Brevet FR3067318A1 — publié le 20181214

BERCEAU DE VÉHICULE AUTOMOBILE AVEC CONTRE-IMPACTEUR INTÉGRÉ L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au comportement en déformation des véhicules automobiles en cas d'impact à l'avant. Le berceau avant d'un véhicule automobile comprend plusieurs pièces généralement métalliques qui servent à faire la liaison entre la caisse du véhicule et les suspensions, et accessoirement qui sert de support au groupe motopropulseur. Le berceau est principalement composé d'une traverse positionnée transversalement à l'axe longitudinal du véhicule, et de pièces de liaison et d'ancrage. Un véhicule électrique a une masse qui est plus importante qu'un véhicule thermique, essentiellement en raison de la présence de batteries supplémentaires. Donc, lors d'un choc frontal impliquant un véhicule électrique, le groupe motopropulseur est davantage déplacé vers l'arrière et impacte la traverse de berceau, causant des dégâts importants. Le document de brevet publié FR 3 037 305 Al divulgue des pièces d'ancrages positionnées latéralement sur une traverse de berceau avant d'un véhicule automobile. Ces pièces sont au nombre de trois, la première et la troisième pièce pouvant également avoir une fonction de contre-impacteur en cas de choc frontal. La troisième pièce a la particularité d'être préférentiellement en forme de U. Ces première et troisième pièces sont cependant situées au niveau des cornes de suspension, aux extrémités de la traverse. De plus ces pièces, de par leur construction creuse extrudée, présentent une capacité de reprise d'effort d'un impact qui sont limitées et ne forment ainsi pas de contre-impacteur en tant que tel. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'améliorer la résistance de la traverse d'un véhicule électrique afin qu'elle supporte le déplacement du groupe motopropulseur lors d'un choc frontal. L'invention a pour objet un berceau avant d'un véhicule automobile, comprenant une traverse destinée à être positionnée transversalement au véhicule et comprenant une face frontale, remarquable en ce que le berceau comprend, en outre, un contre- impacteur disposé sur la face frontale et configuré pour coopérer avec un impacteur 2 sur un groupe motopropulseur du véhicule, en cas d'impact à l'avant dudit véhicule, ledit contre-impacteur comprenant une portion longitudinale pénétrant la traverse. Selon un mode avantageux de l'invention, la traverse présente, suivant une direction principale de ladite traverse, une portion centrale avec une largeur moyenne suivant 5 la direction longitudinale, et deux portions d'extrémités opposées présentant chacune une largeur, suivant la direction longitudinale, supérieure à la largeur moyenne de la portion centrale, le contre-impacteur étant disposé sur ladite portion centrale. La largeur de la traverse est donc suivant la direction longitudinale du véhicule. 10 Avantageusement, la portion centrale s'étend sur plus de 50% de l'étendue de la traverse. La largeur des portions d'extrémités est supérieure à 150%, préférentiellement 200% de la largeur moyenne de la portion centrale. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion longitudinale du contreimpacteur est configurée de sorte à ce qu'elle prenne appui, suivant la direction 15 longitudinale, sur au moins une paroi de la traverse. Préférentiellement, la traverse est extrudée et comprend plusieurs parois. Ces parois sont préférentiellement disposées parallèlement à la face frontale de la traverse. Selon un mode avantageux de l'invention, la ou au moins une des parois de la traverse sur laquelle la portion longitudinale du contre-impacteur prend appui est une 20 paroi arrière ou intermédiaire de ladite traverse. Par paroi intermédiaire, on entend une paroi en position intermédiaire, suivant la direction longitudinale, entre la paroi arrière et la paroi avant. La portion longitudinale du contre-impacteur traverse préférentiellement une ou plusieurs parois de la traverse par des ouvertures pratiquées dans celles-ci. 25 Avantageusement, la portion longitudinale du contre-impacteur est vissée dans la traverse. La portion longitudinale du contre-impacteur peut également être soudée sur une ou plusieurs parois de la traverse. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion longitudinale du contreimpacteur présente une section étagée croissante en direction de la face frontale. 3 Selon un mode avantageux de l'invention, chacune des sections étagées est en appui sur une paroi de la traverse. Selon un mode avantageux de l'invention, la traverse est un profilé extrudé avec au moins trois parois perpendiculaires à la direction longitudinale. 5 Selon un mode avantageux de l'invention, le contre-impacteur comprend, en outre, une portion frontale positionnée contre la face frontale de la traverse. Les portions frontale et longitudinale sont avantageusement liées l'une à l'autre rigidement, avantageusement venues de matière. La portion frontale du contre-impacteur est avantageusement une portion pleine en 10 matériau métallique, tel que l'aluminium. Elle peut également être en aluminium extrudé, et comprendre une paroi médiane. Selon un mode avantageux de l'invention, la face frontale de la traverse comprend au moins une nervure horizontale supérieure ou inférieure, et une cavité délimitée par ladite ou lesdites nervures, la portion frontale du contre-impacteur épousant 15 ladite ou lesdites nervures et ladite cavité. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur et un berceau avant, remarquable en ce que le berceau avant est conforme à l'invention. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce que le contre-impacteur permet 20 d'améliorer la résistance de la traverse lors du déplacement du groupe motopropulseur suite à un choc frontal. Le contre-impacteur peut encaisser un effort de 13 Tonnes, la variante étagée dudit contre-impacteur peut encaisser un effort de 20 Tonnes. L'ajout d'un contre-impacteur permet également de l'intégrer facilement sur les modèles de véhicules concernés sans avoir à modifier la structure de base 25 du véhicule. Ainsi, la structure d'un véhicule électrique et thermique étant la même, l'ajout du contre-impacteur sur les véhicules électriques est suffisant, sans modification de la structure du véhicule. De plus, l'ajout de cette pièce est peu coûteux et permet également de gagner du temps lors de la conception. 4 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un berceau avant d'un véhicule automobile ; 5 - La figure 2 est une vue en coupe d'une traverse de berceau avant d'un véhicule automobile, ladite traverse comprenant un contre-impacteur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - La figure 3 est une vue en coupe d'une traverse de berceau avant d'un véhicule automobile comprenant un contre-impacteur selon un second mode 10 de réalisation de l'invention ; - La figure 4 est une vue en perspective de la traverse de berceau avant de la figure 3 ; - La figure 5 est une vue en perspective d'une traverse de berceau avant d'un véhicule automobile comprenant un contre-impacteur selon un troisième 15 mode de réalisation de l'invention est montrée. La figure 1 est une vue en perspective d'un berceau avant 1 d'un véhicule automobile. On définit alors en référence au véhicule : - une direction longitudinale (axe X) correspondant à la direction de déplacement du véhicule, 20 - une direction transversale (axe Y), perpendiculaire à la direction du déplacement du véhicule et horizontale, - une direction verticale (axe Z) perpendiculaire au plan (XY). Le berceau avant 1 a une structure métallique préférentiellement en aluminium qui sert de point de fixation à des éléments de suspension du véhicule (non montrés sur 25 ces figures). Le berceau avant 1 est principalement constitué d'une traverse 13 et de deux pièces d'ancrages 5 couramment appelées cornes. La traverse 13 peut être divisée en trois portions : deux portions d'extrémités 15 disposées latéralement à une portion centrale 17. Les portions d'extrémités 15 présentent une largeur, suivant la direction longitudinale de la traverse 13, qui est supérieure à celle de la portion 5 centrale 17. La portion centrale 17 de la traverse 13 s'étend avantageusement sur plus de 50% de l'étendue de ladite traverse 13, la largeur desdites portions d'extrémités 15 est avantageusement supérieure à 150%, préférentiellement 200%, de la largeur de la portion centrale 17. La traverse 13 peut également comprendre 5 des protubérances 20 orientées vers l'avant du véhicule et positionnées latéralement et vers l'intérieur des pièces d'ancrages 5. Latéralement aux pièces d'ancrages 5 sont également positionnés des triangles de suspension 11 des roues. À l'avant des pièces d'ancrage 5 se trouvent des profilés longitudinaux inférieurs 3, couramment appelés longerons, qui sont réunis vers 10 l'avant par une traverse de pare-chocs (non montrée sur les figures). La figure 1 montre également une crémaillère de direction 7 dont l'arbre de commande est positionné sur le côté gauche du véhicule. En dessous de la crémaillère de direction 7 se trouve une barre anti- roulis 9, servant à solidariser les triangles de suspension 11 des deux roues d'un même essieu. Cette figure montre également une face 15 frontale 23 de la traverse 13. C'est sur cette face frontale 23, préférentiellement dans la portion centrale 17 de la traverse 13 qu'est disposé un contre-impacteur selon l'invention, non visible à la figure 1, ledit contre-impacteur étant destiné à coopérer, en cas de choc à l'avant du véhicule, avec un impacteur positionné sur le groupe motopropulseur du véhicule. 20 La figure 2 est une vue en coupe transversale d'une traverse 13 selon un premier mode de réalisation de l'invention, la coupe passant au niveau du contre-impacteur 25. La traverse 13 est un profilé extrudé comprenant des parois internes 21 définissant une structure creuse. Ces parois 21 sont des parois arrière 21C, des parois intermédiaires 21B ou des parois avant 21A. Ces parois 21 sont 25 principalement verticales et perpendiculaires à la direction longitudinale du véhicule. Le contre-impacteur 25 comprend une portion frontale 29 disposée contre la face frontale 23 de la traverse 13. La portion frontale 29 du contre-impacteur 25 comprend un élément d'extension 29A s'étendant vers le bas depuis la portion frontale 29 et deux prolongements supérieur 31A et inférieur 31B permettant le 30 maintien du contre-impacteur 25 contre la traverse 13. La face frontale 23 de la traverse 13 comprend une nervure horizontale supérieure 23A et une nervure 6 horizontale inférieure 23B délimitant une cavité, la portion frontale 29 du contreimpacteur 25 étant adaptée pour s'insérer dans cette cavité. Plus particulièrement, les deux prolongements supérieur 31A et inférieur 31B forment des rainures horizontales recevant les nervures 23A et 23B, respectivement. 5 La portion frontale 29 du contre-impacteur 25 est en outre prolongée vers l'arrière et dans sa partie médiane par une portion longitudinale 27 qui s'appuie sur au moins une des parois 21 de la traverse 13. La portion longitudinale 27 de ce premier mode de réalisation de l'invention est étagée : elle comprend trois sections de tailles croissantes depuis l'arrière vers l'avant de la traverse 13. Ainsi, une section 10 postérieure 27C, une section intermédiaire 27B et une section antérieure 27A se succèdent avec des diamètres extérieurs croissants. Les sections (27A, 27B, 27C) ont un diamètre interne délimitant une partie centrale creuse de la portion longitudinale 27, avantageusement de diamètre constant. Chacune de ces sections (27A, 27B, 27C) prend appui sur des parois (21B, 21C) différentes, permettant un 15 support et un maintien du contre-impacteur 25 dans la traverse 13. Les figures 3 et 4 sont respectivement une vue en coupe et une vue en perspective d'une traverse de berceau, au niveau d'un contre-impacteur, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ces figures reprennent la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant 20 toutefois incrémentée de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation de l'invention. Similairement au premier mode de réalisation, la face frontale 123 de la traverse 113 comprend des nervures horizontales supérieure 123A et inférieure 123B. La portion longitudinale 127 du contre-impacteur 125 pénètre la traverse 113 et s'appuie sur la 25 paroi 121, cette paroi 121 étant préférentiellement positionnée dans une partie postérieure de la traverse 113. Dans ce mode de réalisation, la portion longitudinale 127 ne comprend pas de sections étagées. La figure 5 est une vue en perspective d'un contre impacteur inséré dans une traverse de berceau, selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Cette 30 figure reprend la numérotation des figures 1 et 2 pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 200. Il est par ailleurs fait 7 référence à la description de ces éléments en relation avec les deux modes de réalisation de l'invention précédents. La portion longitudinale 227 du contre-impacteur 225 présente une section rectangulaire s'appuyant sur une paroi 221 de la traverse 213 pouvant être plus 5 préférentiellement une paroi intermédiaire. Dans ce mode de réalisation, la portion longitudinale 227 ne pénètre pas dans une ouverture de la paroi 221, autre que la paroi de la face frontale 223. Les portions frontale 229 et longitudinale 227 sont fixées à la traverse 213 par le biais de soudures 233 qui sont positionnées sur l'extrémité supérieure et/ou sur l'élément d'extension 229A de la portion frontale 229, 10 ou encore sur la portion longitudinale 227 du contre-impacteur 225. De manière générale, les contre-impacteurs des différents modes de réalisation peuvent être fixées par vissage dans la traverse. La portion longitudinale peut avoir un diamètre constant et être d'un REVENDICATIONS1. Berceau avant (1) d'un véhicule automobile, comprenant une traverse (13; 113; 213) destinée à être positionnée transversalement au véhicule et comprenant une face frontale (23 ; 123 ; 223), caractérisé en ce que le berceau (1) comprend, en outre : un contre-impacteur (25 ; 125 ; 225) disposé sur la face frontale (23 ; 123 ; 223) et configuré pour coopérer avec un impacteur sur un groupe motopropulseur du véhicule, en cas d'impact à l'avant dudit véhicule, ledit contre-impacteur (25; 125; 225) comprenant une portion longitudinale (27; 127 ; 227) pénétrant la traverse (13 ; 113 ; 213). 2. Berceau avant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la traverse (13) présente une portion centrale (17) avec une largeur moyenne suivant la direction longitudinale, et deux portions d'extrémités (15) opposées présentant chacune une largeur suivant la direction longitudinale supérieure à la largeur moyenne de la portion centrale (17), le contre-impacteur (25; 125; 225) étant disposé sur ladite portion centrale (17). 3. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la portion longitudinale (27; 127; 227) du contre-impacteur (25; 125; 225) est configurée de sorte à ce qu'elle prenne appui, suivant la direction longitudinale, sur au moins une paroi (21 ; 121 ; 221) de la traverse (13; 113; 213). 4. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ou au moins une des parois (21 ; 121) de la traverse (13 ; 113) sur laquelle la portion longitudinale (27; 127) du contre-impacteur (25 ; 125) prend appui est une paroi arrière (21C; 121) ou intermédiaire (21B) de ladite traverse (13 ; 113). 5. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la portion longitudinale (27) du contre-impacteur (25) présente une section (27A, 27B, 27C) étagée croissante en direction de la face frontale (23). 9 6. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacune des sections (27A, 27B, 27C) étagées est en appui sur une paroi (21) de la traverse (13). 7. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon l'une des revendications 5 1 à 6, caractérisé en ce que la traverse (13; 113 ; 213) est un profilé extrudé avec au moins trois parois perpendiculaires (21, 21A, 21B, 21C ; 121 ; 221) à la direction longitudinale. 8. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le contre-impacteur (25; 125; 225) comprend, 10 en outre, une portion frontale (29; 129; 229) positionnée contre la face frontale (23 ; 123 ; 223) de la traverse (13 ; 113 ; 213). 9. Berceau avant (1) pour un véhicule automobile selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face frontale (23 ; 123 ; 223) de la traverse (13 ; 113; 213) comprend au moins une nervure horizontale supérieure (23A; 123A) ou 15 inférieure (23B; 123B), et une cavité délimitée par ladite ou lesdites nervures (23A, 123A; 23B, 123B), la portion frontale (29; 129; 229) du contreimpacteur (25, 125; 225) épousant ladite ou lesdites nervures (23A, 123A ; 23B, 123B) et ladite cavité. 10. Véhicule automobile comprenant un groupe motopropulseur et un berceau 20 avant (1), caractérisé en ce que le berceau avant (1) est conforme à l'une des revendications 1 à 9.