Brevet FR2895351A1 — publié le 20070629

- - STRUCTURE AVANT DE VEHICULE AUTOMOBILE ET VEHICULE CORRESPONDANT La présente invention concerne une structure avant de véhicule automobile et un véhicule équipé de cette structure. Elle concerne plus particulièrement une structure comportant au moins deux longerons s'étendant sensiblement longitunalement vers l'avant du véhicule et formant une première voie haute centrale d'absorption d'efforts, l'extrémité avant de ces longerons étant reliée par l'intermédiaire de pendeloque à un berceau cadre disposé en dessous de longerons et formant une deuxième voie basse centrale d'absorption d'efforts. Ce type de structure en combinaison avec des traverses de choc s'étendant devant les longerons et/ou la deuxième voie basse d'absorption d'efforts, vise à repartir au mieux l'énergie développée lors d'un choc frontal afin de protéger au mieux les passagers du véhicule. Afin d'optimiser la prise en charge des chocs latéraux, la structure avant comprend également au moins deux éléments de structure latéraux s'étendant sensiblement longitudinalement vers l'avant du véhicule et pouvant disposer de renforts latéraux à une première hauteur destiné à rigidifier la structure afin d'absorber au mieux les chocs latéraux. Ces renforts sont longitudinaux vers l'avant du véhicule. Ils sont sensiblement parallèles à des longerons 12 et décalés transversalement vers l'extérieur et verticalement vers le haut par rapport aux longerons 12 qui possède une deuxième hauteur inférieure à la première comme l'illustre schématiquement la figure 2 de l'art antérieur. Ces renforts 16 sont fixés par soudure sur toute leur longueur aux éléments de structure latéraux 14 et plus précisément sur la partie supérieure des éléments de structure latéraux 14. Son but principal est de rigidifier la structure aussi bien pour un choc latéral que pour un choc frontal. 2895351 -2- Cependant, ce type de structure à deux voies d'absorption d'efforts centrales présente l'inconvénient de concentrer les efforts uniquement sur la partie centrale de la structure et non pas sur toute 5 la longueur de la traverse. Par ailleurs, ce type de structure avant ne prend pas en charge les chocs latéraux. Ainsi, afin de sécuriser au maximum l'habitacle et de supporter un maximum d'efforts réparti sur toute la surface avant, l'invention propose une structure avant de véhicule améliorée. En effet, 10 l'invention fournit une structure avant contenue transversalement entre deux éléments de structure latéraux munis chacun d'au moins un moyen de renfort latéral disposé à une première hauteur, du type comportant une première voie d'absorption d'efforts basse et centrale disposée à une deuxième hauteur inférieure à la première 15 hauteur du moyen de renfort latéral et une traverse possédant une hauteur intermédiaire entre les deux hauteurs, qui, en cas de choc frontal, absorbe une quantité d'énergie suffisante pour minimiser la déformation de la structure avant, caractérisée en ce que le moyen de renfort latéral s'étend longitunalement de sorte qu'il soit solidaire 20 de la traverse afin de constituer une voie d'absorption d'efforts haute et latérale. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le moyen de renfort latéral présente un profil et une longueur complémentaire d'un capot du véhicule, 25 - le moyen de renfort latéral présente une première extrémité soudée au premier élément de structure latéral et une deuxième extrémité soudée sur la traverse, - le profil du moyen de renfort latéral présente une première partie rectiligne orientée vers l'habitacle du véhicule et une 30 seconde partie inclinée vers l'avant du véhicule de manière à se solidariser avec la traverse, 2895351 -3- - le moyen de renfort latéral, possédant une hauteur supérieure à celle de la traverse, est incliné sur toute sa longueur de manière à se solidariser avec la traverse, - la deuxième extrémité du moyen de renfort latéral soudée à 5 la traverse forme le sommet d'un angle d'inclinaison a dudit moyen de renfort latéral par rapport à un plan horizontal du véhicule, l'angle a étant positif dans le sens de rotation trigonométrique de façon à obtenir un compactage de la structure avant dudit véhicule, 10 - la structure avant comprend, en outre, au moins un longeron s'étendant sensiblement longitudinalement vers l'avant du véhicule reliée sur l'avant du véhicule avec la traverse et formant une troisième voie d'absorption d'efforts haute et centrale. 15 L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'une telle structure avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée dans laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 20 -la figure 1 est une vue en perspective schématique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le groupe moto-propulseur n'étant pas représenté, - la figure 2 est une vue schématique en coupe de la structure avant selon l'art antérieur, 25 -la figure 3 est une vue schématique en coupe de la structure avant selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en coupe de la structure avant selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, et 30 -la figure 5 est une vue schématique en coupe de la structure avant selon un troisième mode de réalisation de l'invention. 2895351 -4- Dans la description qui va suivre, on adoptera à titre non limitatif une orientation longitudinale, verticale et transversale selon l'orientation traditionnellement utilisée dans l'automobile et indiquée par le trièdre L, V, T de la figure 1. Les voies d'absorption d'efforts 5 sont illustrées par des flèches sur les figures 2 à 5. Tel que représenté sur les figures, un véhicule automobile comprend au moins un soubassement central (non représenté), qui correspond à la structure située sous l'habitacle, et un soubassement avant, qui forme une structure avant 10 sous un capot 10 42. Un tablier 40, porté par le soubassement avant, sépare l'habitacle de la structure avant sous capot 42. La structure avant 10 du véhicule doit encaisser la totalité des efforts lors d'un choc frontal et une partie des efforts lors d'un choc latéral. La structure doit être résistante et doit pouvoir absorber un 15 maximum d'efforts. A cet effet, tel que représenté sur les figures 1 à 4, la structure avant 10 comporte deux voies d'absorption d'efforts centrales représentées par des flèches, une voie haute centrale 18 formée essentiellement de deux longerons 12 reliés respectivement à leur extrémité avant 20 par une traverse 26, et une voie basse 20 centrale 24, positionnée à une première hauteur, formée d'un berceau cadre 32 qui porte les bras de suspension (non représenté), de sorte que l'extrémité avant de ce berceau 32 soit situé sensiblement sous l'extrémité avant 20 des longerons 12. Ces longerons étant positionnés à une hauteur supérieure à la première. 25 La voie haute centrale 18, appelée aussi troisième voie d'absorption d'efforts, comporte des longerons 12 et forme classiquement la partie principale d'absorption d'énergie lors de chocs. Les longerons 12, disposés symétriquement par rapport au plan médian 30 du véhicule, sont ainsi dimensionnés pour encaisser 30 un maximum d'efforts lors de tout type de choc, et la traverse 26 est dimensionnée pour participer à la rigidification de l'ensemble de la 2895351 -5- structure avant, et pour encaisser l'ensemble des efforts lors d'un petit choc, afin que les longerons 12 ne soient pas impactés. Le rôle de la voie basse centrale 24, appelée aussi première voie d'absorption d'efforts, formée par un berceau cadre 32 est 5 double. Le berceau 32 permet le support des éléments de suspension et de direction et maintient l'ensemble. Dans un souci constant d'apporter un maximum de sécurité aux occupants du véhicule, une partie de l'énergie créée lors d'un choc est dirigée vers cette voie basse 24 pour que celle-ci puisse l'absorber. A cet 10 effet, une pendeloque 22 est disposée à l'avant du véhicule, entre une extrémité avant 20 de chaque longeron 12 de la voie haute 18 tel que représenté sur les figures 2 à 4 et l'extrémité avant associée 34 du berceau cadre 32. Cette pendeloque 22 a pour effet de répartir les efforts entre les deux voies d'absorption 18 et 24 et est 15 soudée à la fois sur la voie haute 18 et sur la voie basse 24. Ce type de réalisation permettant la soudure d'au moins une partie de la pendeloque 22 sur les voies centrales d'absorption d'efforts présente l'avantage de générer une structure plus robuste. Comme mentionné ci-dessus selon un mode de réalisation non représenté, la 20 pendeloque 22 est un moyen de liaison permettant de relier directement la voie basse centrale 24 avec la voie haute centrale 18, elle peut selon un autre mode de réalisation représenté aux figures 1 à 5, être le moyen de liaison permettant de relier la voie basse centrale 24 à la traverse 26, cette dernière étant solidaire des 25 extrémités avant 20 des longerons 12. La structure avant 10 comprend, en outre, deux éléments de structure latéraux 14 qui sont destinés classiquement à maintenir les ailes avant latérale du véhicule. Sur la figure 1 est représenté une structure de pied avant 36 30 d'un véhicule automobile. Le pied avant 36 est un noeud structurel sur lequel repose entre autre un élément de structure latérale 14 qui est 2895351 -6- communément désigné dans l'automobile sous le terme doublure de pied avant , un montant de baie, un côté de caisse, un bandeau de porte qui est articulé sur ce pied avant 36 par l'intermédiaire de charnière. 5 L'élément de structure latéral 14 est réalisé à titre d'exemple dans une tôle de faible épaisseur et est principalement constitué d'une plaque principale allongée longitudinalement vers l'avant du véhicule, sensiblement parallèle à la face supérieure d'une aile de véhicule lorsque cette dernière est mise en position et immobilisée 10 par rapport à la caisse du véhicule. Elle est munie de moyens de liaison appropriés à d'autres éléments de structure tels que la coupelle d'amortisseur (non représentée), le passage de roue 38 et plus particulièrement elle supporte un moyen de renfort latéral 16 qui est communément désigné dans l'automobile sous le terme 15 renfort de doublure de pied avant . Comme l'illustre schématiquement la figure 2, ce dernier est traditionnellement un corps creux s'entendant longitudinalement vers l'avant du véhicule. Il est sensiblement parallèle au longeron 12 et décalé transversalement vers l'extérieur et positionné à une hauteur 20 supérieure à celle du longeron 12. Le moyen de renfort 16 n'est pas en contact avec la traverse 26 et est fixé par soudure sur toute sa longueur à la paroi extérieure et plus précisément sur la partie supérieure de la plaque constituant l'élément de structure latéral 14. Son but principal est de rigidifier la structure aussi bien pour un 25 choc latéral que pour un choc frontal. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 3, le renfort de structure latéral 16 est fixé sur la traverse 26 afin de constituer une voie haute latérale d'efforts appelée aussi deuxième voie haute d'efforts d'absorption 28 lors d'un choc frontal. 30 Le renfort 16 est allongé et présente une première extrémité rectiligne orientée vers l'habitacle et une seconde extrémité inclinée et orientée vers l'avant du véhicule. Il possède donc un profil coudé 2895351 - z - en fin de course vers l'avant. Ainsi, une première extrémité du renfort 16 est liée rigidement par soudure à l'élément de structure latéral 14 et une deuxième extrémité du renfort 16 est liée rigidement par soudure à la traverse 26. 5 Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 4, afin de maximiser le volume de l'habitacle et d'avoir un bon comportement en cas de crash frontal, certains constructeurs, notamment de véhicules industriels, ont opté pour une installation des différents organes mécaniques, dont le groupe moto- 10 propulseur, sous le plancher de l'habitacle, comme c'est le cas dans les véhicules de transport en commun tels que les bus et autres autocars. Les organes mécaniques ayant été écartés de leurs positions conventionnelles en avant de l'habitacle, l'invention vise à proposer un compactage de la structure avant tout en augmentant la 15 rigidité de la structure en cas de choc. Pour cela, le renfort de structure latérale 16 possède un profil et une longueur complémentaire de celui du capot 42. En particulier, le moyen de renfort latéral 16, disposé à une hauteur supérieure à celle de la traverse 26, est incliné vers l'avant pour se lier par exemple, par 20 soudure, à cette dernière. Cette liaison entre la traverse 26 et le renfort 16 forme le sommet d'un angle d'inclinaison a dudit moyen de renfort latéral par rapport à un plan horizontal, par exemple, défini par deux longerons 12 symétriques par rapport au plan médian 30 du véhicule. Cet angle d'inclinaison a est positif dans le sens de 25 rotation trigonométrique. Ainsi, lors d'un choc frontal, les efforts sont transmis aux trois voies d'absorption 18, 24 et 28. La répartition des efforts dans la structure avant 10 s'effectue donc sur toute la longueur de la traverse 26. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention illustré 30 sur la figure 5, le longeron 12 est supprimé pour simplifier la structure avant 10 tel que défini dans le premier ou le deuxième mode de réalisation. En effet, elle comporte deux voies d'efforts : la 2895351 -8- deuxième voie d'absorption d'efforts 24 qui est basse et centrale et la deuxième voie d'absorption d'efforts 28 qui est la voie haute et latérale. Avantageusement, cette structure avant 10 selon l'invention présente de nombreux avantages. En effet, elle permet une 5 économie de masse sur l'avant du véhicule puisque le longeron 12 est supprimé. En même temps, elle permet d'obtenir une face avant compactée puisque le moyen de renfort latéral suit le capot 42, ceci permettant de créer de nouveaux designs de face avant. Enfin, la structure 10 selon l'invention permet de répartir les efforts sur toute 10 la face transversale avant et permet de prendre en compte les chocs latéraux. Dans tous ces modes de réalisation, on peut prévoir des éléments de structure additionnels tels que par exemple, des équerres au points de liaison entre les éléments de structure de 15 manière à renforcer significativement, la structure 10 selon l'invention. L'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. 1 5 10 15 2. 20 3. 25 4. 30 REVENDICATIONS 1. Structure avant de véhicule automobile (10), contenue transversalement entre deux éléments de structure latéraux (14) munis chacun d'au moins un moyen de renfort latéral (16) disposé à une première hauteur, du type comportant une première voie d'absorption d'efforts basse et centrale (24) disposée à une deuxième hauteur inférieure à la première hauteur du moyen de renfort latéral (16) et une traverse (26) possédant une hauteur intermédiaire entre les deux hauteurs, qui, en cas de choc frontal, absorbe une quantité d'énergie suffisante pour minimiser la déformation de la structure avant (10), caractérisée en ce que le moyen de renfort latéral (16) s'étend longitunalement de sorte qu'il soit solidaire de la traverse (26) afin de constituer une deuxième voie d'absorption d'efforts (28) haute et latérale. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de renfort latéral (16) présente un profil et une longueur complémentaire d'un capot (42) du véhicule. Structure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le moyen de renfort latéral (16) présente une première extrémité soudée au premier élément de structure latéral (14) et une deuxième extrémité soudée sur la traverse (26). 3. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le profil du moyen de renfort latéral (16) présente une première partie rectiligne orientée vers l'habitacle du véhicule et une seconde partie inclinée vers l'avant du véhicule de manière à se solidariser avec la traverse (26). 5 6 7 8 9. 2895351 - Io- 4. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen de renfort latéral (16), possédant une hauteur supérieure à celle de la traverse (26), est incliné sur toute sa longueur de manière à se solidariser avec la traverse (26). 5. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième extrémité du moyen de renfort latéral (16) soudée à la traverse (26) forme le sommet d'un angle d'inclinaison a dudit moyen de renfort latéral par rapport à un plan horizontal du véhicule. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'angle a est positif dans le sens de rotation trigonométrique de façon à obtenir un compactage de la structure avant (10) dudit véhicule. 6. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, au moins un longeron (12) s'étendant sensiblement longitudinalement vers l'avant du véhicule reliée sur l'avant du véhicule avec la traverse (26) et formant une troisième voie d'absorption d'efforts (18) haute et centrale. 7. Véhicule automobile équipé d'une structure avant selon l'une quelconque des revendications précédentes.