Brevet FR3123876A1 — publié le 20221216

L’invention concerne un berceau de train arrière (1) de véhicule automobile, notamment de véhicule automobile comprenant un moteur électrique (8), comprenant, suivant un axe longitudinal (XX’) du véhicule, une partie avant et une partie arrière, une des deux parties comprenant un élément mâle s’étendant suivant l’axe longitudinal (XX’), et l’autre des deux parties comprenant un élément femelle délimitant un logement s’étendant suivant l’axe longitudinal (XX’) et muni d’une entrée, le logement recevant partiellement l’élément mâle, caractérisé en ce que, lors d’une progression de l’élément mâle dans le logement de l’élément femelle faisant suite à un choc du véhicule suivant l’axe longitudinal (XX’), l’élément femelle et l’élément mâle sont configurés pour s’emboîter en porte à faux. L’invention concerne également un procédé pour coupler les parties avant et arrières dudit berceau ainsi que le véhicule automobile comprenant ledit berceau. Fig. 1 BERCEAU DE TRAIN ARRIERE COMPORTANT DES ELEMENTS DEFORMABLES A EMBOITEMENT EN PORTE-A-FAUX La présente invention concerne un berceau de train arrière d’un véhicule automobile comportant un tel berceau moteur. La présente invention concerne un berceau moteur de véhicule automobile, son procédé d’assemblage et un véhicule automobile comportant un tel berceau moteur. Il est connu dans le document brevet FR2924396 un berceau d'un véhicule automobile comportant une partie avant et une partie arrière, la partie avant présentant un élément mâle et la partie arrière présentant une partie femelle délimitant ainsi un logement pour recevoir partiellement l'élément mâle. Une section de dissipation d'énergie dissipe l'énergie lors de la progression de l'élément mâle dans le logement de l'élément femelle après le choc du véhicule le long d’un axe longitudinal dudit véhicule. Ce berceau présente néanmoins plusieurs inconvénients. En effet, ce dispositif est optimisé pour un choc survenant suivant un axe longitudinal : le logement de la partie femelle est optimisé pour une progression de l’élément mâle selon un axe longitudinal. Le but de l’invention est donc de pallier cet inconvénient de l’art antérieur en proposant un berceau de train arrière d’un véhicule automobile présentant un emboîtement de l’élément mâle dans l’élément femelle en porte-à-faux. Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un berceau de train arrière de véhicule automobile, notamment de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, comprenant, suivant un axe longitudinal du véhicule, une partie avant et une partie arrière, une des deux parties comprenant un élément mâle s’étendant suivant l’axe longitudinal, et l’autre des deux parties comprenant un élément femelle délimitant un logement s’étendant suivant l’axe longitudinal et muni d’une entrée, le logement recevant partiellement l’élément mâle, caractérisé en ce que, lors d’une progression de l’élément mâle dans le logement de l’élément femelle faisant suite à un choc du véhicule suivant l’axe longitudinal , l’élément femelle et l’élément mâle sont configurés pour s’emboîter en porte-à-faux. Ainsi, les éléments mâles et femelle sont configurés de manière à ce que l’élément mâle puisse progresser dans le logement de l’élément femelle suivant l’axe longitudinal, tout en étant emboîté en porte-à-faux. En particulier, cette progression suivant l’axe longitudinal peut se faire lors d’un choc du véhicule qui n’est pas forcément dans l’axe longitudinal grâce à l’emboîtage en porte-à-faux. De préférence, le berceau selon l’une quelconque des revendications précédentes est caractérisé en ce que la partie avant et la partie arrière sont des pièces distinctes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - les parties sont configurées pour que, lors du choc du véhicule suivant l'axe longitudinal, l'élément mâle progresse suivant l'axe longitudinal dans le logement de l'élément femelle, ce qui entraîne le rapprochement des parties avant et arrière du berceau ; - le rapprochement est inférieur ou égal à un jeu préalablement déterminé entre les parties avant et arrière vis-à-vis d’un moteur électrique placé dans ledit berceau. En ayant déterminé ce jeu préalablement, la probabilité de préserver l’intégrité du moteur électrique en cas de choc est augmentée ; - l’élément femelle présente une section transversale de dimension constante et l’élément mâle présente une section transversale dont les dimensions varient de manière à servir de butée lors du rapprochement des parties avant et arrière du berceau ; - l’élément mâle comprend en une portion tronconique configurée pour être reçue partiellement dans l’élément femelle. La portion tronconique emboîtée en porte-à-faux permet d’augmenter la probabilité de pouvoir absorber les chocs qui ne seraient pas dans l’axe longitudinal ; - l’élément femelle comprend ou consiste en une portion cylindrique configurée pour recevoir la portion tronconique de l’élément mâle. Une portion cylindrique permet d’utiliser l’effet de frottement et de déformation des parois de la portion cylindrique ; - la portion tronconique s’étend d’une extrémité tronquée libre de section circulaire de diamètre extérieur compris entre 60 et 75 mm vers une base de section circulaire de diamètre extérieur inférieur à 100 mm, par exemple 90 mm, et en ce que la portion cylindrique présente une section transversale circulaire de diamètre extérieur inférieur à 100 mm, par exemple 90 mm ; - l’élément mâle présente une longueur comprise entre 120 et 140 mm et l’élément femelle présente une longueur inférieure à 120 mm, par exemple 110 mm, et une épaisseur de paroi inférieure à 30 mm, par exemple 20 mm. L'invention concerne également un procédé pour coupler un élément femelle et un élément mâle d’un berceau arrière de véhicule automobile selon la présente invention caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives (a), (b) et (c) suivantes : (a) l’élément femelle est chauffé à une température comprise entre 200 et 400°C, (b) l’élément mâle, dont la température est à température ambiante, est inséré dans l’élément femelle, et (c) l’ensemble obtenu est refroidi ou laissé à refroidir pour que l’élément femelle se rétracte et se fixe à l’élément mâle. Le procédé selon l’invention utilise donc un moyen facile à mettre en œuvre (une variation de températures) pour le couplage d’un élément femelle avec un élément mâle selon la présente invention. L'invention concerne en outre un véhicule automobile, notamment de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, comprenant un berceau arrière de véhicule automobile selon la présente invention. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : : la représente un berceau arrière de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de la présente invention avant contrainte. : la représente le berceau arrière de véhicule automobile de la après avoir subi une contrainte. : la est une vue en perspective d'un berceau arrière de véhicule automobile selon le premier mode de réalisation de la présente invention avant assemblage. : la est un graphique représentant l’effort en kN en fonction de la course de déformation en mm lors du fonctionnement du mode de réalisation illustré en . Ainsi, un berceau arrière 1 de véhicule automobile selon l'invention est représenté sur les figures 1,2 et 3. Sur les figures 1 et 2, le berceau est assemblé, tandis que sur la , ce berceau est représenté avant assemblage. Sur les figures 1 et 2, un moteur électrique 8 est représenté placé dans ledit berceau 1. Le berceau est configuré de manière à ce qu’il présente deux espaces (A) et (B) faisant office de jeux de contrainte entre le moteur électrique 8 et les parties avant et arrière respectivement du berceau 1. La représente l’assemblage selon la après déformation où il peut être vu que la somme des espaces (A) et (B) selon la équivaut ici, par exemple, à 50mm (tel qu’illustré), permettant d’absorber un choc ou une contrainte extérieure subie par le berceau arrière 1 de véhicule automobile selon l'invention. La somme des espaces (A) et (B) peut être compris entre 10 mm et 100 mm, préférentiellement entre 20 mm et 80 mm, plus préférentiellement entre 25 mm et 75 mm, encore plus préférentiellement entre 40 mm et 60 mm, tel que 50 mm. Le berceau 1 est en deux parties le long de l'axe longitudinal XX' : une partie avant 2 et une partie arrière 3 comme représenté dans la . L’axe longitudinal XX’ correspond à l’axe longitudinal du véhicule dans lequel le berceau selon la présente invention est destiné à être implanté. Les parties avant et arrière sont donc placées successivement selon l’axe longitudinal XX’. Dans la , les éléments mâle 4 et femelle 5 sont disjoints. Dans le mode de réalisation représenté dans les figures, l’élément mâle 4 est supporté par la partie arrière 3 et l’élément femelle 5 est supportée par la partie avant 2. Dans un autre mode réalisation (non représenté ici), l’élément mâle 4 est supporté par la partie avant 2 et l’élément femelle 5 est supporté par la partie arrière 3. L’élément mâle 4 et l’élément femelle 5 s’étendent tous les deux ici suivant l’axe longitudinal (XX’). L’élément femelle 5 délimite un logement 6 s’étendant dans le sens d’allongement de l’élément femelle, soit ici également suivant l’axe longitudinal (XX’). Le logement 6 est muni d’une entrée 7. L’élément mâle 4 est placé à l’entrée 7 et peut partiellement être reçu dans le logement 6. L’élément femelle 5 et l’élément mâle 4 sont configurés pour s’emboîter en porte-à-faux. Par « emboîter/emboîtement en porte-à-faux », il est compris dans le contexte de la présente invention que l’élément mâle 4 ne présente pas le même gabarit général que celui de l’élément femelle 5, plus précisément pas le même gabarit que celui du logement de l’élément femelle, dans lequel il est reçu. En d’autres termes, la forme générale de l’élément mâle 4 est substantiellement différente de celle du logement 6 prévu pour le recevoir de manière à ce qu’une portion substantielle de la surface de l’élément mâle 4 bute contre l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5. L’ensemble constitué par l’élément mâle et femelle apparaît déséquilibré, c’est-à-dire en porte-à-faux. Ainsi, lorsque l’ensemble constitué par l’élément mâle 4 et femelle 5 est soumis à un effort (par exemple dans le cadre d’un choc, c’est-à-dire de préférence supérieur à 10 Newtons), c’est la surface de l’élément mâle 4 contre l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5 qui permet l’absorption des forces générées et/ou reçues. Ainsi à titre de comparaison avec le document FR2924396 où les éléments mâles et femelles ont des gabarits semblables, l’un des avantages de la présente invention est le fait que le berceau arrière selon la présente invention peut plus facilement absorber des chocs venant d’autres directions que selon l’axe longitudinal du véhicule. De manière préférée, l’élément mâle 4 présente une forme conique dont la surface vient au contact avec l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5. En d’autres termes, la paroi du logement 6 de l’élément femelle 5 sont en contact avec une surface conique de l’élément mâle 4. De manière préférée, l’élément femelle 5 a une forme cylindrique. De manière plus préférée, l’élément femelle 5 a une forme cylindrique de section circulaire, sensiblement circulaire ou de section ovale. De manière préférée, le logement 6 de l’élément femelle 5 a une forme cylindrique. De manière plus préférée, le logement 6 de l’élément femelle 5 a une forme cylindrique de section circulaire, sensiblement circulaire ou ovale. De manière préférée, l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5 a une forme cylindrique est de section circulaire, sensiblement circulaire ou ovale. En incluant les parois de celle-ci, l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5 présente une section transversale de diamètre extérieur maximal D3. Sans compter les parois de celle-ci, l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5 présente une section transversale de diamètre intérieur maximal D3a (non représentée dans les figures). D3a est aussi appelé diamètre interne maximal. Sans compter les parois de celle-ci, l’entrée 7 du logement 6 de l’élément femelle 5 peut présenter une section transversale de diamètre intérieur minimal D3b (non représentée dans les figures). D3b est aussi appelé diamètre interne minimal. Dans un mode de réalisation particulier dans laquelle l’élément femelle 5 présente une forme cylindrique de section circulaire ou sensiblement circulaire, D3a et D3b sont donc identiques. L’élément mâle comprend une portion au moins de forme conique présentant un diamètre maximal de section D2. De manière préférée, l’élément mâle comprend une section de forme tronconique (c’est-à-dire un forme conique tronquée à l’extrémité la plus fine du cône) présentant un diamètre maximal de la partie tronquée D1. Le diamètre interne D3b est supérieur à D1 (pour que l’emboîtement puisse se faire dans ce mode de réalisation). Pour la réalisation de présente invention, la valeur de D2 est supérieure à celle de D3b. De manière préférée, la valeur D2 est supérieure à celle de D3. En outre, la partie en forme cylindrique de l’élément femelle 5 présente une longueur maximale L2. Sans compter les parois de celle-ci, le logement 6 de l’élément femelle 5 présente une section longitudinale intérieure maximale L2a (non représentée dans les figures). Sans compter les parois de celle-ci, le logement 6 de l’élément femelle 5 présente une section longitudinale intérieure minimale L2b (non représentée dans les figures). Dans un mode de réalisation particulier dans laquelle l’élément femelle 5 présente une forme cylindrique régulière de section circulaire ou sensiblement circulaire, L2a et L2b sont donc identiques. La partie en forme conique ou tronconique de l’élément mâle présente une longueur maximale L1. De manière préférée, la valeur L1 est supérieure à celle de L2. De manière préférée, la valeur L1 est supérieure à celle de L2a. De manière préférée, la valeur L1 est supérieure à celle de L2b. Un mode de réalisation préféré selon la présente invention consiste donc en un élément mâle 4 présentant une portion tronconique, et un logement 6 de l’élément femelle 5 présentant une section cylindrique circulaire ou sensiblement circulaire régulière. En cas de choc, comme représenté dans la , l’élément mâle 4 progresse dans le logement 6 de l’élément femelle 5, et c’est donc la force appliquée par l’élément mâle sur les parois du logement 6 de l’élément femelle 5 qui contribue à absorber le choc. Ainsi, les éléments mâles 4 et femelle 5 sont configurés de manière à ce que l’élément mâle 4 puisse progresser dans le logement 6 de l’élément femelle 5 suivant l’axe longitudinal (XX’), tout en étant emboîté en porte-à-faux. Cette progression suivant l’axe longitudinal (XX’) peut se faire lors d’un choc du véhicule qui n’est pas forcément dans l’axe longitudinal (XX’). Ainsi, dans la , il peut être constaté que la courbe d’effort en fonction de la course de déformation augmente de manière quasiment linéaire à partir de 0 mm pour atteindre un pic d’amorçage à environ 13 mm de course de déformation pour un effort d’environ 80 kN. Ensuite jusqu’à environ 60 mm de course de déformation, un plateau d’effort de fonctionnement est atteint, ce qui correspond à plateau permettant d’absorber l’énergie du choc (l’effort n’augmente pas). La butée est atteinte à environ 64 mm de course de déformation. Ainsi, la courbe de la démontre l’intérêt du berceau selon la présente invention dans l’absorption de l’énergie transmise lors d’un choc. Le berceau selon la présente invention permet donc d’absorber une fraction d’énergie supplémentaire (estimée de 5 à 8kJ). En outre, le berceau selon la présente invention permet un gain de masse en évitant des renforcements sur la structure. Le berceau selon la présente invention permet également de proposer un train arrière interchangeable avec un train arrière classique. Le berceau selon la présente invention permet de plus de fournir un train arrière sans impact sur le procédé de ferrage de l’unité arrière (dans le cadre d’une reconduction). En effet, le berceau selon la présente invention présente l’avantage d’une interchangeabilité avec un berceau arrière classique étant donné que les interfaces de fixation train arrière – caisse sont conservées. La solution selon la présente invention est une solution facilement adaptable à la forme du véhicule et est donc une solution déclinable selon par exemple la zone de commercialisation. Ceci est en particulier avantageux dans le contexte général actuel de l’électrification de véhicules étant donné que le berceau selon la présente invention est particulièrement bien adapté à recevoir un moteur électrique. Il a en outre été constaté que le berceau selon la présente invention, qui ne présente pas de section affaiblie (en comparaison avec d’autres berceaux de l’état de la technique), permet un gain en rigidité, en tenue de cap, en acoustique, en vibration et en endurance. Ainsi, le berceau selon la présente invention permet de satisfaire le protocole de choc à 80km/h – barrière NHTSA 1368kg – recouvrement de 70% (c’est-à-dire un protocole simulant une forte intrusion de la barrière dans le véhicule). L'invention concerne également un procédé pour coupler un élément femelle et un élément mâle d’un berceau arrière de véhicule automobile selon la présente invention tel que décrit ci-dessus. De manière préférée, l’élément femelle est chauffé lors de l’étape (a) de ce procédé à une température comprise entre 250 et 350°C. L’étape (a) de chauffage de ce procédé permet ainsi la dilatation de l’élément femelle. L’étape (b) de ce procédé, suite à l’étape (a), permet une insertion facilitée de l’élément mâle dans l’élément femelle. L’étape (b) est réalisée avantageusement à une température inférieure à celle de l’étape (a), par exemple à température ambiante (c’est-à-dire avec une différence de température de l’ordre de 175 à 380°C). Une température ambiante est typiquement comprise entre 20 et 25°C. L’étape (c) de refroidissement de ce procédé permet la rétractation de l’élément femelle et les deux éléments mâle et femelle sont ainsi solidement fixés entre eux. Il a été constaté que ce procédé permet ainsi de créer un berceau supportant tous les efforts normaux et exceptionnels rencontrés en roulage. Lors de la pénétration de l’élément mâle dans l’élément femelle, par exemple en cas de choc avec des niveaux d’effort de 60kN et plus (par exemple jusqu’à 80kN), un effort de frottement et éventuellement de déformation de l’élément femelle est généré permettant une absorption de l’énergie provenant du choc. Berceau de train arrière (1) de véhicule automobile, notamment de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, comprenant, suivant un axe longitudinal (XX’) du véhicule, une partie avant (2) et une partie arrière (3), une des deux parties (2,3) comprenant un élément mâle (4) s’étendant suivant l’axe longitudinal (XX’), et l’autre des deux parties (2,3) comprenant un élément femelle (5) délimitant un logement (6) s’étendant suivant l’axe longitudinal (XX’) et muni d’une entrée (7), le logement (6) recevant partiellement l’élément mâle (4), caractérisé en ce que, lors d’une progression de l’élément mâle (4) dans le logement de l’élément femelle (5) faisant suite à un choc du véhicule suivant l’axe longitudinal (XX’), l’élément femelle (5) et l’élément mâle (4) sont configurés pour s’emboîter en porte-à-faux. Berceau (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parties sont configurées pour que, lors du choc du véhicule suivant l'axe longitudinal (XX'), l'élément mâle (4) progresse suivant l'axe longitudinal (XX') dans le logement (6) de l'élément femelle (5), ce qui entraîne le rapprochement des parties avant (2) et arrière (3) du berceau (1). Berceau (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le rapprochement est inférieur ou égal à un jeu préalablement déterminé entre les parties avant (2) et arrière (3) vis-à-vis d’un moteur électrique (8) placé dans ledit berceau (1). Berceau (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément femelle (5) présente une section transversale de dimension constante et l’élément mâle présente une section transversale dont les dimensions varient de manière à servir de butée lors du rapprochement des parties avant (2) et arrière (3) du berceau. Berceau (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément mâle (4) comprend en une portion tronconique configurée pour être reçue partiellement dans l’élément femelle (5). Berceau (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que l’élément femelle (5) comprend en une portion cylindrique configurée pour recevoir la portion tronconique de l’élément mâle (4). Berceau (1) selon la revendication 6 caractérisé en ce que la portion tronconique s’étend d’une extrémité tronquée libre de section circulaire de diamètre extérieur (D1) compris entre 60 et 75 mm vers une base de section circulaire de diamètre extérieur (D2) inférieur à 100 mm, par exemple 90 mm, et en ce que la portion cylindrique présente une section transversale circulaire de diamètre extérieur (D3) inférieur à 100 mm, par exemple 90 mm. Berceau (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’élément mâle (4) présente une longueur (L1) comprise entre 120 et 140 mm et l’élément femelle (5) présente une longueur (L2) inférieure à 120 mm, par exemple 110 mm, et une épaisseur de paroi inférieure à 30 mm, par exemple 20 mm. Procédé pour coupler un élément femelle (5) et un élément mâle (4) d’un berceau arrière (1) de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu’il comprend les étapes successives suivantes : (a) l’élément femelle (5) est chauffé à une température comprise entre 200°C et 400°C, (b) l’élément mâle (4), dont la température est à température ambiante, est inséré dans l’élément femelle (5), et (c) l’ensemble obtenu est refroidi ou laissé à refroidir pour que l’élément femelle (5) se rétracte et se fixe à l’élément mâle (4). Véhicule automobile, notamment de véhicule automobile comprenant un moteur électrique, comprenant un berceau arrière (1) de véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.