Brevet FR2270123A1 — publié le 19751205

La présente invention a pour objet une enveloppe en matière souple pour pare-chocs à absorption d'énergie de véhicule automobile, qui est destinée à constituer une enceinte déformable remplie d'air, et est associée à des orifices assurant en cas de choc un laminage de l'air et à une ou plusieurs lèvres expansibles pour l'échappement de l'air. Le brevet FR 2 052 308 (FORD) décrit un pare-chocs utilisant une telle enveloppe, dans lequel l'enceinte est complétée par une plaque prévue pour être montée sur une poutre transversale de la carrosserie et sur laquelle les bords de l'enveloppe sont fixés rigidement par des brides de serrage. Les orifices sont formés dans des obturateurs en élastomère fixés à travers la plaque de montage et pourvus chacun-dtune lèvre annulaire concentrique à l'ori- fice et délimitant une ouverture de faible section qui peut s'élargir pour laisser passer l'air. Cette construction, outre qu'elle exige une quantité de matière relativement importante en raison de l'utilisation d'une plaque de montage rigide, a l'inconvénient de comporter des lèvres tubulaires définissant une ouverture d'échappement d'air qu'il n'est pas possibie de modifier ou de régler, ni au montage, ni pendant la durée d'utilisation du pare-chocs, ce qui notamment ne permet pas une adaptation en fonction de l'évolution au cours du temps de leur capacité d'expansion. Pour remédier à ces inconvénients, l'invention propose une solution suivant laquelle l'enveloppe comporte une lèvre de contour destinée à s' appliquer de façon étanche contre la carrosserie, ainsi qu'une cloison interne ajourée ou perforée, à peu près parallèle à la surface définie par la lèvre de contour et légèrement espacée de cette surface La tôle de la carrosserie est ainsi utilisée comme paroi de l'enceinte pneumatique, ce qui conduit à une éeonomie de matière qui reste positive malgré la présence de la cloison interne, car cette dernière n'a pas à proprement parler une fonction de montage mais joue essentiellement le rôle d'un diaphragme séparant l'enceinte en deux chambres, l'une primaire, de grand volume, délimitée par la plus grande partie de l'enveloppe, qui est comprimée en cas de choc, l'autre secondaire,de faible volume, pour la décompression de l'enceinte et pour l'échappement, sous les lèvres soulevées, de l'air refoulé à travers les orifices de la cloison. L'enveloppe est supportée par la carrosserie par l'intermédiaire de la cloison, de telle sorte que la lèvre de contour soit comprimée élastiquement au contact de la carrosserie, qui à cet effet peut comporter en partie haute des crochets, de préférence réglables, pour la réception et la retenue d'une barre transversale solidarisée avec la- cloison, et en partie basse des éléments filetés, tels que des goujons, traversant une portion de l'enveloppe orientée à peu près parallèlement à la cloison, et sur lesquels peuvent être vissés des organes de serrage conjugués, tels que des écrous, qui, étant par nature réglables, permettent de moduler la compression élastique de la lèvre, pour tenir compte notamment des variations, en fonction du temps, du comportement de la matière constitutive de l'enveloppe, en principe du caoutchouc. I1 est avantageux que les éléments filetés traversent des trous de l'enve- loppe qui, en direction horizontale, ont une forme oblongue. Cette disposition permet en effet, conjointement avec une liberté de mouvement transversal de la barre de la cloison par rapport aux crochets qui la supportent, un Blissement horizontal de l'enveloppe par rapport à la carrosserie lorsque le parechocs subit un choc présentant une certaine obliquité. la barre-support de la cloison et la portion de l'enveloppe que traversent les éléments filetés fixés à la carrosserie ont, de préférence, une liberté de mouvement horizontal dans le sens opposé à l'action élastique créée par la compression de la livre de contour, de sorte qu'un choc quelconque tend toujours à comprimer davantage la lèvre, ce qui accrott le laminage de l'air de fuite franchissant la lèvre et augmente donc l'effet d'absorption de l'énergie du choc. Du fait que la lèvre de contour est appliquée sur une large surface de la carrosserie, la pression éventuellement élevée qui s'établit en cas de choc dans la chambre secondaire de l'enveloppe après que l'air a franchi la cloison formant diaphragme ne peut pas provoquer de déformation. permanente dans la tôle de la carrosserie sur laquelle la pression s'exerce. Les perforations du diaphragme doivent être calculées de manière à calibrer le débit d'air sortant de la chambre primaire de l'enveloppe mise en surpression en cas de choc, pour créer un premier laminage de l'air avec absorption d'énergie, sans retarder exagérément le moment où la chambre secondaire, mise à son tour en surpression, est le siège d'un débit de fuite au droit de la lèvre de contour, qui engendre l'effet principal de laminage d'air et d'absorption de l'énergie. Des essais ont montré que pour une carrosserie de dimensions courantes des résultats satisfaisants pouvaient etre obtenus en prévoyant dans le diaphragme dix à quinze trous circulaires de 7,5mm de diamètre, correspondant à un pourcentage de vide d'environ 0,5%, le volume à l'état libre de l'enceinte déformable étant de 16 litres environ. Pour mieux répartir le choc sur l'enveloppe, la partie exposée de cette dernière est avantageusement munie d'une armature rigide rapportée ou enrobée dans la matière de l'enveloppe. Selon une disposition connue, l'enveloppe peut être compartimentée trans versalement par des parois d'orientation générale axiale qui font corps avec l'enveloppe. Ces parois se terminent de préférence par une lèvre destinée à prendre appui sur la carrosserie et à permettre une intercommunication, au cas où des différences de pression s'établissent entre des compartiments voisins. la cloison formant diaphragme peut alors être divisée en plusieurs segments correspondant chacun à un compartiment transversal et fixés aux parois. L'invention sera explicitée dans la description qui va suivre, en référence au dessin annexé dans lequel - la fig. 1 est une vue schématique en plan représentant un pare-chocs monté à l'arrière d'une carrosserie de véhicule; - la fig. 2 est une vue en coupe transversale du pare-chocs; - la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 2; - la fig. 4 est une vue d'un mod-e d'exécution préféré des crochets utilisés pour le montage de l'enveloppe du pare-choes; - la fig. 5 est une vue en coupe d'une variante, correspondant à la fig. 2. Le pare-chocs représenté à la fig. 1 est constitué par une enveloppe 1 en matière souple, qui définit, conjointement avec la paroi externe 2 de la partie arrière d'une carrosserie, une enceinte déformable qui enveloppe la carrosserie et qui est divisée, par des parois verticales 3 faisant corps avec llenveloppe, en trois compartiments a, b, c, qui, aux extrémités latérales de ltenveloppe, sont délimités également par des parois transversales terminales 4. les parois transversales 3 et 4 se terminent par une lèvre souple 6 ou 7 appliquée de façon étanche contre la tôle de carrosserie 2, tout en étant capable de se soulever soit pour faire communiquer éntre eux les compartiments, soit pour permettre l'échappement de l'air à l'extérieur. En coupe transversale, comme le montre la fig. 2, l'enveloppe 1 a appro limativement la forme d'un U défini par deux flancs 8, 9 et par un fond 11. Les deux flancs 8, 9 se terminent par une lèvre 12 comprimée au contact de la tôle de carrosserie 2, de manière à assurer l'étanchéité de l'enceinte interne qui est divisée en deux chambres 13, 14, par une cloison métallique 16, formant diaphragme, munie de perforations circulaires 17. Cette cloison 16 est solidarisée avec l'enveloppe, d'une part le long de son bord supérieur au moyen de rivets 18 traversant -une nervure verticale 19 du flanc 8 et dont les têtes respectives sont serrées au contact de la-cloison et d'une contreplaque 21, d'autre part le long de son bord inférieur par une adhérisation 20 au contact de la face interne d'une partie coudée 22 du flanc 9, approximativement parallèle à la surface définie par les deux lèvres 12 des deux flancs qui forment avec les lèvres 7 (fig. 1) une lèvre de contour continue. La cloison 16, qui est à peu près parallèle à la tôle de la carrosserie 2, est située à une faible distance de cette dernière, de sorte que la chambre 14 adjacente à la carrosserie a un volume beaucoup plus petit que celui de la chambre 13. Comme le montre la fig. 1, la cloison 16 est divisée en trois segments correspondant aux compartiments respectifs a, b, c. Les parois transversales 3, 4 comportent des nervures verticales 15 sur chacune desquelles est fixée par rivets et contre-plaque un bord vertical d'un segment de cloison 16. La cloison 16 comporte, dans sa partie supérieure, une barre transversale 23 qui est engagée dans un certain nombre de crochets 24 soudés sur la tôle 2, qui traversent chacun une ouverture appropriée 25 de la cloison 16 et dont la dimension est telle que la lèvre 12 du flanc 8 est comprimée au contact de la tale 2. A cet effet le rebord vertical du crochet 24 comporte un pan coupé 26 pour le guidage de la barre 23 qui doit être mise en place à l'encontre de l'action élastique exercée par la lèvre comprimée 12. La lèvre 12 du flanc inférieur 9 est également comprimée au contact de la tôle 2 par l'effet du serrage d'écrous 27 sur l'extrémité filetée de gou jons 28 fixés sur la tale 2 et traversant des trous en coTricidence de la cloi- son 16, de la partie 22 du flanc 9, et d'une contre-plaque 29 serrée au contact de la face externe de la partie 22. Pour que le choc se répartisse sur une longueur relativement importante de l'enveloppe 1, le fond 11 de cette dernière est revêtu extérieurement d'une armature rigide 91 épousant la forme de l'enveloppe et fixée par son bord supérieur coudé 32, au moyen de vis 33 engagées dans des écrous 34 noyés dans la matière de l'enveloppe 1. L'armature 31 comporte vers le bas, au droit du flanc 9, un prolongement 36 qui -recouvre la cavité formée entre la partie rectiligne et la partie coudée 22 du flanc 9. Dans ce prolongement 36 est formée une ouverture 37 qui permet le passage d'une clé pour le serrage de l'écrou 27. La chambre 13, de grand volume, délimitée par la cloison 16 et le fond ll de l'enveloppe 1, est une chambre primaire qui, en cas de choc, se déforme,de sorte que l'air qu'elle contient est fortement comprimé et est, refoulé à travers les orifices 17 de la cloison 16, tout en subissant ua-1aminage absorbant une partie de l'énergie de choc. En pénétrant dans la chambre secondaire 14 délimitée par la carrosserie 2, cet air crée à son tour une surpression sous l'action de laquelle la lèvre de contour 12 se soulève légèrement en créant une fuite et en subissant un écoulement lamellaire créant l'effet- principal d'absorption de l'énergie. Pour que l'enveloppe déformée puisse reprendre sa forme initiale après que les fuites d'air ont pris fin,-la tôle de carrosserie 2 est munie, dans chaque compartiment a, b, c, d'au moins un clapet de retenue 38 dont l'orifice 39 est fermé par application du disque obturateur 41 au contact d'un anneau d'étanchéité 42 sous l'effet d stouvre lorsque la dépression relative régnant dans la chambre 14 surmonte l'action du ressort 43. Pour que l'ensemble de l'enveloppe 1 puisse glisser horizontalement sous l'effet d'un choc oblique, d'une part la dimension horizontale des ouvertures 25 de la cloison 16 est telle que la barre 23 a une liberté de mouvement trans versal, et d'autre part (fig. 3) l'ouverture 31 de la partie coudée 22 du flanc 9 a une forme oblongue en direetion horizontale. De plus, la barre 23 et la partie coudée 22 du flanc 9, avec laquelle est solidarisée la cloison 16, ont également une liberté de mouvement par rapport respeetivement aux crochets 24 et aux goujons 28, dans le sens opposé à l'action élastique exercée par la lèvre de contour comprimée 12, de sorte qu'un choc tend à augmenter la compression de la lèvre 12 au contact de la tôle 2, ce qui tend à améliorer l'effet d'absorption d'énergie dû à la fuite de l'air hors de la chambre 14. A la qualité d'absorption contribue également le fait que la distance verticale entre les deux lèvres 12 des flancs 8, 9 est supérieure à la distance séparant les flancs eux-mêmes. Pour réduire le taux d'écrasement, sous l'effet du choc, des flancs 8, 9 ces derniers peuvent comporter des nervures axiales 46, 47. La matière de l'enveloppe 1 est un élastomère tel qu'une mousse de polyu réthane ou un mélange à base d'éthylène, propylène, terpolymère. Quant à ltar- mature 31 elle peut être en une matière moulée, telle que du verre armé de fibres. Tandis qutà la fig. 2 les crochets 24 sont en une seule pièce, la fig. 4 représente un mode d'exécution préféré, suivant lequel chaque crochet 124 comporte une partie tubulaire 54 fixée perpendiculairement à la paroi 2 de la carrosserie et une partie mobile comprenant un élément de tube 56 qui est engagé télescopiquement à l'intérieur de la partie tubulaire fixe 54 et auquel est fixé un bec 57 orienté vers le haut qui retient, à l'encontre de la poussée élastique exercée par la lèvre 12, la barre transversale 23 solidaire du diaphragme 16. Pour régler la compression de la lèvre 12, dans la partie supérieure de cette dernière, la distance qui sépare le bec 57 de la paroi 2 peut être déterminée sélectivement par glissement,à l'intérieur du tube fixe 54, du tube mobile 56 et par immobilisation de ce dernier au moyen d'une vis 58 traversant une fente axiale 59 du tube fixe et engagée à travers des trous en coineidence du tube mobile, de telle sorte que la pointe de cette vis puisse être serrée au contact de la faee interne du tube fixe 54. Dans la variante de la fig. 5 l'armature de rigidité et de répartition 51, qui est par exemple en acrylonitrile-butadiène-styrène, est enrobée dans ltélas- tomère de l'enveloppe 1. Elle présente un profil sinueux qui augmente sa rigidité et sert de support à un matelas externe 52 en mousse de faible densité, dont la fonction est d'assurer la sécurité des piétons en cas de choc. REVENDICATIONS 1 - Enveloppe en matière souple, pour pare-chocs à absorption d'énergie de véhicule automobile, qui est destinée à constituer une enceinte déformable remplie d'air et est associée à des orifices assurant, en cas de choc, un laminage de l'air et à une ou plusieurs lèvres expansibles pour ltéchappement de l'air, caractérisée en ce quelle comporte une lèvre de contour (12, 7) destinée à s'appliquer de façon étanche contre la carrosserie (2), ainsi qu'une cloison interne (16) ajourée ou perforée, à peu près parallèle à la surface définie par la lèvre de contour et légèrement espacée de cette surface. 2 - Enveloppe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la cloison (16) est fixée sur les flancs (8, 9) de l'enveloppe. 3 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la cloison (16) comporte des orifices circulaires (17) qui correspondent à un pourcentage de vides de 0,5 environ. 4 - Enveloppe suivant 1 1une des revendications I à 3, caractérisée en ce quelle comporte des moyens pour sa fixation sur la carrosserie. 5 - Enveloppe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la cloison (16) est munie d'une barre de suspension (23). 6 - Enveloppe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que son flanc inférieur (9) comporte une partie coudée (22) à peu près parallèle à la surface définie par la lèvre de contour (12). 7 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est compartimentée transversalement, comme connu en soi, par des parois (3, 4) qui font corps avec les flancs (8, 9) et avec le fond (Il). 8 - Enveloppe suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la cloison (16) est divisée en segments correspondant chacun à un compartiment (a,b,c). g - Enveloppe suivant la revendication 8, caractérisée en ce que chaque segment de cloison (16) est fixe sur les parois (3, 4) correspondantes. 10 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les flancs (8, 9) comportent des nervures de rigidité (46, 47). Il - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le fond (11) comporte une armature (31, 51) de rigidité et de répartition, qui forme un revêtement ou est enrobée dans la matière de l'enveloppe. 12 - Enveloppe suivant l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un matelas (52) en matière souple pour la protection des piétons. 13 - Pare-chocs de véhicule automobile utilisant une enveloppe conforme à l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'enveloppe est fixée de telle sorte sur la carrosserie du véhicule que la lèvre de contour (12, 7) est comprimée au contact de la carrosserie (2). 14 -- Pare-chocs suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la compression de la lèvre de contour (12, 7) au contact de la carrosserie (2) est réglable. 15 - Pare-chocs suivant l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les moyens de fixation de 11 enveloppe sur la carrosserie sont tels que l'enveloppe a une certaine liberté de mouvement transversal au contact de la carrosserie. 16 - Pare-chocs suivant l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que les moyens de fixation de l'enveloppe sur la carrosserie sont tels que l'enveloppe a une certaine liberté de mouvement axial dans le sens opposé à l'action élastique de la lèvre de contour comprimée au contact de la carrosserie. 17 - Pare-chocs suivant l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que la carrosserie (2) comporte des crochets (24, 124) qui traversent la cloison (16) et supportent la barre de suspension (23) de cette cloison. 18 - Pare-chocs suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le bec de retenue des crochets (124) est à une distance réglable de la carrosserie (2). 19 - Pare-chocs suivant l'une des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que la carrosserie (2) comporte des éléments filetés (28) qui traversent chacun une ouverture (31) d'une partie coudée (22) du flanc (9) de l'enveloppe (1) et sur lesquels sont vissés des organes conjugues de retenue (27). 20 - Pare-chocs suivant la revendication 19 > caractérisé en ce que les ouvertures (31) ont en direction horizontale une forme oblongue. 21 - Pare-chocs suivant l'une des revendications 13 à 20, caractérisé en ce que la carrosserie (2) comporte un ou plusieurs clapets de retenue (38) normalement fermés, mais capables de s'ouvrir pour réalimenter en air Iren ceinte délimitée entre la carrosserie et l'enveloppe après que celle-ci s'est écrasée à la suite d'un choc.