Brevet FR2884485A1 — publié le 20061020

DESCRIPTION La présente invention se rapporte d'une manière générale à une structure de support pour tableau de bord inférieur, destinée à un véhicule automobile. La technologie actuelle de gestion de l'énergie cinétique sur occupant d'un passager au cours d'une collision à l'intérieur du support structurel pour un ensemble de tableau de bord inférieur implique l'utilisation de pièces embouties métalliques absorbant l'énergie. Ces pièces embouties sont fixées à une surface d'élément de réaction à l'intérieur du véhicule et s'étendent vers la zone supérieure du cadre du compartiment. Au niveau de la partie supérieure du cadre du compartiment, les pièces embouties sont fixées à un composant de l'ensemble de surface d'élément de réaction qui représente l'ouverture du couvercle de compartiment. Lors d'un impact par un occupant à l'intérieur du véhicule, l'ensemble de couvercle de compartiment transfère la charge vers la structure de support pour tableau de bord inférieur, qui à son tour transfère la charge vers les pièces embouties métalliques d'absorption d'énergie qui s'écrasent contre l'ensemble de surface d'élément de réaction. L'énergie cinétique sur occupant se dissipe par l'écrasement des pièces embouties absorbant l'énergie. Cette technologie crée une inefficacité inhérente du support lorsqu'un impact a lieu entre les pièces embouties métalliques. Pour compenser ceci, une technologie antérieure utilise des pièces embouties métalliques supplémentaires et/ou plus grandes. Ce système représente une pénalisation en termes de coût en raison du nombre de pièces, de la complexité du montage, du poids ajouté, et de l'usinage accru. En outre, la présente technologie est perturbée du fait que les pièces embouties d'absorption d'énergie sont placées dans une zone localisée du tableau de bord. L'absorption d'énergie des pièces embouties métalliques est moins efficace lorsque l'impact de l'occupant sur le tableau de bord inférieur n'est pas aligné avec le positionnement localisé des pièces embouties métalliques d'absorption d'énergie. Par conséquent, il existe un besoin d'un support structurel pour tableau de bord inférieur qui fournit une absorption d'énergie efficace qui ne dépende pas de la position de l'impact des genoux de l'occupant, et fournisse une structure d'absorption d'énergie moins complexe et rentable. La présente invention fournit un ensemble de tableau de bord inférieur pour un véhicule automobile comprenant un cadre de compartiment monté à l'intérieur d'un tableau de bord de véhicule, un compartiment ou couvercle de compartiment (inférieur) monté sur 2884485 2 ou à l'intérieur du cadre de compartiment, et une structure d'absorption d'énergie montée entre le cadre du compartiment et une surface d'élément de réaction à l'intérieur du véhicule, la structure d'absorption d'énergie étant alignée ou disposée entre la surface d'élément de réaction et le cadre du compartiment, préférentiellement de façon perpendiculaire au vecteur de charge d'un impact frontal d'occupant sur l'ensemble de tableau de bord inférieur depuis l'intérieur du véhicule. Dans un premier aspect, la structure d'absorption d'énergie est un composant en un seul bloc qui peut s'étendre sur toute la largeur du compartiment ou couvercle de compartiment. En variante, la structure d'absorption d'énergie est un composant en multiples pièces ou constitué de plusieurs pièces qui peut s'étendre pratiquement sur toute la largeur du compartiment ou couvercle de compartiment. Dans un autre aspect, la structure d'absorption d'énergie est généralement creuse et comprend une pluralité de nervures de renfort structurelles espacées, préférentiellement régulièrement, dans celle-ci. Dans encore un autre aspect, les nervures de renfort structurelles à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie sont orientées le long de la ligne de charge entre le cadre de compartiment et la surface d'élément de réaction. Les extrémités distales des nervures de renfort structurelles à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie peuvent présenter un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction et/ou être positionnées à une distance de la surface d'élément de réaction telle qu'un espacement est défini entre celles-ci. En outre, la structure d'absorption d'énergie peut comprendre une surface supérieure qui présente un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction. La surface supérieure de la structure d'absorption d'énergie est avantageusement positionnée à une distance de la surface d'élément de réaction telle qu'un espacement est défini entre celles-ci. La structure d'absorption d'énergie est par exemple globalement solide ou massive et peut être constituée d'un matériau de mousse. Dans encore un autre aspect, la structure d'absorption d'énergie peut être fixée au cadre du compartiment ou formée de façon solidaire du cadre du compartiment, ou en variante, la structure d'absorption d'énergie peut être fixée à une couche de substrat du tableau de bord ou formée de façon solidaire d'une couche de substrat du tableau de bord. Par ailleurs, la structure d'absorption d'énergie peut aussi être fixée directement à la surface d'élément de réaction. De plus, la structure d'absorption d'énergie est préférentiellement réalisée à partir d'une matière plastique. 2884485 3 Les dessins annexées intégrés à la description et faisant partie de celle-ci illustrent plusieurs aspects de la présente invention, et en association avec la description, servent à expliquer les principes de l'invention. Sur les dessins: La figure 1 est une vue éclatée d'un compartiment de tableau de bord inférieur, d'un cadre de compartiment et d'un tableau de bord comportant des éléments et caractéristiques décrits précédemment, La figure 2 est une vue en coupe latérale du compartiment de tableau de bord inférieur, du cadre du compartiment et du tableau de bord de la figure 1 dans un état assemblé, La figure 3 est une vue éclatée d'un autre mode de réalisation de l'ensemble de tableau de bord inférieur et du tableau de bord, La figure 4 est une vue en coupe transversale de l'ensemble de tableau de bord inférieur et du tableau de bord de la figure 3 dans un état assemblé, La figure 5 est une vue éclatée d'un autre mode de réalisation de l'ensemble de tableau de bord inférieur et du tableau de bord, La figure 6 est une vue en coupe transversale de l'ensemble de tableau de bord inférieur et du tableau de bord de la figure 5 dans un état assemblé, La figure 7 est une vue en perspective d'une structure d'absorption d'énergie creuse, La figure 8 est une vue en perspective d'une structure d'absorption d'énergie massive, La figure 9 est une vue en perspective d'une structure d'absorption d'énergie à multiples pièces, et La figure 10 est une vue éclatée d'un ensemble de tableau de bord inférieur comportant la structure d'absorption d'énergie à multiples pièces représentée sur la figure 9 qui est installée dans celui-ci. En se référant à la figure 1, un ensemble de tableau de bord inférieur comportant les éléments décrits précédemment est représenté d'une manière générale en 10. L'ensemble de tableau de bord inférieur 10 est représenté associé à un tableau de bord 12 dans une vue éclatée. L'ensemble de tableau de bord inférieur 10 comprend un cadre de compartiment 14 installé à l'intérieur du tableau de bord de véhicule 12, un couvercle de compartiment 16 monté à l'intérieur du cadre de compartiment 14, et une structure d'absorption d'énergie 18 montée entre le cadre du compartiment 14 et une surface d'élément de réaction 20 à l'intérieur du tableau de bord 12 de véhicule. 2884485 4 En se référant à la figure 2, la structure d'absorption d'énergie 18 est alignée entre la surface d'élément de réaction 20 et le cadre du compartiment 14, avec le vecteur de charge 22 d'un impact frontal. La structure d'absorption d'énergie 18 est un exemple d'un composant d'un seul bloc qui peut s'étendre sur toute la largeur du couvercle de compartiment 16. Ceci permet un support sur toute la largeur du couvercle de compartiment 16 directement à la surface d'élément de réaction 20. Par conséquent, le transfert des charges d'impact vers la surface d'élément de réaction 20 est uniforme sur la longueur de la structure d'absorption 18, en fournissant de cette manière un transfert d'énergie efficace sur toute la largeur du couvercle de compartiment 16. Le résultat est une dissipation de l'énergie améliorée et une insensibilité pour l'emplacement du choc sur les genoux d'un occupant. La structure d'absorption d'énergie peut également être constituée de plusieurs pièces et positionnée à l'endroit où cela est nécessaire. La structure d'absorption d'énergie 18 peut être fixée au cadre du compartiment 14 ou formée de façon solidaire du cadre de compartiment 14, comme représenté sur les figures 1 et 2. En variante, la structure d'absorption d'énergie 18 peut être fixée à la couche de substrat 28 du tableau de bord 12 ou formée de façon solidaire de la couche de substrat 28 du tableau de bord 12, comme représenté sur les figures 3 et 4. Dans un autre mode de réalisation, la structure d'absorption d'énergie 18 est fixée directement à la surface d'élément de réaction 20 et maintenue à cet endroit par des éléments de fixation 29, comme représenté sur les figures 5 et 6. Si la structure d'absorption d'énergie 18 est formée de façon solidaire soit du cadre de compartiment 14, soit de la couche de substrat 28 du tableau de bord 12, alors la structure d'absorption d'énergie 18 est réalisée à partir du même matériau que celui du cadre du compartiment 14 ou à la couche de substrat 28 du tableau de bord 12. Si la structure d'absorption d'énergie 18 est montée sur le cadre du compartiment 14 ou la couche de substrat 28 du tableau de bord 12, alors la structure d'absorption d'énergie 18 peut être réalisée à partir d'une matière plastique ou de tout autre matériau approprié qui présente des caractéristiques structurelles appropriées. La structure d'absorption d'énergie 18 peut être fixée au cadre du compartiment 14 ou de la couche de substrat 28 du tableau de bord 12 par des moyens mécaniques, un adhésif, un soudage ou tout autre procédé de fixation classique. En se référant aux figures 7 et 8, l'ensemble de tableau de bord inférieur 10 peut comprendre une structure d'absorption d'énergie creuse 18a, telle que représentée sur la figure 7, ou une structure d'absorption d'énergie massive 18b, telle que représentée sur la figure 8. En se référant à la figure 5, la structure d'absorption d'énergie creuse 18a 2884485 5 comprend une pluralité de nervures de renfort structurelles 30 espacées dans celle-ci. Les nervures de renfort structurelles 30 sont orientées le long de la ligne de la force résultante 26 de sorte que les charges résultantes issues d'un impact sur l'ensemble de tableau de bord inférieur 10 sont transférées à travers celles-ci. L'uniformité des nervures de renfort structurelles 30 espacées à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie creuse 18a permet un transfert d'énergie stable des charges d'impact sur la surface d'élément de réaction 20, en éliminant de cette manière les pics de charge et en fournissant une réponse de force uniforme. La quantité, la taille, la forme et le matériau des nervures de renfort structurelles 30 peuvent être amenés à varier pour prendre en compte différents types de charges et pour fournir différents types de réponse lors de la gestion du transfert d'énergie vers la surface d'élément de réaction 20. Les extrémités distales 32 des nervures de renfort structurelles 30 à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie 18a présentent un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction 20. En se référant à la figure 8, la structure d'absorption d'énergie massive 18b comprend une surface supérieure 34 qui présente un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction 20. Ceci assure un contact approprié de la surface d'élément de réaction 20 et de la structure d'absorption d'énergie 18a, 18b pour assurer un transfert approprié des forces entre celles-ci. La structure d'absorption d'énergie 18 peut également être réalisée à partir de plus d'une seule pièce, telle que la structure d'absorption d'énergie 18c représentée sur les figures 9 et 10. La structure d'absorption d'énergie 18c représentée sur les figures 9 et 10 comprend deux pièces 18d, 18e. En utilisant une structure d'absorption d'énergie 18c constituée de plus d'une seule pièce, un espacement peut être laissé pour les autres éléments à l'intérieur du véhicule afin qu'ils passent entre les deux pièces 18d, 18e. Ceci permet une plus grande flexibilité de conception du tableau de bord 12. La structure d'absorption d'énergie en pièces multiples 18c est représentée sur la figure 10, en étant montée sur le cadre de compartiment 14 ou en étant formée de façon solidaire de celui-ci, cependant, la structure d'absorption d'énergie à pièces multiples 18c pourrait également être montée sur le substrat 28 du tableau de bord 12 ou formée de façon solidaire de celui- ci, ou bien montée directement sur la surface d'élément de réaction 20. En se référant de nouveau à la figure 2, la structure d'absorption d'énergie 18 peut être conçue de telle sorte qu'il existe un espacement 36 entre la surface d'élément de réaction 20 et les extrémités distales des nervures de renfort structurelles 30 de la structure d'absorption d'énergie creuse 18a ou la surface supérieure 34 de la structure d'absorption d'énergie massive 18b. Cet espacement 36 prendra en compte les variations 2884485 6 de conception d'assemblage et les tolérances des pièces. En variante, la structure d'absorption d'énergie 18a, 18b peut venir en contact avec la surface d'élément de réaction 20 et peut être fixée à celle-ci. La description précédente des modes de réalisation décrits ici a été présentée à des fins d'illustration et de description. Elle n'est pas destinée à être exhaustive ou à limiter l'invention aux modes de réalisation précis décrits. De nombreuses modifications ou variantes sont possibles à la lumière des enseignements ci-dessus. Les modes de réalisation présentés sont choisis et décrits pour donner la meilleure illustration des principes de l'invention et de son application pratique afin de permettre de cette manière à l'homme de l'art d'utiliser l'invention dans divers modes de réalisation et avec diverses modifications tant qu'elles sont appropriées à l'usage particulier envisagé. L'ensemble de telles modifications et variantes s'inscrit dans la portée de l'invention. 7 REVENDICATIONS 1. Ensemble de tableau de bord inférieur destiné à un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend: un cadre de compartiment (14) monté à l'intérieur d'un tableau de bord de véhicule (12), un compartiment ou couvercle de compartiment (16) monté sur ou à l'intérieur du cadre de compartiment, et une structure d'absorption d'énergie (18) montée entre le cadre de compartiment (14) et une surface d'élément de réaction (20) à l'intérieur du véhicule, la structure d'absorption d'énergie étant alignée ou disposée entre la surface d'élément de réaction et le cadre du compartiment. 2. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est un composant d'un seul bloc qui s'étend sur toute la largeur du compartiment ou couvercle de compartiment. 3. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est un composant en multiples pièces qui s'étend pratiquement sur toute la largeur du compartiment ou couvercle de compartiment. 4. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est généralement creuse et comprend une pluralité de nervures de renfort structurelles (30) espacées dans celle-ci. 5. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les nervures de renfort structurelles (30) à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie (18) sont orientées le long de la ligne de charge entre le cadre de compartiment (14) et la surface d'élément de réaction (20). 6. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 5, caractérisé en ce que des extrémités distales (32) des nervures de renfort structurelles (30) à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie (18) présentent un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction (20). 2884485 8 7. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les extrémités distales (32) des nervures de renfort structurelles (30) à l'intérieur de la structure d'absorption d'énergie (18) sont positionnées à une distance de la surface d'élément de réaction (20) telle qu'un espacement (36) est défini entre celles-ci. 8. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) comprend une surface supérieure (34) qui présente un profil pour correspondre à la forme de la surface d'élément de réaction (20). 9. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la surface supérieure (34) de la structure d'absorption d'énergie (18) est positionnée à une distance de la surface d'élément de réaction (20) telle qu'un espacement est défini entre cellesci. 10. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est globalement massive. 11. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est réalisée à partir d'un matériau en 20 mousse. 12. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est fixée au cadre de compartiment. 13. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est formée de façon solidaire du cadre de compartiment (14). 14. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en 30 ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est fixée à une couche de substrat (28) du tableau de bord (12). 15. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est formée de façon solidaire d'une couche 35 de substrat du tableau de bord (12). 2884485 9 16. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est fixée à la surface d'élément de réaction (20) du tableau de bord (12). 17. Ensemble de tableau de bord inférieur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'absorption d'énergie (18) est réalisée à partir d'une matière plastique.