Brevet FR2670737A1 — publié le 19920626

La présente invention a pour objet une structure avant de véhicule automobile adaptée pour offrir une sécurité accrue au conducteur et au pas sager avant1 en cas de choc frontal du véhicule contre un obstacle. On sait que lorsqu'un véhicule classique subit un choc frontal violent, le moteur recule vers l1habitacle, dans lequel il peut pénétrer en blessant très gravement les occupant des sièges avant. L'invention a donc pour but de réaliser une structure avant de véhicule permettant d'éviter qu en cas de choc avant, le moteur ne recule dans l'habitacle. Suivant l'invention, la structure avant de véhicule comprend des longerons supérieurs et inférieurs, reliés par des traverses et adaptés pour supporter un bloc motopropulseur, chaque longeron supérieur forme avec chaque longeron inférieur un profil en V dont le sommet est dirigé vers l'avant du véhicule, et les longerons supérieurs ont une rigidité supérieure à la rigidité des longerons inférieurs. Ainsi1 en cas de choc brutal à l'avant du véhicule, les longerons inférieurs, les moins rigides, commencent à se plisser avant que les longerons supérieurs ne se déforment. I1 en résulte un mouvement de basculement vers le haut de l'ensemble de la structure. Le bloc moteur se retrouve au sol, tandis que la partie avant de l'habitacle prend une inclinaison telle que les occupants des sièges avant tendent à être entrainés vers le haut. La trajectoire de l'habitacle est donc incurvée vers le haut, ce qui lui assure une distance d'arrêt plus longue, tandis que corrélativement les passagers subissent une décélération moindre. Ainsi la sécurité des passagers avant du véhicule est notable ment améliorée grâce à l'invention en cas de choc avant violent. Suivant une particularité de l'invention, les deux longerons supérieurs ont des caractéristiques I/v supérieures aux caractéristiques I/v des longerons inférieurs, I/v étant le quotient du moment d'inertie axial par rapport à un axe passant par le centre de gravité, par la distance (v) de cet axe d'inertie à la fibre dont on étudie la contrainte normale lors de la flexion élastique plane simple. Suivant une autre particularité de l'invention, chaque longeron supérieur a son extrémité arrière liée rigidement et de manière non démontable à l'habitacle du véhicule, et cette extrémité est évasée de manière à présenter sur la traverse supérieure une surface d'appui supérieure à la section dudit longeron supérieur. Les extrémités largement évasées d'appui des longerons sur l'habitacle permettent d'absorber le choc sans enfoncement de l'habitacle par les longerons supérieurs. En effet sans cet agencement on comprend qu'en raison de leur forte rigidité, les longerons supérieurs pourraient lors du choc traverser l'habitacle et venir gravement blesser les occupants du véhicule. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en élévation latérale d'une forme de réalisation de la structure avant selon l'invention ainsi que de l'avant du véhicule. La figure 2 est demi-vue de dessus de l'avant du véhicule et de la structure avant de la figure 1. La figure 3 est une section suivant 3-3 de la figure 2. La figure 4 est une section suivant 4-4 de la figure 2. La figure 5 est une demi-vue de dessus des longerons inférieurs de la structure de la figure 1 et des liaisons avec les traverses correspondantes avant et arrière. La figure 6 est une section suivant la ligne 6 de la figure 5. La figure 7 est une vue en élévation longitudinale schématique d'un véhicule automobile de tourisme équipé d'une structure avant conforme à l'invention, avant un choc frontal. La figure 8 est une vue analogue à la figure 7, montrant l'état de la structure avant au début d'un choc frontal contre un obstacle. La figure 9 est une vue schématique analogue aux figures 7 et 8, montrant la position du véhicule, de la structure avant r et du bloc moteur après le choc frontal. On voit aux dessins une structure avant 1 d'un véhicule automobile 2, logée sous son capot 3, entre les roues avant 4 et adaptée pour supporter par des moyens connus en soi et non représentés, un groupe motopropulseur 5. La structure 1 comprend deux longerons supérieurs 6 et deux longerons inférieurs 7, et chaque longeron supérieur 6 forme avec chaque longeron inférieur 7 un profil en V dont le sommet est à l'avant du véhiculer derrière un pare-choc 13. Les longerons supérieurs 6 sont inclinés vers l'avant à partir de l'habitacle 8, tandis que les longerons inférieurs 6 sont de préférence sensiblement horizontaux (le véhicule 2 étant supposé sur un plan horizontal). Les longerons supérieurs 6 sont reliés, à leurs extrémités arrière par une traverse supérieure il elle-même fixée à l'habitacle 8 par tous moyens appropriés r par exemple des zones de soudure par points 11 a. A l'avant, la structure 1 comporte une traverse 12 reliant les longerons inférieurs 7, dont les extrémités avant sont assemblées aux extrémités avant des longerons supérieurs 6. Les longerons supérieurs 6 ont une rigidité supérieure à la rigidité des longerons inférieurs 7. A cet effet ils sont réalisés, par exemple en acier, ont une section largement supérieure à celle des longerons 7, et des caractéristiques I/v supérieures aux carac téristiques I/v des longerons inférieurs 7. Ces caractéristiques r bien connues en mécanique, ont été explicitées ci-dessus. A titre d'exemple numérique, le quotient I/v des longerons 6 peut être de 1, 8 104r tandis que la caractéristique correspondante des longerons inférieurs 7 peut être de 1r 1 104 environ. Chaque longeron supérieur 6 a son extrémité arrière liée rigidement et de manière non démontable à l'habitacle 8, par l'intermédiaire de la traverse supérieure 11 sur laquelle elle s'appuie et à laquelle elle est fixée, -par exemple par soudure par points. Chaque extrémité supérieure est largement évasée de part et d'autre de l'axe du longeron 6, de manière à constituer deux ailes latérales 13, 14 et des rabats supérieur 6a et inférieur 6b, appliqués sur la traverse 11. Chaque aile intérieure 14 s'étend sur une longueur appropriée, et chaque aile extérieure 13 est incurvée pour -épouser l'arrondi latéral de l'habitacle 8. L'agencement de la liaison de l'extrémité supérieure des longerons supérieurs 6 à l'habitacle favorise le mouvement de rotation relatif des deux parties. Par ailleurs, dans la zone centrale de chaque extrémité supérieure des longerons 6, est agencé un évidement longitudinal 15. Cet évidement peut être délimité par exemple par deux profilés intérieurs 16, identiques et disposés symétriquement l'un à l'autre à l'intérieur de chaque longeron 6, aux parois duquel ils sont soudés. Les extrémités avant des deux longerons supérieur 6 et inférieur 7 associés sont assemblées de manière rigide et démontable. Dans le mode de réalisation représenté r la liaison entre ces extrémités avant comprend deux plots 17 et une vis 18. Chaque longeron inférieur 7 comporte une partie avant latérale 7a, élargie de manière à épouser les arrondis terminaux de la traverse 12 et du pare-choc 13. La traverse 12 est fixée aux longerons 7 de manière appropriée, par exemple par soudure par points. En variante, un seul plot 17 peut être prévu. Les extrémités arrière 7b des longerons inférieurs 7 viennent abouter contre une traverse inférieure 22, à laquelle elles sont fixées, par exemple au moyen d'un système vis-écrou. La traverse inférieure 22, qui forme avec la traverse supérieure 11 le tablier de la structure avant, est assemblée à l'habitacle 8r par exemple par soudure. La traverse inférieure 22 s'appuie de plus sur une pièce 23 liée au châssis du véhicule. Les effets techniques de la structure avant 1 qui vient d'être décrite sont les suivants, en cas de choc frontal du véhicule 2 contre un obstacle 10 (figures 9 à 11). Le choc se produisant sur le pare-choc 13 (flèche F), est d'abord encaissé par les longerons supérieurs 6 sans déformation de ceux-ci, grâce à leur rigidité supérieure à celle des longerons 7, et sans que leurs extrémités n'enfoncent la traverse supérieure il et l'habitacle 8. Ce résultat est assuré par la grande surface d'appui sur la traverse 11 et donc sur l'habitacle 8, offerte par les ailes latérales 13 14 et les rabats 6a,6b. L'évidement 15 permet de dévier l'effort de part et d'autre vers les ailes 13,14 et les rabats 6a,6b. En revancher les longerons inférieurs 7 se plissent et fléchissent par suite de leur moindre rigidité (figure 8), ce qui entraîne un mouvement de rotation de l'avant du véhicule autour d'un axe transversal passant par la traverse transverale 12 (flèche R, figure 8). Le plissement des longerons inférieurs 7 et le basculement des longerons supérieurs 6 entraîne vers le bas le bloc moteur 5, et simultanément provoque un basculement de l'habitacle 8 vers le haut (flèche K, figure 11). On remarque que le bloc moteur 5 vient, au terme de sa trajectoire vers le bas, en contact avec la traverse inférieure 22, qui encaisse le choc en contribuant à relever l'habitacle 8. Les occupants tels que le conducteur 20 du véhicule, sont ainsi entrainés vers le haut. Ils ne risquent donc pas d'être blessés par le bloc moteur 5. Par ailleurs r le fait que. les moyens de liaison- entre chaque paire de longerons 6 et 7 aux extrémités avant, comportent au moins un plot 17, présente l'avantage d'empêcher en cas de choc avant, que les deux longerons 6, 7 pivotent l'un par rapport à l'autre dans des plans différents. L'invention n' est pas limitée à la forme de réalisation décrite et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi il est évident que l'ouverture du V formé par chaque paire de longerons 6 et 7 peut largement varier, et que tous moyens équivalents à ceux décrits peuvent être mis en oeuvre pour fixer les longerons supérieurs 6 de manière rigide et non démontable à la traverse supérieure 11, et de manière rigide et démontable aux longerons inférieurs 7. De même la surface d'appui des longerons 6 sur la traverse supérieure 11 peut largement varier. REVENDICATIONS 1 - Structure avant de véhicule automobile (2), caractérisée en ce qu'elle comprend des longerons supérieurs (6) et inférieurs (7) reliés par des traverses supérieure et inférieures (loir 12, 22) et adaptés pour supporter un bloc motopropulseur (5), en ce que chaque longeron supérieur (6) forme avec chaque longeron inférieur (7) un profil en V dont le sommet est à l'avant du véhicule, et les longerons supérieurs ont une rigidité supérieure à la rigidité des longerons inférieurs. 2 - Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les longerons supérieurs (6) ont des caractéristiques I/v supérieures, aux caractéristiques I/v des longerons inférieurs (7), I/v étant le quotient du moment d'inertie axial (I) par rapport à un axe passant par le centre de gravité, par la distance (v) de cet axe d'inertie à la fibre dont on étudie la contrainte normale lors de la flexion élastique plane simple. 3 - Structure selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque longeron supérieur (6) a son extrémité arrière liée rigidement et de manière non démontable à l'habitacle (8) du véhicule, et cette extrémité est évasée de manière à présenter, sur la traverse supérieure(11), une surface d'appui supérieure à la section du longeron supérieur, cette extrémité présentant ainsi par exemple des ailes latérales (13, 14) et des rabats supérieur (6a) et inférieur (6b) fixés à la traverse supérieure (11). 4 - Structure selon la revendication 3, caractérisée en ce que qu'un évidement longitudinal (16) est agencé dans la zone centrale de l'extrémité afin de répartir l'effort de chaque côté de cet évidement en cas de choc frontal du véhicule (2) contre un obstacle (10). 5 - Structure selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les extrémités arrière des longerons supérieurs (6) sont soudées à la traverse supérieure (11), elle-même fixée à l'habitacle (8) du véhicule (2). 6 - Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque longeron inférieur (7) est fixé par son extrémité avant au longeron supérieur (6) de manière rigide et démontable. 7 - Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que la liaison entre les extrémités avant de deux longerons supérieurs (6) et inférieurs (7) comprend au moins un plot de centrage (17), et de préférence deux, et une vis (18) d'assemblage. 8 - Structure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le sommet des V formés par les deux paires de longerons (6, 7) est positionné sensiblement au niveau de l'emplacement du pare-choc avant (13), les longerons supérieurs (6) étant inclinés vers l'avant tandis que les longerons inférieurs sont sensiblement horizontaux. 9 - Structure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les extrémités arrière des longerons inférieurs (7) sont assemblées à une traverse inférieure (22) d'appui, contre laquelle lesdits longerons viennent en aboutement.