Brevet FR2762280A1 — publié le 19981023

L'invention concerne une structure d'avantcorps pour une voiture de tourisme, comprenant un dispositif de traverse supérieure et un dispositif de traverse inférieure, qui sont reliés à une structure de carrosserie portante. Une telle structure d'avant-corps est généralement connue par les voitures de tourisme de la marque Mercedes-Benz. Elle comprend une traverse supérieure s étendant au-dessus d'un module de radiateur, ainsi qu'une traverse inférieure, s'étendant au-dessous du module de radiateur, la traverse inférieure étant reliée aux longerons inférieurs de la structure d'avant-corps et la traverse supérieure étant reliée aux longerons supérieurs de la structure d'avant-corps. Le but de l'invention est de créer une structure d'avant-corps, du type mentionné au début, qui autorise, également dans le cas d'un avant-corps extrêmement court - par rapport à l'essieu avant de la voiture -, sans la présence d'une zone déformable classique, une réduction suffisante de contraintes dues à des collisions frontales. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que les dispositifs de traverses supérieure et inférieure sont reliés ensemble, de manière à permettre la transmission d'efforts entre eux, par au moins deux tirants mutuellement espacés dans la direction transversale du véhicule, et sont fixés amovibles à la structure de carrosserie portante, le dispositif de traverse inférieure étant relié à la structure de carrosserie portante par au moins deux éléments de fixation espacés l'un de l'autre et à effet d'absorption d'énergie. La solution proposée par l'invention procure une liaison entre les dispositifs de traverses superieure et inférieure, par laquelle les différents plans d'impact, formés par les dispositifs de traverses, sont amenés à fournir simultanément du travail de déformation lors d'une collision. I1 est ainsi possible d'obtenir une telle dégradation d'énergie dans la structure d'avantcorps, jusqu'à des contraintes déterminées dues à une collision, que la partie restante de la structure de carrosserie portante est seulement sollicitée par des forces élastiques. I1 est avantageux que la structure d'avantcorps soit conçue de manière qu'une collision dite légère, produite à une vitesse de tout au plus 15 km/h, occasionne seulement une déformation des deux dispositifs de traverses, sans déformation plastique de la partie qui s'y raccorde de la structure de carrosserie portante. La fixation amovible à la fois du dispositif de traverse supérieure et du dispositif de traverse inférieure à la structure de carrosserie portante représente un avantage supplémentaire. Selon un développement de l'invention, au moins le dispositif de traverse inférieure comprend un profilé de traverse dont la face avant, dirigée vers l'avant dans le sens de marche, est conformée pour s'étendre parallèlement au contour extérieur d'un revêtement extérieur de la structure d'avant-corps. Grâce à l'adaptation du profilé formant traverse au revêtement extérieur de la carrosserie, déjà de faibles sollicitations d'impact du revêtement extérieur sont immédiatement encaissées par le dispositif de traverse inférieure. I1 est avantageux que le profil formant traverse inférieure soit fait d'un métal léger, en particulier d'aluminium et que, par contre, le dispositif de traverse supérieure soit fait d'acier. I1 est cependant possible aussi d'utiliser d'autres matériaux, comme par exemple de la matière plastique en particulier, pour les deux dispositifs de traverses. Le fait que le dispositif de traverse inférieure est relié à la structure de carrosserie portante par au moins deux éléments de fixation mutuellement espacés et à effet d'absorption d'énergie, représente également un avantage parce que l'absorption d'énergie par la structure d'avant-corps est ainsi améliorée encore plus. Unbautre développement de l'invention prévoit que les éléments de fixation à effet d'absorption d'énergie comprennent chacun un tube compressible axialement par retournement de sa paroi et orienté dans le sens de la longueur du véhicule. Ce tube compressible axialement sert d'élément d'absorption d'énergie et sa construction est particulièrement simple et fonctionnellement sûre. Selon un autre développement de l'invention, un dispositif de réception pour la fixation amovible d'un anneau de remorquage est intégré dans au moins l'un des deux éléments de fixation. L'élément de fixation a ainsi plusieurs fonctions: il sert d'une part à fixer le dispositif de traverse, d'autre part à absorber de l'énergie d'impact et, enfin, à fixer un anneau de remorquage. Selon encore un autre développement de l'invention, le dispositif de réception est réalisé sous la forme d'une douille filetée et fixé dans le tube compressible. On obtient ainsi un mode de réalisation particulièrement simple et fonctionnellement sûr, le type de fixation de la douille filetée dans le tube compressible et/ou la réalisation du filetage permettant d'obtenir une fixation de l'anneau de remorquage dont la capacité de transmission d'efforts est limitée. De cette manière, au cas où l'anneau de remorquage est soumis à des sollicitations de traction susceptibles de provoquer un endommagement de toute la structure de carrosserie portante, l'anneau de remorquage est arraché de la douille filetée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation préférés, mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective de l'avant d'une voiture de tourisme avec un mode de réalisation d'une structure d'avant-corps selon l'invention, structure qui est maintenue extrêmement courte; a 1Xa figure 2 est une perspective de la struc- ture d'avant-corps pour la voiture selon la figure 1; - la figure 3 est une coupe horizontale de la structure d'avant-corps de la voiture selon la figure 1, prise à la hauteur de la fixation d'un anneau de remorquage; et - la figure 4 est une vue éclatée, en perspective, d'un dispositif de traverse inférieure selon une variante par rapport au mode de réalisation selon la figure 2, dispositif qui peut être fixé à une structure de carrosserie portante de la voiture selon la figure 1 par des éléments de fixation ayant un effet d'absorption d'énergie. La voiture de tourisme montrée en partie par la figure 1 est une voiture compacte pourvue d'une structure d'avant-corps 2 réalisée extrêment courte - par rapport à la direction longitudinale du véhicule - et qui dépasse de peu seulement, vers l'avant dans le sens de marche, des roues avant, non référencées. La structure d'avantcorps 2 comprend un plan ou dispositif de traverse supérieure 3 qui est réalisé sous la forme d'un profilé en U avec des prolongements latéraux formant des branches qui s'étendent à peu près horizontalement vers l'arrière dans le sens de la longueur du véhicule. Ces prolongements formant branches sont fixés de façon amovible à des parties de longerons 4 de la structure de carrosserie portante de la voiture 1, la fixation amovible étant réalisée de préférence par des assemblages vissés. La fixation des prolongements formant branches du dispositif de traverse supérieure 3, s'effectue dans des plans verticaux de raccordement orientés dans le sens transversal du véhicule. Le dispositif de traverse supérieure 3 est constituée de préférence par un profilé en acier. Par ses prolongements latéraux, il forme un étrier en U dépassant horizontalement vers l'avant, dans le sens de la longueur du véhicule, et s'étendant sur toute la largeur de la structure de carrosserie portante. Dans un plan à peu près vertical et orienté dans le sens transversal du véhicule, le dispositif de traverse supérieure 3 et le dispositif de traverse inférieure 5 sont reliés entre eux par deux tirants stables 7 capables de transmettre des efforts l'un à l'autre et dont les extrémités sont intégrées dans le dispositif de traverse inférieure 5 et dans le dispositif de traverse supérieure 3. Ceux-ci forment ainsi un assemblage travaillant à la traction. Le dispositif de traverse inférieure 5, prévu à distance au-dessous du dispositif de traverse supérieure 3, peut être fixé par des éléments de fixation 11, 12 décrit s plus en détail ci-après - à deux prolongements de longerons inférieurs 6 qui dépassent vers l'avant, dans le sens de la longueur du véhicule, à peu près jusque sous le dispositif de traverse supérieure 3 en forme d'étrier. Comme on peut le voir en particulier sur les figures 2 et 3, le dispositif de traverse inférieure comprend une traverse en caisson 10, 13 constituée d'une partie 10 formant une paroi avant - par rapport au sens de marche normal de la voiture 1 - et d'une partie 13 formant une paroi arrière. La partie avant 10 est conçue pour recouvrir la partie arrière 13, laquelle est formée par un profilé creux en U. Les deux parties 10, 13 sont réunies à demeure pour former le profilé/traverse représenté. La partie avant 10 présente, à la hauteur de chacun des éléments de fixation 11, une protubérance faisant saillie vers l'avant et prévue pour la mise en place d'un tube 12 compressible axialement par retournement de sa paroi et servant d'élément d'absorption d'énergie. Chaque tube compressible 12 est supporté à complémentarité de formes sur un élément de fixation 11 constitué par une bride en forme de plaque et fait horizontalement saillie vers l'avant dans le sens de la longueur du véhicule. Chaque bride de fixation 11 est reliée par vissage et de façon amovible à la face avant du prolongement de longeron inférieur 6 coordonné de la structure de carrosserie portante. La partie avant 10 du profilé/traverse 10, 11 est donc reliée directement par les tubes compressibles 12 aux prolongements de longerons 6 correspondants. Sur le côté avant de la partie 10 formant la paroi avant de la traverse, on a disposé, sur une certaine longueur dans le sens transversal du véhicule, entre les deux protubérances, une pièce moulée 9 en mousse ayant des propriétés d'absorption d'énergie. La face avant de cette pièce est adaptée exactement au contour du revêtement extérieur A de la carrosserie. Dans chaque protubérance de la partie avant 10 du profilé/traverse, on a prévu en plus un ajour à travers duquel un anneau de remorquage 15 peut être vissé dans dans une douille filetée 14, elle-même fixée dans l'extrémité avant du tube compressible 12. Une ouverture correspondante est prévue aussi dans le revêtement extérieur A, à travers de laquelle l'anneau de remorquage 15 peut être vissé dans la douille 14 ou être dévissé de celle-ci. Le niveau des efforts encaissables par les tubes 12 et le niveau des efforts encaissables par la traverse à double paroi 10, 13 sont accordés l'un à l'autre. Lors d'une collision du véhicule, la transformation de l'énergie d'impact en travail de déformation s'effectue tout d'abord par compression de la pièce moulée à effet d'absorption d'énergie et, ensuite, par un écrasement de section de la traverse à double paroi 10, 13, en acier, ainsi que la déformation simultanée des tubes 12. Le dispositif de traverse inférieure selon la figure 4 correspond, quant à sa structure fondamentale, au dispositif de traverse décrit précédemment puisque, dans ce cas aussi, un profilé/traverse 10a peut être relié par des tubes compressibles 12 à effet d'absorption d'énergie à des brides de fixation 11 pouvant elles-mêmes être fixées aux faces avant des prolongements de longerons inférieurs 6 coordonnés. Le profilé/traverse 10a est cependant à simple paroi et constitué par un profilé en U ouvert à l'arrière. Le fond de ce profilé, dirigé vers l'avant dans le sens de la longueur du véhicule, possède une forme courbe adaptée exactement au contour du revêtement extérieur A de la voiture associée. Le profilé/traverse 10a est exclusivement relié par l'intermédiaire des tubes compressibles 12 et par des joints soudés non représentés aux brides de fixation 11. Dans ce but, on a prévu, à la hauteur de chaque tube 12, un support 15 à double coude, qui peut être fixé à l'aide de goujons d'assemblage 16 à une position définie dans le profilé creux formant la traverse 10a. Chaque support 15 présente un perçage qui est aligné à l'état monté avec un perçage 17 du profilé 10a. Le tube 12 est également aligné sur l'axe de ces perçages. Comme déjà décrit précédemment, une douille filetée 14 est fixée dans l'extré- mité avant du tube 12, douille qui est également située sur le même axe que les perçages et le tube 12. Dans cet exemple de réalisation, l'absorption d'énergie s'effectue d'abord par un fléchissement du profilé/traverse 10a à simple paroi, conçu comme une poutre sollicitée en flexion, puis par la déformation des tubes 12. Le niveau des efforts produisant la déformation des tubes 12 est choisi plus élevé que dans le système selon les figures 2 et 3. Après déformation complète du tube 12 sollicité, le profilé/traverse 10a s'applique contre le longeron concerné. A des vitesses d'impact supérieures à celle correspondant à une collision dite légère, de 15 km/h, il se produit en plus un évasement ou écartement des ailes supérieure et inférieure, orientées horizontalement, du profilé/traverse 10a. REVENDICATIONS 1. Structure d'avant-corps pour une voiture de tourisme, comprenant un dispositif de traverse supérieure et un dispositif de traverse inférieure, qui sont reliés à une structure de carrosserie portante, caractérisée en ce que les dispositifs de traverses supérieure et inférieure (3, 5) sont reliés ensemble, de manière à permettre la transmission d'efforts entre eux, par au moins deux tirants (7) mutuellement espacés dans la direction transversale du véhicule, et sont fixés amovibles à la structure de carrosserie portante, le dispositif de traverse inférieure (5) étant relié à la structure de carrosserie portante par au moins deux éléments de fixation (12) espacés l'un de l'autre et à effet d'absorption d'énergie. 2. Structure d'avant-corps selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins le dispositif de traverse inférieure (5) comprend un profilé de traverse (10a) dont la face avant, dirigée vers l'avant dans le sens de marche, est conformée pour s'étendre parallèlement au contour extérieur d'un revêtement extérieur (A) de la structure d'avant-corps (2). 3. Structure d'avant-corps selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de fixation à effet d'absorption d'énergie comprennent chacun un tube (12) compressible axialement par retournement de sa paroi et orienté dans le sens de la longueur du véhicule. 4. Structure d'avant-corps selon la revendication 1 ou 3, caractérisée en ce qu'un dispositif de réception (14) pour la fixation amovible d'un anneau de remorquage (15) est intégré dans au moins l'un des deux éléments de fixation (12). 5. Structure d'avant-corps selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de réception est une douille filetée (14) et est fixé dans le tube compressible (12).