Brevet FR2803571A3 — publié le 20010713

FR 2803571 A3 20010713 FR 0100107 A 20010105 2803571 B 00/4338 FR Absorbeur de choc pour véhicules automobiles La présente invention se rapporte à un absorbeur de choc pour véhicules automobiles, absorbant de l'énergie par déformation plastique en cas de choc, comprenant un corps creux tubulaire en métal dont la surface d'enveloppe comporte au moins une moulure bombée vers l'extérieur et entourant l'axe longitudinal du corps creux, pour améliorer la formation de plis en cas de choc. Pour la protection des occupants d'un véhicule automobile, en cas de choc frontal ou arrière, il est connu de réaliser les longerons qui sont disposés sur les traverses côté pare-chocs et qui sont à leur tour reliés à la cellule ou habitacle du véhicule, de telle manière qu'ils absorbent par déformation l'énergie libérée par le choc. Une telle déformation peut être obtenue, d'une part, par le fait que les longerons sont cintrés, le moment de flexion produit lors du choc conduisant à une déformation des longerons et les emplacements de déformation étant déterminés par le choix des sections des longerons. D'autre part, une déformation des longerons dans la direction longitudinale peut être produite par des moulures ménagées sur les longerons. Des absorbeurs de choc du type défini ci-dessus, sur lesquels ce sont essentiellement les longerons eux-mêmes qui constituent l'absorbeur de choc, sont de fabrication relativement onéreuse. Etant donné que les absorbeurs de choc doivent absorber l'énergie de choc également dans la plage de vitesses réduites (par exemple, de l'ordre de 10 km/h), les longerons doivent souvent être remplacés après le choc, ce qui constitue une opération extrêmement longue et onéreuse. Par la demande de brevet DE-42 39 460 A1, on connaît un absorbeur de choc constitué par un corps creux relativement court et intercalé entre la traverse, côté pare-chocs, et le longeron correspondant du véhicule. Le corps creux est constitué, par exemple, par un tronçon de tuyau conformé de manière à être comprimé (refoulé) en cas de collision du véhicule, en formant dans la direction longitudinale plusieurs plis annulaires. L'inconvénient de cet absorbeur de choc réside dans le fait que le refoulement du corps creux tubulaire ne conduit pas à la formation de plis annulaires exactement définis, de sorte que de tels absorbeurs de choc ne 2803571 B 00/4338 FR permettent pas une adaptation précise du comportement d'un véhicule en cas de choc en fonction de la vitesse. En outre, un tel absorbeur de choc présente une première pointe de charge élevée, ce qui est indésirable, et en cas d'application non idéalement axiale de la charge, en raison de la tendance au flambement par flexion qui se produit alors, une capacité d'absorption d'énergie fortement réduite. Par la demande de brevet DE 42 39 460 Ai et la demande de brevet DE 198 14 842 Ai, il est également connu, afin de favoriser la formation de plis annulaires symétriques en cas de collision, de soumettre le tronçon de tuyau à un refoulement préalable dans la direction longitudinale, de sorte que le tronçon de tuyau se trouve déjà légèrement bombé dans sa position de départ. Des essais ont démontré que dans le cas d'un tel absorbeur de choc, même en cas d'application non idéale de la charge (choc oblique), l'absorption d'énergie est meilleure que dans le cas d'absorbeurs de choc tubulaire n'ayant pas subi de refoulement préalable. Toutefois, la formation de plis conduit à une courbe d'absorption d'énergie oscillante avec des valeurs extrêmes marquees. Par la demande de brevet JP 2-175452 A, on connaît un absorbeur de choc comprenant un corps creux tubulaire de section rectangulaire. En vue de la formation de plis, des moulures dirigées en alternance vers l'intérieur et vers l'extérieur sont ménagées dans les côtés latéraux larges opposés. Les côtés latéraux étroits du corps tubulaire présentent également des moulures opposées qui s prolongent dans la direction circonférentielle les moulures se trouvant dans les côtés latéraux larges, mais qui sont orientées en opposition à ces dernières. La prévision de ces moulures permet, certes, d'obtenir, en cas de collision, un pliage symétrique du corps tubulaire, mais la capacité d'absorption d'énergie est faible, en particulier en cas d'application non axiale des forces. En outre, dans le cas de tels absorbeurs de choc, la première pointe de charge est sensiblement plus élevée que les forces qui sont nécessaires pour la formation subséquente des plis, impliquant des pointes de force relativement marquées. Enfin, on connaît par la demande de brevet JP 8-276804 A un absorbeur de choc qui comprend un corps creux tubulaire de section rectangulaire et, pour la formation de plis, à la fois des moulures bombées vers 2803571 B 00/4338 FR l'extérieur, s'étendant dans la direction transversale, et, dans la zone des angles, des évidements s'étendant dans la direction longitudinale. Des essais effectués par la demanderesse à l'aide de tels absorbeurs de choc ont démontré qu'en cas de choc axial, l'absorption d'énergie est faible du fait qu'il se forme un unique pli en cas de choc. En partant de la demande de brevet DE 198 14 842 AI, le but de la présente invention est de fournir un absorbeur de choc sur lequel, lors de la formation de plis du corps creux tubulaire, il se produise une allure la plus régulière des forces et donc des pointes de forces plus faibles que sur les absorbeurs de choc connus, sans diminution de la capacité d'absorption. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que la moulure bombée vers l'extérieur prévue dans le corps creux tubulaire métallique de l'absorbeur de choc de manière à entourer l'axe longitudinal du corps creux présente une allure en hélice avec au moins deux spires entourant l'axe longitudinal du corps creux. L'invention est donc basée sur le fait que la moulure bombée prévue pour favoriser la formation de plis est réalisée non pas sous forme d'un anneau fermé, mais sous forme de zones en hélice avec un angle de pente moyen relativement faible et avec au moins deux spires entourant l'axe longitudinal du corps creux. Le pas (P) de la ou chaque moulure en hélice est avantageusement au plus égal à deux fois la largeur (B) de la moulure; de préférence P des absorbeurs de choc correspondants pourvus de moulures annulaires. Il s'est avéré de façon surprenante, lors de l'utilisation des absorbeurs de choc conformes à l'invention, même en cas d'application non axiale des forces, que la capacité d'absorption d'énergie est plus élevée que dans le cas d'absorbeurs de choc tubulaires comparables comportant des moulures annulaires. Ce résultat est obtenu quel que soit le positionnement de l'absorbeur de choc par rapport à la direction d'application des forces, c'est -à- dire qu'il soit positionné de manière que l'angle de pente soit réduit ou accru. La fabrication de l'absorbeur de choc conforme à l'invention est d'un coût particulièrement réduit lorsque le corps creux est réalisé en forme de pot, 2803571 B 00/4338 FR le fond du pot servant simultanément de bride de fixation, et le bord du corps creux éloigné du fond étant courbé vers l'extérieur, de sorte que le rebord ainsi formé puisse servir directement de bride de fixation, ou également à la fixation d'une bride rapportée. Le corps creux en forme de pot peut être réalisé d'une manière particulièrement simple par emboutissage profond d'une tôle, les moulures prédéterminées dans les parois latérales pouvant être réalisées après l'emboutissage par un procédé de formage supplémentaire (de préférence, un procédé de formage haute pression de l'intérieur). De la tôle d'acier ou de l'aluminium avec une capacité d'allongement suffisante convient particulièrement en tant que matériau pour le corps creux. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la moulure est interrompue par au moins trois zones en forme de bandes s'étendant dans la direction de l'axe longitudinal du corps creux et réparties uniformément sur la circonférence de ce dernier. Cette disposition permet d'accroître encore le niveau des forces du diagramme force-déplacement correspondant à un choc, et donc également l'absorption d'énergie de l'absorbeur de choc. En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plusieurs exemples de réalisation de l'invention; sur les dessins: la Figure 1 est une coupe axiale d'un exemple de réalisation d'un absorbeur de choc conforme à l'invention, disposé entre une traverse et un longeron d'un véhicule automobile; la Figure 2 représente un diagramme forcedéplacement de l'absorbeur de choc conforme à l'invention illustré par la Figure 1, en cas de collision en direction axiale (courbe a)), ainsi que d'un absorbeur de choc comportant uniquement des moulures annulaires (courbe b)); Sur la Figure 1, la référence 1 désigne une traverse disposée sur un pare-chocs avant, et la référence 2 un longeron qui s'étend jusqu'à l'habitacle d'un véhicule automobile, lequel habitacle n'est pas représenté pour plus de clarté. Entre la traverse 1 et le longeron 2 est disposé un absorbeur de choc 3 conforme à l'invention constitué de tôle métallique (dénomination DIN: DC 04). L'épaisseur de paroi de la tôle métallique est de 1,5 mm dans l'exemple de réalisation illustré. L'absorbeur de choc 3 comprend un corps creux 4 en forme de pot (Figure 3) dont le fond 5 sert en même temps de bride pour la fixation de 2803571 B 00/4338 FR l'absorbeur de choc 3 à la traverse 1. Le bord 6 du corps creux 4 éloigné du fond 5 est replié vers l'extérieur en forme de bride, et est relié à une bride 7 du longeron 3. Dans la surface d'enveloppe 8 du corps creux tubulaire 4 est ménagée une moulure 10 bombée vers l'extérieur, entourant l'axe longitudinal 9 du corps creux 4 et présentant une allure en hélice avec cinq spires entourant l'axe longitudinal 9. Le pas P de la moulure en hélice 10 correspond à la largeur B de cette dernière. Sur la Figure 2, la courbe a) indique la force de déformation en fonction du déplacement (course de déformation) pour l'absorbeur de choc 3 conforme à l'invention, tandis que la courbe b) montre l'allure de la force pour un absorbeur de choc correspondant à moulures annulaires. On reconnaît directement sur la Figure 2 que la conformation en hélice de la moulure 10 permet une diminution des pointes de forces produites par la formation des plis, ce qui donne une allure des plis plus régulière que dans le cas de la courbe b). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment. Ainsi, par exemple, l'absorbeur de choc ne doit pas nécessairement constituer un élément séparé du longeron d'un véhicule; au contraire, l'absorbeur de choc conforme à l'invention peut également être intégré à une partie du longeron. Dans ce cas, il convient de choisir, en fonction de l'énergie de choc à absorber, le nombre et la conformation des zones en forme de bandes, ainsi que des zones bombées définies par les moulures. Il est également possible de relier un absorbeur de choc séparé à un longeron comprenant un absorbeur de choc intégré correspondant, les deux absorbeurs de choc étant destinés à absorber de l'énergie dans des plages de vitesses différentes (par exemple, l'absorbeur de choc séparé agit jusqu'à des vitesses de 15 km/h et l'absorbeur de choc intégré au longeron agit jusqu'à des vitesses de 30 km/h). Finalement, l'absorbeur de choc ne doit pas nécessairement présenter une section circulaire, mais peut également présenter une section polygonale, en particulier rectangulaire ou carrée. La fabrication de tels absorbeurs de choc peut se faire d'une manière simple, par exemple à partir de tôles préformées qui sont ensuite mises en forme avant d'être assemblées (par exemple, par soudage). 2803571 B 00/4338 FR REVENDICATIONS 1. Absorbeur de choc pour véhicules automobiles, absorbant de l'énergie par déformation plastique en cas de choc (collision), comprenant un corps creux tubulaire (4) en métal dont la surface d'enveloppe (8) comporte au moins une moulure (10) bombée vers l'extérieur et entourant l'axe longitudinal (9) du corps creux (4), pour améliorer la formation de plis en cas de choc, caractérisé par le fait que la moulure (10) présente une allure en hélice avec au moins deux spires entourant l'axe longitudinal (9) du corps creux (4). 2. Absorbeur de choc suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la moulure (10) en hélice présente un pas P largeur de la moulure. 3. Absorbeur de choc suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la moulure (10) en hélice présente un pas P qui est au moins égal au nombre des angles. 4. Absorbeur de choc suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le corps creux (4) présente une section circulaire, ovale ou polygonale. 5. Absorbeur de choc suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la moulure (10) est interrompue par au moins trois zones en forme de bandes s'étendant dans la direction de l'axe longitudinal (9) du corps creux (4) et réparties uniformément sur la circonférence de ce dernier. 6. Absorbeur de choc suivant l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé par le fait que le corps creux (4) est en acier ou aluminium. 7. Absorbeur de choc suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le corps creux (4) est réalisé en forme de godet, le fond (5) du corps creux (4) faisant office de bride de fixation, et que le bord (6) du corps creux (4), éloigné du fond (5), est recourbé vers l'extérieur de telle manière que le rebord ainsi formé puisse, soit être utilisé lui-même en tant que bride de fixation, soit coopérer avec une bride rapportée sur corps creux (4).