Brevet FR2781750A1 — publié le 20000204

La présente invention concerne la sécurité des passagers des véhicules automobiles. On connaît de nombreux moyens pour améliorer la sécurité des passagers de véhicules automobiles. On a ainsi proposé de renforcer I'espace o se trouvent les passagers, c'est à dire l'habitacle du véhicule. On connaît des structures de véhicules conçues pour permettre des déformations plastiques progressives locales de parties du véhicule éloignées des passagers, ces parties de véhicules remplissant ainsi un rôle d'absorbeur d'énergie cinétique en cas de chocs. Sur de tels véhicules à déformations contrôlées, I'habitacle est préférentiellement réalisé pour ne pas se déformer sous l'effet de contraintes brutales dues à un choc. Un tel habitacle garantit, par son indéformabilité, une zone de survie non susceptible de se refermer sur les passagers. Mais pour de telles structures, lors d'un impact sur le véhicule, I'habitacle subit un choc brutal, et, par sa rigidité, il transmet directement sur les occupants du véhicule toute l'énergie d'impact qu'il reçoit. Cette énergie d'impact est dangereuse pour les passagers, et ce malgré l'utilisation de moyens de retenue de plus en plus efficaces tels que ceintures de sécurité à prétensionneur ou coussins gonflables. Ainsi, avec un tel habitacle rigide, si des écrasements sont efficacement évités, un choc frontal, latéral ou arrière sur l'habitacle peut être assimilé pour les passagers à un impact corporel direct. La présente invention propose une nouvelle solution à ce problème grâce à une nouvelle structure de véhicule automobile comportant un habitacle, un châssis et des moyens de liaison entre l'habitacle et le châssis, caractérisée en ce que les moyens de liaison autorisent un déplacement de l'habitacle par rapport au châssis. Un tel véhicule permet d'assurer une sécurité améliorée des passagers tout en permettant de réduire, voire de supprimer, des éléments coûteux de protection ou de retenue. D 'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en référence aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1 est une coupe longitudinale verticale d'un véhicule conforme à la présente invention, sur laquelle un habitacle conforme à l'invention est représenté à la fois et dans une position initiale du véhicule et dans une position décalée par rapport au châssis après un choc; - la figure 2 est une coupe transversale d'un caisson pour roue arrière du même véhicule formé par l'habitacle du véhicule; - la figure 3 est une vue de côté d'un dispositif à glissière transversale selon une variante de l'invention; - la figure 4 est une coupe transversale verticale du même véhicule qu'aux figures 1 et 2. Le véhicule représenté aux figures 1 et 2 présente un habitacle indéformable H entourant totalement un espace d'habitabilité pour les passagers du véhicule. Ainsi, I'habitacle H comprend un tableau de bord, des sièges de conducteur et de passagers, un plancher 2, un toit 2bis, et des portes latérales 22. Ce véhicule présente en outre un châssis C qui comprend un plancher inférieur 1 couvrant l'ensemble de la surface comprise entre les quatre roues du véhicule. Dans une position ordinaire de l'habitacle H sur le châssis C, le plancher inférieur 1 du châssis s'étend parallèlement au plancher 2 de l'habitacle H. Entre ces deux planchers se trouve un dispositif de liaison de l'habitacle et du châssis qui constitue la caractéristique essentielle de l'invention. Ce dispositif de liaison comprend deux glissières référencées 10 qui s'étendent selon une direction générale parallèle à la direction de roulement du véhicule. Plus précisément, la glissière 10 présente une première portion rectiligne qui s'étend parallèlement aux planchers 1 et 2, depuis une extrémité arrière du véhicule jusqu'à une zone avant du véhicule située approximativement sous les pieds du conducteur du véhicule. A partir de cette zone avant, chaque glissière 10 se prolonge vers l'avant du véhicule sous une forme arrondie, recourbée vers le haut du véhicule. A la suite de cette zone arrondie, chaque glissière s'étend de manière linéaire selon une direction oblique par rapport au plancher 1. Dans leur portion d'extrémité avant, les glissières 10 s'étendent donc selon une direction montante lorsqu'elles sont parcourues de l'arrière vers l'avant du véhicule. Les deux glissières 10 sont situées de manière symétrique par rapport à l'axe central longitudinal du véhicule et chacune de ces deux glissières 10 présente une gorge de glissement ouverte, préférentiellement vers la zone située entre les glissières. A I 'intérieur de chacune de ces deux glissières sont introduits des ergots 11 solidaires de l'habitacle H. L'habitacle H présente ainsi quatre ergots 11 dont une première paire est fixée sous une portion avant du plancher 2 de l'habitacle, et dont une seconde paire s'étend sous une portion d'extrémité arrière du plancher 2. Ces ergots 11 s'étendent d'abord verticalement puis en éloignement d'un axe central longitudinal du véhicule, à l'intérieur d'une glissière 10. Chacun des deux ergots 11 de chaque paire avant et arrière coopère avec une glissière 10 différente. De cette façcon, les ergots ne peuvent pas s'extraire des glissières, puisqu'aucun mouvement de l'habitacle perpendiculairement aux glissières n'est autorisé. En position normale de l'habitacle H, les ergots avant 11 sont situés immédiatement à l'arrière de la portion arrondie de la glissière 10. Les ergots 11 arrière sont, eux, placés dans la glissière à proximité de son extrémité arrière. A l'intérieur de la glissière 10 est disposé un ressort hélicoïdal de compression 15 apte à venir en appui sur les ergots arrière 11 de l'habitacle par une première de ses extrémités et à venir en appui sur un élément fixe de la glissière 10 par son autre extrémité. La glissière 10 est montée sur le châssis C par l'intermédiaire de deux bras-guides transversaux avant et arrière 14, représentés notamment sur les figures 1 et 4. Plus précisément, chacune des glissières 10 est fixée à deux coulisseaux 13, I'un dans une partie avant de la glissière 10 et l'autre dans une partie arrière de celle-ci, ainsi qu'à deux bras 12, dont la fonction sera précisée ci-après. Le dispositif présente donc quatre coulisseaux 13. Une paire avant de coulisseaux est montée sur un bras-guide transversal avant du véhicule et une paire arrière de ces coulisseaux est montée sur un bras- guide transversal arrière du véhicule. Ces bras-guides transversaux 14 s'étendent perpendiculairement à la direction de roulement et se prolongent à leurs extrémités, au niveau des flancs latéraux du véhicule, par une portion oblique ayant une extrémité articulée sur le plancher 1 du châssis C. Ces bras-guides 14 comprennent chacun une partie rectiligne centrale traversant le véhicule dans la largeur, et des bras d'extrémités, les extrémités de ces bras-guides étant liées à pivotement sur le plancher 1. Chaque bras-guide 14 est compris dans un plan général et ce plan est prévu pour basculer par rapport au plancher 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, le bras-guide 14 avant est fixé sur le plancher 1 du châssis dans une partie proche du centre du châssis. Ce bras-guide 14 avant s'étend, dans une position ordinaire de l'habitacle, depuis le plancher 1 vers l'avant du véhicule. Le bras- guide arrière 14 est situé symétriquement par rapport au bras-guide avant 14 par rapport à une partie centrale du châssis. Il s'étend depuis le plancher 1 vers I'arrière du véhicule. Comme on peut le voir sur la figure 1, les coulisseaux 13 présentent un passage perpendiculaire à la direction de roulement du véhicule, de section transversale ovoïdale allongée parallèlement à l'axe de roulement. A l'intérieur de cette ouverture ovoidale se trouvent les parties rectilignes de chacun des bras-guides 14. Ainsi, la partie rectiligne de chacun des bras-guides 14 est autorisée à coulisser dans les coulisseaux 13 selon une direction perpendiculaire à la direction de roulement du véhicule. Ainsi, les coulisseaux 13 peuvent glisser le long des parties rectilignes de chaque bras-guides 14 transversalement à la direction de roulement, et le bras-guide 14 peut également coulisser à l'intérieur des coulisseaux 13, cette fois perpendiculairement à la direction de roulement. Selon une variante de l'invention, le bras-guide 14 comporte une articulation sur chacun des bras d'extrémités, tel que représenté à la figure 3. Ainsi, un déplacement des glissières 10 vers le haut s'accompagne d'un écartement en pivotement du bras-guide 14 par rapport à cette glissière, dans le coulisseau 13, qui peut être solidaire du bras 12. Entre deux coulisseaux 13 coopérant avec un même bras-guide 14 est située une paire de ressorts 20, séparés par une bague formée par la partie rectiligne du bras-guide 14 en son centre. Les ressorts hélicoïdaux 20 sont chacun, par une première extrémité, en appui contre un coulisseau 13, et par leur seconde extrémité, en appui contre cette bague centrale du bras- guide 14. Ainsi, un glissement des coulisseaux 13 le long de la portion rectiligne d'un bras-guide 14 se voit opposer une force de rappel par, à chaque fois, un ressort 20. Ainsi, lors d'un choc latéral, un amortissement se produit progressivement par la compression de deux des ressorts 20 par deux coulisseaux 13 sur les bras-guides 14. Un tel système permet de localiser en un seul endroit ou en une seule zone un choc profond et brutal. Les deux glissières 10 sont liées entre elles rigidement par deux bras transversaux 12, I'un disposé à l'avant des glissières et l'autre à l'arrière. Chaque bras 12 forme, à chacune de ses extrémités un couple de patins perpendiculaires l'un à l'autre et orientés à 45 par rapport à l'horizontale, de sorte qu'à chacune de ses extrémités, chaque bras 12 présente deux patins formant un V pointant vers le sol. Chaque paire de patins d'extrémité du bras 12 coopère avec une paire de rails de glissement 18 qui forment à chaque fois un V pointant vers le sol, ces rails de glissement 18 étant rigidement solidaires du châssis C. Ainsi, le bras 12 coopère par chacune de ses extrémités avec un ensemble de glissement en V pointant vers le sol, de sorte que tout déplacement transversal du bras 12 s'accompagne d'un déplacement vertical de ce bras 12 le long des flancs de deux V de glissement disposés chacun aux extrémités du bras 12. Dans ce mode de réalisation, le véhicule présente donc deux bras 12 identiques, chacun introduit dans un dispositif de glissières en V par chacune de ses extrémités. Les quatre guides de glissement 18 forment donc chacun une équerre fournissant un guidage continu des bras mobiles 12 pendant la phase de coulissement transversal, évitant ainsi un effet de coincement et de vrillage de l'habitacle H. On a représenté à la figure 4 deux positions de l'habitacle H. Dans une première position, le bras avant 12 est en position basse, chacune de ses extrémités étant au fond de la pointe d'un V de glissement 18. Dans une deuxième position décalée vers la droite, I'habitacle H coopère par l'intermédiaire des patins droits de chaque extrémité du bras 12 avec deux rails de glissement formant à chaque fois la branche droite d'un V, I'un du V gauche, I'autre du V droit. Lors d'un tel déplacement en glissement à l'intérieur des glissières 18 en V, I'habitacle reste solidaire des glissières 10, de sorte que le déplacement latéral de l'habitacle H s'accompagne également d'un déplacement des coulisseaux 13 liés rigidement aux glissières 10, le long des bras-guides 14 correspondants. En outre, le déplacement vertical de l'habitacle est autorisé par un déplacement vertical de la glissière transversale formée par chacun des bras-guides 14, à chaque fois par pivotement du bras-guide considéré 14. Lors d'un tel coulissement, les coulisseaux 13 entrainent les bras guides 14 dans leur mouvement de rotation, indiqué par les flèches W sur la figure 1. La rotation angulaire de ces bras-guides 14 détermine la hauteur maximale en position déployée de l'habitacle mobile H. Comme on peut le voir sur la figure 4, le guidage en déplacement oblique de l'habitacle H par les glissières 18, permet à l'habitacle H de dépasser latéralement les roues du véhicule sans être choqué contre elles. Un tel déplacement oblique fournit, en cas de choc sur l'habitacle, une transmission de ce choc au châssis qui est progressive et continue le long d'une branche de chaque glissière 18 en V. Selon une variante de réalisation, les patins et branches du V intérieurs arrière peuvent être supprimés ou réduits, de façon à ne pas trop réduire la surface de l'habitacle arrière. On a représenté sur la figure 1 une position adoptée par l'habitacle H lors d'un choc longitudinal avant sur le châssis C du véhicule. Dans un tel cas, par inertie de l'habitacle, celui-ci coulisse sur le chassis C de l'arrière vers l'avant du véhicule par glissement des ergots 11 dans les glissières 10. Ainsi, les ergots arrière 11 de l'habitacle H se déplacent parallèlement au plancher 1 du châssis et les ergots avant 11 de l'habitacle décrivent la partie arrondie et la partie oblique avant des glissières 10. L'extrémité arrière de l'habitacle H se déplace donc horizontalement tandis que l'extrémité avant de l'habitacle se déplace à la fois vers l'avant et en hauteur par rapport au châssis 1. Pour autoriser un tel déplacement, un espacement 16 est ménagé en position normale de l'habitacle entre I'extrémité avant de l'habitacle H et une partie moteur avant du véhicule. Dans le mode de réalisation de l'invention décrit ici, I'habitacle H forme des parois entourant les roues arrière du véhicule. Avantageusement, l'habitacle H présente un espace 17 suffisant en arrière des roues arrières pour pouvoir coulisser vers l'avant sans entrer en contact avec cellesci. Les bras avant et arrière 12 étant bloqués en translation longitudinale par les glissières 18, les glissières 10 restent fixes sur le chassis C lors d'un tel choc longitudinal. Sous l'effet d'un tel déplacement longitudinal de l'habitacle H, le ressort 15 fixé sur la glissière 10 est compressé par les ergots arrière 11 de I'habitacle H dans la glissière 10. Ainsi, le ressort 15 absorbe progressivement une partie de l'énergie cinétique de l'habitacle H. De même, le glissement des ergots avant 11 sur la partie montante des glissières 10 provoque une transmission progressive de l'énergie cinétique de l'habitacle H sur toute la longueur de cette partie oblique. L'énergie cinétique de l'habitacle H est donc absorbée à la fois par le ressort 15 et par la glissière 10 sans être transmis aux passagers présents dans l'habitacle. Lors d'un choc longitudinal sur l'arrière du véhicule, le comportement de l'habitacle sur le châssis est similaire à celui s'opérant lors d'un choc avant. La position de l'habitacle représentée en pointillé sur la figure 1 est ainsi obtenue aussi bien à la suite d'un choc avant sur le chassis du véhicule qu'à la suite d'un choc arrière sur le véhicule. Le dispositif qui vient d'être décrit présente donc un amortissement progressif des chocs frontaux, latéraux et arrière par la compression de ressorts reliant l'habitacle H au chassis C, et par le glissement de l'habitacle sur des surfaces obliques montantes du châssis. Bien entendu, I'invention prévoit la réalisation d'un dispositif dans lequel seule une déformabilité des ressorts est mise à contribution, et également un dispositif dans lequel seul un glissement sur une surface oblique est mis à profit. En cas de choc latéral, par exemple sur les portes 22 faisant partie de l'habitacle H. ou encore sur des panneaux avant ou arrière latéraux de l'habitacle, I'habitacle s'extrait de son logement au fond des surfaces de glissement en V 18 et devient mobile. L'homme de l'art peut donc, conformément à l'invention, choisir un angle d'inclinaison pour les branches des V de glissement et une distance de compression maximale pour les ressorts 20 qui soit propre à produire un débattement vertical idéal du point de vue de l'amortissement des chocs. De même, I'homme de l'art définit pour les ressorts 15 et 20 des rigidités suffisantes pour qu'en utilisation normale du véhicule, ceux- ci maintiennent l'habitacle fixe sur le châssis 1, et ne se déforment qu'en dessus d'un niveau de choc susceptible d'être dommageable aux passagers. Ainsi, conformément à l'invention, on disperse une zone de choc, ou zone d'impact, par un effet de glissement sur une hauteur la plus grande possible, représentée dans cet exemple de réalisation par la côte U sur la figure 4, réduisant du même coup des conséquences accidentelles pour les occupants du véhicule. Afin d'éviter un déclenchement intempestif de la mobilité de l'habitacle H, notamment dans des mouvements longitudinaux ou latéraux lors d'arrêts brutaux du véhicule ou sous l'effet d'une vitesse élevée dans des virages, on prévoit selon l'invention de munir le véhicule de systèmes mécaniques ou électroniques de blocage de l'habitacle H sur le châssis C. De tels dispositifs de blocage sont avantageusement prévus pour se débloquer à partir d'un certain niveau de choc latéral, frontal ou arrière, pour permettre le mouvement d'amortissement de l'habitacle mobile H et une protection efficace des occupants du véhicule. De tels systèmes présentent également avantageusement une fonction de blocage de l'habitacle H en cas de retournement du véhicule. Pour fournir un fonctionnement souple et adapté de l'habitacle mobile H en fonction de charges qui peuvent être variables (occupants, bagages, carburant) et notamment en ce qui concerne un choc latéral, on prévoit selon l'invention de munir le dispositif de ressorts compensateurs permettant de réguler un excès de charge. De tels ressorts sont avantageusement placés entre les planchers 1 et 2. Un dispositif selon l'invention tel que celui qui vient d'être décrit garantit également une protection efficace du réservoir à carburant du véhicule. En effet, le réservoir est avantageusement fixé à l'habitacle de manière à se déplacer avec ce dernier. Le réservoir à carburant est ainsi déplacé avec l'habitacle plutôt que déformé sous l'effet d'un choc. Les risques d'incendie sont ainsi nettement réduits. Bien entendu, I'homme de l'art peut, conformément à l'invention, combiner les effets d'amortissement de chocs obtenus avec les dispositions avantageuses de l'invention, avec des dispositions connues telles que des déformabilités locales. Enfin, les moyens mécaniques décrits peuvent être remplacés par des équivalents connus, notamment hydrauliques ou pneumatiques. REVENDICATIONS 1, Véhicule automobile comportant un habitacle (H), un chassis (C) et des moyens de liaison (10,11,12,13,18) entre l'habitacle (H) et le châssis (C), caractérisé en ce que les moyens de liaison autorisent un déplacement de l'habitacle (H) par rapport au châssis (C). 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison sont suffisamment fermes pour constituer une liaison rigide en dessous d'un niveau de choc susceptible d'être dommageable à des occupants du véhicule. 3. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison forment une glissière. 4. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent une glissière (10) dont une portion s'étend obliquement par rapport au châssis (C), apte à guider l'habitacle (H) en écartement du châssis (C). 5. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent au moins deux glissières (18) formant un guide de glissement (18) en V. 6. Véhicule selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le V (18) s'étend perpendiculairement à la direction de roulement du véhicule. 7. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison comportent un bras-guide mobile verticalement (14) par rapport au châssis (C). 8. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison présentent une glissière longitudinale (10) montée sur au moins un bras-guide (14). 9. Véhicule selon la revendication précédente, en combinaison avec la revendication 6 et la revendication 7, caractérisé en ce que la glissière longitudinale (10) coopère avec l'élément de glissement en V (18) de sorte qu'un mouvement transversal de la glissière longitudinale (10) Il s'accompagne d'un écartement de la glissière longitudinale (10) et du bras- guide (14) par rapport au chassis (C). 10. Véhicule selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent au moins deux éléments formant ressort (15, 20) entre l'habitacle (H) et le châssis (C).