Brevet FR2840574A1 — publié le 20031212

- fixation de la peau de pare-chocs (6) sur l'ossature de support (4). La presente invention concerne une poutre de pare-chocs pour vehicule automobile. - Le comportement d'un vehicule automobile devrait satisfaire a certaines contraintes lors de chocs standards, dont le choc dit > et le choc dit > ou >. Le choc dit > est un choc a 40 km/in contre des elements simulant un pieton et en particulier ses jambes. Le but est de verifier que lors d'un tel choc les risques de blessures graves d'un pieton, et notamment de ses genoux, vent limites. Le choc dit > est un choc a environ 4 km/in contre un obstacle rigide, simulant par exemple un poteau. Lors d'un tel choc, le vehicule automobile et en particulier sa poutre de pare-chocs ne devrait subir que des deformations elastiques pour qu'aucune reparation ne soit necessaire. Les exigences de ces deux chocs vent done contradictoires dans la mesure ou le choc dit > requiert une poutre de pare-chocs dont le comportement aux chocs soit mou, tandis que le choc dit > requiert une poutre dont le comportement aux chocs soit rigide. L'invention a done pour but de resoudre ce probleme en fournissant une poutre de pare-chocs qui permette de satisfaire aux contraintes des chocs dits > et >. A cet effet, i'invention a pour objet une poutre de pare-chocs pour vehicule automobile, caracterisee en ce qu'elle comprend une region arriere de raideur aux chocs plus importante et une region avant de raideur aux chocs plus faible. Selon des modes particuliers de realisation, la poutre peut comprendre l'une ou plusieurs des caracteristiques suivantes, price(s) isolement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - au moins la region avant comprend des nervures en matiere plastique delimitant entre elles des alveoles, - la region avant comprend une bande d'extremite avant qui s'etend lateralement sensiblement sur toute la largeur de la poutre en bordant des alvgoles, - la region arriere comprend un corps metallique, et la matiere plastique de la region avant est surmoulee sur le corps metallique, - ia matiere plastique surmoulee forme dans la region arriere des nervures de renfort du corps, - la region arriere comprend des nervures en matiere plastique delimitant des alveoles, - la region avant comprend des nervures en matiere plastique delimitant entre elles des alveoles, et la region arriere possede une densite de nervures plus importante que la region avant, - ia region arriere comprend des nervures arriere bordant par l'arriere des alveoles, et les bords avant des nervures arriere vent de concavites dirigees vers ['avant, - la poutre a une hauteur plus importante dans une region centrale que dans des regions d'extremites laterales. L'invention a en outre pour objet un vehicule automobile comprenant u n e poutre de pare-chocs, caracterise en ce que la poutre est u ne poutre tel le que definie precedemment. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre, donnee uniquement a titre d'exemple, et faite en se referent aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schematique, partielle, en perspective et eclatee de l'extremite avant d'un vehicule automobile selon un premier mode de realisation de ['invention, - la figure 1A est une vue analogue a la figure 1 illustrant [e-corps metallique de la poutre de pare-chocs. - la figure 2 est une vue schematique, partielle et agrandie de l'extremite laterale droite d'une variante de la poutre du vehicule de la figure 1, - la figure 3 est une vue analogue a la figure 2 illustrant une autre variante, - la figure 4 est une vue schematique en perspective illustrant une poutre de pare-chocs selon un deuxieme mode de realisation de ['invention, - la figure 5 est une demi-vue de dessus de la poutre de la figure 4, et - la figure 6 est une demi-vue de face de la poutre de la figure 4. Dans tout ce qui suit, les orientations utilisees vent les orientations habituelles d'un vehicule automobile. Ainsi, les termes a avant>>, > et > s'entendent par rapport a la position d'un conducteur et au sens de marche du vehicule. En outre, pour faciliter la comprehension des figures, des reperes orthonormes Oxyz ont ete representes en reprenant la terminologie generalement utilisee dans le domaine automobile. Ainsi, I'axe Ox correspond a la direction horizontale et longitudinale du vehicule. L'axe Oy correspond a la direction horizontale et transversale au vehicule. L'axe Oz correspond a la direction verticale. La figure 1 illustre schematiquement l'extremite longitudinale avant 1 d'un vehicule automobile. On y distingue les longerons 2 du chassis du vehicule et une poutre de pare-chocs 3 fixee aux extremites avant des longerons 2 grace a des platines 4. De maniere classique, la poutre de pare-chocs 3 sera recouverte d'une peau d'habillage non-representee. La poutre de pare-chocs 3 comprend une region arriere 6 et une region avant 7. La poutre 3 est realisee par surmoulage d'une matiere plastique 8 sur un corps metallique 9. Le corps mGtallique 9 est realise par exemple en acier ou en aluminium. Comme on le volt sur la figure 1A, il a en vue de dessus une forme en C et comprend ainsi une traverse 10 qui s'etend lateralement d'un longeron 2 a l'autre sur toute la largeur du vehicule automobile, et deux branches laterales 11 qui prolongent les extremites laterales de la traverse 10 vers l'arriere et se terminent par les platines de fixation 4. Le corps 9 est un profile qui presente en section, aussi bien au niveau de la traverse 10 que des branches 11, une forme de U ouvert vers le haut. Le profile 9 delimite done interieurement une cavite 12 debouchant vers le haut et permettant ainsi le surmoulage de la matiere plastique 8 comme decrit ulterieurement. La matiere plastique 8 comprend, en arriere de la paroi avant 13 de la traverse 10, des nervures 16 qui s'etendent dans la cavite 12 avec une configuration en dents de scie dans la traverse 10 et une configuration quadrillee dans les branches 11. Ces nervures 16 de renfort du corps 9 vent accrochees fermement a ce dernier grace a des blocs de fixation 18 venus de matiere avec les nervures 16 et qui enveloppent les bords superieurs 20 du corps 9. Pour ameliorer la fixation, ces bords superieurs 20 peuvent comprendre des encoches recouvertes par les blocs 18, comme decrit dans la demande FR-2 803 899 au nom d'ECIA I NDUSTRI E. Dans d'autres variantes, I'accrochage de la matiere plastique 8 surmoulee sur le corps 9 peut egalement etre ameliore grace a des techniques telles que celles decrites dans le document EP-370 342 au nom de BAYER. Des plaques metalliques 21 superieures viennent fermer le corps 9 au niveau des branches 11 et des extremites laterales de la traverse 10. Ces plaques 21 ont par exemple ete soudees sur le corps 9 apres surmoulage de la matiere plastique 8 dans la cavite 12 par le haut. Sur la figure 1, une plaque 21 a ete representee eloignee de la poutre 3 pour faciliter la comprehension. Le corps metallique 9 et les nervures 16 forment la region arriere 6 de la poutre 3, laquelle region 6 est situee en arriere de la paroi avant 13 de la traverse 10. La region avant 7, disposee en avant de cette paroi avant 13, comprend essentiellement des nervures 22 de la matiere plastique 8 en forme de demi-cylindres verticaux disposes lateralement les uns a cote des autres sensiblement sur toute la largeur de la traverse 10, et une bande 24 de matiere plastique qui s'etend en avant des demi-cylindre 22 sur toute la largeur de la poutre de pare-chocs 3. La bande 24 a une hauteur nettement inferieure a celle des demi-cylindres 22 et est disposee a un niveau sensiblement median de ceux ci. Les demi-cylindres 22 adjacents ont des generatrices verticales 26 communes par lesquelles ils vent relies a la paroi avant 13 de la traverse 10. Les nervures 22 delimitent avec la paroi avant 13 des alveoles 28 en forme de demi-cylindres et avec la bande 24 des alveoles 30 qui vent bordees a ['avant par la bande 24. La bande 24 de la matiere plastique 8 se dedouble au niveau de ses extremites laterales ou elle est venue de matiere avec des plots lateraux 32 formes egalement par la matiere plastique 8. Ces plots 32 prolongent la traverse 10 et les branches 11 lateralement vers l'exterieur et ils ont sensiblement des formes de trapezes a l'interieur desquels une nervure respective 34 oblique est prevue. Ces plots 32 vent surmoules sur les branches 11. Lors d'un choc avec un pieton, seul la region avant 7 de la poutre 3 va se deformer. Cette region 7 comprenant des nervures 22 et 24 de la matiere plastique 8 delimitant des alveoles 28 et 30, elle presente une raideur aux chocs relativement falble. En outre, la bande 24 permet de repartir sur plusieurs nervures 22 les efforts lors d'un tel choc. Ainsi, on constate que les risques de blessures graves d'un pieton vent faibles. Les contraintes du choc dit > vent done satisfaites. En cas de choc a faible vitesse contre un obstacle rigide, la region arriere 6 de la poutre 3, et en particulier la traverse 10, vont etre sollicitees. La raideur aux chocs de la region arriere 6 est plus importante que celle de la region avant 7, notamment grace a la fonction de renfort que les nervures 16 assurent dans le corps 9. Ainsi, la poutre 3 permet de satisfaire aux exigences du choc dit a parking >.,. En outre, on a constate que la poutre de pare-chocs 3 permet de satisfaire aux exigences de deux autres chocs standards, a savoir le choc dit > ou >, et le choc dit >. Dans le choc dit >, le vehicule percute a environ 1 6km/h un obstacle rigide, stetendant sur environ 40% de la largeur de la poutre de pare chocs. Lors d'un tel choc, le chassis du vehicule et en particulier ses longerons ne dolvent pas etre deformes plastiquement. De maniere plus generale, le coOt des reparations induites par ce choc frontal doit etre limite. Le choc > est un choc frontal tel que celui qui peut se produire lors d'un accident de la route par percussion d'un autre vehicule automobile. Lors d'un tel choc, le vehicule automobile et en particulier sa poutre de pare-chocs et son chassis dolvent absorber une energie importante en vue de limiter les risques de blessures du conducteur. On a constate que la poutre 3 de la figure 1 permet egalement de satisfaire aux contraintes de ces deux autres chocs. En particulier, les contraintes du choc dit > peuvent etre respectes grace aux plaques 21 qui viennent fermer le corps 9 au niveau des branches 11. Grace a ces plaques 21, ces branches 11 vent sensiblement symetriques par rapport a un plan horizontal de sorte qu'elles peuvent absorber par deformation plastique une quantite d'energie de choc importante permettant d'eviter que les longerons 2 ne se deforment plastiquement. En outre, la poutre de pare-chocs 3 forme une unite qui peut etre manipulee et montee en une seuie etape sur le vehicule automobile 1, notamment par vissage de ses platines 4. De plus, la poutre 4 qui comprend de la matiere plastique 8 est relativement legere. En outre, elle s'avere de cout reduit, notamment par rapport a des poutres de pare-chocs realisees en composites renforces par des fibres de verre. Dans une variante representee a la figure 2, les branches 11 ne contiennent pas de nervure de matiere plastique 16 et la plaque de fermeture 21 est remplacee par un insert 38 de section transversale en U ouvert vers le teas et presentant des ondulations 39 longitudinales. Cheque insert 38 est dispose dans une branche 11 en la ferment et en lui permettant de remplir son role d'absorbeur de chocs lors d'un choc dit > ou d'un choc a grande vitesse >>. La figure 3 illustre encore une autre variante dans laquelle ['insert 38 est constitue par un bloc a structure alveolaire, dont les alveoles 40 vent orientees longitudinalement. II peut s'agir comme dans l'exemple represente d'un bloc en nid d'abeilles, c'est a dire avec des alveoles 40 de section hexagonale. Dans encore une autre variante non-representee, les parois laterales de chaque branche 11 peuvent etre formees par la matiere plastique 8. Les branches 11 vent alors fermees par des plaques metalliques superieure et inferieures fixees a la traverse 10. Ces plaques permettent le montage de la poutre 3 sur les longerons 6. Les inserts 38 vent alors inseres dans les branches 11 par l'arriere avant montage sur les longerons 6. Les figures 4 a 6 illustrent un deuxieme mode de realisation de ['invention dans lequel la poutre 3 est realisee entierement en matiere plastique 8. La matiere plastique 8 comprend des nervures verticales 40 et des nervures horizontales 42 qui delimitent des alveoles 44 orientees verticalement. Une nervure 40 avant forme une bande 24 qui, comme dans le cas des figures 1 a 3, s'etend sur toute la largeur de la poutre 3 en bordant par ['avant les alveoles 44. Une alveole 44 sur deux a sensiblement en vue de dessus, et comme illustre par la figure 5, une forme hexagonale. Les autres alveoles 44 ont sensiblement en vue de dessus une forme de secteurs de paraboles de concavites dirigees vers ['avant. En particulier, on notera que dans ces alveoles 44, les bords avant 46 de nervures horizontales 42 arriere ont des concavites dirigees vers ['avant. La poutre 3 est prolongee vers le teas au niveau de ses extremites laterales par des pastes 48 munies chacune d'un orifice 50 de fixation aux longerons du vehicule automobile. Comme on le volt sur la figure 6, la poutre 3 et notamment les alveoles 44 de sections sensiblement hexagonales ont une hauteur plus importante dans une region centrale de la poutre 3 qu'aux extremites laterales de cette derriere. Les autres alveoles 44 ont une hauteur sensiblement constante sur toute la largeur de la poutre 3. Comme on le volt sur la figure 5, ia poutre 3 comprend dans sa region arriere 6, situee en arriere d'une surface geometrique mediane S qui s'etend le long de la ligne directrice de la poutre 3 au travers des alveoles 44, une densite de nervures 40 et 42 plus importante que dans sa region avant 7 disposee en avant de la meme surface S. La densite de nervures peut, par exemple, etre mesuree en calculant le rapport de la masse de la region consideree sur son encombrement exterieur multiplie par la masse volumique de la matiere plastique 8. Dans ce cas, la densite de nervures de la region 6 de la poutre 3 est d'environ 54% tandis que cette densite est d'environ 19% dans la region avant 7. La region arriere 6 qui est plus compacte offre done une raideur aux chocs plus importante que la region avant 7. Ainsi, la poutre 3 permet de satisfaire aux exigences du choc dit pieton > > grace a la region avant 7, et aux exigences du choc dit > grace a la region arriere 6. En outre, la poutre 3 permet de limiter les risques de blessures d'un pieton grace a la bande 24 qui permet de repartir lateralement les efforts resultants d'un choc avec un pieton. En outre, les nervures horizontales 42 permettent, grace a leurs bords concaves 46, de recevoir la jambe d'un pieton en cas de choc et de limiter les risques de blessures graves de ce dernier. Les principes des deux modes de realisation decrits ci-dessus peuvent etre combines entre eux. REVENDICATIONS 1. Poutre de pare-chocs (3) pour vehicule automobile, caracterisee en ce qu'elle comprend une region arriere (6) de raideur aux chocs plus importante et une region avant (7) de raideur aux chocs plus falble. 2. Poutre selon la revendication 1, caracterisee en ce qu'au moins la region avant (7) comprend des nervures (22; 40, 42) en matiere plastique delimitant entre elles des alveoles (28, 30; 44). 3. Poutre selon la revendication 1 ou 2, caracterisee en ce que la region avant (7) comprend une bande (24) d'extremite avant qui s'etend lateralement sensiblement sur toute la largeur de la poutre en bordant des alveoles. 4. Poutre selon la revendication 2 ou 3, caracterisee en ce que la region arriere comprend un corps metallique (9), et en ce que la matiere plastique (8) de la region avant (7) est surmoulee sur le corps metallique (9). 5. Poutre selon la revendication 4, caracterisee en ce que la matiere plastique surmoulee forme dans la region arriere (6) des nervures (16) de renfort du corps (9). 6. Poutre de pare-chocs selon l'une des revendications precedentes, caracterisee en ce que la region arriere (6) comprend des nervures en matiere plastique (40,42) delimitant des alveoles (44). 7. Poutre selon la revendication 6, caracterisee en ce que la region avant comprend des nervures (40,42) en matiere plastique delimitant entre elles des alveoles, et en ce que la region arriere (6) possede une densite de nervures (40,42) plus importante que la region avant (7). 8. Poutre selon la revendication 6 ou 7, caracterisee en ce que la region arriere comprend des nervures arriere (42) bordant par l'arriere des alveoles (44), et en ce que les bords avant (46) des nervures arriere vent de concavites dirigees vers ['avant. 9. Poutre selon l'une des revendications precedentes, caracterisee en ce que la poutre (3) a une hauteur plus importante dans une region centrale que dans des regions d'extremites laterales. 10. Vehicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs (3), caracterise en ce que la poutre est une poutre selon l'une quelconque des