WO2012035238A1 - Train arriere a traverse deformable pour vehicule automobile - Google Patents

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WO2012035238A1
WO2012035238A1 PCT/FR2011/052050 FR2011052050W WO2012035238A1 WO 2012035238 A1 WO2012035238 A1 WO 2012035238A1 FR 2011052050 W FR2011052050 W FR 2011052050W WO 2012035238 A1 WO2012035238 A1 WO 2012035238A1
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cross member
deformable
tube
rear axle
deformable cross
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Christophe Monteil
Eric Palpacuer
Frédéric GUINGAND
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Peugeot Citroën Automobiles SA
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Definitions

  • the present invention relates to a rear axle with deformable cross member for a motor vehicle, a motor vehicle equipped with such a rear axle, and a method of mounting this vehicle.
  • Motor vehicles generally comprise a rear axle linked to the vehicle body, which supports the hubs of the rear wheels while guiding these wheels by allowing a movement of the suspensions.
  • a known type of rear train called deformable cross train comprises on each side of the vehicle a suspension arm arranged longitudinally, the front of this arm being connected to the vehicle body by an elastic connection pivotable along a substantially transverse axis, the rear of the arm supporting a wheel hub.
  • This type of rear train has a general shape in "H", the central bar being constituted by a deformable cross member disposed transversely, each end of which is fixed rigidly to the central portion of a suspension arm.
  • This deformable crosspiece maintains the geometry of the suspension arms, while ensuring torsional deformation, the anti-roll bar function achieving a limitation of the roll angle of the body.
  • some vehicles may comprise elements fixed under the vehicle body above the rear axle, such as for example a chassis supporting a rear wheel drive in the case of a hybrid vehicle, or a support for a large gas tank. in the case of a gas vehicle.
  • the frame can in particular be fixed to the vehicle body by screws arranged substantially vertically, which are located above the deformable cross of the rear axle. We then have a problem to access these screws and perform their tightening, the passage of the clamping tool in the axis of each screw being impeded by the crossbar which is below these screws.
  • a problem that arises is that if we want to drill this tube radially from one side to another to create a passage therethrough, then opens the inner volume of this tube which allows the introduction of particular moisture, which can lead to corrosion.
  • deformable cross member of a rear axle with deformable cross member which can be subjected to significant stresses in turns, is weakened by this type of drilling.
  • the present invention is intended to avoid these disadvantages of the prior art, and to provide a simple and effective way to achieve a transverse passage on the deformable cross of a rear axle, made from a tube.
  • a rear axle with deformable cross member for a motor vehicle comprising two suspension arms disposed substantially longitudinally on each side of the vehicle, and rigidly fixed to the ends of a deformable cross member, this deformable cross member being made from a tube whose section is shaped, characterized in that the deformable cross member comprises at least one bore passing radially through the two walls of the tube of this cross member, and in that a tubular insert fitted into this through bore, is welded on both sides of this tube.
  • An advantage of the rear axle according to the invention is that the interior space of the tubular insert forms a passage through the deformable cross member, in particular for a clamping tool of a screw which can be arranged vertically above this cross member deformable, the tubular insert constituting at the same time a reinforcement of the deformable cross, and closing the inner volume of the tube of this cross to protect it.
  • the rear axle according to the invention may further comprise one or more of the following features, which may be combined with one another.
  • the through hole is formed in a substantially circular portion of the tube forming the deformable cross member.
  • the substantially circular portion may be an end portion of the deformable cross member, constituting a connection zone with the suspension arm.
  • the axis of the piercing bore passes close to the axis of the tube forming the deformable cross member.
  • the welds of the tubular insert on the walls of the tube are made continuously around this insert.
  • the axis of the through hole is disposed substantially vertically.
  • the invention also relates to a motor vehicle comprising a rear axle having any of the preceding features, this vehicle having more than one element fixed under the vehicle body by a fastening means having a substantially aligned screwing on the axis of the piercing hole of this rear axle.
  • the element fixed under the vehicle body may be a chassis that supports an electric motor of the rear axle.
  • the invention furthermore relates to a method of mounting the vehicle element, comprising the following steps, the rear axle is positioned under the vehicle body, and the operator then introduces a screwing means into the vehicle body. the tubular insert of the through bore, and tightens the screwing of the fastener under the vehicle body.
  • FIG. 1 is a partial view from above of a rear axle with deformable cross, according to the prior art
  • FIG. 2 is a perspective view of a rear axle with deformable cross member according to the invention, and a chassis in position receiving a motorization of the rear axle;
  • FIG. 3 is a cross section of the deformable cross member, made at the piercing through.
  • Figure 1 shows the right part of a rear axle 1 with deformable cross member 10, having a suspension arm 2 disposed longitudinally on the right side of the vehicle.
  • the front of this suspension arm 2 comprises a ring 4 comprising an axis arranged substantially transversely, which receives an elastic block fixed to the vehicle body to achieve an elastic articulation filtering vibrations.
  • the rear part of the suspension arm 2 comprises a substantially vertical support 6 receiving the hub of a rear wheel, and another substantially horizontal 8 receiving the base of a suspension spring.
  • the central portion of the suspension arm 2 is fixed by welding to the end of the cross member 10 which is deformable mainly in torsion, to maintain the geometry of these arms while providing an anti-roll function of the vehicle body.
  • the deformable cross member 10 is made from a tube which undergoes a stamping operation to form its central portion 12, having a particular section providing the desired torsional stiffness for this cross.
  • the end portions 14 of the deformable cross member 10 are formed to have a substantially oval cross section, comprising two flat surfaces on the top and bottom of this cross.
  • the end portions 14 constitute zones of connection with the suspension arms 2, the oval section being fitted to the side of the arm to enable a continuous weld bead 16 to be formed providing a rigid connection.
  • the end portions 14 of the deformable cross member 10 being flattened, they constitute relatively wide obstacles that once the rear axle 1 positioned under the vehicle body, prevent access to clamping elements that could be above.
  • FIGS 2 and 3 show a rear axle 21 similar to that presented above, comprising a deformable cross member 10, each end portion 14 comprises a vertical bore 24, having an axis which intersects that of this end portion.
  • the vertical bores 24 radially cross the two walls of the tube forming the deformable cross member 10, so as to open on either side of this cross.
  • Each vertical bore 24 receives a tubular insert 22 which is fitted therein, the ends of this insert slightly protruding on either side of the deformable cross member 10.
  • a continuous weld bead is then made at each end of the tubular insert 22, and around this insert to bind to the wall of the tube forming the deformable cross member 10, so as to completely close the inner volume of this tube.
  • the tubular insert 22 constitutes a reinforcement of the deformable cross member 10, at the point where the through holes 24 may slightly weaken the cross member, which ensures the reliability and safety of the structure. Moreover, by completely closing the tube of the deformable cross member 10, the insert tubular 24 with its welds provides a seal of this volume which particularly avoids a risk of internal oxidation.
  • the through bore 24 is made vertically substantially in the middle of the deformable cross member 10, in the axis of this cross, in an area where the stresses due to the torsion of the cross are lower.
  • the vehicle comprising the rear axle 21 is a hybrid vehicle comprising a frame 30 fixed under the vehicle body, which supports an electric motorization of the rear wheels, comprising an electric machine, electric accumulators and electronic power supply units of this machine.
  • the frame 30 comprises a flat tubular frame fixed to the body of the vehicle by four elastic links 32, 34 arranged at the corners of this frame.
  • Each rear elastic connection 34 comprises a vertically disposed fastening screw which is screwed under the vehicle body, the axis of this screw being aligned with the axis of the through bore 24 of the deformable cross member 10.
  • an aligned passage is provided for the insertion of a spindle 26 driven by a screwdriver, comprising in the upper part an impression receiving the head of the fastening screw of the rear elastic connection 34.
  • the through bore 24 could be longitudinally offset with respect to the axis of the deformable cross member 10, on one side of this cross, it could also have an inclination other than the vertical.

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Abstract

Train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant deux bras de suspension (2) disposés sensiblement longitudinalement de chaque côté du véhicule, et fixés de manière rigide aux extrémités d'une traverse déformable (10), cette traverse déformable étant réalisée à partir d'un tube dont la section est mise en forme, caractérisé en ce que la traverse déformable comporte au moins un perçage (24) traversant radialement les deux parois du tube de cette traverse, et en ce qu'un insert tubulaire (22) ajusté dans ce perçage traversant, est soudé sur les deux parois de ce tube.

Description

TRAIN ARRIERE A TRAVERSE DEFORMABLE
POUR VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, un véhicule automobile équipé d'un tel train arrière, ainsi qu'un procédé de montage de ce véhicule.
Les véhicules automobiles comportent généralement un train arrière lié à la caisse du véhicule, qui supporte les moyeux des roues arrière tout en assurant un guidage de ces roues en permettant un débattement des suspensions.
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, l'arrière du bras supportant un moyeu de roue.
Ce type de train arrière comporte une forme générale en « H », la barre centrale étant constituée par une traverse déformable disposée transversalement, dont chaque extrémité est fixée de manière rigide à la 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, la fonction de barre anti-roulis réalisant une limitation de l'angle de roulis de la caisse.
Par ailleurs, certains véhicules peuvent comporter des éléments fixés sous la caisse du véhicule au dessus du train arrière, comme par exemple un châssis supportant une motorisation des roues arrière dans le cas d'un véhicule hybride, on un support pour un réservoir de gaz volumineux dans le cas d'un véhicule roulant au gaz.
Le châssis peut en particulier être fixé à la caisse du véhicule par des vis disposées sensiblement verticalement, qui se trouvent au dessus de la traverse déformable du train arrière. On a alors un problème pour accéder à ces vis et réaliser leur serrage, le passage de l'outil de serrage dans l'axe de chaque vis étant gêné par la traverse qui se trouve en dessous de ces vis.
D'autre part, il est connu notamment par le document FR-A3-2926749, pour une traverse déformable réalisée par une tôle pliée comprenant une section transversale sensiblement constante en forme de « U » dont l'ouverture est tournée vers le bas, de réaliser une découpe formant un perçage sur le sommet de cette section, permettant de dégager un espace utilisé pour le passage d'éléments.
Dans le cas d'une traverse déformable comprenant un volume fermé réalisé à partir d'un tube dont la section est mise en forme, un problème qui se pose est que si l'on veut percer ce tube radialement de part en part pour créer un passage le traversant, on ouvre alors le volume intérieur de ce tube ce qui permet l'introduction notamment d'humidité, pouvant entraîner de la corrosion.
De plus la traverse déformable d'un train arrière à traverse déformable, qui peut être soumise à des contraintes importantes dans les virages, est affaiblie par ce type de perçage.
La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure, et de proposer un moyen simple et efficace permettant de réaliser un passage transversal sur la traverse déformable d'un train arrière, réalisée à partir d'un tube.
Elle propose à cet effet un train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant deux bras de suspension disposés sensiblement longitudinalement de chaque côté du véhicule, et fixés de manière rigide aux extrémités d'une traverse déformable, cette traverse déformable étant réalisée à partir d'un tube dont la section est mise en forme, caractérisé en ce que la traverse déformable comporte au moins un perçage traversant radialement les deux parois du tube de cette traverse, et en ce qu'un insert tubulaire ajusté dans ce perçage traversant, est soudé sur les deux parois de ce tube. Un avantage du train arrière selon l'invention, est que l'espace intérieur de l'insert tubulaire forme un passage traversant la traverse déformable, notamment pour un outil de serrage d'une vis qui peut se trouver disposée verticalement au dessus de cette traverse déformable, l'insert tubulaire constituant en même temps un renfort de la traverse déformable, et fermant le volume intérieur du tube de cette traverse pour le protéger.
Le train arrière selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.
Avantageusement, le perçage traversant est réalisé dans une partie sensiblement circulaire du tube formant la traverse déformable.
En particulier, la partie sensiblement circulaire peut être une partie d'extrémité de la traverse déformable, constituant une zone de raccordement avec le bras de suspension.
Avantageusement, l'axe du perçage traversant passe à proximité de l'axe du tube formant la traverse déformable.
Avantageusement, les soudures de l'insert tubulaire sur les parois du tube, sont réalisées de manière continue autour de cet insert.
Selon un mode de réalisation, l'axe du perçage traversant est disposé sensiblement verticalement.
L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un train arrière comportant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ce véhicule disposant de plus d'un élément fixé sous la caisse du véhicule par un moyen de fixation disposant d'un vissage sensiblement aligné sur l'axe du perçage traversant de ce train arrière.
En particulier, l'élément fixé sous la caisse du véhicule peut être un châssis qui supporte une motorisation électrique du train arrière.
L'invention a de plus pour objet un procédé de montage de l'élément du véhicule, comportant les étapes suivantes, le train arrière est positionné sous la caisse du véhicule, puis l'opérateur introduit un moyen de vissage dans l'insert tubulaire du perçage traversant, et vient serrer le vissage de la fixation sous la caisse du véhicule.
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 une vue partielle de dessus d'un train arrière à traverse déformable, selon l'art antérieur ;
- la figure 2 est une vue en perspective d'un train arrière à traverse déformable selon l'invention, et d'un châssis mis en position recevant une motorisation de ce train arrière ; et
- la figure 3 est une coupe transversale de la traverse déformable, réalisée au niveau du perçage traversant.
La figure 1 présente la partie droite d'un train arrière 1 à traverse déformable 10, comportant un bras de suspension 2 disposé longitudinalement sur le côté droit du véhicule. L'avant de ce bras de suspension 2 comporte une bague 4 comprenant un axe disposé sensiblement transversalement, qui reçoit un bloc élastique fixé à la caisse du véhicule pour réaliser une articulation élastique filtrant des vibrations.
La partie arrière du bras de suspension 2 comporte un support sensiblement vertical 6 recevant le moyeu d'une roue arrière, et un autre sensiblement horizontal 8 recevant la base d'un ressort de suspension.
La partie centrale du bras de suspension 2 est fixée par soudure à l'extrémité de la traverse 10 qui est déformable principalement en torsion, pour maintenir la géométrie de ces bras tout en assurant une fonction d'anti- roulis de la caisse du véhicule.
La traverse déformable 10 est réalisée à partir d'un tube qui subit une opération d'emboutissage pour former sa partie centrale 12, comportant une section particulière procurant la raideur en torsion souhaitée pour cette traverse.
Les parties d'extrémité 14 de la traverse déformable 10 sont formées pour disposer d'une section transversale sensiblement ovale, comprenant deux surfaces planes sur le dessus et le dessous de cette traverse. Les parties d'extrémité 14 constituent des zones de raccordement avec les bras de suspension 2, la section ovale venant s'ajuster sur le côté du bras pour permettre de réaliser un cordon de soudure continu 16 assurant une liaison rigide.
Les parties d'extrémité 14 de la traverse déformable 10 étant aplaties, elles constituent des obstacles relativement larges qui une fois le train arrière 1 positionné sous la caisse du véhicule, empêchent l'accès à des éléments de serrage qui pourraient se trouver au dessus.
En particulier dans le cas d'un élément de serrage comme une vis ou un écrou, dont l'axe disposé sensiblement verticalement serait interrompu par une partie d'extrémité 14, on ne peut plus alors disposer la broche d'un outil de serrage dans l'axe de cet élément, et il faut utiliser d'autres solutions plus complexes et longues à mettre en œuvre, entraînant un coût plus élevé.
Les figures 2 et 3 présentent un train arrière 21 similaire à celui présenté précédemment, comportant une traverse déformable 10 dont chaque partie d'extrémité 14 comprend un perçage vertical 24, disposant d'un axe qui recoupe celui de cette partie d'extrémité. Les perçages verticaux 24 traversent radialement les deux parois du tube formant la traverse déformable 10, de manière à déboucher de part et d'autre de cette traverse.
Chaque perçage vertical 24 reçoit un insert tubulaire 22 qui est ajusté dedans, les extrémités de cet insert venant légèrement dépasser de chaque côté de la traverse déformable 10. Un cordon continu de soudure est ensuite effectué à chaque extrémité de l'insert tubulaire 22, et autour de cet insert pour le lier à la paroi du tube formant la traverse déformable 10, de manière à fermer complètement le volume intérieur de ce tube.
L'insert tubulaire 22 constitue un renfort de la traverse déformable 10, à l'endroit où les perçages traversant 24 pourraient légèrement affaiblir cette traverse, ce qui assure la fiabilité et la sécurité de la structure. De plus en refermant complètement le tube de la traverse déformable 10, l'insert tubulaire 24 avec ses soudures assure une étanchéité de ce volume ce qui évite notamment un risque d'oxydation intérieure.
On notera que le perçage traversant 24 est réalisé verticalement sensiblement au milieu de la traverse déformable 10, dans l'axe de cette traverse, dans une zone où les contraintes dues à la torsion de cette traverse sont plus faibles.
Le véhicule comportant le train arrière 21 est un véhicule hybride comprenant un châssis 30 fixé sous la caisse du véhicule, qui supporte une motorisation électrique des roues arrière, comprenant une machine électrique, des accumulateurs électriques et des boîtiers électroniques d'alimentation de cette machine.
Le châssis 30 comporte un cadre tubulaire plat, fixé à la caisse du véhicule par quatre liaisons élastiques 32, 34 disposées aux coins de ce cadre. Chaque liaison élastique arrière 34 comporte une vis de fixation disposée verticalement qui vient se visser sous la caisse du véhicule, l'axe de cette vis étant aligné avec l'axe du perçage traversant 24 de la traverse déformable 10.
On réalise avec les perçages traversant 24 et les inserts tubulaires 22, un passage aligné permettant l'introduction d'une broche 26 entraînée par une visseuse, comportant en partie supérieure une empreinte recevant la tête de la vis de fixation de la liaison élastique arrière 34.
Un opérateur peut ainsi de manière simple et économique, en dessous d'un véhicule ayant déjà reçu le train arrière 21 , introduire la broche 26 dans les perçages 24 pour serrer des vis de fixation du châssis 30 qui se trouvent au dessus de la traverse déformable 10, en même temps et avec le même outillage que pour le serrage des vis de fixation des autres liaisons élastiques 32 de ce châssis.
En variante on pourrait fixer avec le même procédé utilisant des perçages traversant de la traverse déformable 10 renforcés avec l'insert tubulaire 22, pour assurer le passage d'un moyen de vissage, d'autres types d'éléments fixés sous la caisse du véhicule. On peut en particulier fixer différents systèmes de transmission aux roues arrière, ou des éléments de stockage volumineux et lourd comme par exemple un réservoir de gaz disposé au dessus du train arrière 21 , qui alimente le moteur thermique du véhicule fonctionnant avec ce gaz.
Dans le cadre de l'invention, le perçage traversant 24 pourrait se trouver longitudinalement décalé par rapport à l'axe de la traverse déformable 10, sur un côté de cette traverse, il pourrait aussi posséder une inclinaison autre que la verticale.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Train arrière à traverse déformable pour véhicule automobile, comprenant deux bras de suspension (2) disposés sensiblement longitudinalement de chaque côté du véhicule, et fixés de manière rigide aux extrémités d'une traverse déformable (10), cette traverse déformable étant réalisée à partir d'un tube dont la section est mise en forme, caractérisé en ce que la traverse déformable comporte au moins un perçage (24) traversant radialement les deux parois du tube de cette traverse, et en ce qu'un insert tubulaire (22) ajusté dans ce perçage traversant, est soudé sur les deux parois de ce tube.
2 - Train arrière selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le perçage traversant (24) est réalisé dans une partie sensiblement circulaire (14) du tube formant la traverse déformable (10).
3 - Train arrière selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie sensiblement circulaire (14) est une partie d'extrémité de la traverse déformable, constituant une zone de raccordement avec le bras de suspension (2).
4 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe du perçage traversant (24) passe à proximité de l'axe du tube formant la traverse déformable (10).
5 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les soudures de l'insert tubulaire (22) sur les parois du tube, sont réalisées de manière continue autour de cet insert.
6 - Train arrière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe du perçage traversant (24) est disposé sensiblement verticalement.
7 - Véhicule automobile comprenant un train arrière (21 ) réalisé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément (30) fixé sous la caisse du véhicule par un moyen de fixation (34) disposant d'un vissage sensiblement aligné sur l'axe du perçage traversant (24) de ce train arrière.
8 - Véhicule automobile selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément fixé sous la caisse du véhicule, est un châssis (30) qui supporte une motorisation électrique de ce train arrière.
9 - Procédé de montage d'un élément (30) d'un véhicule suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes, le train arrière (21 ) est positionné sous la caisse du véhicule, puis l'opérateur introduit un moyen de vissage (26) dans l'insert tubulaire (22) du perçage traversant (24), et vient serrer le vissage de la fixation (34) sous la caisse du véhicule.
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