Brevet FR2896222A1 — publié le 20070720

La présente invention concerne un module d'absorption de chocs pour une face avant d'un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel module. Dans le cadre de la sécurité passive qui concerne l'ensemble des moyens et des actions mises en oeuvre pour diminuer les conséquences d'un accident, les constructeurs automobiles doivent répondre à un grand nombre d'exigences. C'est le cas notamment de la face avant des véhicules qui doit en cas de chocs frontaux satisfaire à une réglementation très stricte. Cette réglementation prévoit un ensemble de tests contraignants, communément dénommés chocs frontaux à grande vitesse, chocs réparabilité, petits chocs de type parking et chocs piéton. Pour les chocs frontaux à grande vitesse, le véhicule est projeté contre une barrière déformable normalisée et l'habitacle ne doit pas se déformer 15 pour protéger les occupants. L'objectif du choc réparabilité du type urbain à 16 km/h est de minimiser les coûts de remise en état du véhicule et l'objectif des petits chocs de type parking est de préserver l'aspect et les fonctionnalités du véhicule. Enfin, l'objectif du choc piéton est de réduire le risque de 20 blessures des piétons. Dans un avenir plus ou moins proche, les constructeurs seront également amenés à réduire les risques d'agressivité mutuelle des véhicules lors d'un choc frontal véhicule contre véhicule. Compte tenu de ces objectifs, la face avant d'un véhicule 25 automobile est sujette à des exigences très diverses, rien qu'en termes de configurations et de critères de tenue aux chocs. Sa conception doit donc prendre en compte simultanément toutes ces contraintes. Ainsi, des compromis doivent être trouvés entre la satisfaction de ces prestations et les principales contraintes d'architecture et de style impactant 30 la face avant du véhicule, et notamment la limitation du porte à faux avant, le respect de la garde au sol, le respect des surfaces d'entrée d'air, les préconisations géométriques de style et la compatibilité avec l'implantation du groupe de refroidissement du moteur. La plupart des faces avant utilisées jusqu'à présent sont composées d'éléments divers, répondant chacun à une fonction bien précise. Ainsi, il existe des systèmes d'absorption le plus souvent constitués de pièces séparées, comme des absorbeurs d'énergie de chocs et des poutres reliant transversalement des éléments du châssis, ces systèmes d'absorption étant fixés sur les corps creux longitudinaux du châssis, comme par exemple en partie haute sur les brancards avant et en partie basse sur les prolonges de berceau. Dans les systèmes actuels, la surface de contact offerte par la face avant du véhicule à un élément de frappe normalisé ou à un autre véhicule venant le heurter, se limite le plus souvent à la seule surface géométrique des poutres de pare-chocs et se révèle en pratique trop faible. En effet, les concentrations d'efforts conduisent souvent à des perforations d'éléments rigides d'un véhicule dans l'autre véhicule. De plus, les systèmes utilisés jusqu'à présent présentent un rendement énergétique limité et lors de chocs frontaux entre véhicules, des pièces peuvent se désolidariser du fait d'une mauvaise répartition des efforts. L'invention a pour but de proposer un module d'absorption de chocs pour une face avant d'un véhicule automobile qui offre une meilleure tenue aux efforts et des rendements d'absorption énergétique accrus lors de tous types de chocs survenant à l'avant du véhicule et qui permet de réaliser des gains au niveau de l'industrialisation et du service après vente. L'invention a donc pour objet un module d'absorption de chocs pour face avant d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre relié au châssis du véhicule et comportant deux corps creux horizontaux reliés entre eux par deux corps creux verticaux. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - chaque corps creux présente une section transversale en forme de U dont l'ouverture est orientée vers l'avant du véhicule, - chaque corps creux est formé par une tôle métallique pliée ou emboutie, - les corps creux sont reliés entre eux par soudage, - au moins un corps creux comporte des nervures internes de 5 rigidification, - chaque corps creux comporte des nervures internes de rigidification, - les nervures internes sont formées pour les corps creux horizontaux par une succession de cloisons verticales et parallèles et pour les 10 corps creux verticaux par une succession de cloisons horizontales et parallèles, - les cloisons sont réalisées en matière plastique ou en matériau composite, - les parois internes d'au moins un corps creux et les paroi des cloisons dudit au moins corps sont revêtues d'une couche de polypropylène, 15 - le cadre comporte, sur sa face dirigée vers l'avant du véhicule, des absorbeurs pour des chocs piéton ou à faible vitesse, - les absorbeurs sont formés par des blocs en mousse fixés sur une plaque fixée sur ladite face du cadre, et - les blocs sont en mousse de polyuréthane et la plaque en 20 polypropylène. L'invention a également pour objet un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'absorption de chocs tel que précédemment mentionné. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui 25 va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'une face avant d'un véhicule automobile comportant un module d'absorption de choc, conforme à l'invention, 30 - la Fig. 2 est une vue schématique en perspective du module d'absorption de chocs, conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective d'une première variante du module d'absorption de chocs, conforme à l'invention, - la Fig. 4 est une vue schématique en coupe transversale d'une poutre du cadre du module d'absorption de chocs, et - la Fig. 5 est une vue schématique en perspective d'une seconde variante du module d'absorption de chocs, conforme à l'invention. Dans la description qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile et les termes "avant" et "arrière" s'entendent par rapport au sens de la marche normale du véhicule automobile. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une face avant 1 d'un véhicule automobile qui comprend notamment un pare-chocs 2 formé de manière classique par une peau et une poutre s'étendant transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule. La face avant 1 comprend également un module d'absorption de chocs comportant un cadre désigné dans son ensemble par la référence 10 et s'étendant également perpendiculairement à l'axe longitudinal du véhicule. Ce cadre 10 forme un cadre structurel qui permet de relier les parties haute et basse du châssis et les côtés gauche et droit. Ainsi, et comme montré à la Fig. 1, le cadre 10 est fixé, en partie haute, sur les brancards avant 3 et, en partie basse, sur les prolonges 4 de berceau. Ainsi que montré à la Fig. 2, le cadre 10 comporte deux corps creux 11 horizontaux reliés entre eux par deux corps creux 12 verticaux. Chacun de ces corps creux 11 et 12 présente une section transversale en forme de U dont l'ouverture est orientée vers l'avant du véhicule. Ces corps creux 11 et 12 sont formés par une tôle métallique pliée ou emboutie et ils sont reliés entre eux par soudage, comme par exemple par points de soudure électrique ou par des cordons de soudure continue, réalisés par exemple au moyen d'un faisceau laser. Ce cadre 10 constitue un organe de support d'autres éléments par 30 exemple de l'ensemble de refroidissement du groupe motopropulseur ou de l'écran de protection disposé au-dessous du châssis. De préférence, les corps creux 11 et 12 sont reliés aux éléments du châssis, tels que les brancards 3 et les prolonges 4 de berceau, par des organes de vissage, non représentés, ce qui permet de pouvoir démonter aisément le cadre 10. De façon à optimiser la rigidité du cadre 10, c'est à dire l'épaisseur des corps creux 11 et 12 et donc la masse de l'ensemble du cadre 10, ces corps creux 11 et 12 sont de préférence réalisés en acier à haute limite élastique. Selon une variante représentée à la Fig. 3, au moins un desdits corps creux 11 ou 12 comporte des nervures internes 15 de rigidification. De préférence, chaque corps creux 11 et 12 comporte des nervures internes 15 de rigidification et qui sont formées, pour les corps creux horizontaux 11, par une succession de cloisons 15a verticales et parallèles et, pour les corps creux verticaux 12, par une succession de cloisons 15b horizontales et parallèles. Ces cloisons 15a et 15b permettent de renforcer le cadre 10 par rapport aux sollicitations des chocs en augmentant les inerties de flexion de ce cadre 10 par rapport à l'axe respectivement vertical et transversal. Ces cloisons 15a et 15b sont réalisées en matière plastique ou en un matériau composite. Afin de réaliser une meilleure intégration des cloisons 15a et 15b à l'intérieur des corps creux, respectivement 11 et 12, les parois internes d'au moins un corps creux et les parois des cloisons dudit au moins corps creux sont revêtues d'une couche 20 de polypropylène. De préférence, les parois internes des corps creux 11 et 12 et les parois des cloisons 15a et 15b de ces corps creux 11 et 12 sont revêtues de ladite couche 20 de polypropylène (Fig. 4). Dans le but d'assurer une très bonne cohésion entre les cloisons 15a et 15b et les corps creux 11 et 12, ces corps creux 11 et 12 comportent des orifices 21 dans lesquels le polypropylène pénètre ce qui assure un rivetage de la couche 20, ainsi que montré à la Fig. 4. Selon encore une autre variante représentée à la Fig. 5, le cadre 10 est pourvu sur sa face dirigée vers l'avant du véhicule, d'absorbeurs 25 pour les chocs piéton ou les chocs à faible vitesse. Ces absorbeurs 25 sont formés par des blocs en mousse disposés au niveau des corps creux 11 et 12 et fixés par exemple par collage sur une plaque 26 elle-même fixée sur le cadre 10. Les blocs 25 sont en mousse de polyuréthane et la plaque 26 est en polypropylène et à une épaisseur comprise entre 2 à 3 mm. Cette plaque 26 comporte des zones 26a débordant de la surface des corps creux 11 et 12 du cadre 10. Compte tenu des principaux cas de chocs survenant sur la face avant d'un véhicule automobile, le module d'absorption de chocs selon l'invention permet de répartir les efforts en augmentant la surface de contact et d'assurer le maintien de cette surface de contact le plus longtemps possible, tout en accroissant ce potentiel d'absorption énergétique permettant de ce fait de limiter le porte à faux avant du véhicule. Ainsi, il permet d'assurer une meilleure répartition des efforts sur les parties haute et basse du châssis du véhicule et d'augmenter globalement le niveau d'effort total d'absorption d'énergie de la face avant de ce véhicule. En résumé, le module selon l'invention garantit une meilleure tenue aux efforts et des rendements d'absorption énergétique accrus lors de tous types de chocs survenant à l'avant d'un véhicule au moyen d'une conception plus polyvalente et optimisée de la face avant de ce véhicule et de réaliser des gains au niveau industrialisation du fait de sa conception simplifiée et au niveau du service après vente du fait de sa facilité de montage et de démontage en regroupant les pièces usuellement séparées au sein d'un module unique. REVENDICATIONS 1. Module d'absorption de chocs pour face avant (1) d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un cadre (10) relié au châssis (3, 4) du véhicule et comportant des corps creux (11) horizontaux reliés entre eux par des corps creux (12) verticaux. 2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque corps creux (11, 12) présente une section transversale en forme de U dont l'ouverture est orientée vers l'avant du véhicule. 3. Module selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque corps creux (11, 12) est formé par une tôle métallique pliée ou emboutie. 4. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les corps creux (11, 12) sont reliés entre eux par soudage. 5. Module selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins un corps creux (11, 12) comporte des nervures (15) internes de rigidification. 6. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque corps creux (11, 12) comporte des nervures internes (15) de rigidification. 7. Module selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les nervures internes (15) sont formées, pour les corps creux (11) horizontaux, par une succession de cloisons (15a) verticales et parallèles et, pour les corps creux (12) verticaux, par une succession de cloisons (15b) horizontales et parallèles. 8. Module selon la revendication 7, caractérisé en ce que les cloisons (15a, 15b) sont réalisées en matière plastique ou en matériau composite. 9. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parois internes d'au moins un corps creux (11, 12) et les parois des cloisons (15a, 15b) dudit au moins corps creux sont revêtues d'une couche (20) de polypropylène. 10. Module selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cadre (10) comporte, sur sa face dirigéevers l'avant du véhicule, des absorbeurs (25) pour des chocs piéton ou à faible vitesse. 11. Module selon la revendication 10, caractérisé en ce que les absorbeurs (25) sont formés par des blocs en mousse fixés sur une plaque (26) 5 fixée sur ladite face du cadre (10). 12. Module selon la revendication 11, caractérisé en ce que les blocs (25) sont en mousse de polyuréthane et la plaque (26) en polypropylène. 13. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un module d'absorption de chocs selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes.