Brevet FR2698600A1 — publié le 19940603

La présente invention concerne une structure de véhicule automobile de rigidité contrôlée. En Europe, 30% des collisions entre véhicules automobiles concernent des chocs latéraux, ceux-ci représentant la seconde cause de blessures mortelles des occupants d'un véhicule accidenté. Dans les véhicules automobiles classiques, l'énergie d'un choc latéral est absorbée par une zone de la structure du véhicule (portières latérales) ayant une faible résistance en compression dans la direction du choc. Par conséquent, un choc latéral provoque une déformation importante de la structure du véhicule et un écrasement de l'habitacle. De ce fait, les occupants d'un véhicule sont très vulnérables aux chocs latéraux. Pour remédier à cet inconvénient, il a été envisagé de renforcer la partie inférieure ou soubassement de la structure du véhicule. Cependant, l'impact du choc latéral se situe généralement au-dessus du soubassement si bien que le renforcement de ce dernier n'apporte pas une protection suffisante des occupants, ceux-ci étant susceptibles d'être blessés au bassin ou au thorax. Le brevet français n" 2 120 326 décrit une structure de véhicule comportant un habitacle entretoisé par une ossature transversale et rigide, ayant une forme générale en T, fixée au plancher et à des montants latéraux de la structure. Cette ossature s 'étend entre les sièges avant et arrière du véhicule. Ce type d'ossature rigidifie beaucoup l'habitacle et limite considérablement les zones de l'habitacle susceptibles de se déformer par écrasement lors d'un choc latéral. Or, une rigidité excessive de l'habitacle nuit à la protection des occupants du véhicule. En effet, lors d'un choc latéral, l'habitacle rigide n'absorbe qu'une faible partie de l'énergie du choc, la plus grande partie de cette énergie étant transmise aux occupants sous forme d'une accélération brutale. L'invention a pour but de proposer une structure de véhicule automobile délimitant un habitacle susceptible d'absorber une quantité d'énergie élevée lors d'un choc latéral tout en protégeant efficacement les occupants du véhicule. A cet effet, l'invention a pour objet une structure de véhicule automobile comportant une caisse munie d r au moins deux baies latérales de portières, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe de rigidification de l'habitacle dans la direction transversale de celui-ci comportant deux extrémités solidaires respectivement des deux montants arrière des baies de portières en étant disposées au voisinage d'un plan de référence horizontal s'étendant à hauteur des hanches des occupants du véhicule assis entre les deux portières, l'organe de rigidification ayant, dans la direction transversale de l'habitacle, une rigidité contrôlée supérieure à celle du soubassement de la caisse. Suivant d'autres caractéristiques de cette invention: - les extrémités de l'organe de rigidification solidaires des montants arrière sont disposées au-dessus du plan de référence - les parties des montants arrière solidaires de l'organe de rigidification font saillie par rapport aux bords latéraux du soubassement de la caisse - la structure comprend de plus une traverse de rigidification disposée entre les montants avant des portières, au voisinage du tableau de bord du véhicule, les extrémités de la traverse étant montées sur des glissières longitudinales, solidaires de la caisse, de manière à coulisser vers l'avant du véhicule, par iner tie ou sous l'impulsion des occupants assis à l'avant du véhicule, sous l'effet d'un choc frontal du véhicule - chaque portière comporte au moins un élément longitudinal de rigidification s'étendant entre les montants avant et arrière de portières - l'organe de rigidification comporte une traverse sensiblement rectiligne horizontale ayant des extrémités solidaires des deux montants arrière de portières ;; - le véhicule comporte des sièges avant disposés entre les deux portières et des sièges arrière disposés derrière les précédents, la traverse s'étend à travers les assises des sièges arrière, celles-ci étant surélevées par rapport aux assises des sièges avant - l'organe de rigidification a une forme générale en V et comprend deux éléments sensiblement rectilignes formant les branches du V en s'écartant l'un de l'autre vers le haut de la structure, les extrémités libres des éléments étant solidaires des deux montants arrière de portières, le point de jonction des deux éléments étant solidaire du soubassement de la caisse en étant disposé dans le plan longitudinal médian du véhicule, ou bien, l'organe de rigidification a une forme générale triangulaire et comprend une traverse sensiblement rectiligne horizontale formant la base du triangle et deux éléments sensiblement rectilignes formant les deux autres côtés du triangle, les jonctions de la traverse et des éléments rectilignes étant solidaires des montants arrière de portières, la jonction des deux éléments rectilignes étant solidaire du soubassement de la caisse en étant disposée dans le plan longitudinal médian du véhicule - l'organe de rigidification comprend des éléments sensiblement rectilignes à caissons. Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de côté d'une structure de véhicule selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en perspective de la structure de la figure 1 - la figure 3 est une demi-vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1 - la figure 4 est une vue de détail, en perspective, de la partie cerclée 4 de la figure 2 - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3, les éléments de la structure étant schématisés par des lignes, montrant les déplacements relatifs de ces éléments à la suite d'un choc latéral - les figures 6 et 7 sont des vues similaires à celle de la figure 3 montrant des organes de rigidification selon deux autres modes de réalisation de l'invention. On a représenté sur les figures 1 à 3 une structure de véhicule automobile selon un premier mode de réalisation de l'invention, désignée par la référence générale 10. De façon classique, la structure 10 comporte une caisse métallique 12 délimitant un habitacle 13 muni de deux baies latérales 14,16 destinées à recevoir des portières correspondantes 18, une seule étant représentée sur les figures 1 et 2. Les baies 14,16 sont symétriques l'une de l'autre par rapport au plan longitudinal médian M de la caisse. La caisse 12 est délimitée à sa partie supérieure par un cadre 20 de pavillon, et à sa partie inférieure par un soubassement 22. Chaque baie de portière 14,16 est délimitée, d'une part par un montant avant 24,26 prolongé par un montant de pare-brise 28,30, et d'autre part par un montant arrière 32,34 s'étendant entre le soubassement 22 et le cadre 20 de pavillon. Un élément transversal 36 de rigidification du soubassement 22 s'étend entre les pieds des montants arrière 32,34. Un élément transversal 38 de rigidification du cadre 20 s'étend entre les têtes des montants arrière 32,34. La structure 10 comporte de plus un organe 40 de rigidification de l'habitacle 13 dans la direction transversale de celui-ci. L'organe 40 a, dans la direction transversale de l'habitacle 13, une rigidité contrôlée supérieure à celle du soubassement 22, en particulier supérieure à celle de l'élément transversal 36 du soubassement. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, l'organe 40 selon le premier mode de réalisation de l'invention comporte une traverse 42 rectiligne, de préférence à caissons, fixée par ses extrémités aux deux montants arrière 32,34 au moyen de ferrures 43. La traverse 42 sera appelée par la suite traverse centrale. Sur la figure 3, on voit que les parties des montants arrière 32,34, reliées à l'organe de rigidification 40, font saillie par rapport au bords latéraux du soubassement 22. Ces parties forment une zone d'impact probable lors d'un choc latéral. La traverse centrale 42 est disposée dans un plan horizontal P au voisinage d'un plan horizontal de référence R s'étendant à hauteur des hanches des occupants du véhicule assis entre les deux portières 18 sur des sièges avant 44. Le plan de référence R est déterminé d'après la norme internationale FMVSS n" 214 définissant la hauteur minimale par rapport au sol de l'articulation de la hanche d'un occupant assis dans l'habitacle d'un véhicule. De préférence, la traverse centrale 42 est disposée au-dessus du plan de référence R. Sur la figure 1, on a également représenté des sièges arrière 45 comportant des assises 45A surélevées par rapport aux assises 44A des sièges avant. De préférence, la traverse centrale 42 s'étend à travers les assises 45A des sièges arrière de manière à être cachée. Dans ce cas, les ferrures 43 peuvent être utilisées comme moyen de fixation pour les assises 45A des sièges arrière. Sur les figures 1 et 2, on voit que la structure 10 comporte, à l'avant de l'habitacle 13, une traverse 46, de préférence à caissons, disposée entre les montants avant 24,26, au voisinage d'un tablier 48 et du tableau de bord (non représenté) du véhicule. Cette traverse 46 est destinée à rigidifier l'habitacle 13 dans sa direction transversale et sera appelée par la suite traverse de tableau de bord. Comme on peut le voir sur la figure 4, les extrémités de la traverse 46 de tableau de bord sont montées dans des glissières longitudinales 50 solidaires de la caisse 12. Chaque extrémité de la traverse 46 comporte des pattes 52 destinées à coopérer avec des ailes recourbées 54 de la glissière 50 correspondante. La traverse 46 de tableau de bord est immobilisée dans les glissières 50 au moyen de pions 56 fragiles logés dans des trous alignés des pattes 52 et des ailes 54. Les pions 56 sont adaptés pour se briser sous l'effet d'une force d'inertie consécutive au choc frontal du véhicule. Dans ce cas, la force d'inertie de la traverse 46 a pour effet de déplacer celle-ci vers l'avant du véhicule (flèche I) à l'opposé des occupants assis dans l'habitacle 13. On évite ainsi l'écrasement de la traverse 46 contre les occupants. L'impulsion des occupants assis à l'avant du véhicule peut également provoquer le déplacement de la traverse 46 vers l'avant du véhicule. Des butées 58 sont disposées aux extrémités des glissières 50 les plus proches de l'habitacle 13 de manière à s'opposer au déplacement de la traverse 46 vers l'intérieur de l'habitacle 13. En se référant à nouveau aux figures 1 et 2, on voit que chaque portière 18 du véhicule comporte un élément longitudinal 60 de rigidification s'étendant entre les montants avant 24,26 et arrière 32,34 de portières. Les éléments longitudinaux 60 sont constitués par exemple par des profilés métalliques. Au cours d'un choc latéral, l'impact se situe de la façon la plus probable au voisinage du plan de référence R et du plan P contenant la traverse centrale 42. En général, l'impact se situe sous cette traverse 42. On décrira maintenant les déformations de la structure 10 susceptibles de se produire lorsque celle-ci est soumise à un choc latéral, en regard de la figure 5. L'effort dû au choc, appliqué transversalement sur la structure 10, est représenté par la flèche F sur la figure 5. Sous l'effet du choc latéral, l'extrémité proche de l'impact de la traverse centrale 42 a tendance à se déplacer vers l'habitacle 13, suivant la direction de l'effort F, par déformation de la traverse 42. La rigidité du soubassement 22 étant inférieure à celle de la traverse centrale 42, dans la direction de l'effort F, la partie inférieure de la caisse 12 disposée sous la traverse centrale 42, a tendance à se déformer vers l'intérieur de l'habitacle 13 et ainsi à absorber une partie de l'énergie du choc sans blesser les occupants du véhicule. L'extrémité proche de l'impact de la traverse centrale 42 forme un point d'appui A pour le montant arrière 34 sur lequel elle est fixée, ce montant 34 se comportant comme un levier. Au cours du choc, la partie supérieure du montant 34, disposée au-dessus de la traverse 42, a tendance à pivoter, autour du point A, vers l'extérieur de l'habitacle 13, et la partie inférieure du montant arrière 34, disposée sous la traverse 42, a tendance à pivoter, autour du point A, vers l'intérieur de l'habitacle 13. Sur la figure 5, on a représenté en traits mixtes la position approximative des éléments de la structure 10 après un choc latéral. Lors d'un choc latéral, la traverse 46 de tableau de bord a tendance à s' opposer à l'écrasement de la structure vers l'intérieur de l'habitacle 13. De plus, les éléments longitudinaux 60 de rigidification des portières ont tendance à s'opposer à l'affaissement des montants de portières dans les baies latérales 14,16. On a représenté sur la figure 6 un organe de rigidification 40A selon un autre mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, l'organe de rigidification 40A a une forme générale en V et comporte deux éléments rectilignes 62,64 formant les branches du V en s'écartant l'un de l'autre vers le haut de la structure 10. Les extrémités libres de ces éléments 62,64 sont fixées aux montants arrière 32,34 des portières en étant disposées au voisinage, de préférence au-dessus, du plan de référence R. Le point de jonction des deux éléments 62,64 est fixé au soubassement 22 en étant disposé dans le plan longitudinal médian M du véhicule. Ce point de jonction forme un appui s'opposant à la déformation du soubasse ment 22 vers l'intérieur de l'habitacle, lors d'un choc latéral. Sur la figure 7, on a représenté un organe de rigidification 40B selon encore un autre mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, l'organe de rigidification 40B a une forme générale triangulaire et comprend une traverse rectiligne 66 horizontale, formant la base du triangle, et deux éléments rectilignes 68,70 formant les deux autres côtés du triangle. Les éléments 66 à 70 de l'organe de rigidification 40B sont fixés sur la structure 10 du véhicule de façon analogue au premier et au second mode de réalisation de l'invention, les jonctions de la traverse 66 et des éléments rectilignes 68,70 étant fixées sur les montants arrière 32,34 et la jonction des deux éléments rectilignes 68,70 étant fixée sur le soubassement. De préférence, les éléments rectilignes de l'organe de rigidification sont du type à caissons. L'invention comporte de nombreux avantages. L'organe de rigidification fixé aux montants arrière de portières forme avec le soubassement de la caisse un cadre de rigidité contrôlée absorbant une partie importante de l'énergie, lors d'un choc latéral. L'organe de rigidification ayant une rigidité supérieure à celle du soubassement, la partie inférieure de l'habitacle a tendance à s'écraser, lors d'un choc latéral, sans risque important de blessures des occupants. L'effet de levier des montants prenant appui sur les extrémités de l'organe de rigidification permet de favoriser l'écrasement de la partie inférieure de l'habitacle et la dilatation de la partie supérieure de cet habitacle. REVENDICATIONS 1. Structure de véhicule automobile comportant une caisse munie d'au moins deux baies latérales (14,16) de portières, caractérisée en ce qu'elle comprend un organe (40;40A;40B) de rigidification de l'habitacle (13) dans la direction transversale de celui-ci comportant deux extrémités solidaires respectivement des deux montants arrière (32,34) des baies (14,16) de portières en étant disposées au voisinage d'un plan de référence (R) horizontal s'étendant à hauteur des hanches des occupants du véhicule assis entre les deux portières (18), l'organe de rigidification (40;40A;40B) ayant, dans la direction transversale de l'habitacle (13), une rigidité contrôlée supérieure à celle du soubassement (22) de la caisse. 2. Structure de véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les extrémités de l'organe de rigidification (40;40A;40B) solidaires des montants arrière (32,34) sont disposées au-dessus du plan de référence (R). 3. Structure de véhicule automobile selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les parties des montants arrière (32,34) solidaires de l'organe de rigidification (40;40A;40B) font saillie par rapport aux bords latéraux du soubassement (22) de la caisse. 4. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus une traverse de rigidification (46) disposée entre les montants avant (24,26) des portières, au voisinage du tableau de bord du véhicule, les extrémités de la traverse (46) étant montées sur des glissières (50) longitudinales, solidaires de la caisse, de manière à coulisser vers l'avant du véhicule, par inertie ou sous l'impulsion des occupants assis à l'avant du véhicule, sous l'effet d'un choc frontal du véhicule. 5. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque portière (18) comporte au moins un élément longitudinal de rigidification (60) s'étendant entre les montants avant et arrière (24,26,32,34) de portières. 6. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe de rigidification (40) comporte une traverse (42) sensiblement rectiligne horizontale ayant des extrémités solidaires des deux montants arrière (32,34) de portières. 7. Structure de véhicule automobile selon la revendication 6, le véhicule comportant des sièges avant (44) disposés entre les deux portières (18) et des sièges arrière (45) disposés derrière les précédents, caractérisée en ce que la traverse (42) s'étend à travers les assises (45A) des sièges arrière, celles-ci étant surélevées par rapport aux assises (44) des sièges avant. 8. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe de rigidification (40A) a une forme générale en V et comprend deux éléments sensiblement rectilignes (62,64) formant les branches du V en s'écartant l'un de l'autre vers le haut de la structure, les extrémités libres des éléments (62,64) étant solidaires des deux montants arrière (32,34) de portières, le point de jonction des deux éléments (62,64) étant solidaire du soubassement (22) de la caisse en étant disposé dans le plan longitudinal médian (M) du véhicule. 9. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'organe de rigidification (40B) a une forme générale triangulaire et comprend une traverse (66) sensiblement rectiligne horizontale formant la base du triangle et deux éléments sensiblement rectilignes formant les deux autres côtés du triangle, les jonctions de la traverse (66) et des éléments rectilignes (68,70) étant solidaires des montants arrière (32,34) de portières, la jonction des deux éléments rectilignes (68,70) étant solidaire du soubassement (22) de la caisse en étant disposée dans le plan longitudinal médian (M) du véhicule. 10. Structure de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'organe de rigidification (40;40A;40B) comprend des éléments sensiblement rectilignes (42;62,64;66-70) à caissons.