Brevet FR2634445A1 — publié le 19900126

STRUCTURE DE CARROSSERIE POUR ANCRAGE DE CEINTURES DE SECURITE L'invention concerne une structure de carrosserie destinée à recevoir des ancrages de ceintures de sécurité. L'invention concerne plus particuliÈrement une structure constitutive d'un corps creux affectant la forme d'une poutre de section polygonale réalisée notamment par assemblage de paroie externe et interne de la carrosserie. Lorsque ce type de structure est soumis aux essais de tractions sur les divers points d'ancrage des ceintures au plancher ou latéraux, conformément aux prescriptions des règlements relatifs à l'homologation des ancrages de ceintures de sécurité, tels que le règlement ECE 14, elle peut etre soumise à des efforts dépassant les 1000 da en ces points. L'invention concerne donc une structure ce carrosserie offrant une résistance à la déformation suffisante pour satisfaire, dans de bonnes conditions, aux règlements d'essais des ancrages en vigueur. La publication EP-R 0049572 décrit une structure portant intérieurement un renfort, soud aux parois respectives ou corps creux, sur lequel est soude' l'écrou destiné à recevoir une vie ce fixation des attaches de la ceinture. L'emploi de tels renforts conduit É une augmentation des caûts de fabrication de la carrosserie et à la conception de structures dont la rigidité et la géométrie sont mal adaptées à l'intensité et aux directions préférentielles des charges appliquées aux ancrages. L'invention a par conséquent pour objet une structure de carrosserie pour ancrages de ceintures de sécurité, perfectionnée dans le but d'y acacter l'ancrage compte-tenu d l'orientation privilégiée des efforts os traction exercés par la ceinture en sollicitation frontale. L'invention a également pour objet une structure de carrosserie qui résiste aux efforts exercés par les segments de ceinture aboutissant à l'ancrage, dans le but d'encaisser l'effort et le moment résultants consécutifs à la poussée exercée par l'utilisateur de la ceinture lors d'un choc frontal, ou de sa simulation par un essai statique. Un autre objet de l'invention est une structure de carrosserie allégée susceptible d'encaisser sans déformation les efforts des 3 composantes longitudinale, transversale et verticale de l'effort appliqué à L'ancrage Conformément à l'invention, une paroi de la structure est sensiblement parallèle à l'axe support de la résultante des efforts longitudinal et transversal, appliqués audit ancrage. La paroi interne comporte un système de nervures, orientées oor une partie sensiblement parallèles à l'axe support de l'effort vertisal applicu s l'anorage, et pour l'autre partie, sensiblement perpendiculaires aux axes support des lignes de vrillage potentielles dues aux effets du moment induit en cet ancrage.La structure ainsi réalisée présente une résistance accrue aux efforts de flexion, de compression et de torsion et peut, de ce fait, être conçue avec des parois d'épaisseur renite. D'autres caraztéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'exemples de réalisation de celle-ci faite en référence au dessin annexé dans lequel - La figure 1 est une représentation schématique d'un occupant de siège sanglé par une ceinture de sécurité combinant un brin abdominal et un brin thoracique, attaches à une structure de carrosserie conventionnelle. - La figure 2 est une représentation schématique do sections a, b, c de la structure dcnt la paroi interne est orente'e parallelement à la résultante des efferts assliqués à l'ansrage considéré. - La figure 3 est une ronrésentation schératique de sections E, X, Z de la strusture dont la parci externe est oriertés parallèlement à la résultante des efferts assliqués à l'ansrage considéré. - La figure 4 est une représentation schématique de sections a, b, c de la structure dans laquelle un élément diagonal interne est parallèle à la résultante des efforts appliques à l'ancrage considéré. - La figure 5 est une représentation schématique de sections a, b, c de la structure orientées suivant la ligne d'effort applique à l'ansrage considéré. - La figure 6 est une vue en élévation de la paroi interne de la structure montrant un agencement de nervures de rigidification. On conviendra de designer dans ce qui suit "paroi interne" et "paroi externe" d'un élément de carrosserie ou d'une structure portant un ancrage tel que 6, 7 ou 9, les parois respectivement tournées vers l'intérieur et vers l'extérieur de la carrosserie. Ainsi que cela est montré à la figure 1, l'occupant 10D, assis sur un siège 1, est retenu par une ceinture de sécurité 2 à enrouleur 3 qui comporte de manière usuellE uns sangle de bassin 4 et une sangle de baudrier 5, respectivement fixées à un ancrage latéral inférieur 6, au mécanisme enrouleu- 3 via un renvoi fix à un ancrage latéral supérieur 7 et à un ancrage médian commun 5. L'ancrage 7 et la fixation 3' de l'enrouleur 3 sont généralement portés par le montant 10 ou pied mileu de la carrosserie il ; l'ancrage 6 est généralement porté par la poutre latérale inférieue 15 ou bavslet de la sarrssserie 11. A titre d'exemple, l'ancrage 7 est constitué par un écrou 14 soudé ou intégré à une paroi de la structure ou montant 10, destiné à recevoir une vis 13 autour de laquelle pivote une ferrure de renvoi 12, maintenue écartée du montant 10 par une entretoise 16. Ce qui vient d'être dit à propos de l'ancrage 7 est transposabl- par exemple à l'ancrage 6 ou 9 et à la fixation 3' de l'enrouleur. Sous l'effet d'un effort de poussée vers l'avant exercé par l'occupant sur la ceinture 2, la tension exercée sur la sangle diagonale 5 est transmise, via la ferrure de renvoi 12, au segment 5' de la sangle situé entre l'enrouleur 3 et ladite ferrure. Cette dernière se trouve donc soumise à un torseur résultant (force et moment) dont les composantes peuvent être exprimées dans un référentiel orthogonal, qui peut être par commodité celui du véhicule (OX, OY, OZ), ou celui du pied milieu (Ox, Oy, Gz). Le montant 10 est en fait principalement sollicité par l'effort de ce torseur et plus préaisément par ses composantes longitudinale Fx et transversale Fy prédominantes par rapport à la composante verticale Fz. Pour le mise en application de l'idéE inventive selon lacuelle la résultante Fxy des efforts longitudinal et transversal, appliqués à l'ancrage 7, doit être sensiblement parallèle à au moins une paroi de la structura, il y a lieu de se référer aux figures 2 à 5 relatives à des exemples de réalisation de la structure 1C. La figure 2 représente schématiquement ces exemples de sections 2a, 2c, 2c, polygonales de la structure 10 constituée par ces parois intérieure 201 et extérieure 202 assemblées par toute liaison rigide soudée, collée, vissée ou autre. La paroi interne 201 de la structure est parallèle à l'axe support de l'effort résultant Fxy. L'effet optimum d'encaissement de l'effort est obtenu dans la configuration 2c de la section suivant laquelle les bords d'assemblage, ou feuillures, des parois 201 et 202 s'étendent parallèlement à la paroi 201, donc à l'effort Fxy. La figure 3 représente schématiquement des exemples de sections polygonales 3a, 3b, 3c de la structure 10 constituée par des parois intérieure 331 et extérieure 302 assemblées comme précédemment. Suivant ces exemples de réalisation, la paroi extérieure 302 est parallèle à l'axe su3pWrt de l'effort résultant Fxy. L'effet optimum d'absorption de l'effort est obtenu dans la configuration 3c suivant laquelle les bords d'asserslage des parois 301 et 302 s'étendent parallèlement à la paroi extérieure 332, do@r à l'effort Fxy. La figure 4 représente schématiquement des exemples de réalisations de sections polygonales 4a; 4h, 4c, dans lesquelles un renfort 403 intérieur au montant est disposé en diagonale. Ce renfort peut être intercalé entre les faces interne 401 et externe 402 (section 4b) ; il peut aussi être assemblé avec un renfort pré-existant 405 porteur de l'écrou de ceinture (section 4c), quitte dans ce cas à ne former qu'une seule et même pièce repliée sur elle-même (section 4a). Dans les trois cas, le renfort diagonal interne 433 est sensiblementparallèle à l'effort résultant Fxy. Cette mise en parallèle peut être effectuée sur toute la hauteur du renfort interne 403 ; ou seulement à certaines altitudes Z, afin de permettre audit renfort tantôt de s'approcher de la parsi Intérieure 401, par exemple pour porter l'écrou 404, , et tantôt de jouer so rôle de diagonale dans les zones ou rien ne l'en empêche. Par exemple, le renfort 407 pourra être plaqué contre ia paroi interne 401 sur toute sa hauteur, et somporter e ses extrémités supérieure et inférieure un bort issu d'emboutissage oui soit, lui, orienté sensiblement parallèle à l'effort résultant Fxy. La figure 5 représente schématiquement des exemples de réalisation de sections polygonales 5a, 5b, 5c, orientées parallèlement à l'effsit résultant Fxy. Les parois interne 551 et externe 502 sont grientées parallèlement a' l'effort Fxy. Cet effort peut ainsi être abserbé dans le plan des parois 501 et 502 et ce d'autant plus facilement que ledit effort s'exerce dans un plan passant par le centre d'inertie de la section (section 5 b), et que les plans d'accostage des deux parois 501 et 502 sont aussi dans le plan de l'effort précité. Lorsque l'effort principal Fxy est directement encaisse par les diverses parois de la structure ainsi que cela vient d'être exposé, il subsiste néanmoins le moment de torsion dû au déport de l'effort Fxy par rapport à l'ancrage que crée la longueur propre de l'entretoise 16, ainsi que l'effort vertical Fz, qui s'appliquent sur l'ancrage tel que 7. C'est pourquoi, les figures 5b ou 5c se rapportent à des sections dans lesquelles l'effort exercé sur l'ancrage passe par le centre d'inertie de la section afin de réduire à zéro le bras de levier existant entre l'effort et la paroi portant l'écrou d'ancrage. Car, lorsque.la ferrure, telle ou le renvoi 12, est trop éloignée de la paroi de la structure précitée, les efforts apsiiqués à la ferrure y engendrent un moment dont les contraintes s'exercent sur la structure 10 dans le sens d'une déformation en torsion. Selon la figure 6, la paroi interne 601 de la structure 10 comporte dans sa moitié supérieure des nervures 603 dont l'agencement vertical et l'orientation s'opposent à la déformation de la structure sous l'effet des contraintes de torsion. Les nervures supérieures sont orientées perpendiculairement aux plis potentiels de vrillage pour en retarderl'apparition. De ce fait, ces nervures ne sont pas nécessairement perpendiculaires à l'axe du pied. La paroi interne 601 comporte églament des nervures médianes 604 dont l'orientation s'oppose à la déformation de la structure sous l'effet des contraintes de compression verticale et sous l'effet de son galle propre. Selon les dispositions constructives précitées - l'angle formé par la lion d'action de l'effort Fxy sur l'ancrage et l'élément ce paroi oriente paallèlement à Cet effort, - l'angle for par les lignes de vrlllaoe potentielles "1" et la perpendiculaire aux nervures supérieures 603, - l'angle formé par la ligne d'action de l'effort Fz sur l'ansrage et l'axe des nervures médienes 63@, sont aussi résuits sue possitle. Ces mesures sont favorables È 12 conception et au montage de systèmes de règlage d'ancrages, notamment en hauteur, avec un transfert d'efforts sur la structure n'y provoquant os de déform3tions parasites. Tout ce qui vient d'être dit a' propos de l'ancrage 7 est applicable aux ancrages 6, 5 et È la fixation 3', soumis aux efforts de traztion communiqués par les sangles 4, 5 et 5'. De ce fait, les ancrages 6, S, et la fixation 3' pourront faire partie de structures possédant les caractéristiques relatives à l'agencement des parois qui les constituent telles qu'exposées ci-avant. REVENDICATIONS 1. Structure de carrosserie pour ancrage de ceintures de sécurité comportant un corps creux affectant la forme d'une poutre de section polygonale réalisée notamment par l'assemblage de parois externe et interne de la carrosserie, caractérisée par le fait qu'une paroi (2D1, 302, 403) de la structure est sensiblement parallèle à l'axe support de la résultante des efforts longitudinal et transversal appliqués audit ancrage. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la paroi interne (21, 501) et/ou externe (302, 502) de la structure s'étend parallèlement à la résultante des efforts appliqués à l'ancrage. 3. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les parois interne (2C1, 301, 501) et/ou externe (202, 302, 502) possèdent des bords d'assemblage sensiblement perallèles à la résultante des efforts appliqués à l'anorage. 4. Structure selon la revendication 1, caractérisée car le fait que la paroi (401, 432) interne et externe de la structure est essemblée à une paroi intérieur diagonale C403) sur une partie sà la totalité de sa hauteur, parailèlement à l'axe support de la résultant de efforts loncitudinal et transversal appliqu-E audit ancrage. 5. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le corps creux formé par l'assemblage des parois (401, 402) comports un renfort intérieur (405) sur lequel est solidarisée une paroi disgonale (403) parallèle a' l'axe support de la résultante des efforts longitudinal et transversal appliqués audit ancrage. 6. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait oue la paroi interne de structure comporte des nervures (603 et 604) dont l'agencement et l'orientation s'opposent aux déformations de torsion et de compression induites sur la structure.