Brevet FR2887215A1 — publié le 20061222

Ensemble destiné à renforcer une structure de véhicule L'invention se rapporte à un ensemble destiné à renforcer une structure de véhicule. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble destiné à renforcer une structure de véhicule comportant un plancher et des montants avant. L'ensemble comprend une poutre de planche de bord et une jambe de force, la poutre s'étend transversalement à travers la structure de façon à ce io que ses deux extrémités se fixent chacune à un montant avant, la jambe de force s'étend entre la poutre et le plancher. De nombreux véhicules automobiles sont équipés de ce type d'ensemble. Toutefois, il présente l'inconvénient de transmettre les vibrations provenant de la route au volant du conducteur. En effet, lors du roulage du véhicule les vibrations provenant de la route se transmettent à la caisse par les liaisons au sol. Elles se transmettent alors, via la poutre de planche de bord, les adaptations sur la traverse inférieure de baie et le plancher à la colonne de direction. Ainsi, le conducteur ressent les aspérités de la chaussée, ce qui provoque un inconfort et nuit à l'image du véhicule. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, l'ensemble selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu' il comprend des premiers moyens d'amortissement appartenant à ladite poutre et des seconds moyens d'amortissement appartenant à ladite jambe de force. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la poutre comprend au moins deux éléments distincts entre lesquels sont interposés les premiers moyens d'amortissement, - la poutre comprend une attache et un corps principal, l'attache est destinée à permettre la fixation du corps principal de la poutre sur l'un des montant avant, les premiers moyens d'amortissement sont situés entre io l'attache et le corps principal, - un adaptateur est fixé entre l'extrémité du corps principal et les premiers moyens d'amortissement, l'adaptateur est destiné à permettre la fixation du corps principal sur l'attache, - les premiers moyens d'amortissement, l'adaptateur et l'attache coopèrent avec des moyens de retenue destinés à limiter le déplacement en torsion et/ou en translation du corps principal et de l'attache, - la poutre comprend une attache et un corps principal, l'attache est destinée à permettre la fixation du corps principal de la poutre sur l'un des montant avant, le corps principal de la poutre comprend deux éléments tubulaires coaxiaux, lesdits éléments comportent au moins une première extrémité longitudinale destinée à se fixer à l'attache de la poutre et une seconde extrémité longitudinale venant se fixer aux premiers moyens d'amortissement, - les premiers moyens d'amortissement sont situés au voisinage de la jambe de force, - le corps principal de la poutre est destiné à recevoir un support de colonne de direction, les premiers moyens d'amortissement sont situés entre le support de colonne de direction et la jambe de force, - le corps principal de la poutre est destiné à recevoir un support de colonne de direction, les premiers moyens d'amortissement sont situés entre le support de colonne de direction et la première extrémité longitudinale du corps de la poutre, l'extrémité est placée à proximité du support de colonne de direction, - les premiers moyens d'amortissement sont constitués par une plaque, la plaque est placée entre deux brides appartenant chacune aux secondes extrémités io longitudinales des éléments tubulaires du corps principal, - la seconde extrémité longitudinale d'un des éléments tubulaires présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la seconde extrémité longitudinale de l'autre élément tubulaire, l'extrémité possédant un diamètre inférieur est insérée à l'intérieur de l'extrémité de l'autre élément tubulaire, les premiers moyens d'amortissement sont disposés au moins partiellement à l'intérieur de l'extrémité longitudinale de plus grand diamètre sensiblement au droit des surfaces situées en regard deux secondes extrémités longitudinales, - la seconde extrémité longitudinale d'au moins un des éléments tubulaires coopère avec des moyens de retenue destinés à limiter le déplacement en torsion et/ou en translation des éléments tubulaires, - la jambe de force comprend au moins deux éléments distincts entre lesquels sont interposés les seconds moyens d'amortissement, - la jambe de force comprend un corps principal et une patte de liaison, la patte de liaison est destinée à permettre la liaison entre le corps principal de la jambe de force et le plancher, les seconds moyens d'amortissement appartiennent à la patte de liaison, - la patte de liaison comprend deux éléments distincts reliés l'un à l'autre par les seconds moyens d'amortissement, - la jambe de force comprend un élément tubulaire, fixé à l'extrémité de la jambe de force opposé au plancher, destiné à se fixer à la poutre de façon à enserrer cette dernière, les seconds moyens d'amortissement sont disposés à l'interface de l'élément tubulaire et de la poutre, io - les moyens d'amortissement comprennent un élément viscoélastique et/ou un élément piézoélectrique. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après faite en référence aux figures dans lesquelles: -la figure 1 représente une vue en perspective d'une traverse de planche de bord comprenant un premier dispositif d'amortissement conforme à un premier mode de réalisation, - la figure 2 représente une vue en perspective d'une traverse de planche de bord comprenant un premier dispositif d'amortissement conforme à un second mode de réalisation, -les figures 3 et 4 représentent en détail le premier dispositif d'amortissement présent à la figure 1, - la figure 5 représente le dispositif d'amortissement de la figure 1 muni d'un moyen de retenu, - la figure 6 représente une vue en coupe du premier dispositif d'amortissement présent à la figure 2, - la figure 7 représente une vue éclatée du premier dispositif d'amortissement conforme à un troisième mode de réalisation, i0 - la figure 8 représente une vue en perspective de la traverse de planche de bord, du plancher et de la jambe de force reliant ces deux derniers éléments, - la figure 9 représente en gros plan la zone encerclée de la figure 8, la jambe de force comprend un second dispositif d'amortissement conforme à un premier mode de réalisation. - la figure 10 représente une vue de profil de la jambe de force comprenant un second dispositif d'amortissement conforme à un troisième mode de réalisation. Les figures 1,2 et 8 illustrent une poutre 1, 10 de planche de bord de véhicule, aussi appelée traverse de planche de bord , destinée à être disposée entre un tablier pare-feu (non représenté) et l'habitacle 23 d'un véhicule. Cette traverse 1, 10 s'étend transversalement dans le véhicule suivant une direction d'allongement 24. La traverse 1, 10 est destinée à réaliser la liaison entre les montants avant, aussi appelés pieds avant , (non représentés) du véhicule, ainsi les deux extrémités longitudinales 3, 4 de la traverse 1, 10 sont fixées à la structure du véhicule. La traverse 1, 10 comprend un corps principal 1 et deux attaches 10, ces dernières étant destinées à permettre la fixation des extrémités longitudinales 3, 4 de la traverse 1 à chaque pied avant. La traverse 1, 10 est également destinée à servir de reprise d'effort à un support de colonne de direction 5 et à la planche de bord du véhicule. Une jambe de force 6, 8 est fixée sur le corps principal de ladite traverse 1, pour reprendre une partie des efforts supportés par la traverse 1, 10 et les transmettre à la structure du véhicule via le plancher 7. La jambe de force 6, 8 se situe à proximité du support de colonne de direction 5. La jambe de force 6, 8 est, ici, solidaire d'un tunnel 16 situé au milieu du plancher 7 (figure 8), le tunnel 16 peut être réalisé par emboutissage du plancher ou être constitué d'une pièce rapportée placée sur le plancher. Toutefois, dans certains types de véhicules ne possédant pas de tunnel, la jambe de force est fixée directement sur le plancher. L'invention décrite ici s'applique, bien sûr, à ce type de véhicule. La jambe de force 6, 8 se compose d'un corps principal 6 io et d'une patte de liaison 8. Le corps principal 6 de la jambe de force est fixé sur le tunnel 16 par l'intermédiaire de la patte de liaison 8 et d'une équerre de jambe de force 17. La patte de liaison 8 est fixée à l'extrémité du corps principal de la jambe de force 6, dans le même plan que celle-ci. L'équerre de jambe de force 17 est placée entre la patte de liaison 8 et le tunnel 16, elle est considérée comme appartenant au tunnel 16. Selon l'invention, le véhicule comprend deux dispositifs d'amortissement: - un premier dispositif appartenant à la traverse 1, et -un second dispositif d'amortissement appartenant à ladite jambe de force 6, 8. Un premier mode de réalisation de ce premier dispositif d'amortissement est représenté aux figures 1, 3 et 4. Le corps de la traverse 1 se compose de deux tubes 9 et 11 coaxiaux; ces tubes sont par la suite nommés traverse inférieure 11 et traverse supérieure 9, ils correspondent respectivement à la partie située du côté gauche et à celle située du côté droit du corps de la traverse 1, par rapport au sens de déplacement du véhicule. Ainsi les deux traverses 9 et 11 présentent chacune deux extrémités: - une première extrémité longitudinale 3, 4 destinée à se fixer sur la structure du véhicule et une seconde extrémité longitudinale 12, 13. Le dispositif d'amortissement est disposé entre la première extrémité longitudinale 3 de la traverse inférieure 11 et le support de colonne de direction 5, au voisinage de l'attache 10. Ainsi, la traverse inférieure 11 est nettement plus courte que la traverse supérieure 9. Le dispositif d'amortissement 14 du corps de la traverse 1 est destiné à io relier les deux traverses 9 et 11. Selon ce mode de réalisation, la seconde extrémité longitudinale 12 de la traverse inférieure 11 présente un diamètre intérieur supérieur à celui du diamètre extérieur de la seconde extrémité longitudinale 13 de la traverse supérieure 9. Le dispositif d'amortissement est un manchon 14 réalisé par exemple, en matériau viscoélastique. Les secondes extrémités longitudinales 12, 13 venant en regard l'une de l'autre viennent se fixer audit dispositif d'amortissement 14. Ainsi, le manchon 14 est placé entre la seconde extrémité longitudinale 13 de la traverse supérieure 9 et la seconde extrémité longitudinale 12 de la traverse inférieure 11. Bien sûr, le manchon 14 peut également recouvrir que partiellement les extrémités 12, 13 des traverses 9 et 11. Afin d'assurer le maintien des différents éléments 12, 13, 14, différents dispositifs de maintien peuvent être envisagés. Des moyens de retenue peuvent être placés en complément pour limiter le déplacement en torsion et/ou en translation des traverses inférieure 11 et supérieure 9. Ces moyens de retenue peuvent appartenir aux secondes extrémités longitudinales 12, 13 ou être des éléments rapportés. Un exemple est présenté à la figure 5, les secondes extrémités longitudinales 12, 13 des traverses inférieure 11 et supérieure 9 possèdent chacune deux trous 18, 19; ces trous 18, 19 sont placés sur chaque extrémité 12, 13 à 180 l'un de l'autre de façon à ce que selon une position donnée, les quatre trous 18, 19 présents sur les extrémités 12, 13 sont alignés. Selon cette variante, les trous 18, 19 sont traversés par une goupille 15. Ces trous 18, 19 possèdent un diamètre plus grand que le diamètre de la goupille 15 ainsi les mouvements en rotation et en translation des tubes 9, 11 sont limités; toutefois le matériau amortissant utilisé peut travailler correctement. Ainsi dans le cas d'un matériau viscoélastique, io le dispositif est dimensionné de façon à ce que ce matériau se cisaille correctement sans se détériorer. De même des plots placés à 180 l'un de l'autre peuvent être utilisés à la place de la goupille pour réaliser cette variante. D'autres dispositifs de retenue peuvent être envisagés, telles que des encoches réalisées sur les secondes extrémités longitudinales 12, 13 de la traverse inférieure 11 et sur celle de la traverse supérieure 9. Evidemment d'autres modes de maintiens des différents éléments 12, 13, 14 peuvent être envisagés afin de parvenir aux résultats décrits ci-dessus. Les figures 2 et 6 représentent le second mode de réalisation du premier dispositif d'amortissement. Selon ce mode, les extrémités 12, 13 de la traverse inférieure 11 et de la traverse supérieure 9 sont munies de brides 25, 26. Le dispositif d'amortissement est placé entre ces deux brides 25, 26. Il est constitué par un anneau 27. L'anneau 27 peut, par exemple, être en matériau viscoélastique. Bien sûr, le dispositif d'amortissement peut également être une plaque ou posséder toute autre forme. Ainsi le dispositif d'amortissement peut se composer de multiples morceaux de matériaux viscoélastiques placés de façon discontinue sur les brides 25, 26. Ce mode de réalisation peut également être complété par un dispositif de retenue, comme le montre la figure 6. Ainsi les brides 25, 26 et l'anneau 27 peuvent être maintenus, par exemple, par des vis 29 munies de rondelles; ces dernières permettant de limiter les mouvements en rotation et en translation des tubes 9, 11. Afin de ne pas bloquer totalement les mouvements des tubes un jeu est laissé entre les rondelles et les brides 25, 26. Un troisième mode de réalisation, comme présenté à la io figure 7, peut également être envisagé. Dans cet exemple là, le corps de la traverse 1 est composée d'un seul tube. A son extrémité longitudinale 3, situé du côté du conducteur du véhicule, est fixé un adaptateur 30 servant à permettre la fixation du tube 1 sur l'attache 10. Le dispositif d'amortissement 31 est alors placé entre l'adaptateur 30 et l'attache 10. Le dispositif d'amortissement 31, l'adaptateur 30 et l'attache 10 possèdent chacun au moins un orifice 32, 33, 34 qui selon une position donnée s'alignent de façon à ce que ces pièces puissent être fixées les unes aux autres à l'aide, par exemple, de plots ou de vis. Cette fixation permet également de limiter le déplacement en torsion et/ou en translation du tube 1 de la traverse et de l'attache 10. Les dispositifs d'amortissement correspondant au premier et au deuxième mode de réalisation décrits ci-dessus peuvent être disposés à d'autres endroits de la traverse 1, 10 selon la conception du véhicule, ainsi par exemple: - entre la jambe de force 6 et la première extrémité longitudinale 4 de la traverse supérieure 9, - entre le support de colonne de direction 5 et la jambe de force 6. Dans ces différents cas, la longueur des tubes de la traverse 1, 10 est évidemment à adapter selon l'endroit où l'on souhaite disposer le dispositif d'amortissement. i0 De même, plusieurs systèmes amortissant peuvent être placés sur la traverse; celle-ci se composant alors de plusieurs tubes. Les différents modes de réalisation du premier dispositif d'amortissement peuvent être combinés. Toutefois, le troisième mode de réalisation décrit ci-dessus reste dédié aux extrémités longitudinales du tube de la traverse 1. De plus, la traverse peut posséder diverses formes: sa section peut être carrée, hexagonale et/ou posséder des sections de différentes tailles. io L'invention s'applique à une traverse réalisée en acier, en aluminium, en magnésium, en matériaux composites... Selon l'invention, le ou les premier(s) dispositif(s) d'amortissement tel(s) que décrit(s) ci-dessus est (sont) combiné(s) avec un second dispositif d'amortissement appartenant à la jambe de force. Comme présenté à la figure 9, le dispositif d'amortissement peut être plus particulièrement placé au niveau de la patte de liaison 8. Ainsi, selon ce mode de réalisation, la patte de liaison 8 se compose de deux plaques 35, 36, l'une 35 étant fixée au corps principal de la jambe de force 6, l'autre 36 à l'équerre de jambe de force 17. Les deux plaques 35, 36 sont reliées l'une à l'autre par un dispositif d'amortissement, telle qu'une plaque 37 en matériau viscoélastique. Les deux plaques 35, 36 et le dispositif d'amortissement 37 sont fixés ensemble, par exemple, par des vis. Un système de butée est mis en place afin de permettre un débattement et ainsi autoriser le cisaillement du matériau. Toutefois, ce second dispositif d'amortissement peut être 3o disposé à d'autres endroits de la jambe de force. Il peut, par exemple, être placé à mi-hauteur du corps principal de la jambe de force 6. Le corps principal est alors composé de deux pièces, ces deux pièces sont reliées l'une à l'autre par un dispositif d'amortissement tel que décrit plus 2887215 Il haut. Selon l'emplacement du dispositif d'amortissement et la configuration du véhicule, la patte de liaison 8 peut être supprimée. Un troisième mode de réalisation peut être envisagé (figure 10). Selon ce mode, un tube 38 est soudé à l'extrémité du corps principal de la jambe de force 6 destinée à se fixer au tube de la traverse 1. Ce tube 38 possède un diamètre supérieur à celui du tube de la traverse 1 de façon à ce que le tube 38 soudé à la jambe de force 6 enserre le tube de la io traverse 1. Le dispositif d'amortissement se compose d'un anneau 39 réalisé en matériau viscoélastique, l'anneau 39 est disposé à l'interface des tubes. Bien entendu, pour ces trois modes de réalisation, également, le dispositif d'amortissement peut se composer de multiples morceaux de matériaux viscoélastiques placés de façon discontinue. De même plusieurs dispositifs amortissants appartenant à la jambe de force, tels que ceux décrits ci-dessus, peuvent compléter le premier dispositif d'amortissement appartenant à la traverse 1, 10. Pour que le système dissipe suffisamment d'énergie vibratoire, les matériaux viscoélastiques utilisés peuvent, par exemple, posséder à la température et à la fréquence de fonctionnement: - un module de cisaillement assez faible compris entre 1 et 10 MPa, et - un amortissement au moins supérieur à 0,5 L'amortissement équivaut à : tan 0 = partie imaginaire du module de cisaillement (G) partie réelle du module de cisailleme nt (G) Bien entendu, le matériau amortissant peut être réalisé en tout autre matériau dissipatif permettant de diminuer les vibrations: en matériau plastique, en matériau permettant de réaliser des frottements secs ou par exemple, en un matériau permettant la conversion de l'énergie vibratoire en énergie électrique, tel qu'un matériau piézoélectrique. Ainsi si l'on teste le premier dispositif d'amortissement seul, le gain obtenu sur le niveau vibratoire de la colonne de direction selon l'endroit où il est placé sur la traverse 1, 10 varie de 6 DB (dispositif placé à proximité de l'attache 10) à 10 DB (dispositif placé entre le support de colonne de direction 5 et la jambe de force 6, 8). Si l'on teste le second dispositif d'amortissement seul, on obtient peu de gain quelque soit l'endroit où il est placé sur la jambe de force 6, 8. Toutefois, la combinaison de deux dispositifs d'amortissement permet d'obtenir un gain inattendu de 16 dB sur le niveau vibratoire de la colonne de direction. Ainsi, selon l'invention, l'intérêt de la combinaison de ces deux dispositifs d'amortissement est clairement mis en évidence par rapport aux deux dispositifs pris séparément. REVENDICATIONS 1. Ensemble destiné à renforcer une structure de véhicule du type comportant un plancher (7) et des montants avant, et comprenant une poutre (1, 10) de planche de bord et une jambe de force (6,8), ladite poutre (1, 10) s'étendant transversalement à travers la structure de façon à ce que ses deux extrémités se fixent chacune à un montant avant, ladite jambe de force (6, 8) s'étendant entre la poutre (1, 10) et le plancher (7), caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens d'amortissement (14, 27, 31) appartenant à ladite poutre (1, 10) et des seconds moyens d'amortissement (37, 39) appartenant à ladite jambe de force (6, 8). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite poutre (1, 10) comprend au moins deux éléments distincts (9, 10, 11) entre lesquels sont interposés les premiers moyens d'amortissement (14, 27, 31). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite poutre (1, 10) comprend une attache (10) et un corps principal (1), ladite attache (10) étant destinée à permettre la fixation du corps principal de la poutre (1) sur l'un des montant avant, et en ce que les premiers moyens d'amortissement (31) sont situés entre l'attache (10) et le corps principal (1). 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un adaptateur (30) est fixé entre l'extrémité du corps principal (1) et les premiers moyens d'amortissement (31), l'adaptateur (30) étant destiné à permettre la fixation du corps principal (1) sur l'attache (10). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les premiers moyens d'amortissement (31), l'adaptateur (30) et l'attache (10) coopèrent avec des moyens de retenue destinés à limiter le déplacement en torsion et/ou en translation du corps principal (1) et de l'attache (10). 6. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite poutre (1, 10) comprend une attache (10) et un corps principal (1), ladite attache (10) étant destinée à permettre la fixation du corps principal de la poutre (1) sur l'un des montant avant, et en ce que le corps principal (1) de la poutre comprend deux éléments tubulaires coaxiaux (9, 11), lesdits éléments comportant au moins une première extrémité longitudinale (3, 4) destinée à se fixer à l'attache (10) de la poutre et une seconde extrémité longitudinale (12, 13) venant se fixer auxdits premiers moyens d'amortissement (14, 27). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premiers moyens d'amortissement (14, 27) sont situés au voisinage de la jambe de force (6, 8). 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le corps principal de la poutre (1) est destiné à recevoir un support (5) de colonne de direction, et en ce que les premiers moyens d'amortissement (14, 27) sont situés entre le support (5) de colonne de direction et la jambe de force (6, 8). 9. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps principal de la poutre (1) est destiné à recevoir un support (5) de colonne de direction, et en ce que les premiers moyens d'amortissement (14, 27) sont situés entre le support (5) de colonne de direction et la première extrémité longitudinale (3) du corps de la poutre (1), ladite extrémité étant placée à proximité du support de colonne de direction ( ) 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les premiers moyens d'amortissement sont constitués par une plaque (27), ladite plaque étant placée entre deux brides (25, 26) appartenant chacune aux secondes extrémités longitudinales (12, 13) des éléments tubulaires (9, 11) du corps principal (1). 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la seconde extrémité longitudinale (12) d'un des éléments tubulaires (11) présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la seconde extrémité longitudinale (13) de l'autre élément tubulaire (9), ladite extrémité (13) possédant un diamètre inférieur étant insérée à l'intérieur de l'extrémité (12) de l'autre élément tubulaire (11), les premiers moyens d'amortissement (14) étant disposés au moins partiellement à l'intérieur de l'extrémité longitudinale (12) de plus grand diamètre sensiblement au droit des surfaces situées en regard deux secondes extrémités longitudinales (12, 13). 12. Ensemble selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la seconde extrémité longitudinale (12, 13) d'au moins un des éléments tubulaires (9, 11) coopère avec des moyens de retenue (19, 29) destinés à limiter le déplacement en torsion et/ou en translation des éléments tubulaires (9, 11). 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ladite jambe de force comprend au moins deux éléments distincts entre lesquels sont interposés les seconds moyens d'amortissement. 14. Ensemble selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite jambe de force (6, 8) comprend un corps principal (6) et une patte de liaison (8), ladite patte de liaison (8) étant destinée à permettre la liaison entre le corps principal (6) de la jambe de force et le plancher (7), et en ce que les seconds moyens d'amortissement appartiennent à la patte de liaison (8). 15. Ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que la patte de liaison (8) comprend deux éléments distincts (35, 36) reliés l'un à l'autre par les seconds moyens d'amortissement (37). 16. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ladite jambe de force (6) comprend un élément tubulaire (38), fixé à l'extrémité de la jambe de force opposé au plancher (7), destiné à se fixer à ladite poutre (1, 10) de façon à enserrer cette dernière, les seconds moyens d'amortissement étant disposés à l'interface de l'élément tubulaire (38) et de la poutre (1, 10) . 17. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement lo comprennent un élément viscoélastique (14, 27, 31) et/ou un élément piézoélectrique.