invention peut comporter d'autres 5 caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : la partie inférieure de la deuxième pièce peut présenter une forme générale en L afin d'être partiellement logée sous une protubérance de l'extrémité de la traverse, et la partie supérieure de la deuxième pièce peut présenter 1 o une forme arrondie (par exemple sensiblement en arc de cercle) ; - sa première pièce et/ou sa deuxième pièce peu(ven)t être également usinée(s) de manière à permettre une réduction de masse et un placement d'au moins un équipement du véhicule ; - sa première pièce peut comprendre une aile supérieure prolongeant une 15 partie inférieure, dans laquelle est défini le premier point d'ancrage, et à laquelle est soudée la partie supérieure de la deuxième pièce ; il peut comprendre une troisième pièce solidarisée fixement par soudage à une extrémité latérale de la première pièce dans le prolongement de la partie inférieure de la deuxième pièce et propre à être solidarisée fixement 20 par soudage à l'extrémité de la traverse, de manière à renforcer le dispositif d'ancrage en cas de choc à l'avant du véhicule ; > la troisième pièce peut présenter une section transverse en forme de U; la première pièce peut comprendre une face inférieure comportant une zone d'indexage destinée à permettre la réalisation d'une mesure 25 d'assiette du berceau ; la première pièce peut comprendre une aile inférieure prolongeant une partie inférieure sensiblement dans un plan défini par les directions transversale et longitudinale et dans laquelle sont définis des trous de fixation destinés à permettre une fixation par vissage suivant la direction 30 verticale d'un équipement du véhicule. L'invention propose également un berceau en aluminium destiné à équiper un véhicule et comprenant une traverse s'étendant suivant une 3037305 4 direction dite transversale et deux dispositifs d'ancrage du type de ceux présentés ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un berceau du type de celui présenté ci-avant. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes), sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de berceau de l'art antérieur, les figures 2 à 4 illustrent schématiquement, dans des vues en perspective différentes, une partie d'un exemple de berceau équipé d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage selon l'invention, et la figure 5 illustre schématiquement, dans des vues en perspective, les éléments constituant le dispositif d'ancrage des figures 2 à 4, avant (à gauche) et après (à droite) la phase d'usinage, et avant leur assemblage. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif DA destiné à permettre l'ancrage d'un berceau BA en aluminium dans un véhicule. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit, par exemple, d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un berceau en aluminium destiné à faire partie d'un ensemble de train avant et à participer au support d'équipements, comme par exemple la direction, la barre anti-devers, des triangles de roue, des montages de roue par la fixation triangle et biellette de barre anti-devers, des éléments de support d'échappement, ou le carter d'insonorisation. Comme indiqué dans l'introduction en référence à la figure 1, un berceau en aluminium BA comprend une traverse TB extrudée et usinée et à laquelle sont solidarisés deux prolonges (ou longerons) PB également extrudé(e)s et usiné(e)s. L'ancrage de la traverse TB au châssis (ou caisse) 3037305 5 d'un véhicule se fait par l'intermédiaire de deux dispositifs d'ancrage DA, droit et gauche, solidarisés fixement à ses deux extrémités opposées, et par les deux prolonges PB. On a schématiquement représenté sur les figures 2 à 4 une partie 5 d'un exemple de berceau BA comprenant une traverse TB ayant une extrémité équipée d'un exemple de réalisation d'un dispositif d'ancrage DA selon l'invention. Il s'agit plus précisément, ici, d'un dispositif d'ancrage DA droit solidarisé à l'extrémité droite de la traverse TB. Un dispositif d'ancrage gauche présenterait une extension suivant la direction transversale Y 1 o inférieure à celle du dispositif d'ancrage DA droit qui est illustré. Comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, un dispositif d'ancrage DA, selon l'invention, comprend au moins des première P1 et deuxième P2 pièces en aluminium. La première pièce P1 est extrudée suivant la direction transversale Y 15 et comprend des trous qui définissent un premier point d'ancrage PA1 (généralement appelé El ), suivant la direction longitudinale X (qui est perpendiculaire à la direction transversale Y), destiné à permettre l'ancrage (ou la fixation) d'un équipement (comme par exemple un triangle de roue) à une extrémité de la traverse TB du berceau BA. 20 Cette première pièce (ou chape) P1 comprend une partie principale Pli, ci-après dite inférieure, ayant une forme de profilé parallélépipédique rectangle. Cette partie inférieure Pli comprend deux parois (avant et arrière) contenues sensiblement dans des plans définis à partir des directions transversale Y et verticale Z, et dans lesquelles sont définis respectivement 25 les trous (ici au nombre de deux) qui définissent le premier point d'ancrage PA1 . Ces trous sont destinés à être traversés par une vis ou un boulon qui assure la fixation d'un équipement (par exemple un triangle) et qui est lui-même (elle-même) solidarisé(e) à une extrémité d'une allonge dont l'extrémité opposée est solidarisée à une partie structurelle du véhicule, comme par 30 exemple la caisse. Il est rappelé que l'allonge est destinée à absorber les chocs frontaux par déformation. Dans ce qui suit et ce qui précède les notions « d'avant » et « d'arrière » sont relatives à l'extrémité avant du véhicule. Par conséquent, un 3037305 6 élément avant est orienté vers l'extrémité avant du véhicule, tandis qu'un élément arrière est orienté vers l'extrémité arrière du véhicule. La paroi avant de la partie inférieure Pli étant sensiblement contenue dans un plan YZ, elle joue avantageusement le rôle d'un « contre-impacteur » 5 pour la reprise d'efforts longitudinaux (liés au déplacement du moteur, sur lequel est fixé un impacteur) en cas de choc avant (ou frontal). La partie inférieure Pli comprend également deux parois (inférieure et supérieure) contenues sensiblement dans des plans définis à partir des directions transversale Y et longitudinale X. Comme illustré, la paroi inférieure 1 o peut comprendre un trou TE permettant le passage d'une vis ou d'un boulon pour la fixation d'un équipement, comme par exemple l'écran sous moteur (ou ESM) chargé d'insonoriser la partie moteur. La deuxième pièce P2 est extrudée suivant la direction longitudinale X et comprend des parties inférieure PI2 et supérieure PS2 se prolongeant 15 mutuellement. La partie inférieure PI2 est propre à être solidarisée fixement par soudage à une extrémité de la traverse TB et est solidarisée fixement par soudage à la première pièce Pi. La partie supérieure PS2 présente une partie terminale qui est destinée à prolonger l'extrémité de la traverse TB de façon décalée suivant au moins les directions longitudinale X et verticale Z. 20 Par ailleurs, cette partie supérieure PS2 comporte des trous qui définissent un second point d'ancrage PA2 (généralement appelé X2), suivant la direction verticale Z, destiné à permettre l'ancrage de l'extrémité de la traverse TB du berceau BA à une partie structurelle du véhicule (généralement le châssis (ou caisse). 25 Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, la partie inférieure PI2 de la deuxième pièce P2 peut présenter une forme générale en L afin d'être partiellement logée sous une protubérance PRT de l'extrémité de la traverse TB qui saille vers l'avant du véhicule, et la partie supérieure PS2 de la deuxième pièce P2 peut présenter une forme arrondie, 30 par exemple en arc de cercle. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 5, la partie inférieure PI2 de la deuxième pièce P2 peut comprendre sur une face avant un décrochement DE réalisé par usinage et 3037305 7 destiné à permettre le passage d'un écrou propre à coopérer avec l'extrémité filetée de la vis ou du boulon devant assurer la solidarisation d'un équipement (par exemple un triangle de roue) via le premier point d'ancrage PA1 (ou El). On notera que la partie terminale de la partie supérieure PS2 de la 5 deuxième pièce P2 prolonge l'extrémité de la traverse TB de façon décalée vers l'avant suivant la direction longitudinale X du fait que la protubérance PRT est définie du côté avant de la traverse TB, et de façon décalée vers le haut suivant la direction verticale Z. On notera également que dans l'exemple illustré non limitativement la partie terminale de la partie supérieure PS2 de la 1 o deuxième pièce P2 prolonge l'extrémité de la traverse TB de façon décalée (ici vers la droite) suivant la direction transversale Y du fait que la partie inférieure PI2 de la deuxième pièce P2 est soudée à la partie terminale de l'extrémité (ici droite) de la traverse TB. Quelques cordons de soudure CS assurant au moins partiellement la '5 solidarisation fixe de la deuxième pièce P2 à la traverse TB ou à la première pièce P1 sont matérialisés sur les figures 3 et 4. On notera également que la partie inférieure PI2 de la deuxième pièce P2 peut comprendre des trous TF' permettant le passage d'une vis ou d'un boulon pour la fixation d'un équipement, comme par exemple une barre 20 anti-dévers. Comme cela apparaît sur la figure 5, il est avantageux que la première pièce P1 et/ou la deuxième pièce P2 soi(en)t également usinée(s) de manière à permettre une réduction de masse et un placement d'au moins un équipement du véhicule dans leur environnement immédiat, comme par 25 exemple une barre anti-dévers ainsi qu'éventuellement une partie du moteur et/ou de la transmission. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 5, la première pièce P1 et la deuxième pièce P2 sont usinées. Mais seule l'une des deux pourrait être usinée, ou bien les deux pourraient ne pas être usinées. 30 Grâce à ces deux pièces P1 et P2 qui sont extrudées (ou filées) respectivement selon les directions transversale Y et longitudinale X, le dispositif d'ancrage DA peut mieux supporter les efforts longitudinaux en cas de choc à l'avant du véhicule, tout en supportant au moins aussi bien les 3037305 8 efforts transversaux en cas de choc latéral sur un côté longitudinal du véhicule. En outre, cela permet avantageusement de perdre notablement moins de matière qu'avec un dispositif d'ancrage (ou corne) monobloc de l'art antérieur, lors de la phase d'usinage. 5 Comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 5, la première pièce P1 peut avantageusement comprendre une aile supérieure PS1 prolongeant sa partie inférieure Pli (dans laquelle est défini le premier point d'ancrage PA1) et à laquelle est soudée la partie supérieure PS2 de la deuxième pièce P2. Cette aile supérieure PS1 sert de raidisseur suivant la 10 direction verticale Z, et de surcroît facilite la réalisation des cordons de soudure CS. On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 5, c'est principalement cette aile supérieure PS1 qui est usinée (et plus précisément coupée en biais pour permettre le placement d'un équipement). Egalement comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 5, le 15 dispositif d'ancrage DA peut éventuellement comprendre une troisième pièce P3 solidarisée fixement par soudage à une extrémité latérale de la première pièce P1 dans le prolongement de la partie inférieure PI2 de la deuxième pièce P2 et propre à être solidarisée fixement par soudage à l'extrémité de la traverse TB. Cette troisième pièce P3 étant au moins en partie sensiblement 20 contenue dans un plan XY, elle joue avantageusement le rôle d'un renfort contre-impacteur pour la reprise d'efforts longitudinaux en cas de choc à l'avant du véhicule. En d'autres termes, elle permet de renforcer le dispositif d'ancrage DA vis-à-vis des chocs avant. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 5, la 25 troisième pièce P3 peut présenter une section transverse en forme de U. On notera également que la partie inférieure Pli de la première pièce P1 peut comprendre sur sa paroi inférieure une face inférieure comportant une zone d'indexage ZI plane et destinée à permettre avantageusement la réalisation d'une mesure d'assiette du berceau BA. Cette possibilité résulte du 30 fait que, contrairement à un dispositif d'ancrage monobloc de l'art antérieur, on est moins contraint sur la paroi inférieure de la partie inférieure Pli pour les positions des cordons de soudure CS, ce qui permet de les décaler hors de la zone d'indexage (ou de lecture) ZI. 3037305 9 On notera également que la partie inférieure Pli de la première pièce P-1 peut être prolongée vers l'avant par une aile inférieure Al sensiblement définie dans le plan XY et dans laquelle sont définis des trous de fixation TF destinés à permettre une fixation par vissage suivant la direction verticale Z 5 d'un équipement, comme par exemple une allonge. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - une réduction notable de la perte de matière pendant la phase d'usinage, - une simplification de la phase d'usinage, - une simplification des matrices d'extrusion qui élargit notablement le 10 nombre de sociétés en mesure de les fabriquer, la possibilité de définir facilement une zone d'indexage (ou de lecture) pour la mesure de l'assiette finale, sans qu'il faille adapter les moyens de mesure existants, - une amélioration de la tenue en fatigue et lors de chocs avant. 15 REVENDICATIONS1. Dispositif d'ancrage (DA) pour un berceau (BA) en aluminium, comprenant une traverse (TB) s'étendant suivant une direction dite transversale, et destiné à équiper un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend i) une première pièce (P1) extrudée suivant ladite direction transversale et comprenant des trous définissant un premier point d'ancrage (PA1) suivant une direction longitudinale perpendiculaire à ladite direction 1 o transversale, pour l'ancrage d'un équipement dudit véhicule, et ii) une deuxième pièce (P2) extrudée suivant ladite direction longitudinale et comprenant une partie inférieure (PI2), propre à être solidarisée fixement par soudage à une extrémité de ladite traverse (TB) et à laquelle est solidarisée fixement par soudage ladite première pièce (P1), et une partie supérieure 15 (PS2), présentant une partie terminale destinée à prolonger ladite extrémité de la traverse (TB) de façon décalée suivant ladite direction longitudinale et une direction verticale perpendiculaire auxdites directions longitudinale et transversale et comportant des trous définissant un second point d'ancrage (PA2) suivant ladite direction verticale, pour l'ancrage dudit berceau (BA) à 20 une partie structurelle dudit véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie inférieure (PI2) de la deuxième pièce (P2) présente une forme générale en L afin d'être partiellement logée sous une protubérance (PRT) de ladite extrémité de la traverse (TB), et ladite partie supérieure (PS2) de la deuxième 25 pièce (P2) présente une forme arrondie. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite première pièce (P1) et/ou ladite deuxième pièce (P2) est/sont également usinée(s) de manière à permettre une réduction de masse et un placement d'au moins un équipement dudit véhicule. 30 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première pièce (P1) comprend une aile supérieure (PS1) prolongeant une partie inférieure (Pli), dans laquelle est défini ledit premier point d'ancrage (PA1), et à laquelle est soudée ladite partie supérieure (PS2) de la 3037305 11 deuxième pièce (P2). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une troisième pièce (P3) solidarisée fixement par soudage à une extrémité latérale de ladite première pièce (P1) dans le prolongement de 5 ladite partie inférieure (PI2) de la deuxième pièce (P2) et propre à être solidarisée fixement par soudage à ladite extrémité de la traverse (TB), de manière à renforcer ledit dispositif (DA) en cas de choc à l'avant dudit véhicule. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite la troisième pièce (P3) présente une section transverse en forme de U. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite première pièce (P1) comprend une face inférieure comportant une zone d'indexage (ZI) destinée à permettre la réalisation d'une mesure d'assiette dudit berceau (BA). 15 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite première pièce (P1) comprend une aile inférieure (AI) prolongeant une partie inférieure (Pli) sensiblement dans un plan défini par lesdites directions transversale et longitudinale et dans laquelle sont définis des trous de fixation (TF) destinés à permettre une fixation par vissage suivant ladite direction 20 verticale d'un équipement dudit véhicule. 9. Berceau (BA) en aluminium, comprenant une traverse (TB) s'étendant suivant une direction dite transversale, et destiné à équiper un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend deux dispositifs d'ancrage (DA) selon l'une des revendications précédentes. 25 10. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend un berceau (BA) selon la revendication 9.