TITRE : DISPOSITIF DE RENFORT DE TRAIN ARRIERE DE VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2105257 déposée le 20.05.2021, dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

L'invention concerne le milieu de l'industrie automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de renfort de train arrière de véhicule notamment automobile, pour préserver un réservoir à carburant en cas de choc arrière.

Certains véhicules hydrides comportent un moteur électrique (ou machine électrique) situé à l'arrière du véhicule.

Ce moteur électrique est fixé dans un berceau de protection placé à proximité du réservoir à carburant. En cas de choc arrière sur un tel véhicule automobile, le berceau ne se plie pas pour protéger le moteur électrique et l'énergie du choc est transmise aux éléments du véhicule qui sont solidaires du berceau. Il subsiste toutefois un risque d'impact en fin de choc sur le réservoir à carburant.

L'invention vise à maîtriser davantage la transmission de l'énergie provoquée par le choc afin d'éviter tout impact entre le berceau et le réservoir à carburant.

On connaît du document FR3011800 une structure de châssis pour véhicule automobile thermique ou électrique qui vise à contrôler les efforts dus à un choc frontal du véhicule afin que le châssis présente une capacité à mieux absorber les chocs sans se déformer. Pour ce faire, la structure de châssis comporte une croix rigide métallique entre deux traverses adjacentes.

On connaît également du document FR2955077 une autre solution technique visant à contrôler les efforts en cas de choc frontal, qui consiste à prévoir un élément de renfort longiligne à proximité du tunnel du véhicule, lequel tunnel étant prévu notamment pour loger la batterie. Les solutions présentées dans ces documents ne sont pas conçues pour contrôler les efforts en cas de choc arrière du véhicule.

L'invention vise donc à proposer une solution qui soit mise en œuvre à l'arrière des véhicules hybrides dont le moteur électrique est reçu dans un berceau.

L'invention concerne pour ce faire un dispositif de renfort de train arrière de véhicule, notamment automobile, ledit train arrière de véhicule comportant un moteur électrique et un réservoir à carburant comportant une concavité apte à livrer passage à un conduit d'échappement et qui s'étend suivant une direction longitudinale du véhicule, ledit véhicule comportant un plancher de véhicule, ledit dispositif de renfort comportant un berceau comportant deux bras entre lesquels ledit moteur électrique peut être reçu. Le dispositif de renfort est remarquable en ce qu'il comporte un élément de renfort longiligne qui s'étend suivant une direction perpendiculaire aux deux bras depuis l'un des deux bras en son centre, ledit élément de renfort longiligne étant apte à s'étendre au-dessus dudit plancher dudit véhicule et dans ladite concavité dudit réservoir à carburant, l'élément de renfort longiligne présentant une longueur d'élément et un logement d'accueil qui s'étend sur toute ladite longueur d'élément pour livrer passage audit conduit d'échappement.

En cas de choc, la présence de l'élément de renfort longiligne permet de décharger la poussée sur le train arrière du véhicule en faisant transiter les efforts vers le plancher.

De plus, l'élément de renfort longiligne permet de rigidifier l'espace de survie du réservoir à carburant, tout en conservant le volume du véhicule dédié à recevoir le réservoir à carburant (l'encombrement dédié au réservoir n'est pas modifié grâce à l'invention).

L'invention ainsi conçue offre une solution additionnelle aux véhicules existants qui comporte une motorisation secondaire arrière, apportant une protection supplémentaire permettant de sécuriser le réservoir à carburant.

Cette solution est également compatible avec la reconduction d'un plateforme /synthèse arrière déjà existante et permet de réduire le porte- à-faux arrière. Conformément à l'invention, le dispositif de renfort peut également comporter les caractéristiques suivantes :

- l'élément de renfort longiligne peut être un demi-tube creux. Suivant d'autres variantes de réalisation, il peut être prévu un élément de renfort longiligne comportant un tube creux, de section circulaire, ou polygonale ou autre ;

- ledit élément de renfort longiligne peut être réalisé en une seule pièce avec ledit berceau. Suivant une autre variante, il peut également comporter en deux éléments distincts (berceau et élément de renfort longiligne), associés par la suite ensemble, par exemple par soudure par points.

L'invention concerne également un véhicule, notamment automobile, comprenant un train arrière de véhicule comportant un moteur électrique et un réservoir à carburant comportant une concavité apte à livrer passage à un conduit d'échappement, ladite concavité s'étendant suivant une direction longitudinale du véhicule, ledit véhicule comportant un plancher de véhicule et un berceau de protection dudit moteur électrique, ledit berceau comportant deux bras qui s'étendent chacun suivant une direction transversale à ladite direction longitudinale dudit véhicule, ledit moteur électrique étant reçu entre les deux dits bras du berceau. Le véhicule conforme à l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un dispositif de renfort tel que défini ci-dessus, comportant ledit élément de renfort longiligne qui est reçu dans ladite concavité dudit réservoir et qui s'étend jusqu'au-dessus dudit plancher, ledit élément de renfort longiligne recevant ledit conduit d'échappement.

Il est à noter que le passage de l'élément de renfort ne réduit pas le volume du réservoir à carburant car celui-ci est déjà conçu pour livrer passage au conduit d'échappement du véhicule.

Par ailleurs, l'élément de renfort longiligne entretoise le centre du train arrière (étant associé au centre d'un bras du berceau), ce qui est l'endroit le plus efficace pour limiter son recul en cas de choc arrière du véhicule.

Le véhicule conforme à l'invention peut également comporter les caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison (suivant différents niveaux de renforcement que l'on souhaite apporter à un véhicule) :

- le véhicule peut comporter une traverse de renfort qui s'étend suivant une direction transversale à ladite direction longitudinale dudit véhicule, ladite traverse étant fixée sur ledit plancher de véhicule et comportant en son centre un cavalier de renfort en forme de U, entourant ledit élément de renfort longiligne à l'entrée d'un tunnel ménagé dans ledit plancher, ladite traverse comportant en outre au moins une patte de fixation dans ledit tunnel, - la traverse peut comporter une partie centrale continue qui s'étend au- dessus dudit cavalier, ou, en variante, la traverse peut comporter deux parties alignées séparées par un espace central, les deux dites parties alignées étant liées par ledit cavalier,

- ladite traverse peut comporter au moins une semelle de renfort qui s'étend au moins partiellement sur une face de ladite traverse,

- le véhicule peut comporter au moins deux barres de renfort sur ledit plancher qui s'étendent chacune suivant une direction parallèle à la direction longitudinale dudit véhicule depuis les extrémités de ladite traverse, - le véhicule peut également comporter une planche à talon et un renfort d'appui sur ladite planche à talon, ledit renfort d'appui comportant une découpe pour accueillir au moins partiellement ledit cavalier.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels :

[Fig. 1] est une vue en perspective qui illustre certains éléments d'un train arrière de véhicule conforme à l'invention, comportant un dispositif de renfort conforme à l'invention,

[Fig. 2] est une vue plongeante qui illustre en perspective certains éléments montrés en figure 1, vus sous un autre angle,

[Fig. 3] est une vue en perspective d'un dispositif de renfort conforme à l'invention, montré seul, [Fig. 4] et une vue de dessus et en perspective d'un élément du dispositif montré en figure 3, associé à un autre élément de véhicule conforme à l'invention,

[Fig. 5] est une vue de dessous et en perspective d'un élément du dispositif montré en figure 4, associé à un troisième élément du véhicule conforme à l'invention,

[Fig. 6] est une vue schématique d'une variante de réalisation de l'élément additionnel montré en figure 4, et

[Fig. 7] est une vue en perspective et de côté d'encore un autre élément que peut comporter un véhicule conforme à l'invention.

La figure 1 montre certains éléments d'un train arrière d'un véhicule automobile conforme à l'invention, le véhicule automobile étant un véhicule électrique ou hybride. Sur la figure 1, on observe une roue arrière droite R et des éléments situés sensiblement à hauteur de roue, comme le plancher ou le réservoir à carburant.

Le véhicule conforme à l'invention s'étend suivant une direction longitudinale L. L'axe des roues du véhicule s'étend suivant une direction transversale T, sécante à la direction longitudinale L et, dans l'exemple illustré et concernant en particulier l'axe des roues, la direction transversale T est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L. Le train arrière de véhicule comporte un moteur électrique 1 (ou machine électrique) et un réservoir à carburant 2.

Le moteur électrique 1 est positionné entre les roues arrières.

Pour décrire les éléments représentés sur la figure 1, on définit la partie gauche de la figure comme étant la partie avant et la partie droite de la figure comme la partie arrière. Un élément placé à l'avant d'un second élément sera donc représenté à gauche du second élément sur la figure 1. - b -

Ainsi, le réservoir à carburant 2 est positionné à l'avant du moteur électrique 1 (donc devant le moteur électrique) sur la figure 1.

Le réservoir à carburant 2 présente une forme allongée, qui s'étend suivant une direction transversale Tl. Il comporte, sur le dessus, une concavité 3 qui s'étend suivant une direction parallèle à la direction longitudinale L du véhicule.

Cette concavité 3 est apte à livrer passage à un conduit d'échappement (référence 7 sur la figure 1), c'est-à-dire que la concavité est suffisamment large et suffisamment profonde pour accueillir le conduit d'échappement. Le véhicule comporte également un plancher 4 de véhicule, visible sur les figures 1 et 2. Le plancher 4 est situé à l'avant du réservoir à carburant 2.

A l'arrière du réservoir à carburant 2, entre les deux roues arrières R, le véhicule comporte un dispositif de renfort permettant à la fois de protéger le moteur électrique 1 en cas de choc arrière du véhicule, et de protéger le réservoir à carburant : le dispositif de renfort comporte ainsi un berceau 5 qui comporte deux bras 50 et 51 de berceau, les deux bras 50 et 51 s'étendant sensiblement dans des plans orientés suivant des directions transversales et sensiblement parallèles entre elles.

Le moteur électrique 1 est reçu dans le berceau 5, entre les deux bras 50 et 51.

Conformément à l'invention, le dispositif de renfort comporte également un élément de renfort longiligne 6 qui s'étend suivant la direction longitudinale L du véhicule, perpendiculairement aux deux bras 50 et 51 du berceau 5.

Sur les figures 1 et 2, on voit que l'élément de renfort longiligne 6 s'étend au-dessus du réservoir 2, dans la concavité 3 dudit réservoir à carburant 2, et également au-dessus du plancher 4.

L'élément de renfort longiligne 6 est un demi tube creux que l'on voit en particulier sur la figure 3. L'élément de renfort longiligne 6 pourrait toutefois présenter une autre forme sans sortir du cadre de l'invention : il pourrait comporter un élément tubulaire creux, de section ronde, polygonale ou autre (c'est-à-dire quelconque ou de forme complémentaire à une autre etc.), du moment qu'il permet d'accueillir le conduit d'échappement 7 du véhicule : en effet ; la concavité du réservoir à carburant existait avant l'invention pour permettre le passage du conduit d'échappement. Ainsi réalisé, l'élément de renfort longiligne permet de conserver la position du conduit d'échappement. L'élément de renfort longiligne 6 du dispositif de renfort conforme à l'invention comporte ainsi un logement d'accueil apte à livrer passage au conduit d'échappement 7.

L'élément de renfort longiligne permet ainsi d'orienter les efforts générés par un choc arrière vers le plancher, au-dessus du réservoir mais pas sur le réservoir de manière à le préserver.

L'élément de renfort longiligne 6 réalisé en demi-tube facilite l'introduction dudit conduit d'échappement 7.

Dans le cadre du mode de réalisation présenté, l'élément de renfort longiligne 6 peut être réalisé en une seule pièce avec ledit berceau. Il pourrait également être réalisé indépendamment du berceau 5 et solidarisé après coup sur le berceau 5.

Plus précisément, comme illustré en figure 3, le bras avant 50 du berceau 5 comporte, sensiblement en son milieu (c'est-à-dire en son milieu ou approximativement en son milieu) une ouverture traversante 52 de forme cylindrique, à travers laquelle l'extrémité du conduit d'échappement peut passer.

L'ouverture 52 peut accueillir une extrémité de l'élément de renfort longiligne 6 ou bien l'extrémité de l'élément de renfort longiligne 6 peut être solidarisée au moins partiellement autour de l'ouverture 52 sur le bras 50 du berceau 5.

Conformément à un mode de réalisation conforme à l'invention, et comme montré en particulier sur les figures 2, 4 et 5, le véhicule comporte également une traverse de renfort 8, qui s'étend suivant une direction transversale T2 par rapport à ladite direction longitudinale L dudit véhicule et qui est fixée sur le plancher 4 du véhicule. L'élément de renfort longiligne 6 prend appui ponctuellement sur la traverse 8, lui transmettant ainsi les effort reçus par le dispositif de renfort lors d'un choc arrière du véhicule.

La traverse 8 peut comporter un seul élément transversal qui s'étend suivant une direction transversale T2 entre deux extrémités 80 et 81 de traverse (figure 4 ou 5), ou bien deux parties de traverses 82 et 83, qui sont alignées et qui sont séparées par un espace central 84 (figure 6).

Suivant les deux modes de réalisation, la traverse 8 comporte un cavalier de renfort en forme de U (référence 9), en partie centrale de traverse. Dans l'exemple où la traverse 8 comporte un seul élément transversal

(figure 4), une partie centrale continue s'étend au-dessus dudit cavalier en forme de U.

Dans l'exemple où la traverse 8 comporte deux parties alignées de traverse 82 et 83 ledit cavalier 9 lie les deux parties alignées. Le cavalier 9 de la traverse 8 entoure l'élément de renfort longiligne 6.

Il a également une autre fonction : le plancher 4 comporte un tunnel 10 (voir figure 2) et le cavalier 9 est fixé à l'entrée du tunnel 10 ménagé dans ledit plancher 4.

La traverse 8 comporte en outre deux pattes de fixation 11 qui sont fixées dans ledit tunnel 10.

Chaque patte de fixation 11 peut être réalisée en tôle emboutie ou pliée.

La traverse 8 peut également être réalisée en tôle emboutie ou pliée. Par exemple, elle peut être réalisée en acier FB60 avec une épaisseur de 1,5 mm. Le cavalier peut être réalisé en acier ou en alliage léger, avec une épaisseur de 2 mm.

Comme montré en figure 5, la traverse 8 peut également comporter au moins une semelle de renfort 85 qui s'étend au moins partiellement sur une face de ladite traverse : dans le cadre de l'exemple montré en figure 5, la traverse 8 comporte deux semelles qui s'étendent chacune sur la face de la traverse 8 qui est orientée dans la même direction que le cavalier 9 (soit, vers le bas pour que la semelle 85 soit pincée entre la traverse et le plancher 4).

La (ou les) semelle(s) peut (peuvent) être réalisée(s) en Acier DP780 avec une épaisseur de 1,3 mm. Le véhicule conforme à l'invention peut également comporter deux barres de renfort 12, qui s'étendent chacune suivant une direction parallèle à la direction longitudinale dudit véhicule depuis les extrémités de ladite traverse (donc perpendiculairement à la traverse 8) et qui sont fixées également sur ledit plancher (par exemple, par soudure par point). Comme on peut le voir sur la figure 7, les barres 12 sont, par exemple, réalisées par des profilés dont la section est en forme de U, ce qui permet de fixer les barres sur une partie saillante du plancher de section rectangulaire, appelé brancard.

Chaque barre pourrait également comporter deux éléments associés, chacun présentant une forme de L.

Les bras 12 sont réalisés en acier FB60 avec une épaisseur de 2 mm.

Les extrémités des barres de renfort 12 prennent appui ou sont fixées sur les extrémités 80 et 81 de la traverse, pour également dissiper les effets d'un éventuel choc arrière sur le plancher du véhicule. II est également prévu d'équiper le véhicule conforme à l'invention d'un renfort d'appui 13 sur une planche à talon du véhicule, dans le cas d'un véhicule équipé d'une planche à talon (voir figure 7), ledit renfort d'appui 13 comportant une découpe centrale 14 pour accueillir au moins partiellement le cavalier 9.