Brevet FR3089937A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : STRUCTURE DE BERCEAU POURVUE D'UN PASSAGE DE CÂBLE OU TUYAU [0001] L'invention a pour objet une structure de berceau pour véhicule automobile. [0002] Une telle structure de berceau supporte une partie du poids de la caisse du véhicule mais aussi les roues du véhicule, les organes de suspension, la colonne de direction et souvent des organes stabilisateurs tels que des barres stabilisatrices transversales au véhicule. [0003] Afin de respecter des exigences de plus en plus en plus élevées de résistance structurelle au choc du véhicule sans alourdir dc manière notable le véhicule, la structure dc ces berceaux évolue, notamment vers des formes de coque creuse, sensiblement aplaties. [0004] Le volume de coque creuse vient s'ajouter à l'encombrement des autres organes présents sous le véhicule, et pose notamment problème pour aménager des passages de câbles ou de tuyaux, ces derniers mettant en communication des organes situés d'un côté du berceau, notamment vers l'avant du véhicule -tel qu'un moteur thermique- et des organes situés dc l'autre côté du berceau, par exemple à l'arrière du véhicule. [0005] Le document FR3060509 décrit une structure de berceau comportant un ou plusieurs tubes assemblés à la coque creuse et la traversant d'avant en arrière du véhicule, ces tubes permettant par exemple de faire transiter des pressions de fluide hydraulique suivant la direction longitudinale du véhicule. Bien que cet agencement assure le passage de tuyaux ou câbles sans avoir à passer au-dessus ou en-dessous dc la structure de berceau, il présente l'inconvénient de ne pas permettre un changement facile de ces tubes en après-vente. [0006] 11 existe donc un besoin pour développer des structures de berceau permettant à la fois dc garantir une bonne rigidité du berceau et un ou plusieurs passages du type hydraulique ou électrique d'avant en arrière sous la caisse du véhicule, tout en facilitant les opérations de maintenance en après-vente. [0007] A cette fin, il est proposé une structure de berceau pour assemblage sous une caisse de véhicule automobile, la structure de berceau comprenant une coque creuse définissant un plan et comportant, dans ce plan, au moins une portion de poutre creuse présentant une direction longitudinale destinée à s'étendre suivant une direction transversale du véhicule lorsque la structure de berceau est assemblée à la caisse du véhicule. Selon l'invention : - la portion de poutre creuse comporte un passage 2 débouchant de part et d'autre de la portion de poutre creuse suivant une direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à sa direction longitudinale dans ledit plan, ledit passage présentant en outre une ouverture débouchant sur une face de la portion de poutre creuse, sur toute la longueur de la portion de poutre creuse perpendiculairement à sa direction longitudinale dans ledit plan, - une plaque de fermeture assemblée à la portion de poutre creuse par des éléments de fixation démontables ferme entièrement l'ouverture dudit passage. [0008] Cet agencement permet de réaliser de manière simple un passage de câbles et/ou de tuyaux au travers de la structure de berceau, notamment d'avant en arrière du véhicule (suivant la direction longitudinale de celui-ci) lorsque la structure de berceau est assemblée à la caisse du véhicule. En outre, la plaque de fermeture à fixations démontables permet un accès aisé aux câbles ou tuyaux lors d'opérations de maintenance après la mise en service du véhicule. Le remplacement de ces câbles ou tuyaux peut ainsi être effectué de manière simple et rapide. [0009] Avantageusement, notamment pour une réalisation simple, la plaque de fermeture peut être plane ou sensiblement plane, de même que la face de la portion de poutre creuse qu'elle ferme. [0010] Dans un mode de réalisation, la structure de berceau peut comprendre au moins une plaque solidaire de la portion de poutre creuse et définissant ledit passage. Ceci permet de renforcer structurellement la portion de poutre creuse. Avantageusement, pour une plus grande robustesse et facilité de réalisation et de mise en oeuvre, la structure de berceau peut comprendre une unique plaque définissant ledit passage. [0011] Dans un mode de réalisation, la plaque de fermeture peut être plus grande que la portion de poutre creuse suivant une direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la portion de poutre creuse. La plaque de fermeture comporte alors des parties qui ne sont pas en contact avec la portion de poutre creuse lorsque la plaque de fermeture y est assemblée. [0012] Dans un mode de réalisation, la plaque de fermeture peut comporter au moins un élément de fixation apte à assurer la fixation d'un élément tubulaire (tel qu'un câble, tuyau, ou similaire) lequel peut être souple ou rigide. Un tel agencement permet de réduire les vibrations de l'élément tubulaire lors du roulage du véhicule et ainsi de réduire les bruits. [0013] L'élément de fixation peut par exemple être une bride fixée à la plaque de fermeture par une ou plusieurs vis, rivets, clips ou similaires. Un ou plusieurs éléments de fixation peuvent être prévus en fonction des câbles et/ou tuyaux à retenir et à faire traverser au passage. [0014] Dans un mode de réalisation, ledit au moins un élément de fixation peut être situé sur une partie de la plaque de fermeture située à l'extérieur du passage et qui n'est pas en 3 contact avec la portion de poutre creuse, notamment lorsque la plaque de fermeture est assemblée à la portion de poutre creuse. Un tel agencement permet de placer les éléments de fixation en dehors du passage. Notamment, cette partie de la plaque de fermeture peut être proche d'une extrémité du passage, sensiblement dans un axe du passage, cet axe s'étendant perpendiculairement ou sensiblement perpendiculairement à la direction longitudinale de la portion de poutre creuse. [0015] Dans un mode de réalisation, le passage peut présenter, dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale de la portion de poutre creuse, une section en forme de U dont l'ouverture est fermée par la plaque de fermeture. Un tel agencement présente l'avantage d'être robuste et simple à réaliser. [0016] Dans un mode de réalisation, la portion de poutre creuse peut comprendre un profilé creux à section transversale en U s'étendant suivant la direction longitudinale de la portion de poutre creuse et comportant le passage et au moins une plaque, notamment distincte de la plaque de fermeture, assemblée au profilé creux et le fermant. Un tel agencement présente l'avantage d'être robuste et simple à réaliser. Il permet également d'adapter facilement la structure de berceau au type de véhicule en ne modifiant que la forme du profilé et/ou le nombre et la nature des fixations qu'il peut comporter. En effet, la portion de poutre creuse est généralement disposée en position centrale du berceau et destinée à supporter de nombreux éléments, tel que par exemple la colonne de direction, dont les positions peuvent varier d'un type de véhicule à un autre. [0017] L'invention a également pour objet un véhicule comportant une structure de berceau selon l'invention, notamment fixée à la caisse du véhicule. [0018] Dans un mode de réalisation, la structure de berceau peut être positionnée de sorte que la plaque de fermeture soit face au sol sur lequel repose le véhicule automobile. Un tel agencement permet de faciliter l'accès à la plaque de fermeture du passage en maintenance après la mise en service du véhicule. En outre, le reste de la portion de poutre creuse peut être réalisé d'une seule pièce pour une plus grande résistance structurelle du berceau. [0019] L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : [0020] La figure 1 représente partiellement de dessus une structure de berceau selon un mode de réalisation de l'invention ; [0021] La figure 2 représente partiellement de dessous la structure de berceau de la figure 1, avant assemblage de la plaque de fermeture; [0022] La figure 3 représente une vue de dessus agrandie de la portion de poutre creuse et de la plaque de fermeture ; [0023] La figure 4 représente partiellement de dessus la structure de berceau de la figure 1, avant assemblage de la plaque de fermeture, celle-ci supportant des tuyaux ; [0024] La figure 5 est une vue agrandie de la figure 4, la plaque de fermeture étant assemblée à la portion de poutre creuse. [0025] Dans la présente description, les ternies avant, arrière, supérieur, inférieur, font référence aux directions avant et arrière du véhicule, au haut et bas du véhicule, lorsque la structure de berceau est assemblée à la caisse du véhicule. Les axes X, Y, Z, correspondent respectivement à l'axe longitudinal (d'avant en arrière), transversal et vertical du véhicule, ce dernier reposant sur le sol. La direction verticale correspond ainsi à la direction de la gravité. [0026] Par sensiblement horizontal, longitudinal ou vertical, on entend une direction/un plan formant un angle d'au plus ±20°, voire d'au plus 10', avec une direction/un plan horizontal, longitudinal ou vertical. [0027] Sur les figures est visible une structure de berceau 10 agencée pour être assemblée sous une caisse de véhicule automobile. La structure de berceau 10 comprend une coque creuse 11 définissant un plan. Dans le mode de réalisation représenté, cette coque creuse 11 comprend une portion de poutre creuse 12 et des portions de longeron 14, 15 (également creuses) situées de part et d'autre de la portion de poutre creuse 12. Ces éléments 12, 14, 15 définissent un plan. La portion de poutre creuse 12 présente une direction longitudinale L destinée à s'étendre suivant la direction transversale Y du véhicule lorsque la structure de berceau 10 est assemblée à la caisse véhicule. Dans l'exemple représenté, chaque extrémité de la portion de poutre creuse 12 est fixée à une extrémité d'une portion de longeron 14, 15. La structure de berceau 10 comprend en outre une traverse 16 reliant les autres extrémités des portions de longeron 14, 15 formant ainsi un cadre avec la coque creuse 11 (figures 2, 4). [0028] Dans l'exemple représenté, la portion de poutre creuse 12 présente plusieurs faces, dont une face inférieure 12a, dirigée vers le sol lorsque la structure de berceau 10 est assemblée à la caisse du véhicule. Dans l'exemple, cette face inférieure 12a est sensiblement plane, de même que la face supérieure opposée 12b. Ces faces sont parallèles ou sensiblement parallèles au plan défini par la coque creuse 11. [0029] Tel que visible plus particulièrement sur les figures 1 à 3, la portion de poutre creuse 12 comporte un passage 18 qui la traverse de part en part suivant une direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à sa direction longitudinale L dans le plan de la coque creuse 11. Autrement dit, ce passage 18 présente une direction longitudinale qui est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la portion de poutre creuse 12. Il débouche ainsi de part et d'autre de la portion de poutre creuse 12 : ses extrémités 18a, 18b (fig.5) sont donc ouvertes. Ces extrémités 18a, 18b sont ici dans des plans sensiblement perpendiculaires au plan défini par la coque creuse 11 et à la direction longitudinale du passage 18. [0030] En outre, le passage 18 présente une ouverture 20 qui débouche sur une face de la portion de poutre creuse 12 sur toute la longueur de celle-ci perpendiculairement à sa direction longitudinale L dans le plan de la coque creuse 11. Dans l'exemple, l'ouverture débouche sur la face inférieure 12a de la portion de poutre creuse 12. Cette ouverture 20 est entièrement fermée par une plaque de fermeture 22 qui est assemblée à la portion de poutre creuse 12 par des éléments de fixation démontables. Dans le mode de réalisation représenté, la plaque de fermeture 22 est sensiblement plane, tel que visible sur les figures 2 à 4. L'invention n'est toutefois pas limitée à une forme particulière de la plaque de fermeture. De manière générale, la forme de la plaque de fermeture pourra être choisie de manière à épouser la surface de la portion de poutre creuse de part et d'autre de l'ouverture. Avantageusement, sa forme peut être choisie de manière à former avec le reste de la portion de poutre creuse une surface continue. [0031] Dans l'exemple, ces éléments de fixation démontables sont par exemple des vis 23 (fig.3) insérées dans des orifices 24 traversant la plaque de fermeture 22 prévus à cet effet (fig.3) et dans des orifices correspondants 26 de la portion de poutre creuse 12 (fig. 2). Six vis sont ici prévues, mais l'invention n'est pas limitée par un nombre d'éléments de fixation pourvu qu'ils assurent la fixation de la plaque de fermeture à la portion de poutre creuse. [0032] Dans le mode de réalisation représenté, on notera en outre que le passage 18 est défini par une plaque 19, dont la section, dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale L de la poutre creuse, présente ici une forme de U. Cet agencement peimet d'améliorer la rigidité de la portion de poutre creuse 12 malgré la présence du passage 18 et présente également l'avantage d'être simple et facile à mettre en oeuvre. L'invention n'est toutefois pas limitée à ce mode de réalisation particulier et l'on pourrait envisager de remplacer l'unique plaque 19 par une pluralité de plaques par exemple une plaque par face du passage 18. La ou les plaques définissant le passage 18 peuvent être fixées à la portion de poutre creuse par tout moyen approprié, par exemple par soudure ou encore par vissage, rivetage ou similaire. L'invention n'est pas limitée non plus par la forme de la section du passage 18. D'autres formes telles que des formes arrondies ou à deux faces pourrait être envisagées bien que la forme en U soit préférée. [0033] On notera que la plaque de fermeture 22 ferme entièrement l'ouverture 20 du passage 18 et recouvre avantageusement la portion de poutre creuse suivant la direction longitudinale L de celle-ci sur une distance suffisante pour permettre l'assemblage de la plaque de fermeture 22 à la portion de poutre creuse 12. En outre, dans l'exemple représenté, la plaque de fermeture 22 est également plus grande que la portion de poutre creuse 12 suivant une direction perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L de cette dernière, tel que visible plus particulièrement sur la figure 5. Cet agencement permet de positionner, sur une partie de la plaque de 6 fermeture 22 qui n'est pas en contact avec la portion de poutre creuse 12, des éléments de fixation aptes à assurer la fixation d'éléments tubulaires 28, 30. Ces éléments de fixation sont ici des vis 32 maintenant des brides 34 à la plaque de fermeture 22, chaque bride 34 maintenant deux tuyaux 28, 30. Dans l'exemple, une bride 34 est positionnée de chaque côté du passage 18 (suivant la longueur de celui-ci) lorsque la plaque de fermeture 22 est assemblée à la portion de poutre creuse 12 (figure 5). Autrement dit, chaque élément de fixation (32, 34) est proche d'une extrémité 18a, 18b du passage 18. Il est ainsi possible de dimensionner le passage 18 uniquement en fonction de la taille des tuyaux ou câbles qu'il doit recevoir et non en fonction des dimensions des éléments de fixation de ces tuyaux ou câbles, dans la mesure où ces éléments de fixation sont situés à l'extérieur du passage 18. [0034] Dans l'exemple représenté, la portion de poutre creuse 12 comprend un profilé creux 36 à section transversale en U qui s'étend suivant la direction longitudinale L de la portion de poutre creuse 12 et qui comporte le passage 18. Ce profilé creux 36 est ouvert en direction du sol, de même que le passage 18, lorsque la structure de berceau 10 est assemblée à la caisse du véhicule. L'ouverture du profilé creux 36 est fermée par une plaque 38 distincte de la plaque de fermeture 22. Cette plaque 38 ferme ici le profilé creux 36 jusqu'au passage 18 (fig. 2). Les extrémités du profilé creux 36 sont quant à elles fermées par des plaques 40, 41 faisant partie des portions de longeron 14, 15 respectivement. Un tel agencement permet de limiter le nombre d'éléments de la coque creuse 11 et de faciliter ainsi sa réalisation tout en obtenant une bonne robustesse. Ainsi, dans l'exemple, la plaque de fermeture 22 est assemblée aux plaques 38 et 40 situées de part et d'autre du passage 18. [0035] L'invention n'est pas limitée non plus par une forme et/ou un agencement par- ticuliers de la portion de poutre creuse 12 et des portions de longerons 14, 15 pourvu que la structure de ces portions soit creuse. [0036] La structure de berceau selon l'invention permet ainsi de réaliser facilement un passage de câbles, et/ou de tuyaux, au travers de la structure du berceau suivant la direction longitudinale du véhicule sans fragiliser celle-ci et tout en permettant un démontage des tuyaux et/ou câbles en vue de leur remplacement. [0037] En outre, le montage des tuyaux et/ou câbles est particulièrement simple dans la mesure où ces derniers peuvent être fixés à la plaque de fermeture avant que celle-ci ne soit assemblée à la portion de poutre creuse. Il suffit ensuite d'assembler la plaque de fermeture équipée des tuyaux ou câbles à la portion de poutre creuse. 7