WO2023203287A1 - Berceau arrière à résistance renforcée, pour un véhicule terrestre - Google Patents

Berceau arrière à résistance renforcée, pour un véhicule terrestre Download PDF

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WO2023203287A1
WO2023203287A1 PCT/FR2023/050382 FR2023050382W WO2023203287A1 WO 2023203287 A1 WO2023203287 A1 WO 2023203287A1 FR 2023050382 W FR2023050382 W FR 2023050382W WO 2023203287 A1 WO2023203287 A1 WO 2023203287A1
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spi
lateral
plb
passage
rear cradle
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050382
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Nicolas Tropee
Marc Peru
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Psa Automobiles Sa
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    • B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152—Front or rear frames
    • B62D21/155—Sub-frames or underguards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/01—Reducing damages in case of crash, e.g. by improving battery protection
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    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/08—Front or rear portions
    • B62D25/087—Luggage compartments

Definitions

  • TITLE REAR CRADLE WITH REINFORCED RESISTANCE, FOR A LAND VEHICLE
  • the invention concerns land vehicles, and more specifically the rear cradles which are part of such vehicles (possibly within platforms).
  • Certain land vehicles generally of the automobile type, comprise a structure (or possibly a platform) comprising a rear floor to which is secured a rear cradle comprising two lateral parts (right and left) to which are respectively coupled two lateral rear axle arms (right and left) and a rear-wheel drive machine forming part of a powertrain (or GMP).
  • a structure or possibly a platform
  • a rear cradle comprising two lateral parts (right and left) to which are respectively coupled two lateral rear axle arms (right and left) and a rear-wheel drive machine forming part of a powertrain (or GMP).
  • each side part of this rear cradle comprises a front part and a rear part connected by at least one upper tube and a lower tube between which is defined a passage adapted to the crossing and the movement of the transmission shaft of the machine rear drive.
  • front is defined in relation to the front end of the vehicle
  • rear is defined in relation to the rear end of the vehicle (opposite to the front end). Therefore, the front part of an element is (intended to be) oriented towards the front end of the vehicle, while the rear part of that element is (intended to be) oriented towards the rear end of the vehicle.
  • the rear cradle offers, with the equipment that it supports or which is coupled to it, an additional contact surface which comes add to the “main” contact surface offered by the rear end of the vehicle structure. Due to the weight and bulk of the rear cradle, the rear axle side arms and the rear driving machine, the impact of the object with the rear cradle can be violent (the force absorbed can typically be between 30 kN (or 3 tonnes) and 50 kN (or 5 tonnes)).
  • the situation can be even more problematic when the vehicle includes, slightly in front of the rear subframe, a main battery (providing electrical energy to the rear driving machine when it is electric), because the front part of the subframe is bent rear can damage the main battery which can be dangerous in terms of electrical safety and/or pollution.
  • a main battery providing electrical energy to the rear driving machine when it is electric
  • the electrical power harness of the rear driving machine may find itself damaged, or even exposed, and in contact with the structure of the vehicle, which may cause a fire and/or electrocution of a passenger or a passenger. person intervening on the damaged vehicle.
  • the invention therefore aims in particular to improve the situation.
  • a rear cradle capable of being secured to an underside of a floor of a land vehicle comprising a rear axle with lateral arms and a rear driving machine having a coupled transmission shaft to this rear axle, and, on the other hand, comprising two lateral parts to which are intended to be secured respectively this rear driving machine and these lateral arms, and each comprising a passage adapted to the crossing and the movement of the transmission shaft .
  • each lateral part has, at least in a lower sub-part delimiting a lower portion of the passage, a box structure capable of absorbing forces lower than a chosen threshold and resulting from an impact suffered. from behind by land vehicle along a direction having a component parallel to a longitudinal direction.
  • the rear cradle in the event of an impact from the rear the rear cradle can now, due to its box structure at least in its lower sub-part, absorb forces lower than the chosen threshold, and therefore as long as the forces absorbed remain below this threshold there is no longer any risk of bending of the rear cradle.
  • the rear cradle according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
  • each side part may comprise a main part delimiting a portion of the passage which is complementary to its lower portion, and on which the lower sub-part is attached;
  • each lower sub-part may comprise an upper part having a section in the general shape of an inverted U and a lower part fixedly attached to a lower end of this upper part, the upper part and lower part defining the box structure;
  • each lower sub-part can have a height in a vertical direction of the land vehicle which is between 25 mm and 45 mm, and a width in a transverse direction of the land vehicle which is between 80 mm and 100mm;
  • each lower sub-part can be made of steel from at least one sheet having a thickness of between 1.5 mm and 2.5 mm.
  • each lower sub-part can be made of aluminum from at least one sheet having a thickness of between 2.5 mm and 4 mm.
  • each side part may comprise first and second main flanges which are fixedly secured to each other and shaped so as to together define an overall box structure including the lower sub-part and delimiting at least partially the passage;
  • each side part can define an opening at the interface with a internal part of the passage
  • each lateral part can comprise at least one auxiliary flange fixedly secured to the first and second main flanges and shaped so as to sealingly mask this opening and to participate in the delimitation of the passage;
  • first and second main flanges of each side part can each be made of steel from at least one sheet having a thickness of between 1.5 mm and 2.5 mm, or else made of aluminum from at least one sheet having a thickness of between 2 mm and 4 mm.
  • the invention also proposes a land vehicle, possibly of the automobile type, and comprising:
  • the rear driving machine may be an electric machine supplied with electrical energy by a main battery.
  • FIG. 1 illustrates schematically, in a perspective view from below and partially in section in a longitudinal and vertical plane, a right rear part of an example of a motor vehicle comprising a right part of a first example of embodiment of a rear cradle according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates, in a sectional view in a transverse and vertical plane, the right part of the rear cradle of Figure 1,
  • FIG. 3 illustrates schematically, in a perspective view from below and partially in section in a longitudinal and vertical plane, a right rear part of an example of a motor vehicle comprising a right part of a second example of embodiment of a rear cradle according to the invention
  • FIG. 4 schematically illustrates, in a sectional view in a transverse and vertical plane, the right part of the rear cradle of Figure 3.
  • the invention aims in particular to propose a rear cradle BR suitable for equipping a land vehicle VT and having reinforced (or increased) resistance so as to increase its capacity to absorb shocks from the rear, including at high speed.
  • the rear cradle BR is intended to be part of a land vehicle VT of automobile type, such as for example a car. But the invention is not limited to this type of land vehicle. It concerns in fact any land vehicle comprising a rear floor to which is secured a rear cradle (to which are coupled a rear driving machine forming part of a GMP and two lateral arms of a rear axle), and capable of being subjected to shocks by the 'back.
  • the rear driving machine is an electric machine (or motor) responsible for rotating the wheels of at least one rear axle thanks to the electrical energy supplied by a main (or traction) battery installed in its base (here under the floor). Consequently, the GMP is of the all-electric or hybrid type (thermal and electric).
  • the direction X, and the direction Z is the vertical direction of the vehicle VT, which is perpendicular to the longitudinal X and transverse Y directions.
  • the vehicle VT comprises in its rear part a PLV floor comprising a lower face Fl to which is fixedly secured a rear cradle BR to which is notably coupled a rear driving machine MM (here an electric motor) of the GMP, loaded ) to rotate at least the rear wheels of the rear axle.
  • the rear driving machine MM has an AT transmission shaft which is coupled to the rear axle.
  • This rear driving machine MM produces torque (for rotating the transmission shaft AT) from the electrical energy which is stored in a main (or traction) battery installed in its base (for example under the POS floor).
  • the lower face Fl of the PLV floor is oriented downwards (or the ground) and is opposite an upper face which is oriented upwards.
  • the rear wheels (right and left) are respectively coupled to two lateral arms BL (right and left) of the rear axle, which are also coupled to lateral parts PLB (right and left) of the rear cradle BR.
  • These lateral parts PLB are for example coupled together via a front cross member TV and a rear cross member TR which extend in the transverse direction Y.
  • each of the two lateral parts PLB of the rear cradle BR includes a passage PA which is adapted to the crossing and the travel of the transmission shaft AT.
  • each lateral part PLB has, at least in a lower sub-part SPI delimiting a lower portion of the passage PA, a box structure which is capable of absorbing forces lower than a chosen threshold sc and which result from an impact suffered from the rear by the vehicle VT in a direction having a component parallel to the longitudinal direction X of the vehicle VT.
  • the rear cradle BR can now, due to its box structure at least in its sub-frame, lower part SPI, absorb the forces resulting from this shock, as long as these forces are lower than the chosen threshold sc. Consequently, as long as the efforts remain lower than sc, there is no longer any risk of bending of the rear cradle BR, and therefore of tearing of the fixing points of the rear axle and the chocks of the rear driving machine MM.
  • the invention therefore makes it possible to reinforce the passive safety offered by the VT vehicle.
  • the box structure of the rear cradle BR can be arranged and dimensioned so that it can withstand forces lower than a chosen threshold sc of between 30 kN (or 3 tonnes)) and 70 kN (or 7 tonnes)) , and more preferably between 50 kN (or 3 tonnes) and 70 kN (or 7 tonnes)).
  • At least two embodiments can be envisaged for the BR rear cradle.
  • each lateral part PLB of the rear cradle BR comprises a main part PP and the lower sub-part SPI.
  • the main part PP delimits a portion of the passage PA which is complementary to its lower portion (delimited by the lower sub-part SPI), and the latter (SPI) is attached to the main part PP and has the box structure which allows the rear cradle BR to absorb forces lower than the chosen threshold sc.
  • the main part PP does not necessarily have a box structure, although this is possible in at least one of its sub-parts (as for example in its sub-part upper portion which delimits the upper portion of the PA passage).
  • each lower SPI sub-part is fixedly attached to the associated main PP part by welding. But screwing can also be considered.
  • each side part PL could be in one piece, and in this case its lower sub-part SPI and its main part PP extend mutually, with of course the condition that at least the lower sub-part SPI has a box structure.
  • the lower sub-part SPI may comprise an upper part PSS and a lower part PIS.
  • the upper part PSS may have a section in the general shape of an inverted U, and in this case comprises an opening oriented downwards.
  • the lower part PIS is fixedly attached to the lower end of the upper part PSS, which closes the opening of the upper part PSS.
  • the upper part PSS and lower part PIS together define a box structure capable of absorbing (or supporting) very significant forces (less than sc) in the event of an impact suffered from the rear by the vehicle VT following a direction having a component parallel to the longitudinal direction
  • the lower sub-part SPI can have a height in the vertical direction Z which is between 25 mm and 45 mm. As an illustrative example, this height can be equal to 35 mm.
  • the lower sub-part SPI can have a width in the transverse direction Y which is between 80 mm and 100 mm. As an illustrative example, this width can be equal to 90 mm.
  • the lower SPI sub-part can be made of steel from at least one sheet.
  • this steel can be of type S420MC.
  • this (each) steel sheet can, for example, have a thickness which is between 1.5 mm and 2.5 mm. As an illustrative example, this thickness can be equal to 2 mm. It will be noted that when the lower sub-part SPI comprises an upper part PSS and a lower part PIS, the steel sheets in which they are made may possibly have different thicknesses.
  • the lower SPI sub-part can be made of aluminum from at least one sheet.
  • this aluminum can be of type T6-6061.
  • this (each) aluminum sheet can, for example, have a thickness which is between 2.5 mm and 4 mm.
  • the aluminum sheets in which they are made may possibly have different thicknesses.
  • the thickness of the upper part PSS can be equal to 3.5 mm and the thickness of the lower part PIS can be equal to 3 mm.
  • the lower SPI sub-part (with box structure) could be made from a very resistant composite material.
  • each lateral part PLB of the rear cradle BR comprises first FP1 and second FP2 main flanges which are fixedly joined to each other.
  • these first FP1 and second FP2 main flanges are shaped so as to together define an overall box structure which includes the lower sub-part SPI and at least partially delimits the passage PA.
  • This second embodiment advantageously allows the rear cradle BR to withstand forces lower than a chosen threshold sc which is possibly higher than in the first embodiment, or to withstand forces similar to those of the first embodiment but with sub-parts of its lateral parts PLB having smaller dimensions than those of the lower sub-part SPI of the first embodiment.
  • first FP1 and second FP2 main flanges of each side part PLB are fixedly joined together (possibly with an edge overlap) by welding.
  • each lateral part PLB can define an opening at the interface with the internal part of the passage PA.
  • each lateral part PLB can comprise at least one auxiliary flange FA fixedly secured to the first FP1 and second FP2 main flanges and shaped so as to sealingly mask this opening and to participate in the (internal) delimitation of the passage PA.
  • This arrangement makes it possible to simplify the production of each of the first FP1 and second FP2 main flanges, and to prevent elements (liquids or small bodies) from penetrating and accumulating inside the PLB lateral parts.
  • each FA auxiliary flange can also possibly contribute to the solidity and resistance of its lateral part PLB.
  • each auxiliary flange FA is fixedly secured by welding to the first FP1 and second FP2 associated main flanges.
  • each of the first FP1 and second FP2 main flanges can be made of steel from a sheet.
  • this steel can be of type S420MC.
  • this steel sheet can, for example, have a thickness which is between 1.5 mm and 2.5 mm. As an illustrative example, this thickness can be equal to 2 mm.
  • each of the first FP1 and second FP2 main flanges can be made of aluminum from a sheet.
  • this aluminum can be of type T6-6061.
  • this aluminum sheet can, for example, have a thickness which is between 2 mm and 4 mm. As an illustrative example, this thickness can be equal to 3.5 mm.
  • each possible FA auxiliary flange can be made of steel from a sheet.
  • this steel can be of type S420MC.
  • this steel sheet can, for example, have a thickness which is between 1 mm and 2 mm. As an illustrative example, this thickness can be equal to 1.5 mm.
  • each possible auxiliary flange FA can be made of aluminum from a sheet.
  • this aluminum can be of type T6-6061.
  • this aluminum sheet can, for example, have a thickness which is between 1.5 mm and 3 mm. As an illustrative example, this thickness can be equal to 2.5 mm.

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Abstract

Un berceau arrière (BR) équipe un véhicule terrestre (VT) comprenant un train arrière à bras latéraux et une machine motrice arrière (MM) ayant un arbre de transmission (AT) couplé audit train arrière. Ce berceau arrière (BR) comprend5 deux parties latérales (PLB) auxquelles sont solidarisés les machine motrice arrière (MM) et bras latéraux et comprenant chacune un passage (PA) pour l'arbre de transmission (AT). Chaque partie latérale (PLB) a, au moins dans une sous-partie inférieure (SPI) délimitant une portion inférieure du passage (PA), une structure en caisson propre à encaisser des efforts inférieurs à un seuil et10 résultant d'un choc subi par l'arrière par le véhicule terrestre (VT).

Description

DESCRIPTION
TITRE : BERCEAU ARRIÈRE À RÉSISTANCE RENFORCÉE, POUR UN VÉHICULE TERRESTRE
Domaine technique de l’invention
La présente invention revendique la priorité de la demande française 2203695 déposée le 21 avril 2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
L’invention concerne les véhicules terrestres, et plus précisément les berceaux arrière qui font partie de tels véhicules (éventuellement au sein de plateformes).
Etat de la technique
Certains véhicules terrestres, généralement de type automobile, comprennent, une structure (ou éventuellement une plateforme) comportant un plancher arrière auquel est solidarisé un berceau arrière comprenant deux parties latérales (droite et gauche) auxquelles sont couplés respectivement deux bras latéraux de train arrière (droit et gauche) et une machine motrice arrière faisant partie d’un groupe motopropulseur (ou GMP). Généralement, chaque partie latérale de ce berceau arrière comprend une pièce avant et une pièce arrière reliées par au moins un tube supérieur et un tube inférieur entre lesquels est défini un passage adapté à la traversée et au débattement de l’arbre de transmission de la machine motrice arrière.
Dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’avant » est définie par rapport à l’extrémité avant du véhicule, et la notion « d’arrière » est définie par rapport à l’extrémité arrière du véhicule (opposée à l’extrémité avant). Par conséquent, la partie avant d’un élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité avant du véhicule, tandis que la partie arrière de cet élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité arrière du véhicule.
Lorsque le véhicule subit un choc par l’arrière à vitesse élevée avec un objet ayant une extension verticale relativement peu importante, le berceau arrière offre, avec les équipements qu’il supporte ou qui sont couplés à lui, une surface de contact additionnelle qui vient s’ajouter à la surface de contact « principale » offerte par l’extrémité arrière de la structure du véhicule. En raison du poids et de l’encombrement du berceau arrière, des bras latéraux de train arrière et de la machine motrice arrière, l’impact de l’objet avec le berceau arrière peut être violent (l’effort encaissé peut typiquement est compris entre 30 kN (ou 3 tonnes) et 50 kN (ou 5 tonnes)). Par conséquent, cela peut provoquer un fléchissement vers le bas du berceau arrière dans sa partie avant, car les tubes des parties latérales (et en particulier le tube inférieur) ne peuvent pas encaisser cet effort, et il peut en résulter un arrachement des points de fixation du train arrière et des cales de la machine motrice.
On notera que la situation peut être encore plus problématique lorsque le véhicule comprend, légèrement devant le berceau arrière, une batterie principale (fournissant de l’énergie électrique à la machine motrice arrière lorsqu’elle est électrique), car la partie avant fléchie du berceau arrière peut venir endommager la batterie principale ce qui peut s’avérer dangereux en termes de sécurité électrique et/ou de pollution.
En outre, le faisceau d’alimentation électrique de la machine motrice arrière peut se retrouver endommagé, voire dénudé, et au contact de la structure du véhicule, ce qui peut provoquer un incendie et/ou une électrocution d’un passager ou d’une personne intervenant sur le véhicule accidenté.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un berceau arrière, d’une part, propre à être solidarisé à une face inférieure d’un plancher d’un véhicule terrestre comprenant un train arrière à bras latéraux et une machine motrice arrière ayant un arbre de transmission couplé à ce train arrière, et, d’autre part, comprenant deux parties latérales auxquelles sont destinés à être solidarisés respectivement cette machine motrice arrière et ces bras latéraux, et comprenant chacune un passage adapté à la traversée et au débattement de l’arbre de transmission.
Ce berceau arrière se caractérise par le fait que chaque partie latérale a, au moins dans une sous-partie inférieure délimitant une portion inférieure du passage, une structure en caisson propre à encaisser des efforts inférieurs à un seuil choisi et résultant d’un choc subi par l’arrière par le véhicule terrestre suivant une direction ayant une composante parallèle à une direction longitudinale.
Grâce à l’invention, en cas de choc par l’arrière le berceau arrière peut désormais, du fait de sa structure en caisson au moins dans sa sous-partie inférieure, encaisser des efforts inférieurs au seuil choisi, et donc tant que les efforts encaissés demeurent inférieurs à ce seuil il n’y a plus de risque de fléchissement du berceau arrière.
Le berceau arrière selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans un premier mode de réalisation, chaque partie latérale peut comprendre une partie principale délimitant une portion du passage qui est complémentaire de sa portion inférieure, et sur laquelle est rapportée la sous-partie inférieure ;
- dans un premier mode de réalisation, chaque sous-partie inférieure peut comprendre une pièce supérieure présentant une section en forme générale de U inversé et une pièce inférieure solidarisée fixement à une extrémité inférieure de cette pièce supérieure, les pièce supérieure et pièce inférieure définissant la structure en caisson ;
- en présence de la dernière option, chaque sous-partie inférieure peut avoir une hauteur suivant une direction verticale du véhicule terrestre qui est comprise entre 25 mm et 45 mm, et une largeur suivant une direction transversale du véhicule terrestre qui est comprise entre 80 mm et 100 mm ;
- également en présence de la dernière option, chaque sous-partie inférieure peut être réalisée en acier à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm. En variante, chaque sous-partie inférieure peut être réalisée en aluminium à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 2,5 mm et 4 mm.
- dans un second mode de réalisation, chaque partie latérale peut comprendre des premier et second flasques principaux qui sont solidarisés fixement l’un à l’autre et conformés de manière à définir ensemble une structure en caisson globale incluant la sous-partie inférieure et délimitant au moins partiellement le passage ;
- dans ce second mode de réalisation, les premier et second flasques principaux de chaque partie latérale peuvent définir une ouverture à l’interface avec une partie interne du passage, et chaque partie latérale peut comprendre au moins un flasque auxiliaire solidarisé fixement aux premier et second flasques principaux et conformé de manière à masquer de façon étanche cette ouverture et à participer à la délimitation du passage ;
- également dans ce second mode de réalisation, les premier et second flasques principaux de chaque partie latérale peuvent être réalisés chacun en acier à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm, ou bien en aluminium à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 2 mm et 4 mm.
L’invention propose également un véhicule terrestre, éventuellement de type automobile, et comprenant :
- un plancher,
- un train arrière à bras latéraux,
- une machine motrice arrière ayant un arbre de transmission couplé à ce train arrière, et
- un berceau arrière du type de celui présenté ci-avant et auquel sont solidarisés cette machine motrice arrière et ces bras latéraux.
Par exemple, la machine motrice arrière peut être une machine électrique alimentée en énergie électrique par une batterie principale.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels :
[Fig. 1] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessous et partiellement en coupe dans un plan longitudinal et vertical, une partie arrière droite d’un exemple de véhicule automobile comprenant une partie droite d’un premier exemple de réalisation d’un berceau arrière selon l’invention,
[Fig. 2] illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal et vertical, la partie droite du berceau arrière de la figure 1 ,
[Fig. 3] illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessous et partiellement en coupe dans un plan longitudinal et vertical, une partie arrière droite d’un exemple de véhicule automobile comprenant une partie droite d’un second exemple de réalisation d’un berceau arrière selon l’invention, et
[Fig. 4] illustre schématiquement, dans une vue en coupe dans un plan transversal et vertical, la partie droite du berceau arrière de la figure 3.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un berceau arrière BR propre à équiper un véhicule terrestre VT et ayant une résistance renforcée (ou augmentée) de manière à accroître sa capacité à encaisser des chocs par l’arrière, y compris à vitesse élevée.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le berceau arrière BR est destiné à faire partie d’un véhicule terrestre VT de type automobile, comme par exemple une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule terrestre. Elle concerne en effet tout véhicule terrestre comprenant un plancher arrière auquel est solidarisé un berceau arrière (auquel sont couplés une machine motrice arrière faisant partie d’un GMP et deux bras latéraux d’un train arrière), et susceptible de subir des chocs par l’arrière.
Par ailleurs, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que la machine motrice arrière est une machine (ou un moteur) électrique chargé(e) d’entraîner en rotation les roues d’au moins un train arrière grâce à l’énergie électrique fournie par une batterie principale (ou de traction) installée dans son soubassement (ici sous le plancher). Par conséquent, le GMP est de type tout électrique ou hybride (thermique et électrique).
Sur les figures 1 à 4 la direction X est la direction longitudinale du véhicule VT, laquelle est parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule VT, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule VT, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y.
On a schématiquement illustré sur les figures 1 et 2 des parties arrière droite d’exemples de véhicule terrestre VT, qui comprennent respectivement des parties (droite) de premier et seconds exemples de réalisation d’un berceau arrière BR selon l’invention.
Comme illustré partiellement, le véhicule VT comprend dans sa partie arrière un plancher PLV comportant une face inférieure Fl à laquelle est solidarisé fixement un berceau arrière BR auquel est notamment couplée une machine motrice arrière MM (ici un moteur électrique) du GMP, chargé(e) d’entraîner en rotation au moins les roues arrière du train arrière. A cet effet, la machine motrice arrière MM a un arbre de transmission AT qui est couplé au train arrière. Cette machine motrice arrière MM produit du couple (pour l’entraînement en rotation de l’arbre de transmission AT) à partir de l’énergie électrique qui est stockée dans une batterie principale (ou de traction) installée dans son soubassement (par exemple sous le plancher PLV).
On notera que la face inférieure Fl du plancher PLV est orientée vers le bas (ou le sol) et est opposée à une face supérieure qui est orientée vers le haut.
Les roues arrière (droite et gauche) sont couplées respectivement à deux bras latéraux BL (droit et gauche) du train arrière, lesquels sont également couplés à des parties latérales PLB (droite et gauche) du berceau arrière BR. Ces parties latérales PLB sont par exemple couplées entre elles via une traverse avant TV et une traverse arrière TR qui s’étendent suivant la direction transversale Y.
Comme illustré sur les figures 1 à 4, chacune des deux parties latérales PLB du berceau arrière BR comprend un passage PA qui est adapté à la traversée et au débattement de l’arbre de transmission AT. De plus, chaque partie latérale PLB a, au moins dans une sous-partie inférieure SPI délimitant une portion inférieure du passage PA, une structure en caisson qui est propre à encaisser des efforts inférieurs à un seuil choisi sc et qui résultent d’un choc subi par l’arrière par le véhicule VT suivant une direction ayant une composante parallèle à la direction longitudinale X du véhicule VT.
Ainsi, lorsque le véhicule VT subit un choc par l’arrière (éventuellement à vitesse élevée) avec un objet ayant une extension verticale relativement peu importante, le berceau arrière BR peut désormais, du fait de sa structure en caisson au moins dans sa sous-partie inférieure SPI, encaisser des efforts résultant de ce choc, dès lors que ces efforts sont inférieurs au seuil choisi sc. Par conséquent, tant que les efforts demeurent inférieurs à sc, il n’y a plus de risque de fléchissement du berceau arrière BR, et donc d’arrachement des points de fixation du train arrière et des cales de la machine motrice arrière MM. En outre, en présence d’une batterie principale située légèrement devant le berceau arrière BR, il n’y a plus de risque que ce dernier (BR) vienne endommager cette batterie principale tant que les efforts demeurent inférieurs à sc. De plus, le berceau arrière BR demeurant (quasiment) intègre tant que les efforts demeurent inférieurs à sc, il n’y a plus de risque que le faisceau d’alimentation électrique de la machine motrice arrière MM soit endommagé, voire dénudé, ce qui permet d’éviter un incendie et/ou une électrocution d’un passager ou d’une personne intervenant sur le véhicule VT accidenté.
L’invention permet donc de renforcer la sécurité passive offerte par le véhicule VT.
Par exemple, la structure en caisson du berceau arrière BR peut être agencée et dimensionnée de sorte qu’elle puisse encaisser des efforts inférieurs à un seuil choisi sc compris entre 30 kN (ou 3 tonnes)) et 70 kN (ou 7 tonnes)), et plus préférentiellement entre 50 kN (ou 3 tonnes)) et 70 kN (ou 7 tonnes)).
Au moins deux modes de réalisation peuvent être envisagés pour le berceau arrière BR.
Dans un premier mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, chaque partie latérale PLB du berceau arrière BR comprend une partie principale PP et la sous-partie inférieure SPI. La partie principale PP délimite une portion du passage PA qui est complémentaire de sa portion inférieure (délimitée par la sous-partie inférieure SPI), et cette dernière (SPI) est rapportée sur la partie principale PP et présente la structure en caisson qui permet au berceau arrière BR d’encaisser des efforts inférieurs au seuil choisi sc. On comprendra que dans ce premier mode de réalisation la partie principale PP n’a pas nécessairement une structure en caisson, bien que cela soit possible au moins dans l’une au moins de ses sous-parties (comme par exemple dans sa sous-partie supérieure qui délimite la portion supérieure du passage PA).
De préférence, chaque sous-partie inférieure SPI est solidarisée fixement à la partie principale PP associée par soudage. Mais un vissage peut aussi être envisagé.
Dans une variante de réalisation non illustrée, chaque partie latérale PL pourrait être monobloc, et dans ce cas sa sous-partie inférieure SPI et sa partie principale PP se prolongent mutuellement, avec bien entendu comme condition qu’au moins la sous-partie inférieure SPI présente une structure en caisson.
Comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la sous-partie inférieure SPI peut comprendre une pièce supérieure PSS et une pièce inférieure PIS. Comme illustré non limitativement sur la figure 2, la pièce supérieure PSS peut présenter une section en forme générale de U inversé, et dans ce cas comprend une ouverture orientée vers le bas. La pièce inférieure PIS est solidarisée fixement à l’extrémité inférieure de la pièce supérieure PSS, ce qui ferme l’ouverture de la pièce supérieure PSS. Ainsi, les pièce supérieure PSS et pièce inférieure PIS définissent ensemble une structure en caisson pouvant encaisser (ou supporter) des efforts très importants (inférieurs à sc) en cas de choc subi par l’arrière par le véhicule VT suivant une direction ayant une composante parallèle à la direction longitudinale X.
Par exemple, la sous-partie inférieure SPI peut avoir une hauteur suivant la direction verticale Z qui est comprise entre 25 mm et 45 mm. A titre d’exemple illustratif, cette hauteur peut être égale à 35 mm.
Egalement par exemple, la sous-partie inférieure SPI peut avoir une largeur suivant la direction transversale Y qui est comprise entre 80 mm et 100 mm. A titre d’exemple illustratif, cette largeur peut être égale à 90 mm.
Egalement par exemple, la sous-partie inférieure SPI peut être réalisée en acier à partir d’au moins une tôle. Ainsi, cet acier peut être de type S420MC. Dans ce cas, cette (chaque) tôle d’acier peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 2 mm. On notera que lorsque la sous-partie inférieure SPI comprend une pièce supérieure PSS et une pièce inférieure PIS, les tôles en acier dans lesquelles elles sont réalisées peuvent éventuellement avoir des épaisseurs différentes.
En variante, la sous-partie inférieure SPI peut être réalisée en aluminium à partir d’au moins une tôle. Ainsi, cet aluminium peut être de type T6-6061. Dans ce cas, cette (chaque) tôle d’aluminium peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 2,5 mm et 4 mm. On notera que lorsque la sous-partie inférieure SPI comprend une pièce supérieure PSS et une pièce inférieure PIS, les tôles en aluminium dans lesquelles elles sont réalisées peuvent éventuellement avoir des épaisseurs différentes. A titre d’exemple illustratif, l’épaisseur de la pièce supérieure PSS peut être égale à 3,5 mm et l’épaisseur de la pièce inférieure PIS peut être égale à 3 mm.
Dans une autre variante la sous-partie inférieure SPI (à structure en caisson) pourrait être réalisée dans un matériau composite très résistant.
Dans un second mode de réalisation illustré sur les figures 3 et 4, chaque partie latérale PLB du berceau arrière BR comprend des premier FP1 et second FP2 flasques principaux qui sont solidarisés fixement l’un à l’autre. De plus, et comme cela apparait mieux sur la figure 4, ces premier FP1 et second FP2 flasques principaux sont conformés de manière à définir ensemble une structure en caisson globale qui inclue la sous-partie inférieure SPI et délimite au moins partiellement le passage PA. Ce second mode de réalisation permet avantageusement au berceau arrière BR d’encaisser des efforts inférieurs à un seuil choisi sc qui est possiblement plus élevé que dans le premier mode de réalisation, ou bien d’encaisser des efforts similaires à ceux du premier mode de réalisation mais avec des sous-parties de ses parties latérales PLB ayant de moindres dimensionnements que ceux de la sous-partie inférieure SPI du premier mode de réalisation.
De préférence, les premier FP1 et second FP2 flasques principaux de chaque partie latérale PLB sont solidarisés fixement entre eux (éventuellement avec un recouvrement de bords) par soudage.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 3 et 4, les premier FP1 et second FP2 flasques principaux de chaque partie latérale PLB peuvent définir une ouverture à l’interface avec la partie interne du passage PA. Dans ce cas, chaque partie latérale PLB peut comprendre au moins un flasque auxiliaire FA solidarisé fixement aux premier FP1 et second FP2 flasques principaux et conformé de manière à masquer de façon étanche cette ouverture et à participer à la délimitation (interne) du passage PA. Cet agencement permet de simplifier la réalisation de chacun des premier FP1 et second FP2 flasques principaux, et d’éviter que des éléments (liquides ou petits corps) pénètrent et s’accumulent à l’intérieur des parties latérales PLB. En outre, chaque flasque auxiliaire FA peut aussi éventuellement participer à la solidité et la résistance de sa partie latérale PLB.
De préférence, chaque flasque auxiliaire FA est solidarisé fixement par soudage aux premier FP1 et second FP2 flasques principaux associés.
Par exemple, chacun des premier FP1 et second FP2 flasques principaux peut être réalisé en acier à partir d’une tôle. Ainsi, cet acier peut être de type S420MC. Dans ce cas, cette tôle d’acier peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 2 mm.
En variante, chacun des premier FP1 et second FP2 flasques principaux peut être réalisé en aluminium à partir d’une tôle. Ainsi, cet aluminium peut être de type T6-6061 . Dans ce cas, cette tôle d’aluminium peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 2 mm et 4 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 3,5 mm.
Egalement par exemple, chaque éventuel flasque auxiliaire FA peut être réalisé en acier à partir d’une tôle. Ainsi, cet acier peut être de type S420MC. Dans ce cas, cette tôle d’acier peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 1 mm et 2 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 1 ,5 mm.
En variante, chaque éventuel flasque auxiliaire FA peut être réalisé en aluminium à partir d’une tôle. Ainsi, cet aluminium peut être de type T6-6061. Dans ce cas, cette tôle d’aluminium peut, par exemple, présenter une épaisseur qui est comprise entre 1 ,5 mm et 3 mm. A titre d’exemple illustratif, cette épaisseur peut être égale à 2,5 mm.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Berceau arrière (BR) propre à être solidarisé à une face inférieure (Fl) d’un plancher (PLV) d’un véhicule terrestre (VT) comprenant un train arrière à bras latéraux (BL) et une machine motrice arrière (MM) ayant un arbre de transmission (AT) couplé audit train arrière, ledit berceau arrière (BR) comprenant deux parties latérales (PLB) auxquelles sont destinés à être solidarisés respectivement ladite machine motrice arrière (MM) et lesdits bras latéraux (BL) et comprenant chacune un passage (PA) adapté à la traversée et au débattement dudit arbre de transmission (AT), caractérisé en ce que chaque partie latérale (PLB) a, au moins dans une sous-partie inférieure (SPI) délimitant une portion inférieure dudit passage (PA), une structure en caisson propre à encaisser des efforts inférieurs à un seuil choisi et résultant d’un choc subi par l’arrière par ledit véhicule terrestre (VT) suivant une direction ayant une composante parallèle à une direction longitudinale.
2. Berceau arrière selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque partie latérale (PLB) comprend une partie principale (PP) délimitant une portion dudit passage (PA) qui est complémentaire de sa portion inférieure, et sur laquelle est rapportée ladite sous-partie inférieure (SPI).
3. Berceau arrière selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite sous-partie inférieure (SPI) comprend une pièce supérieure (PSS) présentant une section en forme générale de U inversé et une pièce inférieure (PIS) solidarisée fixement à une extrémité inférieure de ladite pièce supérieure (PSS), lesdites pièce supérieure (PSS) et pièce inférieure (PIS) définissant ladite structure en caisson.
4. Berceau arrière selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite sous-partie inférieure (SPI) a une hauteur suivant une direction verticale dudit véhicule terrestre (VT) comprise entre 25 mm et 45 mm, et une largeur suivant une direction transversale dudit véhicule terrestre (VT) comprise entre 80 mm et 100 mm.
5. Berceau arrière selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite sous-partie inférieure (SPI) est réalisée en acier à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm.
6. Berceau arrière selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite sous-partie inférieure (SPI) est réalisée en aluminium à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 2,5 mm et 4 mm.
7. Berceau arrière selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque partie latérale (PLB) comprend des premier (FP1 ) et second (FP2) flasques principaux solidarisés fixement l’un à l’autre et conformés de manière à définir ensemble une structure en caisson globale incluant ladite sous-partie inférieure (SPI) et délimitant au moins partiellement ledit passage (PA).
8. Berceau arrière selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premier (FP1 ) et second (FP2) flasques principaux de chaque partie latérale (PLB) définissent une ouverture à l’interface avec une partie interne dudit passage (PA), et en ce que chaque partie latérale (PLB) comprend au moins un flasque auxiliaire (FA) solidarisé fixement auxdits premier (FP1 ) et second (FP2) flasques principaux et conformé de manière à masquer de façon étanche ladite ouverture et à participer à la délimitation dudit passage (PA).
9. Berceau arrière selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits premier (FP1 ) et second (FP2) flasques principaux sont réalisés chacun en acier à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 1 ,5 mm et 2,5 mm, ou bien en aluminium à partir d’au moins une tôle présentant une épaisseur comprise entre 2 mm et 4 mm.
10. Véhicule terrestre (VT) comprenant un plancher (PLV), un train arrière à bras latéraux (BL) et une machine motrice arrière (MM) ayant un arbre de transmission (AT) couplé audit train arrière, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un berceau arrière (BR) selon l’une des revendications précédentes, auquel sont solidarisés ladite machine motrice arrière (MM) et lesdits bras latéraux (BL).
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