FR2836885A1

FR2836885A1 - Automobile rear structure element comprises reception means for side frame and crosspiece and engine unit support

Info

Publication number: FR2836885A1
Application number: FR0202760A
Authority: FR
Inventors: Christian Gros
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2003-09-12
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: FR2836885B1

Abstract

The rear structure element (1) comprises reception means (4) for a side frame (6) and a crosspiece (10) forming the vehicle framework. There is a support (16) for an engine unit. Independent claims are included for a vehicle rear structure and a method of manufacturing the structure.

Description

ELEMENT DE STRUCTURE ET STRUCTURE ARRIERE D'UN VEHICULE
AUTOMOBILE, PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TELLE
STRUCTURE
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine des structures de véhicules automobiles, et plus précisément aux éléments constitutifs de la structure arrière d'un véhicule motopropulsé. STRUCTURAL ELEMENT AND REAR STRUCTURE OF A VEHICLE
AUTOMOTIVE, METHOD FOR MANUFACTURING SUCH
STRUCTURE
TECHNICAL FIELD DESCRIPTION
The invention relates to the field of motor vehicle structures, and more specifically to the components of the rear structure of a powered vehicle.

L'invention se rapporte également aux structures arrière intégrées dans de tels véhicules, ainsi qu'aux procédés de fabrication de ces structures. The invention also relates to the rear structures integrated in such vehicles, as well as to the methods of manufacturing these structures.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans ce domaine technique, plusieurs réalisations ont déjà été proposées. STATE OF THE PRIOR ART
In this technical field, several achievements have already been proposed.

De l'art antérieur, on connaît des véhicules motopropulsés comportant une structure arrière composée d'une pluralité d'éléments en acier. From the prior art, motorized vehicles are known comprising a rear structure composed of a plurality of steel elements.

Parmi ces éléments, on note les traverses arrière, les parties arrière des longerons, ainsi que des éléments latéraux établissant la jonction entre les traverses et les longerons formant ossature du véhicule. Among these elements, there are the rear crossmembers, the rear parts of the side members, as well as lateral elements establishing the junction between the cross members and the side members forming the vehicle frame.

Ce type de structure arrière de l'art antérieur comprend également des moyens de support du groupe motopropulseur du véhicule, ces moyens étant This type of rear structure of the prior art also comprises means for supporting the powertrain of the vehicle, these means being

soudés ou boulonnés aux éléments latéraux de la structure.

welded or bolted to the lateral elements of the structure.

Toutefois, l'assemblage réalisé entre les moyens de support du groupe motopropulseur et les éléments latéraux s'avère être très contraignant, dans la mesure où la précision de montage reste relativement faible, de l'ordre de 2 à 3 mm. However, the assembly produced between the powertrain support means and the lateral elements turns out to be very restrictive, insofar as the mounting precision remains relatively low, of the order of 2 to 3 mm.

De plus, les moyens de support du groupe motopropulseur sont composés de plusieurs pièces, chacune nécessitant l'intervention d'un opérateur pour être assemblée avec les autres pièces, ou sur l'élément latéral de la structure arrière. Cette particularité engendre bien entendu des contraintes en termes de temps de montage, ainsi qu'en termes de coûts de fabrication et de main d'oeuvre. Cette solution proposée de l'art antérieur n'est donc par conséquent en aucun cas compatible avec les exigences toujours croissantes de rapidité de montage et de réduction des coûts de fabrication des véhicules. In addition, the powertrain support means are composed of several parts, each requiring the intervention of an operator to be assembled with the other parts, or on the lateral element of the rear structure. This feature naturally generates constraints in terms of assembly time, as well as in terms of manufacturing and labor costs. This proposed solution of the prior art is therefore in no way compatible with the ever increasing requirements of speed of assembly and reduction of vehicle manufacturing costs.

Par ailleurs, les éléments latéraux et les moyens de support du groupe motopropulseur réalisés en acier contribuent à un alourdissement considérable de la structure arrière du véhicule, ce qui va à l'encontre des directives de conception actuelles visant à alléger au maximum le véhicule. Furthermore, the lateral elements and the powertrain support means made of steel contribute to a considerable weighting of the rear structure of the vehicle, which goes against the current design guidelines aiming to lighten the vehicle as much as possible.

EXPOSÉ DE L'INVENTION Le but de la présente invention est donc de proposer un élément de structure arrière d'un véhicule, remédiant au moins partiellement aux inconvénients cités ci-dessus relatifs aux réalisations de l'art antérieur. PRESENTATION OF THE INVENTION The object of the present invention is therefore to propose a rear structural element of a vehicle, at least partially remedying the drawbacks mentioned above relating to the embodiments of the prior art.

En outre, l'invention a pour but de proposer une structure arrière d'un véhicule comportant deux éléments de structure, tels que ceux répondant au but mentionné ci-dessus. In addition, the invention aims to provide a rear structure of a vehicle comprising two structural elements, such as those meeting the purpose mentioned above.

Enfin, un autre but de l'invention est de présenter un procédé de fabrication d'une telle structure arrière. Finally, another object of the invention is to present a method of manufacturing such a rear structure.

Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet un élément de structure arrière d'un véhicule automobile, l'élément comprenant : - des moyens de réception d'au moins un longeron et d'au moins une traverse formant ossature du véhicule ; des moyens de support d'un groupe motopropulseur du véhicule. To do this, the invention firstly relates to a rear structural element of a motor vehicle, the element comprising: - means for receiving at least one spar and at least one cross member forming a framework of the vehicle ; means for supporting a powertrain of the vehicle.

Selon l'invention, l'élément de structure arrière est constitué d'un seul tenant. According to the invention, the rear structural element is made in one piece.

Avantageusement, la solution proposée par l'invention permet de réduire considérablement l'outillage nécessaire ainsi que le nombre d'étapes de montage de la structure arrière, dans la mesure où les moyens de support du groupe motopropulseur font partie intégrante de l'élément établissant la jonction entre les longerons et les traverses du véhicule. Advantageously, the solution proposed by the invention makes it possible to considerably reduce the tools required as well as the number of steps for mounting the rear structure, insofar as the means for supporting the powertrain are an integral part of the element establishing the junction between the side members and the cross members of the vehicle.

La fabrication de cet élément en un seul tenant est donc possible par moulage, ce qui est susceptible de réduire de manière non-négligeable la masse de la structure arrière du véhicule. De plus, dans le sens où l'on peut utiliser la technique de fonderie sous pression sous vide pour fabriquer cet élément de structure, on est alors en mesure The manufacture of this element in one piece is therefore possible by molding, which is likely to significantly reduce the mass of the rear structure of the vehicle. In addition, in the sense that we can use the vacuum pressure foundry technique to manufacture this structural element, we are then able

d'accroître la précision de montage par rapport aux réalisations de l'art antérieur, cette précision pouvant atteindre quelques dixièmes de millimètre seulement. to increase the mounting precision compared to the embodiments of the prior art, this precision possibly reaching a few tenths of a millimeter.

De la même manière, l'utilisation de la technique de fonderie permet également de facilement ajuster l'épaisseur des différentes parties de l'élément de structure, en fonction des besoins rencontrés relatifs aux problèmes de résistance mécanique et/ou d'acoustique. In the same way, the use of the foundry technique also makes it possible to easily adjust the thickness of the different parts of the structural element, according to the needs encountered relating to the problems of mechanical strength and / or acoustics.

Préférentiellement, pour réduire encore davantage le nombre de pièces constituant la structure arrière du véhicule, l'élément de structure réalisé d'une seule pièce peut également comprendre des moyens de fixation d'au moins un amortisseur, ainsi que des nervures de renfort. Le nombre d'étapes de montage est ainsi diminué, et la structure arrière du véhicule encore plus allégée. Preferably, to further reduce the number of parts constituting the rear structure of the vehicle, the structural element produced in one piece may also include means for fixing at least one shock absorber, as well as reinforcing ribs. The number of assembly steps is thus reduced, and the rear structure of the vehicle even more streamlined.

De façon préférée, l'élément de structure arrière est réalisé dans un alliage d'aluminium. Preferably, the rear structural element is made of an aluminum alloy.

De plus, on peut aussi prévoir que les moyens de réception de chaque longeron et de chaque traverse sont des mains d'accueil et/ou des moignons, aptes à coopérer avec un longeron supérieur, un longeron inférieur, une traverse arrière supérieure, une traverse arrière inférieure, et une diagonale arrière. In addition, it can also be provided that the means for receiving each spar and each cross member are receiving hands and / or stumps, able to cooperate with an upper spar, a lower spar, an upper rear cross member, a cross member rear lower, and a rear diagonal.

L'invention a également pour objet une structure arrière d'un véhicule comportant deux éléments de structure tels que ceux décrits ci-dessus et disposés chacun d'un côté du véhicule, les deux The invention also relates to a rear structure of a vehicle comprising two structural elements such as those described above and each arranged on one side of the vehicle, both

éléments étant reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'au moins une traverse arrière. elements being connected to each other via at least one rear crossmember.

Enfin, un autre objet de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une structure arrière d'un véhicule automobile, telle que celle mentionnée ci-dessus. Le procédé selon l'invention comporte les étapes suivantes : - réalisation par moulage sous pression sous vide des deux éléments de structure ; fixation par soudage d'un longeron supérieur et d'un longeron inférieur, sur chacun des deux éléments de structure ; - mise en position des deux éléments de structure, de sorte que leur position relative autorise un glissement d'au moins une traverse arrière dans les moyens de réception de ladite traverse arrière. Finally, another object of the invention relates to a method of manufacturing a rear structure of a motor vehicle, such as that mentioned above. The method according to the invention comprises the following steps: - production by vacuum pressure molding of the two structural elements; fixing by welding of an upper beam and a lower beam, on each of the two structural elements; - Positioning of the two structural elements, so that their relative position allows a sliding of at least one rear cross member in the receiving means of said rear cross member.

- mise en place sur les deux éléments de structure, par glissement dans les moyens de réception, de chaque traverse arrière ; - soudage de chaque traverse arrière sur les moyens de réception respectifs. - Installation on the two structural elements, by sliding in the receiving means, of each rear cross member; - welding of each rear crossmember on the respective receiving means.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée, non limitative, ci-dessous. Other characteristics and advantages of the invention will appear in the detailed, non-limiting description, below.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
Cette description sera faite en regard des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente une vue en perspective d'un élément de structure selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
This description will be made with reference to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 shows a perspective view of a structural element according to a preferred embodiment of the present invention;

- la figure 2 représente une autre vue en perspective de l'élément de structure représenté sur la

figure 1, prise selon un angle différent de celui de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe prise selon la ligne I-I de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue en coupe prise selon la ligne II-II de la figure 1. - Figure 2 shows another perspective view of the structural element shown in the

Figure 1, taken at an angle different from that of Figure 1; - Figure 3 is a sectional view taken along line II of Figure 1; - Figure 4 is a sectional view taken along line II-II of Figure 1.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
En référence aux figures 1 et 2, on peut apercevoir un élément 1 de structure arrière d'un véhicule automobile (non représenté), selon un mode de réalisation préféré de l'invention. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Referring to Figures 1 and 2, we can see an element 1 of the rear structure of a motor vehicle (not shown), according to a preferred embodiment of the invention.

Comme cela est visible sur les figures 1 et 2, l'élément 1 est préférentiellement de forme sensiblement trapézoïdale, et comprend une partie centrale évidée 2. As can be seen in FIGS. 1 and 2, the element 1 is preferably of substantially trapezoidal shape, and comprises a hollowed-out central part 2.

L'élément 1 de structure comporte des moyens de réception 4 d'au moins un longeron et d'au moins une traverse formant ossature du véhicule. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention qui va être décrit, les moyens de réception 4 sont des mains d'accueil ou des moignons, ou éventuellement une combinaison des ces deux types de moyens. Il est précisé qu'il faut entendre par main d'accueil une portion de structure dont la géométrie est adaptée pour recevoir un élément creux formant ossature du véhicule. Ces mains d'accueil ont généralement une section transversale en forme de U ou de L, et conçues pour être de forme complémentaire à la paroi extérieure des éléments creux destinés à être reçus. The structural element 1 comprises means 4 for receiving at least one spar and at least one cross member forming the frame of the vehicle. In the preferred embodiment of the invention which will be described, the reception means 4 are reception hands or stumps, or possibly a combination of these two types of means. It is specified that a reception hand should be understood to mean a portion of structure whose geometry is adapted to receive a hollow element forming the framework of the vehicle. These reception hands generally have a U-shaped or L-shaped cross section, and designed to be of complementary shape to the outer wall of the hollow elements intended to be received.

Parmi les éléments creux d'ossature du véhicule coopérant avec l'élément 1 de structure, on note un longeron supérieur 6, un longeron inférieur 8, une traverse supérieure arrière 10, une traverse inférieure arrière 12, ainsi qu'une diagonale arrière 14. Among the hollow framework elements of the vehicle cooperating with the structural element 1, there is an upper spar 6, a lower spar 8, a rear upper cross member 10, a rear lower cross member 12, as well as a rear diagonal 14.

L'élément 1 de structure est également muni de moyens de support 16 du groupe motopropulseur (non représenté) du véhicule, ces moyens 16 étant réalisés d'un seul tenant avec les autres parties constitutives de l'élément 1. The structural element 1 is also provided with means 16 for supporting the powertrain (not shown) of the vehicle, these means 16 being produced integrally with the other constituent parts of the element 1.

Les moyens de support 16 comprennent deux portions 18 espacées l'une de l'autre et faisant saillie vers l'intérieur du véhicule. Comme l'illustre la figure 3, chaque portion 18 comporte une face supérieure 20 à l'extrémité de laquelle est prévue une partie plane 22 destinée à supporter le groupe motopropulseur, et présentant un alésage débouchant 24 prévu pour accueillir des moyens du type vis destinés à fixer le groupe motopropulseur sur cette face supérieure 20. De plus, chaque portion 18 comporte une face inférieure 26 dans laquelle est pratiqué un alésage 28, situé en regard de l'alésage 24 de la face supérieure 20. L'alésage 28 est de diamètre plus important que l'alésage 24 de la face supérieure 20, et a pour fonction d'autoriser l'insertion de l'outillage nécessaire à la fixation du groupe motopropulseur sur la partie plane 22 de la face supérieure 20. The support means 16 comprise two portions 18 spaced from one another and projecting towards the interior of the vehicle. As illustrated in Figure 3, each portion 18 has an upper face 20 at the end of which is provided a flat portion 22 intended to support the powertrain, and having a through bore 24 provided to accommodate means of the screw type intended to fix the powertrain on this upper face 20. In addition, each portion 18 has a lower face 26 in which is formed a bore 28, located opposite the bore 24 of the upper face 20. The bore 28 is of larger diameter than the bore 24 of the upper face 20, and has the function of authorizing the insertion of the tools necessary for fixing the powertrain on the flat part 22 of the upper face 20.

Par ailleurs, on note également la présence de moyens de fixation 30 d'au moins un amortisseur (non représenté), faisant toujours partie intégrante de Furthermore, there is also the presence of means 30 for fixing at least one shock absorber (not shown), which is always an integral part of

l'élément 1 de structure. Dans le mode de réalisation préféré décrit, les moyens de fixation 30 sont prévus pour accueillir un seul amortisseur. structural element 1. In the preferred embodiment described, the fixing means 30 are provided to accommodate a single shock absorber.

Ces moyens de fixation 30 comprennent deux portions 32,34 espacées l'une de l'autre et faisant saillie vers l'extérieur du véhicule. Comme l'illustre la figure 4, les portions 32,34 comportent respectivement à leurs extrémités une partie plane 36 et une partie plane 38, situées en regard l'une de l'autre. Chacune des parties planes 36,38 comporte un alésage débouchant 40,42, ces alésages 40,42 ayant un même axe 44 et étant prévus pour accueillir des moyens du type vis, déstinés à fixer l'amortisseur entre les deux parties planes 36,38 des moyens de fixation 30. These fixing means 30 comprise two portions 32, 34 spaced from one another and projecting towards the outside of the vehicle. As illustrated in FIG. 4, the portions 32, 34 respectively comprise at their ends a planar part 36 and a planar part 38, located opposite one another. Each of the flat parts 36, 38 has a through bore 40, 42, these bores 40, 42 having a same axis 44 and being designed to accommodate means of the screw type, intended to fix the damper between the two flat parts 36, 38 fixing means 30.

Il est également possible de prévoir une pluralité de nervures de renfort 46 appartenant à l'élément 1 de structure, les nervures 46 étant disposées selon les contraintes mécaniques rencontrées. It is also possible to provide a plurality of reinforcing ribs 46 belonging to the structural element 1, the ribs 46 being arranged according to the mechanical stresses encountered.

Toujours dans un souci d'une optimisation totale de l'élément 1, chaque partie de cet élément 1 peut avoir une épaisseur différente, calculée en fonction des problèmes relatifs à l'acoustique et aux propriétés mécaniques désirées. Still for the sake of total optimization of the element 1, each part of this element 1 may have a different thickness, calculated as a function of the problems relating to the acoustics and to the desired mechanical properties.

Enfin, comme cela est visible sur la figure 1, l'élément 1 de structure peut également intégrer une platine de fixation 48 d'un bloc Danner (non représenté), ce dernier étant destiné à protéger contre les chocs après-vente. Finally, as can be seen in FIG. 1, the structural element 1 can also integrate a fixing plate 48 of a Danner block (not shown), the latter being intended to protect against after-sales shocks.

Lorsque l'on réalise l'élément 1 tel que celui décrit ci-dessus avec un alliage d'aluminium traité et moulé sous pression sous vide, la masse de When the element 1 such as that described above is produced with an aluminum alloy treated and molded under vacuum pressure, the mass of

cet élément 1 est susceptible d'être divisée par deux par rapport à l'élément latéral de l'art antérieur, muni de ses différents constituants rapportés. this element 1 is capable of being halved compared to the lateral element of the prior art, provided with its various added components.

L'invention concerne également une structure arrière (non représentée) d'un véhicule, comportant un élément 1 de structure pour le côté droit du véhicule, ainsi qu'un élément 1 de structure pour le côté gauche du véhicule. Les élément 1 constitutifs de la structure arrière du véhicule sont alors symétriques par rapport à un axe principal longitudinal du véhicule, ou peuvent légèrement différer. En effet, il est à noter que l'on peut être amené à modifier la position des moyens de support 16 du groupe motopropulseur, selon que l'on se situe du côté gauche ou du côté droit du véhicule. La géométrie des éléments 1 de structure peut ainsi être facilement adaptée en fonction de la forme du groupe motopropulseur à assembler. The invention also relates to a rear structure (not shown) of a vehicle, comprising a structural element 1 for the right side of the vehicle, as well as a structural element 1 for the left side of the vehicle. The elements 1 constituting the rear structure of the vehicle are then symmetrical with respect to a main longitudinal axis of the vehicle, or may differ slightly. Indeed, it should be noted that it may be necessary to modify the position of the support means 16 of the powertrain, depending on whether one is on the left side or the right side of the vehicle. The geometry of the structural elements 1 can thus be easily adapted as a function of the shape of the powertrain to be assembled.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la structure arrière comporte alors les deux éléments 1 de structure, reliés entre eux par l'intermédiaire de la traverse supérieure arrière 10, de la traverse inférieure arrière 12, ainsi que par la diagonale arrière 14. According to a preferred embodiment of the invention, the rear structure then comprises the two structural elements 1, interconnected via the rear upper cross member 10, the rear lower cross member 12, as well as by the rear diagonal 14.

L'invention se rapporte en outre au procédé de fabrication d'une telle structure arrière. The invention also relates to the method of manufacturing such a rear structure.

La fabrication de cette structure arrière commence par une étape de réalisation de chacun des deux éléments 1 de structure, par moulage sous pression sous vide. Ensuite, on vient fixer par soudage les longerons supérieurs 6 et les longerons inférieurs 8 The manufacture of this rear structure begins with a step of producing each of the two structural elements 1, by vacuum pressure molding. Then, the upper beams 6 and the lower beams 8 are fixed by welding.

sur les éléments 1, au niveau de leurs moyens de réception 4 respectifs. on the elements 1, at their respective receiving means 4.

Ainsi, on est en présence de deux sousensembles que l'on positionne l'un par rapport à l'autre, de sorte que l'on puisse réaliser une mise en place par glissement des traverses supérieure 10 et inférieure 12, dans leur moyens de réception respectifs 4. Les moyens de réception 4 du type mains d'accueil sont alors tout à fait indiquées pour ce type d'opérations de glissement. Thus, we are in the presence of two sub-assemblies which are positioned in relation to each other, so that we can carry out a positioning by sliding of the upper 10 and lower 12 crosspieces, in their means of respective reception 4. The reception means 4 of the reception hand type are then quite suitable for this type of sliding operations.

Enfin, lorsque les traverses supérieure 10 et inférieure 12 sont placées dans leur moyens de réception respectifs 4, on effectue une opération de soudage afin de les maintenir fixes par rapport aux deux éléments 1 de structure. Finally, when the upper 10 and lower 12 crosspieces are placed in their respective receiving means 4, a welding operation is carried out in order to keep them fixed relative to the two structural elements 1.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être effectuées par l'homme du métier à l'élément 1 de structure, à la structure arrière ainsi qu'au procédé de fabrication d'une telle structure qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Of course, various modifications can be made by a person skilled in the art to the structural element 1, to the rear structure as well as to the method of manufacturing such a structure which have just been described, only by way of nonlimiting examples.

Claims

1. Element (1) of rear structure of a motor vehicle, said element (1) comprising: - receiving means (4) of at least one beam (6.8) and at least one cross member (10 , 12) forming the vehicle frame; - support means (16) for a powertrain of the vehicle; characterized in that it is made in one piece.

2. element (1) of structure according to claim 1, characterized in that it further comprises fixing means (30) of at least one damper.

3. element (1) of structure according to claim 1 or claim 2, characterized in that it also comprises reinforcing ribs (46).

4. Element (1) of structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it is made of an aluminum alloy.

5. element (1) of structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the receiving means (4) of each beam (6.8) and each crosspiece (10,12) are hands of welcome and / or stumps.

6. element (1) of structure according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises receiving means (4) able to cooperate with an upper spar (6), a lower spar (8), a upper rear crossmember (10),

a lower rear crossmember (12), and a rear diagonal (14).

7. Rear structure of a motor vehicle, characterized in that it comprises two structural elements (1) according to any one of the preceding claims and each arranged on one side of the vehicle, the two elements (1) being connected to each other via at least one rear crossmember (10,12).

8. Rear structure according to claim 7, characterized in that the two structural elements (1) are connected to one another by means of an upper rear cross member (10), of a lower rear cross member (12), and a rear diagonal (14).

9. A method of manufacturing a rear structure of a motor vehicle according to claim 7 or claim 8, characterized in that it comprises the following steps: - production by vacuum pressure molding of the two elements (1) of rear structure; fixing by welding of an upper beam (6) and a lower beam (8) on each of the two structural elements (1); - positioning of the two structural elements (1), so that their relative position allows a sliding of at least one rear crossmember (10,12) in the receiving means (4) of said rear crossmember (10,12 ).

- Installation on the two structural elements (1), by sliding in the receiving means (4), of each rear crossmember (10,12); - welding of each rear crossmember (10,12) on the respective receiving means (4).