Brevet FR2809072A1 — publié le 20011123

"Ensemble de structure de caisse comportant des longerons munis de zones d'amorce de pliage" L'invention concerne un ensemble de structure de caisse de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de structure de caisse de véhicule automobile, du type comporte partie de structure de caisse qui est agencée avant d'une cellule formant habitacle du véhicule, du type dans lequel la partie de structure de caisse comporte au moins deux longerons sensiblement longitudinaux qui sont susceptibles s'écraser longitudinalement en cas de choc. On connaît de nombreux exemples d'ensembles de structure de caisse du type précédemment décrit. La plupart des véhicules automobiles actuels comportent structure de caisse dite "autoporteuse", qui comporte la cellule formant habitacle en avant de laquelle est agencée la partie de structure de caisse formant compartiment moteur, et qui porte tous les organes mécaniques du véhicule. Dans une telle structure de caisse, la cellule est conçue de façon indéformable, alors que la partie avant de structure de caisse est prévue pour se déformer en s'écrasant lorsque l'avant véhicule est soumis à un choc violent. Conventionnellement, la partie avant comporte deux longerons creux qui sont obtenus par soudage de deux profilés longitudinaux adjacents réalisés par emboutissage. Chaque longeron présente une partie avant de forme rectiligne qui est raccordée à l'habitacle par une partie arrière, qui présente une forme non rectiligne ou qui présente une forme rectiligne et qui forme un angle avec la partie avant de forme rectiligne. Un problème se pose quant à la déformation de ces longerons. En effet, en fonction de l'incidence du choc, ceux-ci sont susceptibles de s'écraser sur une longueur plus ou moins importante. Lorsque la déformation atteint la partie arrière du longeron, l'absorption de l'énergie cinétique par compression du longeron ne peut plus s'effectuer dans de bonnes conditions, produisant ainsi une intrusion de ladite partie arrière, non déformée, dans l'habitacle, en particulier au niveau des pieds des passagers avant du véhicule. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention propose un ensemble de structure de caisse du type décrit précédemment, qui comporte des moyens de déformation contrôlée des longerons. Dans ce but, l'invention propose un ensemble structure caisse du type décrit précédemment, caractérisé ce que chaque longeron comporte une zone d'amorce de pliage qui est agencée entre une partie avant et une partie arrière longeron. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la zone d'amorce de pliage comporte au moins un pli d'orientation globalement verticale pour que la partie avant du longeron se plie sensiblement horizontalement autour de la zone d'amorce de pliage, - le longeron est formé d'au moins un profilé longitudinal intérieur et d'un profilé longitudinal extérieur adjacents, notamment soudés, - le profilé intérieur comporte la zone d'amorce de pliage, au moins ledit profilé intérieur et la zone d'amorce de pliage sont réalisés par emboutissage, - le profilé extérieur comporte la zone d'amorce de pliage, et au moins ledit profilé extérieur et la zone d'amorce de pliage sont réalisés par emboutissage, - la zone d'amorce présente sensiblement forme d'un évidement en forme de tétraèdre irrégulier dont base est agencée dans le prolongement d'une face supérieure du longeron, dont une face verticale est agencée dans le plan d'une face verticale du longeron, et dont deux faces jointives pénétrant la section du longeron comportent une arête commune formant le pli suivant lequel se plie le longeron en cas de choc, - la plus grande hauteur du tétraèdre, déterminée par la distance séparant sa base d'un sommet inférieur, est sensible ment égale aux deux tiers de la hauteur du longeron, - le longeron est renforcé par une équerre de rigidification agencée au niveau de la zone d'amorce de pliage, - l'équerre de rigidification comporte deux plaques décalées transversalement, une première plaque de fixation étant interposée entre des ailes inférieures des profilés intérieur extérieur et une deuxième plaque de renfort étant fixée au dos du profilé qui comporte la zone d'amorce de pliage, de manière à s'étendre suivant une longueur déterminée de part et d'autre de la zone d'amorce de pliage, - la plaque de renfort de l'équerre de rigidification est agencée sensiblement à la moitié de la hauteur du longeron, la plaque de renfort de l'équerre de rigidification échancrée au voisinage du dos de la zone d'amorce de pliage suivant une découpe en retrait des arêtes du tétraèdre qui sont agencées dans le prolongement de la face verticale du longeron, la plaque de fixation de l'équerre de rigidification soudée entre les ailes inférieures des profilés intérieur et extérieur et la plaque de renfort de l'équerre de rigidification est soudée au dos du profilé qui comporte la zone d'amorce de pliage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective de la moitié d'une partie de structure de caisse selon l'invention avant sa déformation ; - la figure 2 est une vue en perspective de la moitié d'une partie de structure de caisse selon l'invention après sa déformation ; - la figure 3 est une vue de détail en perspective d'un longeron au voisinage de l'évidement ; et - la figure 4 est une vue en section transversale du longeron par le plan 4-4 de la figure 3. Dans la description qui va suivre, des chiffres référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 une moitié longitudinale d'un ensemble 10 de structure de caisse de véhicule automobile réalisé conformément à l'invention. manière connue, l'ensemble 10 comporte une partie avant de structure de caisse formant compartiment qui est agencée en avant d'une cellule 14 formant habitacle véhicule. Cette disposition n'est pas limitative de l'invention et partie de structure de caisse pourrait être agencée à l'arrière la cellule 14. La partie avant 12 de structure de caisse comporte au moins deux longerons 16 sensiblement longitudinaux sont par exemple réunis par une traverse avant 18. Chaque longeron 16 est par exemple réalisé par soudage d'au moins deux profilés longitudinaux emboutis 20 et 22 adjacents ou, en variante, par un élément profilé en aluminium. longerons 16 peuvent porter au moins organe mécanique du véhicule, notamment un groupe motopropulseur du véhicule (non représenté) qui est agencé transversalement entre les deux longerons 14. De la sorte les longerons 16 délimitent transversalement un compartiment moteur du véhicule. Ainsi, le longeron 16 qui est représenté à la figure 1 peut comporter un support 24 qui est fixé sur une face supérieure 26 du longeron 16 et qui est par exemple destiné à l'accrochage d'une boîte de vitesses du groupe motopropulseur. Dans l'exemple de réalisation qui est représenté sur les figures 1 et 2, la partie avant 12 comporte une paire de cloches 28 porteuses d'éléments (non représentés) sensiblement verticaux suspension du véhicule qui sont agencés de part et d'autre de paire de longerons 16. Le longeron 16 est constitué d'au moins deux parties, une partie avant 34 de forme rectiligne et une partie arrière 36 qui assure la liaison du longeron 16 à la cellule 14 formant habitacle. La partie arrière 36 est généralement coudée ou forme un angle avec la partie avant 34 de manière à relier le longeron 16 au plancher la cellule 14 formant habitacle. Un elément d'habillage de la partie 12 avant de structure de caisse notamment un passage de roue 30 peut être accolé extérieurement et à l'avant du longeron 16 associé. De manière connue, les longerons 16 sont susceptibles de s'écraser longitudinalement partiellement lorsqu'ils sont soumis à un choc "F" de direction globalement longitudinale, comme représente les flèches des figures 1 et 2, pour absorber l'énergie cinetique du choc et éviter ainsi que l'habitacle 14 ne se déforme. Conformément à l'invention, chaque longeron 16 comporte une zone 32 d'amorce de pliage qui permet, en cas de choc F longitudinal, que la partie avant 34 du longeron 16 se plie autour de la zone 32 d'amorce. A cet effet, comme l'illustrent les figures 2 et 3, la zone 32 d'amorce de pliage comporte au moins un pli 38 d'orientation globalement vertical. Le détail de la réalisation de la zone 32 d'amorce de pliage est représenté plus particulièrement aux figures et 4. Le longeron 16 est formé des profiles longitudinaux intérieur 20 et extérieur 22. Chaque profilé ou 22 présente sensiblement une section en forme de U couche est réalisé par emboutissage. Le profilé intérieur 20 comporte respectivement, aux extrémités de ses branches libres inférieure 40 et supérieure 42, une aile longitudinale verticale inférieure 48 et une aile longitudinale verticale supérieure 50. D'une façon analogue, le profilé extérieur 22 comporte, aux extrémités de ses branches libres inférieure 44 et supérieure 46, une aile longitudinale verticale inférieure 52 et une aile longitudinale supérieure 54. Les profilés intérieur 20 et extérieur 22 sont soudés à l'autre, en soudant ensemble d'une part les ailes inférieures et 52 et d'autre part les ailes supérieures 50 et 54. Les profilés intérieur et extérieur 22 sont par exemple soudés par un procédé soudage électrique au point. profilé intérieur 20 comporte la zone 32 d'amorce pliage. Cette disposition n'est pas limitative de l'invention et zone 32 d'amorce de pliage pourrait être portée par le profile extérieur 22. La zone 32 d'amorce de pliage est réalisé sous la forme d'un évidement en forme d'un tétraèdre 56 irrégulier dont base est agencée dans le prolongement de la face 26 supérieure du longeron 16, dont une face verticale est agencée dans le plan d'une face verticale 58 du longeron 14 tournée vers le compartiment moteur, et dont deux faces jointives 60 et 62 pénètrent la section du longeron 16, comme illustré à la figure 4. Les faces jointives 60 et 62 comportent une arête commune formant le pli 38 d'orientation sensiblement verticale suivant laquelle se plie le longeron 16 en cas de choc. Avantageusement, comme l'illustre la figure 4, pour garantir que le longeron 16 se plie en cas de choc, la plus grande hauteur "h" du tétraèdre 56 , déterminée par la distance séparant sa base d'un sommet inférieur 64, est sensiblement égale aux deux tiers de la hauteur "H" du longeron 16. Cette configuration offre une grande hauteur de pliage "h" pour le pli 38. ailleurs, pour éviter que le longeron 16 ne se plie spontanement dans la zone 32 d'amorce de pliage pendant la compression de la partie avant 34 du longeron 16, il est renforcé par une équerre 66 intérieure de rigidification. Comme l'illustre la figure 4, l'équerre 66 de rigidification comporte deux plaques décalées transversalement, notamment une première plaque 68 de fixation qui est interposée entre les ailes inférieures 48 et 52 des profilés associés intérieur et extérieur 22, et une deuxième plaque 70 de renfort qui est fixée au 72 du profilé intérieur 20 de manière à s'étendre suivant longueur "L" déterminée, représentée à la figure 3, de part et d'autre de la zone d'amorce 32 de pliage. Avantageusement, la plaque 70 de renfort de l'équerre de rigidification est agencée sensiblement à la moitié de la hauteur "H" du longeron 16. Comme l'illustre la figure 3, la plaque 70 de renfort de l'équerre 66 de rigidification comporte une échancrure 74 est agencée au dos de la zone d'amorce 32 suivant une découpe en retrait des arêtes 76 et 78 du tétraèdre 56 qui sont agencées dans le prolongement de la face verticale 58 du longeron 16. De la sorte, lors d'un choc, la partie avant 34 du longeron s'écrase suivant son axe longitudinal puis la partie arrière pivote latéralement en fin de compression de la partie avant 34 du longeron 16, l'équerre de rigidification 66 ne s'opposant au pliage du longeron 16. Avantageusement, l'équerre 66 est assemblée au cours du processus de fabrication du longeron 16. En effet, la plaque de renfort 70 de l'équerre 66 de rigidification est soudée au 72 du profilé intérieur 20, puis la plaque 68 de fixation de l'équerre de rigidification est soudée entre les ailes inférieures 48 et 52 des profilés intérieur 20 et extérieur 22. De la sorte, comme l'illustre la figure 2, en cas de choc "F", longerons 16 se plient suivant le pli 38 formé par l'arête commune de pliage du tétraèdre 56 précédemment décrite. Du fait de la position de la zone 32 d'amorce de pliage, la partie avant 34 du longeron 16 se plie autour de la zone d'amorce 32 en créant un déséquilibre dans la compression du longeron 16. Ce déséquilibre a pour conséquence de provoquer la rotation, sensiblement dans un plan "P", de la partie arrière 36 dudit longeron 16 vers l'extérieur du compartiment délimité par les longerons 16, ce qui évite la pénétration du longeron 16 dans l'habitacle 14. En effet, si la partie arrière 36 ne se déplaçait pas latéralement, elle subirait la compression due au choc "F" sans que l'on puisse prévoir complètement son comportement, du fait de la forme courbe ou inclinée de partie arrière 36. L'exemple de réalisation l'invention qui a été représenté sur les figures correspond à l'application de l'invention à un véhicule qui comporte un groupe motopropulseur dans sa partie avant, les longerons 16 délimitant alors un compartiment moteur du véhicule. Toutefois, il est egalement possible d'appliquer l'invention à un véhicule ne comportant pas de groupe moto- propulseur à l'avant. Dans cette configuration, il est aussi possible d'agencer la zone d'amorce 32 à l'extérieur du longeron 16, c'est à dire sur le profilé extérieur 22, pour que la partie arrière 36 du longeron 16 pivote vers l'intérieur du compartiment délimité par les longerons 16, ce qui évite la pénétration du longeron 16 dans l'habitacle 14. L'invention propose donc un ensemble 10 de structure de caisse de véhicule automobile présentant des caractéristiques élevées de sécurité passive. REVENDICATIONS 1. Ensemble (10) de structure de caisse de véhicule automobile, type qui comporte une partie (12) de structure de caisse qui agencée en avant d'une cellule (1 formant habitacle véhicule, du type dans lequel la partie (12) de structure caisse comporte au moins deux longerons (16) sensiblement longitudinaux qui sont susceptibles s'écraser longitudinalement en cas de choc, caractérisé en ce que chaque longeron (16) comporte une zone (32) d'amorce de pliage qui est agencée entre une partie avant (34) et une partie arrière (36) du longeron. 2. Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone (32) d'amorce de pliage comporte au moins un pli (38) d'orientation globalement verticale pour que la partie avant (34) du longeron se plie sensiblement horizontalement autour de la zone d'amorce (32) de pliage. 3. Ensemble (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le longeron (1 est formé d'au moins un profilé longitudinal intérieur (20) et profilé longitudinal extérieur (22) adjacents, notamment soudes. 4. Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le profilé intérieur (20) comporte la zone (32) d'amorce de pliage, et en ce qu'au moins ledit profilé intérieur (20) et la zone d'amorce (32) de pliage sont réalisés par emboutissage. 5. Ensemble (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le profilé extérieur (22) comporte la zone (32) d'amorce de pliage, et en ce qu'au moins ledit profilé extérieur (22) et la zone d'amorce (32) de pliage sont réalisés par emboutissage. 6. Ensemble (10) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la zone (32) d'amorce présente sensiblement la forme d'un évidement en forme de tétraèdre (56) irrégulier dont une base est agencée dans le prolongement d'une face supérieure (26) du longeron (16), dont une face verticale est agencée dans le plan d'une face verticale (58) du longeron (20), et dont deux faces (60, 62) jointives pénétrant la section du longeron (26) comportent une arête commune formant le pli (38) suivant lequel se plie longeron (16) en cas de choc (F). 7. Ensemble 0) selon la revendication précédente, caractérisé en ce la plus grande hauteur (h) du tétraèdre (56), déterminée par distance séparant sa base d'un sommet inférieur, est sensiblement égale aux deux tiers de la hauteur (H) du longeron (16). 8. Ensemble 0) selon l'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce le longeron (16) est renforcé par une équerre (66) de rigidification agencée au niveau de la zone (32) d'amorce de pliage. 9. Ensemble 0) selon la revendication précédente, caractérisé en ce l'équerre (66) de rigidification comporte deux plaques (68, décalées transversalement, une première plaque (68) de fixation étant interposée entre des ailes inférieures (48, 52) des profiles intérieur (20) et extérieur (22) et une deuxième plaque de renfort (70) étant fixée au dos (72) du profilé (20, 22) qui comporte la zone (32) d'amorce de pliage, de manière à s'étendre suivant longueur (L) déterminée de part et d'autre de la zone (32) d'amorce de pliage. 10. Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (70) de renfort de l'équerre (66) de rigidification est agencée sensiblement à la moitié de la hauteur (H) du longeron (16). 11. Ensemble (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque (70) de renfort de l'équerre (66) de rigidification est échancrée au voisinage du dos de la zone (32) d'amorce de pliage suivant une découpe en retrait des arêtes du tétraèdre (56) qui sont agencées dans le prolongement de la face verticale (58) du longeron (16). 12. Ensemble (10) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la plaque (68) de fixation de l'équerre (66) rigidification est soudée entre les ailes inférieures (48, 52) profilés intérieur (20) et extérieur (22) et en ce que la plaque (70) de renfort de l'équerre (66) de rigidification est soudée au dos (72) du profilé qui comporte la zone (32) d'amorce de pliage.