FR2985221A1

FR2985221A1 - Train arriere a traverse deformable pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR2985221A1
Application number: FR1162491A
Authority: FR
Inventors: Tellier Sylvain Le; Boris Morin
Original assignee: ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE; Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: ENGINEERING CONCEPTION MAINTENANCE; PSA Automobiles SA
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-05
Anticipated expiration: 2031-12-28
Also published as: FR2985221B1

Abstract

Train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant une traverse déformable (2) comportant à chaque extrémité un bras de suspension (4) disposé sensiblement longitudinalement, qui est fixé sur cette traverse de manière rigide, caractérisé en ce que la traverse déformable (2) comporte un profilé comprenant une section constante, réalisé par un procédé du type pultrusion en continu d'un matériau composite.

Description

TRAIN ARRIERE A TRAVERSE DEFORMABLE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel train arrière. Les véhicules automobiles comportent généralement un train arrière fixé sous la caisse du véhicule, qui supporte les roues arrière tout en assurant un 10 guidage de ces roues permettant un débattement des suspensions arrière. Un type de train arrière connu, appelé train à traverse déformable, comprend de chaque coté du véhicule un bras de suspension disposé longitudinalement, l'avant de ce bras étant relié à la caisse du véhicule par une liaison élastique pouvant pivoter suivant un axe sensiblement transversal, 15 l'arrière du bras supportant le moyeu de la roue. La caisse du véhicule est supportée par des ressorts de suspension, qui prennent appui sur chacun de ces bras de suspension. Ce type de train arrière comporte une forme générale en « H », la barre centrale étant constituée par une traverse déformable disposée 20 transversalement, dont chaque extrémité est fixée de manière rigide à une partie centrale d'un bras de suspension. Cette traverse déformable maintient la géométrie des bras de suspension, tout en assurant par une déformation en torsion suivant son axe, la fonction de barre anti-dévers qui limite l'angle de roulis de la caisse. 25 Un type de train arrière connu, présenté notamment par le document FR- A1-2888559, comporte une traverse déformable métallique comprenant des extrémités disposant d'une section transversale circulaire. Chaque extrémité de la traverse est ajustée dans un alésage d'un bras de suspension, puis fixée à ce bras par un procédé comprenant un collage, et une déformation de cette 30 extrémité de la traverse ou du bras de suspension. Un problème qui se pose avec ce type de train arrière, est que la traverse qui est métallique, comporte un poids relativement élevé. De plus, pour répondre aux fortes contraintes s'exerçant sur le train arrière, et obtenir une bonne géométrie de fonctionnement de la suspension, il est intéressant de prévoir un procédé de fabrication de la traverse qui donne à la fois une résistance mécanique élevée, et de larges possibilités de dessin de la section transversale.

La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant une traverse déformable comportant à chaque extrémité un bras de suspension disposé sensiblement longitudinalement, qui est fixé sur cette traverse de manière rigide, caractérisé en ce que la traverse déformable comporte un profilé comprenant une section constante, réalisé par un procédé du type pultrusion en continu d'un matériau composite. Un avantage du train arrière selon l'invention, est que le procédé du type pultrusion en continu permet de réaliser facilement et de manière économique des sections complexes, qui peuvent répondre aux exigences mécaniques souhaitées tout en comportant une masse réduite. Le train arrière selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.

Avantageusement, les extrémités de la traverse déformable sont collées sur les bras de suspension. Avantageusement, chaque extrémité de la traverse déformable est emboîtée dans un creux allongé transversalement lié au bras de suspension, pour réaliser le collage.

Selon un mode de réalisation, chaque bras comporte une pièce de liaison réalisée en tôle, comportant le creux allongé transversalement. Avantageusement, le profilé comporte une section creuse comprenant une ouverture inférieure. Avantageusement, le profilé comporte une section creuse comprenant une paroi extérieure doublée d'une paroi intérieure. Avantageusement, la section creuse du profilé comporte des cloisons reliant les deux parois entre elles.

En particulier, la section creuse du profilé peut comporter deux cloisons reliant les deux parois entre elles, qui sont disposées sur le côté opposé à celui comprenant l'ouverture inférieure. La section du profilé peut comporter un contour extérieur sensiblement ovale posé à plat, ou rectangulaire avec des angles arrondis. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un train arrière qui comporte 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 : - la figure 1 est un schéma en vue de dessus d'un train arrière à traverse déformable, selon l'invention ; - les figures 2 à 4 sont des vues en coupe transversale d'exemples de sections différentes, pour la traverse de ce train arrière ; et - la figure 5 est une vue d'un assemblage entre la traverse et un bras de suspension. La figure 1 présente un train arrière 1 disposant d'une traverse déformable 2 comprenant une section transversale constante, réalisée par pultrusion d'un matériau composite, comportant une résine qui peut être thermodurcissable ou thermoplastique. La traverse déformable 2 comprend à chaque extrémité une pièce de liaison 6, qui est fixée sur la partie centrale d'un bras de suspension 4 disposé longitudinalement sur le côté du véhicule. L'avant de chaque bras de suspension 4 comporte une articulation élastique filtrant les vibrations 8, comprenant un axe disposé sensiblement transversalement, qui permet un débattement de ce bras dans un plan vertical. La partie arrière de ces bras de suspension 4, comporte un moyeu recevant une roue arrière 10. Un ressort de suspension ainsi qu'un amortisseur non représentés, sont 30 disposés de chaque côté du véhicule, entre le bras de suspension 4 et la caisse de ce véhicule. Le procédé de pultrusion utilisé pour la réalisation de la traverse 2, est le suivant.

Pour une résine thermodurcissable, des fibres de renfort conditionnées en bobines, sont imprégnées de résine par un passage dans un bain, puis tirées à travers une longue filière chauffée qui contrôle la teneur en résine, et donne la section souhaitée. L'avance lente dans cette filière permet un chauffage de la résine qui polymérise. On obtient en sortie de filière le profilé durci, qui comporte la section finale. Pour une matière thermoplastique, cette matière chauffée est injectée à l'entrée de la filière en même temps que les fibres de renfort, puis elle durcit en se refroidissant dans la filière.

On obtient ainsi un profilé continu comprenant une section constante comportant une géométrie précise, et une teneur en fibres de renfort ainsi qu'une orientation de ces fibres qui peuvent être facilement ajustées suivant les caractéristiques mécaniques du matériau que l'on veut obtenir. De plus le matériau est léger, et il est insensible à la rouille ainsi qu'à un grand nombre de produits chimiques. Le produit est ensuite coupé à la longueur souhaitée. L'ensemble du procédé de pultrusion comprenant la découpe des longueurs, peut être facilement automatisé. La fabrication d'une traverse 2 en matériaux composites est plus rapide avec ce procédé de pultrusion, par rapport à d'autres procédés de moulage de matériaux composites, ce qui permet de limiter les coûts. La figure 2 présente un premier exemple de section pour la traverse déformable 2, qui forme globalement un ovale posé à plat, comportant de chaque côté deux parties droites. La section 20 comporte une paroi extérieure 26 doublée d'une paroi intérieure parallèle 28. La partie droite se trouvant en bas de l'ovale, comporte une ouverture inférieure 22 encadrée par deux petits rebords symétriques 32 tournés vers l'extérieur. L'autre partie droite se trouvant en haut de l'ovale, comporte à chaque extrémité une cloison 24 reliant les deux parois 26, 28 entre elles, ces cloisons séparant le volume intérieur compris entre les deux parois, en trois parties fermées pour donner de la rigidité au profilé.

On obtient ainsi un profilé comportant une grande rigidité en flexion, et en torsion longitudinale. De plus l'ouverture inférieure 22 disposée en bas du profilé, procure un centre de torsion qui se trouve au dessus de la section 20, ce qui est particulièrement intéressant pour les caractéristiques géométriques du train arrière quand la suspension travaille. On peut avec ce procédé de pultrusion réaliser une grande variété de sections, comprenant des formes complexes. On peut en particulier ajuster les épaisseurs de chaque partie du profilé en adaptant facilement la section de la filière de pultrusion, pour obtenir les caractéristiques mécaniques souhaitées pour le profilé, avec un niveau de contrainte admissible pour le matériau. On notera de plus que la forte raideur en torsion de la traverse déformable 2 obtenue par ce procédé, permet de réaliser un train arrière 1 ne comportant pas de barre anti-dévers additionnelle.

La figure 3 présente un deuxième exemple de section 30 pour la traverse déformable 2, possédant globalement une forme rectangulaire, qui est dans ce cas particulier un carré, comprenant de la même manière une paroi extérieure 26 doublée d'une paroi intérieure parallèle 28. Le côté du carré se trouvant en bas, comporte une ouverture inférieure 20 22. Le côté du carré se trouvant en haut, comporte à chaque extrémité une cloison 24 reliant les deux parois 26, 28 entre elles, ces cloisons séparant le volume intérieur compris entre les deux parois, en trois parties fermées. La figure 4 présente un troisième exemple de section 40 pour la traverse déformable 2, qui forme globalement un ovale posé à plat comportant de 25 chaque côté une partie droite. La section 40 comporte de la même manière, une paroi extérieure 26 doublée d'une paroi intérieure parallèle 28. La partie droite de la section 40 se trouvant en bas comporte une ouverture inférieure 22, encadrée par deux petits rebords symétriques 34 tournés vers l'intérieur. 30 La partie droite de la section 40 se trouvant en haut, comporte à chaque extrémité une cloison 24 reliant les deux parois 26, 28 entre elles, ces cloisons séparant le volume intérieur compris entre les deux parois, en trois parties fermées.

On obtient pour ces deux dernières sections 30, 40, comme pour la première section 20, un profilé comprenant une grande rigidité en flexion et en torsion longitudinale, qui comporte grâce à l'ouverture inférieure 22 un centre de torsion se trouvant au dessus de la section.

La figure 5 présente une pièce de liaison 54 réalisée en tôle d'acier emboutie, comportant un creux disposé longitudinalement, qui reçoit de manière ajustée la partie centrale du bras de suspension 4. Un cordon de soudure réalisé sur le pourtour de ce creux, permet de fixer de manière rigide la pièce de liaison 54 sur le bras 4.

L'extrémité avant du bras de suspension 4, comporte un anneau 8 recevant une liaison élastique de fixation sous la caisse du véhicule. L'extrémité arrière du bras de suspension 4 comporte un plan vertical 50 recevant un moyeu de roue arrière, et une collerette horizontale 52 recevant la base d'un ressort hélicoïdal de suspension.

La pièce de liaison 54 comporte aussi un creux allongé transversalement, recevant de manière ajustée une extrémité de la traverse déformable 2 comportant une section globalement ovale, similaire à celle présentée figure 2. L'extrémité de la traverse déformable 2 est fixée dans le creux de la pièce de liaison 54 par un collage, la longueur de ce creux assurant une surface de collage importante qui répartit la contrainte dans ce collage. On obtient avec un profilé réalisé par pultrusion, une traverse déformable 2 nettement plus légère que celles couramment réalisées en acier ou en fonte, qui peut comporter des caractéristiques de déformation intéressantes grâce au large choix de sections permis par le procédé de fabrication.

Claims

REVENDICATIONS1 - Train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant une traverse déformable (2) comportant à chaque extrémité un bras de suspension (4) disposé sensiblement longitudinalement, qui est fixé sur cette traverse de manière rigide, caractérisé en ce que la traverse déformable (2) comporte un profilé comprenant une section constante, réalisé par un procédé du type pultrusion en continu d'un matériau composite.
2 - Train arrière selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités de la traverse déformable (2), sont collées sur les bras de suspension (4).
3 - Train arrière selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque extrémité de la traverse déformable (2) est emboîtée dans un creux allongé transversalement lié au bras de suspension (4), pour réaliser le collage.
4 - Train arrière selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque bras comporte une pièce de liaison (54) réalisée en tôle, comportant le creux allongé transversalement.
5 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé comporte une section creuse (20, 30, 40), comprenant une ouverture inférieure (22).
6 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé comporte une section creuse (20, 30, 40), comprenant une paroi extérieure (26) doublée d'une paroi intérieure (28).
7 - Train arrière selon la revendication 6, caractérisé en ce que la section creuse du profilé (20, 30, 40), comporte des cloisons (24) reliant les deux parois (26, 28) entre elles.
8 - Train arrière selon les revendications 5 et 7, caractérisé en ce que la section creuse du profilé (20, 30, 40) comporte deux cloisons (24) reliant les deux parois (26, 28) entre elles, qui sont disposées sur le côté opposé à celui comprenant l'ouverture inférieure (22).
9 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section du profilé (20, 30, 40), comporte un contourextérieur sensiblement ovale posé à plat, ou rectangulaire avec des angles arrondis.
10 - Véhicule automobile comprenant un train arrière (1), caractérisé en ce que ce train arrière est réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.