Brevet FR3128686A1 — publié le 20230505

Berceau avant de véhicule automobile comportant une plate-forme (2) réalisée en tôle soudée, deux allonges (4) venant de chaque côté du véhicule en avant de la plateforme (2), et de chaque côté de la plate-forme (2) une pièce latérale rigide rapportée (12) qui est fixée directement sur cette plate-forme (2), comprenant des fixations pour la caisse du véhicule (14) et pour la suspension des roues (16), les pièces latérales rapportées (12) comportant une face tournée vers l’avant recevant une face d’extrémité arrière d’une allonge (4). Figure pour l’abrégé : Figure 1 BERCEAU AVANT DE VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT DES ALLONGES La présente invention concerne un berceau avant de véhicule automobile comprenant des allonges, ainsi qu’un procédé d’assemblage d’un tel berceau et un véhicule automobile équipé de ce berceau. Un type de berceau avant connu, présenté notamment par le document FR-A1-2912370, comporte une plate-forme réalisée en tôle, fixée au niveau inférieur du compartiment moteur, présentant de chaque côté un prolongement tourné vers l’avant, formé directement par les tôles de la plate-forme, se terminant par une face avant transversale qui reçoit l’extrémité arrière d’un longeron constituant une allonge formée dans un matériau composite. Les extrémités avant des deux allonges sont fixées à une traverse avant disposée derrière le pare-chocs du véhicule. Chaque extrémité arrière d’allonge présente une face arrière transversale venant en appui sur la face avant correspondante de la plate-forme, cette face arrière comportant au milieu un tenon d’ancrage qui s’ajuste dans un perçage de la face avant pour réaliser un positionnement et donner à la liaison une résistance dans la direction transversale. La plate-forme reçoit sur le dessus la crémaillère de contrôle de la direction, des paliers de support d’une barre anti-dévers et des supports du groupe motopropulseur, et de chaque côté un bras de suspension supportant le moyeu de roue. La législation européenne impose un test de choc frontal sur l’ensemble de la face avant du véhicule, l’énergie reçue sur la traverse avant étant transmise aux allonges qui présentent une déformation progressive afin d’absorber une énergie, suivant un guidage pour éviter des intrusions d’éléments dans l’habitacle pouvant blesser les passagers. Le berceau avant présenté par ce document de l’art antérieur peut comporter une résistance suffisante pour répondre à la norme de choc frontal, imposant une charge d’environ 7t sur l’allonge suivant son axe longitudinal. Toutefois aux États-Unis d’Amérique les véhicules sont soumis en plus à un test de choc avant décalé sur un mur avec un petit recouvrement de la face avant, appelé en langue anglaise « Small Overlap Rigid Barrier », ou « SORB » en abrégé. Dans ce cas l’allonge transmettant l’effort à la plate-forme doit présenter une résistance plus élevée, suffisante pour faire glisser l’angle du mur sensiblement sur le côté du véhicule en le décalant latéralement de manière à limiter sa décélération et à éviter des intrusions dans l’habitacle. La liaison entre l’allonge et la plate-forme doit résister à des forces importantes, pouvant dépasser 15t, que les tôles de la plateforme au niveau de l’ancrage supportent difficilement. Il faut alors concevoir une plate-forme différente présentant une liaison renforcée avec les allonges, ce qui nécessite des dépenses spécifiques pour ces deux plates-formes afin de réaliser les développements, les qualifications et les investissements industriels nécessaires pour produire deux types de plates-formes différentes. En variante un autre type de berceau avant connu, présenté notamment par le document FR-A1-3080079, comporte de chaque côté une pièce latérale rapportée sur la plateforme, comprenant sur sa base une pointe tournée vers l’avant. La pointe pénètre dans l’extrémité arrière de l’allonge formée par deux tôles allongées longitudinalement et soudées, pour être fixée dedans par des vis transversales traversant l’ensemble. Ce type de liaison est complexe à réaliser, et chère. Elle nécessite en particulier une forme adaptée de l’extrémité arrière de l’allonge s’ajustant sur la pointe, puis un temps de main d’œuvre pour disposer et visser les vis de serrage. La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur. Elle propose à cet effet un berceau avant de véhicule automobile comportant une plate-forme réalisée en tôle soudée, deux allonges venant de chaque côté du véhicule en avant de la plateforme, et de chaque côté de la plate-forme une pièce latérale rigide rapportée qui est fixée directement sur cette plate-forme, comprenant des fixations pour la caisse du véhicule et pour la suspension des roues, ce berceau étant remarquable en ce que les pièces latérales rapportées comportent une face tournée vers l’avant recevant une face d’extrémité arrière d’une allonge. Un avantage du berceau selon l’invention est qu’en utilisant de chaque côté la pièce latérale rigide rapportée formant des fixations résistantes pour la liaison avec la caisse du véhicule et avec la suspension, on forme aussi de manière économique la face avant transversale reliée à la plateforme, fortement rigide, qui reçoit l’extrémité arrière d’une allonge. La face arrière transversale de l’allonge est simple à réaliser par la soudure d’une plaque, qui peut se faire facilement en particulier sur un tube. On réalise ainsi avec une masse et un coût sensiblement identiques des ancrages des allonges permettant de résister à des efforts élevés. On peut en particulier utiliser une même plate-forme standard, et des pièces latérales rapportées similaires présentant des modifications d’interfaces avec les allonges pour les adapter suivant les résistances nécessaires pour les normes européennes ou américaines, ce qui permet de réduire les coûts de développement et d’industrialisation de ces plates-formes. Le berceau de véhicule automobile selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, chaque allonge est formée avec un tube disposé suivant la direction longitudinale de l’allonge. Avantageusement, la face arrière transversale de chaque allonge est formée par une plaque soudée à l’extrémité arrière de cette allonge. Avantageusement, la liaison entre l’allonge et la pièce latérale rigide comporte un dispositif d’ancrage suivant les directions transversales de cette allonge. En particulier, le dispositif d’ancrage peut comporter un tenon cylindrique perpendiculaire à la face arrière transversale, fixé sur l’allonge ou sur la pièce latérale rigide, qui s’introduit dans un perçage formé sur l’autre pièce. Dans ce cas, avantageusement l’extrémité du tenon cylindrique présente une forme conique facilitant l’introduction dans le perçage. Avantageusement, chaque liaison entre une allonge et une pièce latérale rigide comporte une interface formée par un joint souple. Avantageusement, le joint souple est formé aussi entre le tenon cylindrique et le perçage le recevant. L’invention a aussi pour objet un procédé d’assemblage d’un berceau comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce qu’il comporte une étape de réalisation d’un sous-ensemble comprenant une traverse avant et deux allonges fixées dessus, puis une étape de glissement vers l’arrière de ce sous-ensemble vers la plate-forme en introduisant un tenon formé sur une face transversale d’une pièce dans un perçage de la face de l’autre pièce. L’invention a de plus pour objet un véhicule automobile équipé d’un berceau de train avant comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes. L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : est une vue d’ensemble d’un berceau selon l’invention ; est une vue d’une allonge de ce berceau ; est une vue de la liaison de l’allonge avec la pièce latérale rigide en cours d’assemblage ; est une vue de la liaison en fin d’assemblage ; et est une vue de la liaison suivant un plan de coupe passant par l’axe d’un tenon d’ancrage de cette liaison. Dans l’ensemble du document l’expression au-dessus est relative à un véhicule posé sur un sol horizontal, la direction avant indiquée par la flèche AV sur les figures est tournée vers l’avant du véhicule. Les figures 1 et 2 présentent un berceau avant de véhicule automobile comportant une plate-forme 2, une pièce latérale rigide rapportée 12 fixée de chaque côté de cette plate-forme, deux allonges 4 fixées chacune en avant d’une pièce latérale, et une traverse avant 6 fixée aux extrémités avant de ces allonges, venant directement en arrière du pare-chocs du véhicule. La plate-forme 2 formée par deux tôles superposées et soudées entre elles, reçoit sur le dessus une crémaillère de direction 8 commandée par une colonne de direction 10. Chaque pièce latérale rigide 12 réalisée par une fonderie d’alliage d’aluminium, comporte une base plate horizontale tournée vers l’intérieur du véhicule, s’insérant entre les deux tôles de la plate-forme 2, qui présente des perçages verticaux 18 recevant des vis traversant l’ensemble pour former une liaison résistante avec cette plate-forme. Une barre anti dévers non représentée comporte des paliers fixés sur les pièces latérales 12. La base de chaque pièce latérale 12 comporte du côté tourné vers l’extérieur du véhicule un ancrage d’un bras de suspension 16. Chaque pièce latérale 12 comporte une corne remontante, se terminant par un perçage vertical 14 recevant une vis de fixation sous des longerons de la caisse du véhicule. De cette manière on dispose de chaque côté de la plate-forme 2 une pièce latérale 12 fortement rigide et ancrée sur cette plate-forme, recevant des composants soumis à des contraintes élevées comme les triangles de suspension 16 et la barre entre divers, et assurant une liaison avec la caisse du véhicule. L’extrémité avant de la base de chaque pièce latérale 12 comporte une face avant sensiblement transversale 40, présentant en son milieu un perçage 42. Chaque allonge 4 comporte un tube en acier haute résistance 32 recevant une plaque arrière transversale soudée 22 présentant un tenon central cylindrique 26 perpendiculaire à cette plaque, comprenant un embout arrière conique formant un chanfrein d’entrée. Un joint souple en élastomère 24 couvre entièrement la plaque arrière 22, et entoure le tenon 26. Une équerre en tôle pliée 30 fixée à l’extrémité avant du tube 32 de l’allonge 4, fait la liaison avec la traverse avant 6. Le tube 32 de l’allonge 4 permet de réaliser de manière économique une pièce allongée résistante. La présente l’assemblage de la partie avant du berceau comprenant les deux allonges 4 fixées à la traverse avant 6, formant un sous-ensemble préparé à l’avance, sur les pièces latérales rigides 12 fixées préalablement à la plate-forme 2. Le sous-ensemble recule en introduisant les tenons 26 dans les perçages 42 des faces avant transversales 40, l’embout arrière conique de ces tenons favorisant le positionnement. La présente la fin de l’assemblage, la plaque arrière 22 des allonges 4 étant en appui sur les faces avant 40 par l’intermédiaire du joint souple 24. On obtient un ancrage entre l’allonge 4 et la pièce latérale 12 présentant une résistance longitudinale élevée, pouvant résister en particulier à une poussée venant de l’avant lors d’un choc frontal du véhicule, supérieure à 15t. De plus grâce au tenon 26 ancré dans la face avant 40 de la pièce latérale 12, on obtient un blocage résistant suivant les directions perpendiculaires qui sert en particulier lors de chocs avant décalés ou de chocs latéraux transmettant une poussée transversale sur l’allonge 4, afin d’éviter une rupture de sa liaison avec la plate-forme 2. La présente le tenon 26 comprenant une tête 50 soudée sur la face avant de la plaque arrière 22, sa partie cylindrique traversant cette plaque. Le joint souple 24 comporte un manchon 52 entourant le tenon 26. De cette manière l’ensemble de la liaison entre l’allonge 4 et la pièce latérale 12 se fait par l’intermédiaire du joint souple 24 dans les trois directions, ce qui évite un contact direct des parties métalliques entre elles pouvant provoquer des bruits lors du roulage du véhicule. De plus l’assemblage du sous-ensemble sur les pièces latérales 12 fixées sur la plate-forme 2 se fait de manière simple et rapide, sans outillage, par un simple recule et emboîtage des tenons 26. Berceau avant de véhicule automobile comportant une plate-forme (2) réalisée en tôle soudée, deux allonges (4) venant de chaque côté du véhicule en avant de la plateforme (2), et de chaque côté de la plate-forme (2) une pièce latérale rigide rapportée (12) qui est fixée directement sur cette plate-forme (2), comprenant des fixations pour la caisse du véhicule (14) et pour la suspension des roues (16), caractérisé en ce que les pièces latérales rapportées (12) comportent une face tournée vers l’avant (40) recevant une face d’extrémité arrière d’une allonge (4). Berceau selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque allonge (4) est formée avec un tube (32) disposé suivant la direction longitudinale de l’allonge (4). Berceau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque allonge (4) comporte une face arrière transversale (22) formée par une plaque soudée à l’extrémité arrière de cette allonge (4). Berceau selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison entre l’allonge (4) et la pièce latérale rigide (12) comporte un dispositif d’ancrage suivant les directions transversales de cette allonge (4). Berceau selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dispositif d’ancrage comporte un tenon cylindrique (26) perpendiculaire à la face arrière transversale (22), fixé sur l’allonge (4) ou sur la pièce latérale rigide (12), qui s’introduit dans un perçage (42) formé sur l’autre pièce. Berceau selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’extrémité du tenon cylindrique (26) présente une forme conique facilitant l’introduction dans le perçage (42). Berceau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque liaison entre une allonge (4) et une pièce latérale rigide (12) comporte une interface formée par un joint souple (24). Berceau selon les revendications 5 ou 6, et 7, caractérisé en ce que le joint souple (24) est formé aussi entre le tenon cylindrique (26) et le perçage le recevant (42). Procédé d’assemblage d’un berceau selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de réalisation d’un sous-ensemble comprenant une traverse avant (6) et deux allonges (4) fixées dessus, puis une étape de glissement vers l’arrière de ce sous-ensemble vers la plate-forme (2) en introduisant un tenon (26) formé sur une face transversale (22) d’une pièce dans un perçage de la face de l’autre pièce. Véhicule automobile équipé d’un berceau de train avant, caractérisé en ce que ce berceau est selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.