Brevet FR2771355A1 — publié le 19990528

-1 La présente invention concerne un ensemble for- mant pare-chocs de véhicule et un véhicule qui comporte un tel ensemble. La présente invention concerne principa- lement les véhicules à moteur du type automobile o l'en- semble formant pare-chocs est agencé aux extrémités du véhicule ou est prévu pour y être agencé. Les ensembles formant pare-chocs sont principa- lement prévus pour éviter une détérioration de la carros- serie du véhicule du fait d'un impact et, pour cela, constituent en général les parties avant et arrière du véhicule. Les ensembles formant pare-chocs évitent des détériorations de la carrosserie du véhicule lors d'un impact en absorbant au moins une partie de l'énergie d'impact et en réduisant ainsi les forces potentiellement dommageables appliquées à la carrosserie du véhicule, et finalement aux occupants du véhicule, par un impact. De plus, dans le cas d'une collision entre un véhicule et un piéton, la probabilité de blessure d'un piéton et la sévérité de celle-ci peuvent être réduites en augmentant la quantité d'énergie d'impact qui est ab- sorbée par l'ensemble formant pare-chocs. Un ensemble connu formant pare-chocs absorbant l'énergie, est une enveloppe de pare-chocs creuse, cons- tituée d'une matière plastique, remplie d'une matière plastique en mousse expansée. Cependant, les ensembles formant pare-chocs de ce type sont coûteux. C'est un but de la présente invention de four- nir un ensemble formant pare-chocs de véhicule relative- ment bon marché ayant une capacité accrue à absorber l'énergie d'impact, et un véhicule qui comporte un tel ensemble. Selon la présente invention, il est créé un en- semble formant pare-chocs de véhicule, comportant une face d'impact et un élément de support situé derrière la face d'impact et séparé de celle-ci par plusieurs élé- ments d'absorption d'énergie comportant chacun un premier tronçon ayant la forme d'un pyramide et un second tronçon ayant la forme d'un tube à section transversale polygo- nale ayant ses faces parallèles à un axe de symétrie du premier tronçon, chaque face du second tronçon étant re- liée à une face respective du premier tronçon. La présente invention crée aussi un véhicule qui comporte un ensemble formant pare-chocs tel que spé- cifié ci-dessus. Un ensemble formant pare-chocs selon la pré- sente invention peut absorber de grandes quantités d'énergie d'impact par déformation des éléments d'absorp- tion d'énergie et peut être fabriqué de manière peu coû- teuse et facile, par exemple par moulage par injection. De préférence, le premier tronçon est une pyra- mide tronquée. De préférence, le premier tronçon est une pyra- mide de base carrée et le second tronçon a une section transversale carrée. De préférence, les éléments d'absorption d'énergie sont agencés selon un réseau en mosaique à deux dimensions pour maximaliser la quantité d'énergie d'im- pact absorbée par unité de volume de l'ensemble. De préférence, chaque premier tronçon est tron- qué par une face d'extrémité ayant un trou circulaire traversant, le trou étant coaxial à l'axe de symétrie dudit premier tronçon. Ceci permet au premier tronçon de s'écraser, de manière stable et prévisible, progressive- ment sur lui-même. De préférence, des nervures de renforcement sont agencées le long des liaisons entre les faces adja- centes de chaque premier tronçon. La résistance à la dé- formation des éléments d'absorption d'énergie peut être commandée en faisant varier la largeur et l'épaisseur des nervures de renforcement. De préférence, les éléments d'absorption d'énergie forment une structure unitaire, des éléments d'absorption d'énergie adjacents ayant des seconds tron- çons partageant des faces communes. Ceci stabilise la dé- formation des éléments d'absorption d'énergie du fait que le partage des faces du second tronçon aide à maintenir équilibrées les charges exercées sur les faces et donc à réduire la tendance des faces à flamber. De plus, une telle structure unitaire peut facilement être formée par moulage par injection. De préférence, le premier et le second tronçon de chaque élément d'absorption d'énergie sont agencés de telle sorte que lorsque l'élément est écrasé, le premier tronçon se déforme jusqu'à ce qu'il se trouve dans le se- cond tronçon. En résultat, lorsque l'élément est écrasé, le second tronçon, c'est-à-dire la base, est progressive- ment rempli par la matière plastique du premier tronçon, c'est-à- dire la pyramide, puisque le premier tronçon s'écrase progressivement vers l'intérieur et dans le se- cond tronçon. Ceci amène le second tronçon de l'élément d'absorption d'énergie à avoir une densité croissante et une rigidité croissante à l'encontre de l'impact. Des modes de réalisation d'un ensemble formant pare-chocs de véhicule vont maintenant être décrits à ti- tre d'exemple uniquement, en référence aux dessins an- nexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective repré- sentant une partie d'un ensemble formant pare-chocs de véhicule selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe à travers l'ensemble formant pare-chocs de la figure 1, - la figure 3 est une vue arrière d'une couche d'absorption d'énergie utilisée dans l'ensemble formant pare-chocs de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 3, - la figure 5 est une vue arrière d'un seul élément d'absorption d'énergie de la couche d'absorption d'énergie de la figure 3, - la figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne B-B de la figure 5, - les figures 7 à 9 sont des vues en perspec- tive représentant des étapes successives de l'écrasement d'un groupe d'éléments d'absorption d'énergie de la cou- che d'absorption d'énergie de la figure 3. En se reportant à la figure 1, un ensemble 1 formant pare-chocs de véhicule est représenté partielle- ment. Comme on peut le voir dans la coupe de la figure 2, la partie supérieure du pare-chocs est une structure com- posite formée par une face d'impact 2 supportée par un élément de support 3. L'élément de support 3 est formé en un seul bloc avec le reste de l'ensemble 1 formant pare-chocs qui est fixé sur une carrosserie d'automobile (non-représentée). La face d'impact 2 est située au niveau de la partie de l'ensemble 1 formant pare-chocs qui est suscep- tible de heurter en premier un autre objet dans le cas d'un impact et, en particulier au niveau d'un emplacement qui est susceptible d'être la première partie de l'ensem- ble 1 formant pare-chocs à heurter un piéton avec lequel l'ensemble 1 formant pare-chocs du véhicule en mouvement peut entrer en collision. La face d'impact 2 a deux éléments latéraux op- posés 2A et 2B qui sont en appui contre des parties com- plémentaires 3A, 3B de l'élément de support 3. La face d'impact 2 et l'élément de support 3 sont tous deux formés d'une matière plastique élastique et les surfaces d'appui des parties complémentaires 2A, 2B et 3A, 3B sont agencées de telle sorte que la face d'impact 2 soit maintenue en position sur l'élément de support 3 par des forces de friction produites entre les éléments de support 2A, 2B et 3A, 3B. La face d'impact 2 et l'élément de support 3 sont mis en forme pour définir un espace 4 entre eux et une couche d'absorption d'énergie 5 est maintenue dans cet espace 4. La couche d'absorption d'énergie 5 est formée de plusieurs éléments d'absorption d'énergie 6 agencés selon une grille régulière à deux dimensions, comme re- présenté sur la figure 3. Tous les éléments d'absorption d'énergie 6 de la couche d'absorption d'énergie 5 sont formés entièrement d'une matière plastique, par moulage. En se reportant aux figures 4 à 6, chaque élé- ment d'absorption d'énergie est formé par un premier tronçon 6A de pyramide tronquée à base carrée, monté sur un second tronçon respectif 6B formant base comportant quatre parois formant jupe 6C agencées selon une forme carrée et parallèlement à l'axe de symétrie de la pyra- mide tronquée. Chacune des parois de jupe 6C est reliée à une face respective 6D du tronçon 6A de pyramide tron- quée, le long d'une ligne de liaison 6E. Des éléments d'absorption d'énergie adjacents 6 du réseau constituant la couche d'absorption d'énergie 5 se partagent une paroi de jupe commune 6C de sorte que les faces respectives 6D du tronçon 6A de pyramide tron- quée d'éléments d'absorption d'énergie adjacents 6 sont reliées le long de la ligne de liaison 6E. Le tronçon de pyramide tronquée 6A de chaque élément d'absorption d'énergie 6 se termine par une face d'extrémité plane 6F comportant un trou central 6G coaxial à l'axe de symétrie du tronçon 6A de pyramide tronquée. Quatre nervures 6H s'étendent le long des par- ties intérieures des liaisons respectives entre les faces adjacentes 6D de chaque tronçon 6A de pyramide. Les ner- vures 6H s'étendent à travers la face d'extrémité plane 6F vers le trou 6G. Les éléments d'absorption d'énergie 6 situés au niveau des bords du réseau constituant la couche d'ab- sorption d'énergie 5 comportent des saillies 7 qui vien- nent en contact avec l'élément de support 3 pour fixer de manière stable la couche d'absorption d'énergie 5 dans l'espace 4. Comme expliqué ci-dessus, la face d'impact 2 et l'élément de support 3 de l'ensemble 1 formant pare-chocs sont dimensionnés et mis en forme de telle sorte que la face d'impact 2 soit agencée sur les parties en saillie 3A, 3B de l'élément de support pour fournir un agencement avec interférence de sorte que la face d'impact 2 soit maintenue en position par friction avec l'élément de sup- port 3. Dans le cas d'un impact sur la face d'impact 2 entraîné par une collision entre le véhicule et un autre objet, la résistance de friction au déplacement de la face d'impact 2 va être surmontée et la face d'impact 2 va se déplacer en direction de l'élément de support 3, en fermant l'espace 4. Lorsque la face d'impact 2 se déplace en direc- tion de l'élément de support 3, la face d'impact 2 vient en contact avec les faces d'extrémité 6F des éléments d'absorption d'énergie 6. La face d'impact 2 écrase alors progressivement les éléments d'absorption d'énergie con- tre l'élément de support 3. L'écrasement progressif d'un groupe de quatre éléments d'absorption d'énergie 6 est représenté sur les figures 7 à 9, qui représentent les éléments d'absorption d'énergie à des moments successifs lors d'un impact. Comme on peut le voir, les tronçons 6A de pyramide tron- quée des éléments d'absorption d'énergie 6 tendent à s'écraser vers l'intérieur et vers le bas en direction de leurs tronçons de base 6B. Lorsque cet écrasement se réa- lise, la résistance à l'écrasement des éléments d'absorp- tion d'énergie 6 augmente progressivement lorsque les éléments 6 sont supportés par le matériau poussé vers l'intérieur et vers le bas par l'écrasement. Les tronçons de base 6B sont progressivement remplis par la matière plastique des tronçons 6A de pyramide tronquée de sorte que les tronçons de base 6B deviennent progressivement plus denses et plus solides lorsque l'impact se poursuit. Ceci a pour résultat une augmentation progressive de la rigidité des tronçons de base 6B. En définitive, si la collision est suffisamment forte, les éléments d'absorp- tion d'énergie 6 vont être suffisamment écrasés pour que la totalité du tronçon 6A de pyramide tronquée de chaque élément d'absorption d'énergie 6 soit située entièrement à l'intérieur de son tronçon de base 6B. Les tronçons de base 6B sont alors pratiquement entièrement remplis par les tronçons 6A de pyramide tronquée écrasés. Si l'impact se poursuit, la résistance à l'écrasement et la rigidité de la couche d'absorption d'énergie 5 vont augmenter jus- qu'à un niveau maximum approximativement égal à la résis- tance fournie par un bloc plein constitué de la matière plastique à partir de laquelle la couche d'absorption d'énergie 5 est formée. Dans l'exemple représenté, la séparation entre la face d'impact 2 et l'élément de support 3, dans l'es- pace 4 destiné à contenir la couche d'absorption d'éner- gie 5 est égale à la hauteur des parties de base 6B des éléments d'absorption d'énergie 6 de sorte que lorsque les tronçons 6A de pyramide tronquée des éléments d'ab- sorption d'énergie 6 sont entièrement contenus dans leurs tronçons de base 6B, un mouvement supplémentaire de la face d'impact 2 par rapport à l'élément de support 3 est empêché par le fait que la face d'impact 2 vient en con- tact de support avec les saillies 3A et 3B de l'élément de support 3 de sorte qu'un écrasement supplémentaire des éléments d'absorption d'énergie 6 ne se réalise pas. Les saillies 3A et 3B de l'élément de support 3 peuvent être agencées pour ne pas venir en contact avec la face d'im- pact 2 de sorte qu'un écrasement supplémentaire des élé- ments d'absorption d'énergie 6 puisse survenir. Cepen- dant, ceci augmenterait la profondeur de l'ensemble 1 formant pare-chocs de véhicule. L'élément de base 6B de chaque élément d'ab- sorption d'énergie 6 fournit un espace dans lequel le tronçon 6A de pyramide tronquée de l'élément d'absorption de base 6 peut s'écraser lorsque l'élément d'absorption d'énergie 6 est écrasé. Par conséquent, la déformation progressive des tronçons 6A de pyramide tronquée des élé- ments d'absorption d'énergie 6 est plus prévisible et plus stable que cela serait le cas autrement. En résul- tat, la résistance au déplacement de la face d'impact 2 produite par la couche d'absorption d'énergie 5 et la quantité totale d'énergie d'impact absorbée par la couche d'absorption d'énergie 5 peuvent être prévues de manière plus précise et reproductible. L'existence de trous 6G dans les faces d'extré- mité 6F des tronçons 6A de pyramide tronquée permet aux tronçons 6A de pyramide tronquée de s'écraser de manière stable et pouvant être prévue vers l'intérieur et vers le bas. Les forces de résistance au déplacement de la face d'impact 2 et les changements de ces forces de ré- sistance avec le déplacement de la face d'impact 2 et la quantité totale d'énergie absorbée par chaque élément d'absorption d'énergie 6 peuvent être commandés en choi- sissant des matériaux appropriés et des épaisseurs de pa- roi appropriées pour les éléments 6 et en choisissant une épaisseur appropriée et un profil en largeur approprié pour les nervures 6H. Dans l'exemple représenté, les nervures 6H ont une épaisseur continue et une largeur continue sur toute leur longueur. Si on le désire, l'épaisseur et la largeur des nervures 6H peuvent être modifiées sur leur longueur pour ajuster les forces de résistance produites par cha- que élément d'absorption d'énergie 6. Dans le mode de réalisation représenté, les épaisseurs de toutes les faces de l'élément d'absorption d'énergie 6 sont les mêmes et l'épaisseur de chaque face est constante. Ceci est commode et simplifie la fabrica- tion. Cependant, les épaisseurs des différentes faces de l'élément d'absorption d'énergie 6 peuvent être différen- tes et l'épaisseur des faces individuelles de l'élément d'absorption d'énergie 6 peut varier, d'un emplacement à un autre emplacement, afin de modifier les forces de ré- sistance produites par chaque élément 6 ou, si ceci est plus commode, pour utiliser un matériau particulier ou un procédé particulier de fabrication. De préférence, chaque couche d'absorption d'énergie 5 est formée en une seule pièce à partir d'une matière plastique ferme par une seule opération de mou- lage par injection. Cependant, d'autres matériaux et pro- cédés de fabrication peuvent être utilisés. Il est avantageux de former la couche d'absorp- tion d'énergie 5 dans sa totalité sous forme d'une seule pièce. Ceci aide à stabiliser la déformation de l'élément d'absorption d'énergie 6 du fait que le partage des pa- rois individuelles 6E des tronçons de base 6B d'éléments d'absorption d'énergie adjacents 6 aide à maintenir équi- librées les charges sur les parois 6C, en réduisant ainsi la tendance des parois 6C à flamber et déstabiliser les éléments d'absorption d'énergie 6. Dans l'exemple représenté, les éléments d'ab- sorption d'énergie 6 sont situés entre la face d'impact 2 et l'élément de support 3, les tronçons 6A de pyramide tronquée des éléments d'absorption d'énergie 6 étant op- posés à la face d'impact 2. Il serait évidemment aussi efficace d'agencer les éléments d'absorption d'énergie 6, leurs tronçons 6A de pyramide tronquée étant opposés à l'élément de support 3. REVENDICATIONS 1. Ensemble de pare-chocs de véhicule caracté- risé en ce qu'il comporte une face d'impact (2) et un élément de support (3) situé derrière la face d'impact et séparé de celle-ci par plusieurs éléments d'absorption d'énergie (6) comportant chacun un premier tronçon (6A) ayant la forme d'un pyramide et un second tronçon (6B) ayant la forme d'un tube à section transversale polygo- nale ayant des faces parallèles à un axe de symétrie du premier tronçon, chaque face du second tronçon étant re- liée à une face respective du premier tronçon. 2. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier tronçon (6A) a la forme d'une pyramide tronquée. 3. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier tronçon (6A) est une pyramide à base carrée, et le second tronçon (6B) a une section transversale carrée. 4. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que les plusieurs éléments d'absorption d'énergie (6) sont agencés selon un réseau en mosaique à deux dimensions. 5. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que chaque premier tronçon (6A) est tronqué par une face d'extrémité (6F) ayant un trou traversant circulaire (6G), le trou étant coaxial à l'axe de symé- trie dudit premier tronçon. 6. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que des nervures de renforcement (6H) sont agencées le long des liaisons existant entre des faces adjacentes de chaque premier tronçon (6A). 7. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que les plusieurs éléments d'absorption d'énergie (6) forment une structure unitaire. 8. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon la revendication 7, dans lequel des éléments d'absorption d'énergie adjacents ont des seconds tronçons se parta- geant des faces communes. 9. Ensemble de pare-chocs de véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le premier et le second tronçon (6A, 6B) de chaque élément d'absorption d'énergie (6) sont agencés de telle sorte que lorsque l'élément d'absorption d'éner- gie est écrasé entre la face d'impact (2) et l'élément de support (3), le premier tronçon se déforme jusqu'à ce qu'il soit situé dans le second tronçon. 10. Véhicule caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de pare-chocs selon l'une quelconque des re- vendications précédentes.