Brevet FR2868027A1 — publié le 20050930

L'invention concerne un système de sécurité passive pour véhicules automobiles en cas de choc frontal d'un piéton, comportant des moyens, communément dénommés "capot actif", pour l'éjection de la partie arrière du capot en cas d'impact d'un piéton (afin d'éviter que le piéton se cogne contre les parties rigides du véhicule situées sous le capot), et des moyens pour absorber l'énergie de choc du piéton. Lors de son éjection, le capot est déplacé par rapport à des parties rigides, telles qu'une traverse, installées sous celui-ci, suivant un axe longitudinal du véhicule. Ce déplacement relatif n'est possible que lorsque l'on emploie une serrure verticale fixée à la traverse avec une gâche en fil fixée à la partie inférieure du capot et dont l'axe est disposé selon l'axe longitudinal du véhicule. En effet, l'utilisation d'une serrure horizontale avec doigt de gâche interdirait tout déplacement horizontal entre la gâche et la serrure pour son auto- centrage. Le brevet FR 2 836 879 décrit un tel système de sécurité passive, dans lequel les moyens pour absorber l'énergie de choc piéton sont rigidement liés à la gâche. Ces moyens peuvent être rendus inopérants et inutilisables, car déformés de manière permanente en cas de fermeture trop énergique du capot, ou s'ils sont soumis à un effort vertical excessif tel que, par exemple, le poids d'une personne qui s'assoit sur le capot une fois fermé. Les études et essais nécessaires avant chaque implantation sont donc nombreux pour déterminer la rigidité des moyens d'absorption d'impact d'un piéton. La présente invention vise à éviter ces inconvénients en fournissant un système de sécurité passive pour véhicules automobiles en cas de choc frontal d'un piéton, qui soit fiable, économique, simple et de dimensions réduites, avec des moyens d'absorption d'impact d'un piéton ne se déclenchant que lorsque le capot est éjecté. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un système de sécurité passive pour véhicules automobiles en cas de choc frontal d'un piéton, comportant des moyens pour l'éjection de la partie arrière du capot en cas d'impact d'un piéton, ainsi que des moyens pour absorber l'énergie de choc du piéton, comprenant deux dispositifs venant en appui l'un sur l'autre en position fermée du capot, dont: - un dispositif de butée déformable pour absorber l'énergie de l'impact du piéton, fixé à l'intérieur ou à une sous-structure du capot par un axe centreur entouré d'une butée cylindrique de fermeture concentrique et d'un tube extérieur déformable annelé en forme de soufflet, de longueur inférieure à celle de la butée; - et un dispositif d'appui, rétractable pour permettre la déformation du dispositif de butée en cas d'impact de piéton, fixé sur une traverse du véhicule, et constitué d'une base de soutien comportant un trou au milieu et des moyens de guidage latéral d'une platine mobile escamotable vers l'arrière du véhicule, à laquelle est fixée une lame de ressort de retenue à la base de soutien. Ainsi, l'idée inventive consiste à intégrer des moyens d'absorption de l'impact piéton aux butées de fermeture du capot, ces moyens d'absorption de l'impact piéton étant constitués de deux dispositifs complémentaires parmi lesquels un dispositif de butée déformable et un dispositif d'appui rétractable qui se comportent comme une butée conventionnelle de capot en fonctionnement normal du véhicule, et permettent l'absorption de l'impact en cas de choc piéton. Lorsque le capot est fermé, la butée de fermeture vient en appui sur la platine. En cas d'éjection du capot, le déplacement relatif de celui-ci par rapport à la traverse entraîne la platine mobile vers l'arrière du véhicule, par l'intermédiaire des moyens de guidage latéral, jusqu'à la faire tomber de sorte que l'appui de la butée de fermeture soit supprimé. Lors du choc d'un piéton, le capot se déforme jusqu'à provoquer l'appui puis la déformation du tube extérieur annelé sur la base de soutien de sorte que l'énergie de l'impact du piéton est absorbée par cette déformation du tube extérieur annelé. La lame de ressort comporte avantageusement une griffe qui lui permet de s'accrocher à un cran de la base de soutien lorsque le capot est ouvert, ce qui interdit tout mouvement de la platine par rapport à la base de soutien. La platine mobile escamotable dispose de préférence d'un trou centreur, par exemple en forme de boutonnière, dans lequel peut pénétrer une extrémité inférieure de l'axe centreur du dispositif de butée lorsque le capot est fermé, pour permettre l'autocentrage des dispositifs de butée et d'appui. Ainsi, lorsque le capot est fermé, l'axe centreur pénètre dans le trou centreur de la platine, et déforme la lame de ressort de manière à libérer la griffe du cran de la base de soutien, tout en immobilisant la platine. Dans une forme de réalisation possible de l'invention, la base de soutien est dotée de deux écrous intégrés expansibles aptes à être clipsés 2868027 3 avec une légère pression dans des trous ou échancrures en forme de boutonnière situés sur la traverse. Ce prémontage de la base de soutien sur la traverse permet d'ajuster le déplacement longitudinal du capot par rapport à la traverse. Les deux écrous intégrés expansibles sont de préférence également aptes à recevoir des vis de fixation du dispositif d'appui sur la traverse, afin d'assurer une bonne fixation de la base de soutien sur la traverse grâce au serrage provoqué par l'expansion des écrous intégrés lors de l'introduction des vis de fixation. Selon un mode de réalisation de l'invention, la base de soutien est dotée d'une ou deux saillies latérales destinées à s'introduire dans des ouvertures latérales percées sur la traverse, afin d'empêcher un montage de la base de soutien en position incorrecte. L'axe centreur comporte avantageusement un filetage et une empreinte de vissage sur son extrémité inférieure pour réaliser la fixation du dispositif de butée par vissage sur le capot. L'empreinte de vissage permet d'appliquer un couple de serrage désiré par un outil adéquat. Bien entendu, le capot comporte un écrou pour permettre ce vissage. L'axe centreur posséde de préférence une zone filetée sur laquelle se visse un écrou de fixation, de manière à permettre un réglage en hauteur du dispositif de butée par une rotation du tube extérieur annelé, ce réglage étant maintenu grâce au frottement dû au serrage de la butée de fermeture sur l'axe centreur. De cette manière, le tube extérieur annelé et la butée de fermeture peuvent être réglés en hauteur comme un ensemble unique. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'écrou de fixation comporte au moins deux plis en forme de pattes agrafées à la butée de fermeture. La liaison entre le tube extérieur annelé et l'écrou de fixation peut être réalisée par sertissage de l'écrou autour du tube annelé, ou par sertissage du tube annelé sur la périphérie de l'écrou, ou encore par soudure ou collage (adhésif époxy) du tube et de l'écrou, voire par tout autre moyen équivalent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description des modes de réalisation qui en est faite cidessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles: la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective des différents éléments du système selon l'invention installés dans un véhicule; les figures 2 et 3 sont deux vues en perspective du dispositif de butée; les figures 4, 5, 6 sont des vues en coupe transversale selon l'axe A-A du dispositif de butée illustrant différentes solutions de fixation du tube extérieur déformable annelé; les figures 7, 8 sont des vues en perspective du dispositif d'appui; les figures 9, 10, 11, 12 représentent une section longitudinale du véhicule (section B-B de la figure 1), dans les différentes positions de fonctionnement (capot ouvert, fermé, éjecté, impact) de l'invention; - la figure 13 est une vue de la découpe de la traverse du véhicule; la figure 14 est un graphique représentant une courbe d'effort de déformation en fonction de la course de déformation du tube extérieur annelé. La fermeture du capot 1 d'un véhicule automobile est illustrée en figure 1 et assurée de manière connue par une serrure verticale 3 fixée à une traverse fixe 5 du véhicule et par sa gâche en fil correspondante 4 fixée au capot 1. La serrure 3 doit nécessairement permettre, après fermeture, le parcours d'une surcourse identique à la course de déformation attribuée au système de l'invention pour absorber le choc d'un piéton de façon correcte. Le système de sécurité passive selon l'invention équipe ce véhicule de moyens dits "capot actif", pour l'éjection de la partie arrière du capot 1 lorsqu'un choc frontal avec un piéton est détecté : la partie arrière du capot 1 est alors relevée par ses articulations 2. Le système selon l'invention comporte enfin des moyens pour absorber l'énergie de choc d'un piéton répartis de part et d'autre de la serrure 3 et de sa gâche 4. Ces moyens sont constitués de deux dispositifs complémentaires l'un de l'autre, dont un dispositif de butée 6 déformable pour absorber l'énergie d'un impact piéton, fixé par un écrou 16 soudé à une structure 1A solidaire du capot 1, et un dispositif d'appui 7 rétractable en cas d'impact d'un piéton, fixé sur la traverse 5 par des vis de fixation 15. Comme montré sur les figures 2 et 3, le dispositif de butée 6 est constitué d'une butée cylindrique de fermeture 10 en matériau élastomère, concentrique et rendue solidaire d'un tube extérieur annelé 11 en forme de soufflet déformable, par un écrou de fixation 9 en tôle d'acier vissé à un axe centreur 8 en acier. La butée 10 dépasse la partie inférieure du tube 11 de quelques millimètres (en fonction de l'élastomère employé), de manière à empêcher le 10 tube 11 de se déformer durant la fermeture du capot 1. L'axe centreur 8 possède une zone filetée 8B sur laquelle se visse l'écrou de fixation 9, de manière à permettre un réglage en hauteur du dispositif de butée 6 par une rotation du tube extérieur annelé 11. L'axe centreur 8 comporte également un deuxième filetage 8A et une empreinte de vissage 8D sur sa tête inférieure 8C qui permet d'introduire un outil de vissage pour réaliser la fixation du dispositif de butée 6 sur le capot 1. L'écrou de fixation 9 comporte au moins deux plis en forme de pattes 9A agrafées à la butée de fermeture 10. Les figures 4, 5, 6 représentent trois types de fixations différentes entre l'écrou 9 et le tube annelé 11: la liaison entre le tube extérieur annelé 11 et l'écrou de fixation 9 est réalisée par sertissage de l'écrou 9B autour du tube annelé 11 (voir figure 4), ou par sertissage du tube annelé 11A sur la périphérie de l'écrou 9 (voir figure 6), ou encore par soudure ou collage (adhésif époxy) du tube 11 et de l'écrou 9C (voir figure 5). Les figures 7 et 8 représentent le dispositif d'appui 7. Celui-ci permet, en fonctionnement normal, l'appui de la butée 10, mais il se rétracte en cas d'impact de piéton pour permettre la déformation du tube annelé 11 et donc l'absorption de l'impact. Le dispositif d'appui 7 rétractable est constitué d'une base de soutien 12 réalisée en matière thermoplastique avec un trou au milieu, la base 12 comportant deux moyens de guidage latéral 12A pour le guidage d'une platine mobile escamotable 13 vers l'arrière du véhicule. La platine 13 possède deux protubérances embouties 13A sur lesquelles est rivetée une lame d'acier à ressort 14 dont une extrémité en forme de griffe 14A lui permet de s'accrocher à un cran 12D de la base de soutien 12, interdisant ainsi le mouvement de la platine 13 dans les moyens de guidage latéral 12A. La platine mobile escamotable 13 dispose également d'un trou centreur 13B en forme de boutonnière, dans lequel peut pénétrer la tête 8C de l'axe centreur 8 du dispositif de butée 6. Le trou 13B permet l'auto-centrage du dispositif d'appui 7 avec l'axe 8 du dispositif de butée 6. La forme en boutonnière du creux de la platine 13 permet l'absorption des dispersions de montage selon l'axe transversal Y du véhicule. La base de soutien 12 est dotée de deux écrous intégrés 12B aptes à être clipsés dans deux trous ou échancrures 17A (voir figure 13) en forme de boutonnière situés sur la traverse 5, qui permettent de centrer la base 12 dans l'axe longitudinal X du véhicule, et d'assurer ainsi un prémontage de la base 12 sur la traverse 5. Une fois la base 12 située en position correcte, celle-ci peut être solidement fixée à la traverse 5 par les deux vis de fixation 15 vissées à travers les écrous intégrés clipsables 12B. Le dispositif d'appui 7 est ainsi fixé à la traverse 5 par la tension effectuée par les écrous intégrés 12B expansibles qui s'élargissent lors de la pénétration des vis de fixation 15. La base 12 possède également deux languettes 12C destinées à s'introduire dans des ouvertures latérales 17B (voir figure 13) percées sur la 20 traverse 5, évitant le montage incorrect de la base 12 sur la traverse 5. Le montage de l'ensemble est réalisé comme suit. L'axe centreur 8 du dispositif de butée 6 est vissé à la partie inférieure du capot 1. Puis, on pré-positionne la base 12 du dispositif d'appui 7 en insérant les écrous intégrés 12B clipsables dans les trous/échancrures 17A de la traverse 5. Ensuite, il faut faire descendre le capot 1 pour que l'axe 8 puisse être auto-centré sur la base de soutien 12, tout en ajustant en hauteur l'ensemble écrou 9 / butée 10 I tube 11 pour régler la hauteur du capot 1 (affleurement). Enfin, les vis de fixation 15 sont introduites et serrées pour fixer définitivement la base 12 à la traverse 5. Les figures suivantes illustrent le fonctionnement de l'ensemble. La figure 9 est une vue de la section longitudinale B-B du véhicule avec le capot 1 ouvert. La lame de ressort 14 bloque la platine 13 et l'empêche de glisser sur les guidages latéraux 12A de la base 12. En effet, la platine 13 est immobilisée par l'accrochage de la griffe 14A de la lame de ressort 14 au 35 cran 12D de la base 12. La figure 10 montre la même section en position capot fermé . Dans cette position, l'extrémité inférieure 8C de l'axe centreur 8 du dispositif de butée 6 est introduite dans le trou centreur 13B de la platine 13 du dispositif d'appui 7 et appuie sur la lame de ressort 14 qui fléchit. Cette déformation de la lame 14 déplace la griffe 14A qui libère le cran 12D de la base 12: la platine 13 est donc libérée de sa liaison avec la base 12. Cependant, la pénétration de l'extrémité 8C de l'axe 8 dans le trou centreur 13B interdit tout mouvement de la platine 13. La butée 10 absorbe l'impact de fermeture en s'appuyant sur la platine 13, et empêche le contact du tube annelé 11 avec la base 12. L'ensemble se comporte ainsi comme une butée conventionnelle de capot. S'il est toutefois détecté un choc de piéton, le capot 1 est éjecté, ce qui provoque un déplacement relatif du capot 1 par rapport à la traverse 5. Dans ce cas, l'axe 8 force la platine 13 à se déplacer vers l'arrière du véhicule sur les guidages latéraux 12A de la base 12, la platine 13 perd son appui et tombe dans le trou situé au milieu de la base 12. Quand la platine 13 tombe, la butée 10 s'introduit dans le trou de la base 12 et le tube annelé 11 s'appuie sur la base 12. Le tube 11 est réalisé en forme de soufflet pour que sa déformation soit déjà initiée et qu'elle puisse être contrôlée en cas de choc. En utilisant un tube de forme différente, par exemple lisse, le mode de déformation ne serait pas contrôlé et le tube pourrait être déformé en faisant des plis aléatoires dans n'importe quel sens, ce qui provoquerait des rigidités différentes de celles prévues. En outre, l'énergie nécessaire pour initier la déformation du tube serait très élevée, et cette rigidité très élevée pourrait blesser le piéton. La figure 11 représente la section précédente en position fermée après que le capot a été éjecté suite à la détection du choc de piéton. Comme indiqué précédemment, la cinématique des systèmes "capot actif" provoque un déplacement relatif du capot 1 par rapport à la traverse 5. Ce déplacement se décompose en deux mouvements, un déplacement longitudinal LX et une faible rotation suivant un axe transversal Y du capot. Le déplacement longitudinal AX du capot 1 par rapport à la traverse 5 fait que l'axe centreur 8 du dispositif de butée 6 déplace la platine 13 tout au long des guidages latéraux 12A. Ceci fait que la platine 13 se déplace jusqu'à une position pour laquelle elle n'a plus d'appui et tombe par gravité. La butée 10 perd sa surface d'appui du fait de la chute de la platine 13. Le système permet d'absorber la faible rotation suivant l'axe Y. La figure 12 représente la même section B-B au moment où l'impact se produit sur la surface du capot 1. Dans ce cas, la butée de fermeture 10 ne pouvant pas limiter le déplacement vertical vers le bas du dispositif de butée 6, le capot 1 se déforme et descend de quelques millimètres, de sorte que le tube extérieur déformable annelé 11 s'appuie sur la base de soutien 12 du dispositif d'appui 7. Instantanément, le tube annelé 11 se comprime et absorbe l'énergie de l'impact piéton. La butée 10 et l'axe centreur 8 s'introduisent dans un creux de la traverse 5 prévu à cet effet. Comme illustré par la figure 13, la découpe 17 de la traverse 5 possède un trou et une échancrure 17A, en forme de boutonnière, sur lesquels, comme indiqué précédemment, viennent se clipser les deux écrous intégrés 12B expansibles pour centrer suivant l'axe longitudinal X les dispositifs de butée 6 et d'appui 7. Elle est également pourvue de deux encoches latérales 17B permettant de recevoir les languettes de détrompage 12C dont est dotée la base 12 (voir fig. 8). La courbe de la figure 14 représente une courbe de la force de déformation F du tube extérieur annelé 11 en ordonnée, en fonction de sa course de déformation LZ (selon un axe Z perpendiculaire aux axes Y et X) en abscisse. Il existe une première "course morte" sur la courbe où l'énergie n'est pas absorbée (F=0) parce que le tube annelé 11 n'est pas en appui sur la base 12. Ensuite, la force F augmente de façon linéaire jusqu'à atteindre la limite élastique du tube annelé 11. Enfin, le tube annelé 11 se déforme avec une force de valeur constante (F=Finax). La forme en soufflet avec ondulations parallèles du tube extérieur 11 permet ainsi d'obtenir une courbe d'effort-déformation linéaire, ce qui donne une raideur constante; par conséquent, la quantité d'énergie absorbée est maximum pour une force de déformation et une déformation donnée. La décélération subie par le piéton est donc minimisée, en particulier au niveau de la tête. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. Ainsi, l'invention n'est nullement limitée à l'implantation de deux dispositifs de butée et d'appui de part et d'autre du système serrure/gâche, mais peut en permettre autant que souhaités. REVENDICATIONS 1 Système de sécurité passive en cas de choc frontal d'un piéton sur un capot de véhicule automobile, comportant des moyens pour l'éjection de la partie arrière du capot en cas d'impact de piéton, ainsi que des moyens pour absorber l'énergie de choc de piéton, ledit système étant caractérisé en ce que les moyens pour absorber l'énergie de choc de piéton comprennent deux dispositifs venant en appui l'un sur l'autre en position fermée du capot, dont - un dispositif de butée (6) déformable pour absorber l'énergie d'un impact de piéton, fixé à l'intérieur ou à une sous-structure (1A) du capot (1) par un axe centreur (8) entouré d'une butée cylindrique de fermeture (10) concentrique, et d'un tube extérieur annelé (11) en forme de soufflet déformable et de longueur inférieure à celle de la butée (10) ; - et un dispositif d'appui (7) rétractable pour permettre la déformation du dispositif de butée (6) en cas d'impact de piéton, fixé sur une traverse (5) fixe du véhicule et constitué d'une base de soutien (12) comportant un trou au milieu et des moyens de guidage latéral (12A) d'une platine mobile escamotable (13) vers l'arrière du véhicule, à laquelle est fixée une lame de ressort (14) de retenue à la base de soutien (12). 2 Système de sécurité passive selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lame de ressort (14) comporte une griffe (14A) qui lui permet de s'accrocher à un cran (12D) de la base de soutien (12). 3 Système de sécurité passive selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la platine mobile escamotable (13) dispose d'un trou centreur (13B), de préférence en forme de boutonnière, dans lequel peut pénétrer une extrémité inférieure (8C) de l'axe centreur (8) du dispositif de butée (6). 4 Système de sécurité passive selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour son prémontage sur la traverse (5), la base de soutien (12) est dotée de deux écrous intégrés (12B) expansibles aptes à être clipsés dans des trous (17A) ou échancrures en forme de boutonnière situés sur la traverse (5). Système de sécurité passive selon la revendication 4 caractérisé en ce que, les deux écrous intégrés (12B) expansibles sont aptes à recevoir des vis de fixation (15) du dispositif d'appui (7) sur la traverse (5). 6 Système de sécurité passive selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la base de soutien (12) est dotée d'une ou deux saillies latérales (12C) destinées à s'introduire dans des ouvertures latérales (17B) percées sur la traverse (5). 7 Système de sécurité passive selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'axe centreur (8) comporte un filetage (8A) et une empreinte de vissage (8D) sur son extrémité inférieure (8C) pour réaliser la fixation du dispositif de butée (6) par vissage sur le capot (1). 8 Système de sécurité passive selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'axe centreur (8) possède une zone filetée (8B) sur laquelle se visse un écrou de fixation (9), de manière à permettre un réglage en hauteur du dispositif de butée (6) par une rotation du tube extérieur annelé (11). 9 Système de sécurité passive selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'écrou de fixation (9) comporte au moins deux plis en forme de pattes (9A) agrafées à la butée de fermeture (10). 10 Système de sécurité passive selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la liaison entre le tube extérieur annelé (11) et l'écrou de fixation (9) est réalisée par sertissage de l'écrou (9B) autour du tube annelé (11), ou par sertissage du tube annelé (11A) sur la périphérie de l'écrou (9), ou encore par soudure ou collage du tube (11) et de l'écrou (9C).