Brevet FR2702432A1 — publié le 19940916

La présente invention a pour objet une poutre d'absorption de chocs, notamment pour véhicules automobiles. Les véhicules automobiles subissent fréquemment des chocs plus ou moins violents qui peuvent être la cause de blessures pour les occupants et même entraîner la mort de ces occupants. Les chocs se produisent le plus souvent, soit à l'avant ou à l'arrière du véhicule, soit latéralement, c'est-à-dire au niveau des portières. Pour absorber ces chocs, on utilise généralement des éléments de protection disposés à l'avant ou à l'arrière et dans les portières du véhicule. Dans le cas de chocs à l'avant ou à l'arrière du véhicule, les éléments de protection sont formés par des boucliers constitués d'une lame de protection en acier, en aluminium ou en matière synthétique, solidaire au plancher du véhicule par l'intermédiaire de contrelames. Mais ce type de montage est complexe car il nécessite un grand nombre de fixations. Les constructeurs utilisent également, comme organes de liaison entre le bouclier et les longerons du véhicule, des vérins qui présentent l'inconvénient d'être onéreux et d'un poids élevé. Les constructeurs utilisent aussi de la mousse intégrée dans le bouclier. Mais, cette mousse ne possède pas une capacité d'absorption suffisante en cas de chocs violents. Dans le cas de chocs latéraux, les éléments de protection sont généralement formés par des tubes en acier, de section circulaire ou rectangulaire, ou des pièces en acier profilées ou embouties soudées dans le caisson des portière. Ce type d'éléments de protection a pour inconvénient d'être lourd, 3 à 4 kg par élément, et de ne présenter aucune capacité d'amortissement. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients et se propose de fournir une poutre d'absorption de chocs qui présente une grande rigidité et une grande capacité d'amortissement, tout en étant d'un poids réduit et facilement intégrable dans la carrosserie du véhicule. L'invention a donc pour objet une poutre d'absorption de chocs, notamment pour véhicules automobiles, caractérisée en ce qu'elle comporte une âme en matière thermoplastique formée par une structure alvéolaire, déterminant une succession d'alvéoles parallèles et de cloisons et au moins une peau en matière thermoplastique disposée sur l'une des faces longitudinales de la structure alvéolaire, perpendiculaire à l'axe des alvéoles et solidaire des cloisons de ladite structure alvéolaire. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la poutre d'absorption de chocs comporte au moins une contre-peau disposée sur l'autre face longitudinale de la structure alvéolaire opposée à celle munie de ladite peau et solidaire des cloisons de ladite structure alvéolaire, - la peau forme un logement pour l'âme et s'étend sur la face supérieure et inférieure de ladite âme, en formant au niveau de la face longitudinale de la structure alvéolaire opposée à celle munie de ladite peau, un rebord longitudinal supérieur et inférieur, - la contre-peau est solidaire des cloisons de la structure alvéolaire et des bords longitudinaux de la peau, - la peau et la contre-peau s'étendent sensiblement sur toute la longueur de l'âme, - la peau et la contre-peau sont armées de fibres de renfort continues, - la peau et la contre-peau comportent, sur au moins une de leurs faces, une feuille métallique fixée par exemple par collage, l'épaisseur des cloisons de l'âme est plus importante dans les zones d'absorption de chocs, - la matière thermoplastique est formée par du polypropylène. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemples et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective éclatée, partielle, d'une poutre d'absorption selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective, partielle, d'une poutre d'absorption selon 1 'invention, - la Fig. 3 est une vue en coupe transversale d'une poutre d'absorption, selon une première variante de l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe partielle d'un bouclier de véhicule automobile muni d'une poutre d'absorption selon l'invention, - la Fig. 5 est une vue en perspective partielle d'un bouclier muni d'une poutre d'absoption selon une variante de l'invention, - la Fig. 6 est une vue en perspective partielle d'un bouclier muni d'une poutre d'absorption, selon une autre variante de l'invention, - la Fig. 7 est une vue schématique en perspective arrachée d'une portière de véhicule automobile munie d'une poutre d'absorption selon l'invention, - la Fig. 8 est une vue schématique en perspective d'une poutre d'absorption selon l'invention, destinée à être intégrée dans une portiere de véhicule automobile. Sur les Fig. 1 et 2, on a représenté une poutre 1 d'absorption de chocs, selon l'invention, comprenant une âme 2 en matière thermoplastique, comme par exemple en polypropylène, formée par une structure alvéolaire. Cette structure alvéolaire détermine une succession d'alvéoles 2a parallèles, par exemple de section polygonale, et de cloisons 2b. La poutre 1 d'absorption de chocs comprend également une peau 3 en matière thermoplastique, comme par exemple en polypropylène, disposée sur l'une des faces longitudinales, par exemple la face longitudinale 2c, de la structure alvéolaire perpendiculaire à l'axe des alvéoles 2a Cette peau 3 est solidaire des cloisons 2b de la structure alvéolaire et est fixée sur les extrémités desdites cloisons 2bt par exemple par thermosoudage. La poutre d'absorption 1 comporte également au moins une contre-peau 4 en matiere thermoplastique, comme par exemple en polypropylène, disposée sur l'autre face longitudinale 2d de la structure alvéolaire, opposée à celle munie de la peau 3. Cette contre-peau 4 est solidaire des cloisons 2b de la structure alvéolaire et est fixée sur les extrémités desdites cloisons 2bt par exemple par thermosoudage. De préférence, la peau 3 forme un logement pour l'âme 2 et s'étend sur la face supérieure 2e et sur la face inférieure 2f de ladite âme 2 en formant au niveau de la face longitudinale 2d de la structure alvéolaire un rebord longitudinal supérieur a et infé rieur 3b' Dans ce cas, la contre-peau 4 est solidaire des cloisons 2b de la structure alvéolaire et également des bords longitudinaux, respectivement 3 a' 3b de la peau 3. De préférence, la peau 3 et/ou la contre-peau 4 s'étendent sensiblement sur toute la longueur de l'âme 2. La peau 3 et/ou la contre-peau 4 peuvent être chargées en EPDM (méthylène propylène diene mononère) et/ou en talc, et stabilisées aux ultra-violets. Comme représenté à la Fig. 3, pour améliorer la résistance à la flexion de la poutre d'absorption 1, la peau 3 peut éventuellement être armée de fibres de renfort 5, par exemple des fibres de verre ou des fibres de carbone, non orientées ou orientées. Dans ce cas les fibres de renfort 5 sont placées de façon à reprendre au mieux les efforts de flexion. La contre-peau 4 peut également être armée de fibres de renfort continues 6, comme par exemple des fibres de verre ou des fibres de carbone, non orientées ou orientées. Dans ce cas, les fibres de renfort 6 sont placées de façon à reprendre au mieux des efforts de flexion. La peau 3 et/ou la contre-peau 4 peuvent comporter sur au moins une de leurs faces une feuille métallique, non représentée, fixée par exemple par collage ou par coextrusion. Le procédé de fabrication de la poutre d'absorption I est le suivant L'âme est tout d'abord réalisée, soit par découpage dans une plaque de structure alvéolaire extrudée, soit par moulage en forme d'un bloc de structure alvéolaire. Ensuite, la peau 3 préchauffée ou non, l'âme 2 préchauffé ou non et éventuellement la contre-peau 4 préchauffée ou non sont disposées dans un moule. La peau 3 et la contre-peau 4 sont préchauffées à une température comprise entre 180 et 220"C pendant 2 à 4 minutes selon l'épaisseur de cette peau et de cette contre-peau. L'ensemble est maintenu en pression de façon à assurer simultanément la mise en forme de la poutre 1 et le thermosoudage de la peau 3 et/ou de la contre-peau 4 sur les cloisons de la structure alvéolaire de l'âme 2 ainsi que le thermosoudage de la peau 3 et de la contre-peau 4 entre elles. A la suite de cette opération, le moule est ouvert et la poutre d'absorption 1 est éventuellement ébavurée. Ce procédé de fabrication permet de réaliser des poutres d'absorption de forme quelconque. Ainsi, la poutre d'absorption 1 selon l'invention est intégrable dans un bouclier 10 de véhicule automobile, comme représenté aux Fig. 4 à 6. Selon un premier mode de réalisation représenté à la Fig. 5, la poutre d'absorption 1 constituée par l'âme 2, la peau 3 et la contre-peau 4 est fixée sur le bouclier 10 par des moyens classiques, non représentés, comme par exemple des vis. Selon un second mode de réalisation représenté à la Fig. 6, la contre-peau 4 est formée par le bouclier 10 et l'ensemble constitué par l'âme 2 et la peau 3 est fixé sur le bouclier 10 par des moyens classiques, non représentés, comme par exemple des vis. Le bouclier 10 et la poutre d'absorption 1 sont fixés aux longerons 11 du véhicule automobile par des moyens classiques, non représentés, grâce à des inserts 12 rapportés ou surmoulés dans la peau 3 (Fig. 4). Lors d'un choc important, l'énergie peut être dissipe par l'éclatement progressif des cloisons 2b des alvéoles 2a de l'âme 2. Afin d'améliorer cet effet, l'épaisseur des cloisons 2b des alvéoles 2a peut éventuellement être plus importante dans les zones d'absorption de chocs, comme par exemple au droit des appuis sur les logerons 11 du véhicule automobile. La technologie d'extrusion de l'âme 2 de structure alvéolaire permet facilement d'obtenir des épaisseurs de cloison différentes en des zones précises. La poutre d'absorption 1 selon l'invention est également intégrable dans une portière 20 de véhicule automobile, comme représenté aux Fig. 7 et 8. Dans ce cas, la poutre d'absorption 1 est montée dans le caisson de la portière 20 et notamment au droit du panneau extérieur 21 de ladite portière. La poutre d'absorption 1 est fixée dans le caisson de la portière 20 par des moyens de liaison classiques, non représentés, comme par exemple des vis, et comporte à cet effet deux embouts métalliques 22 prévus à chaque extrémité de ladite poutre (Fig. 8). Cette poutre d'absorption 1 peut également être encastrée dans le caisson de la portière 20. La poutre d'absorption 1 est intégrée dans la portière 20 au montage final pour éviter le passage aux températures de cataphorèse et de peinture de cette poutre en matière thermoplastique. La poutre d'absorption 1 selon l'invention présente l'avantage d'être conçue en une seule matière, ce qui permet un recyclage facile. Elle offre également l'avantage d'être d'un poids réduit grâce à l'utilisation d'une âme de structure alvéolaire et de présenter une rigidité importante grâce à la peau et à la contre-peau qui jouent le rôle de raidisseurs et qui sont thermosoudées sur les cloisons de l'âme et entre elles. De plus, la poutre selon l'invention réalise la fonction d'absorbeur d'énergie lors d'un choc, grâce à l'utilisation d'une âme de structure alvéolaire. En effet, lors d'un choc, l'énergie est partiellement dissipée par l'éclatement progressif des cloisons des alvéoles de ladite âme. REVENDICATIONS 1. Poutre d'absorption de chocs, notamment pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte une âme (2) en matière thermoplastique formée par une structure alvéolaire déterminant une succession d'alvéoles (2a) parallèles et de cloisons (2b) et au moins une peau (3) en matière thermoplastique disposée sur l'une des faces longitudinales (2C) de la structure alvéolaire perpendiculaire à l'axe des alvéoles (2a) et solidaire des cloisons (2b) de ladite structure alvéolaire. 2. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une contre-peau (4) en matière thermoplastique disposée sur l'autre face longitudinale (2d) de la structure alvéolaire opposée à celle munie de ladite peau (3) et solidaire des cloisons (2b) de ladite structure alvéolaire. 3. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que la peau (3) forme un logement pour l'âme (2) et s'étend sur la face supérieure (2e) et inférieure (2,) de ladite âme (2) en formant au niveau de la face longitudinale (2d) de la structure alvéolaire opposée à celle munie de ladite peau (3), un rebord longitudinal supérieur (3,) et inférieur (3b). 4. Poutre selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la contre-peau (4) est solidaire des cloisons (2b) de la structure alvéolaire et des bords longitudinaux (3b)3b ) de la peau (3). 5. Poutre selon les revendications 1 et 3, caractérisée en ce que la peau (3) s'étend sensiblement sur toute la longueur de l'âme (2). 6. Poutre selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que la contre-peau (4) s'étend sensiblement sur toute la longueur de l'âme (2). 7. Poutre selon l'une des revendications 1, 3 et 5, caractérisée en ce que la peau (3) est armée de fibres de renfort (5) continues. 8. Poutre selon l'une des revendications 2, 4 et 6, caractérisée en ce que la contre-peau (4) est armée de fibres de renfort (6) continues. 9. Poutre selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les fibres de renfort (5, 6) sont formées par des fibres de verre. 10. Poutre selon les revenrdications 7 et 8, caractérisée en ce que les fibres de renfort (5, 6) sont formées par des fibres de carbone. 11. Poutre selon l'une des revendications 1, 3 et 5, caractérisée en ce que la peau (3) comporte sur au moins l'une de ses faces une feuille métallique fixée par exemple par collage. 12. Poutre selon l'une des revendications 2, 4 et 6, caractérisée en ce que la contre-peau (4) comporte sur au moins l'une de ses faces une feuille métallique fixée par exemple par collage. 13. Poutre selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur des cloisons (2b) de l'âme (2) est plus importante dans les zones d'absorption de chocs. 14. Poutre selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la matière thermoplastique est formée par du polypropylène. 15. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (12, 22) de fixation sur la structure du véhicule automobile. 16. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est insérée dans les boucliers (10) du véhicule automobile. 17. Poutre selon les revendications 1 et 16, caractérisée en ce que la contre-peau (4) est formée par le bouclier (10) dans lequel ladite poutre est insérée. 18. Poutre selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce qu'elle est insérée dans les portières (20) du véhicule automobile. 19. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une poutre (1) d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.