Brevet FR2903061A1 — publié le 20080104

La présente invention a trait à un dispositif d'absorption d'énergie pour un véhicule automobile et à un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif. Les constructeurs automobiles ont pour double préoccupation d'assurer la sécurité des passagers, en particulier lors de chocs à grande vitesse, et de réduire les coûts de réparation des véhicules en cas de chocs dits urbains , c'est-à-dire à faible vitesse. Le comportement des véhicules automobiles dans ces deux situations de chocs est réglementé et testé à travers des procédures d'essai, en particulier pour le choc frontal à grande vitesse et le choc de réparabilité. Il est connu d'équiper un véhicule automobile d'un dispositif d'absorption d'énergie comprenant une poutre, reliée au châssis du véhicule, et des absorbeurs de chocs, intercalés entre l'extrémité des longerons du châssis et cette poutre. La poutre et les absorbeurs de chocs doivent être dimensionnés de manière à satisfaire aux exigences du choc frontal à grande vitesse et du choc de réparabilité. Ces exigences étant antagonistes, ce dimensionnement conduit le plus souvent à des dispositifs d'absorption d'énergie de masse importante. Par ailleurs, il est connu de FR-A-2 736 315 et de FRA-2 711 596 d'équiper un véhicule automobile d'un dispositif de pare-chocs comprenant au moins un bloc absorbeur d'énergie disposé entre une traverse, solidaire du châssis du véhicule, et une coque extérieure du pare-chocs. Dans ces dispositifs, chaque bloc absorbeur est solidaire de la coque extérieure qui, en général, est destinée à s'intégrer à la carrosserie du véhicule. La présence de moyens de positionnement de la coque extérieure par rapport à chaque bloc absorbeur est alors nécessaire, de façon à assurer une continuité entre la coque extérieure et les panneaux de carrosserie. Il s'ensuit une conception 2903061 2 et un montage complexifiés de ces dispositifs de pare-chocs. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un 5 dispositif d'absorption d'énergie qui satisfait aux exigences relatives au choc frontal à grande vitesse et au choc de réparabilité, dont la masse est limitée et le montage aisé. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif 10 d'absorption d'énergie destiné à être intégré au pare-chocs d'un véhicule automobile, comprenant une poutre reliée au châssis du véhicule, cette poutre portant, du côté opposé au châssis, au moins un absorbeur de chocs, caractérisé en ce que chaque absorbeur de chocs est fixé en appui entre la 15 poutre et un flasque de transfert d'efforts déconnecté d'une coque extérieure de pare-chocs. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - la poutre porte deux absorbeurs de chocs disposés 20 chacun dans le prolongement d'un longeron du châssis, chaque absorbeur de chocs étant fixé en appui entre la poutre et un flasque respectif ; - au moins un absorbeur de chocs est muni d'un organe de centrage sensiblement centré sur l'axe 25 longitudinal central du longeron correspondant ; - au moins un flasque comporte une ouverture de réception de l'organe de centrage de l'absorbeur de chocs correspondant ; - chaque absorbeur de chocs est partiellement logé 30 dans un volume intérieur de la poutre et fixé en appui contre la face intérieure de la paroi de la poutre qui est orientée du côté du châssis ; - chaque absorbeur de chocs a une structure ondulée ; 2903061 3 - chaque absorbeur de chocs comporte au moins deux tubes coaxiaux aptes à se déformer par retournement lors d'un choc ; - chaque absorbeur de chocs est constitué en métal, 5 en plastique ou en matériau composite ; - chaque flasque est constitué en acier à très haute limite d'élasticité. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un dispositif d'absorption d'énergie 10 tel que décrit ci-dessus. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre de trois modes de réalisation d'un dispositif d'absorption d'énergie conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple 15 et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif d'absorption d'énergie conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, monté à l'avant d'un 20 véhicule conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du dispositif d'absorption d'énergie de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective éclatée analogue à la figure 2 d'un dispositif d'absorption 25 d'énergie conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue en perspective éclatée analogue à la figure 2 d'un dispositif d'absorption d'énergie conforme à un troisième mode de réalisation de 30 l'invention. Le dispositif d'absorption d'énergie 1, représenté aux figures 1 et 2, comprend une poutre 3 d'absorption d'énergie dont la face arrière 3B est fixée par des moyens appropriés, non représentés sur les figures, sur les deux 2903061 4 longerons avant 4 du châssis d'un véhicule automobile V. La poutre 3 porte, en projection vers l'avant, deux absorbeurs de chocs 5, disposés chacun dans le prolongement d'un longeron 4, en appui entre la poutre 3 et un flasque 7 de 5 transfert d'efforts. Dans cette description, les termes avant et arrière s'entendent par rapport au sens de la marche normale du véhicule automobile. Une coque extérieure 6 de pare-chocs, solidaire de la carrosserie non représentée du véhicule V, est prévue pour 10 recouvrir au moins partiellement le dispositif 1. Cette coque 6 est déconnectée du dispositif 1, ce qui permet un montage indépendant du dispositif 1 et de la coque 6 sur le véhicule V, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des moyens de positionnement de l'un par rapport à l'autre. 15 Comme visible à la figure 2, la poutre 3 comporte un profilé 31 à section en U ouverte vers l'avant, dont le fond 313 est destiné à être fixé sur les longerons 4. La poutre 3 comporte en outre une plaque 33 apte à être rapportée, par exemple par soudure, sur le profilé 31 de 20 manière à fermer sa section. La plaque 33 comporte deux ouvertures 331, destinées à être centrées sensiblement sur l'axe X4 longitudinal central de chaque longeron 4. Chaque ouverture 331 est prévue pour le passage d'un absorbeur de chocs 5, dont l'extrémité arrière 5B est fixée 25 en appui contre la face avant 313A du fond 313 du profilé 31. Les absorbeurs de chocs 5 sont reliés au profilé 31 au moyen de plaques de fixation 9, par exemple par vissage. Ainsi, les absorbeurs de chocs 5 sont partiellement logés dans le volume intérieur V3 des extrémités 3C de la poutre 30 3, dans le prolongement des longerons 4. Dans ce mode de réalisation, chaque absorbeur de chocs 5 est constitué par une structure métallique ondulée de forme sensiblement tronconique à section carrée. 2903061 5 Le dispositif 1 comprend deux flasques 7 de transfert d'efforts, disposés au voisinage des extrémités latérales 3C de la poutre 3. Chaque flasque 7 est fixé sur la poutre 3 de manière à coiffer un absorbeur de chocs 5. Les 5 extrémités 7A et 7B de chaque flasque 7 sont reliées respectivement à l'extrémité latérale 3C et à la face avant 3A de la poutre 3, par exemple par soudure. Ainsi, chaque flasque 7 est intercalé entre la coque extérieure 6, d'une part, et un absorbeur de chocs 5 et la poutre 3, d'autre 10 part. En vue de garantir l'appui de chaque flasque 7 sur l'absorbeur de chocs 5 correspondant et un transfert d'efforts efficace de l'un à l'autre, l'extrémité avant 5A d'au moins un absorbeur 5 est pourvue d'un embout de 15 centrage 8, comme représenté sur la droite de la figure 2. Chaque embout de centrage 8 comporte un pion 81 en saillie vers l'avant, destiné à être centré au voisinage de l'axe X4 longitudinal central d'un longeron 4 et reçu dans une ouverture 71 d'un flasque 7. 20 De manière avantageuse, chaque flasque 7 est constitué en acier à très haute limite d'élasticité, c'est-à-dire en acier dont la limite d'élasticité est de l'ordre de 500 MPa. Par exemple, l'acier utilisé peut être du DP 780. La configuration du dispositif d'absorption d'énergie 25 1 conforme à l'invention permet de dimensionner indépendamment la poutre 3 d'une part, en vue de satisfaire aux exigences en cas de choc frontal à grande vitesse, et les absorbeurs de chocs 5 et flasques 7 d'autre part, en vue de satisfaire aux exigences en cas de choc de 30 réparabilité. Lors d'un choc de réparabilité, les flasques 7 ont pour fonction d'assurer un transfert optimal des efforts aux absorbeurs de chocs 5. Les flasques 7 fournissent une surface d'échange importante avec l'obstacle, ce qui permet 2903061 6 un fonctionnement à haut rendement des absorbeurs 5 de section relativement faible. De plus, les flasques 7, dont l'un au moins est associé à un embout de centrage 8, garantissent la stabilité de l'écrasement des absorbeurs de 5 chocs 5 sensiblement axialement, c'est à dire selon une direction parallèle à l'axe X4. Lors d'un choc de réparabilité, la poutre 3 assure quant à elle une liaison rigide entre les longerons 4, ce qui stabilise la structure du véhicule V. 10 Lors d'un choc frontal à grande vitesse, la poutre 3 a pour fonction d'opposer une rigidité suffisante pour garantir la sécurité des passagers du véhicule V. La poutre 3 est également dimensionnée pour les prestations de remorquage, arrimage ou sortie de fosse, les flasques 7 15 permettant alors de répartir les efforts de traction sur la poutre 3 et le châssis du véhicule V, de façon à ne pas pénaliser les absorbeurs de chocs 5. Grâce au découplage des fonctions prises en charge, respectivement, par la poutre 3 et par les absorbeurs de 20 chocs 5 et flasques 7, le dimensionnement de ces éléments est facilité. La poutre 3 est dimensionnée pour le choc frontal à grande vitesse et les prestations de remorquage ou analogue, alors que les absorbeurs de chocs 5 et les flasques 7 sont dimensionnés pour le choc de réparabilité. 25 En outre, les absorbeurs de chocs 5 sont partiellement logés dans la poutre 3, ce qui permet leur écrasement à l'intérieur de cette poutre lors d'un choc. Il est ainsi possible de limiter la masse du dispositif 1, tout en obtenant un comportement à haute performance en situation 30 de choc. La poutre 3 n'ayant pas à être dimensionnée pour le choc de réparabilité, il est possible de définir une poutre standard pour une plateforme de véhicule et d'adapter uniquement les caractéristiques des absorbeurs de chocs 5 2903061 7 et des flasques 7 pour chaque type de véhicule fabriqué sur cette plateforme. Le comportement du dispositif 1 en choc de réparabilité peut ainsi être modulé en fonction de la masse du véhicule ou des réglementations en vigueur dans 5 son pays de destination, alors que le comportement en choc frontal à grande vitesse est préservé, grâce à la poutre 3. Dans le deuxième mode de réalisation représenté à la figure 3, les éléments analogues à ceux du premier mode de réalisation portent des références identiques augmentées de 10 100. Le dispositif d'absorption d'énergie 101 comprend une poutre d'absorption d'énergie 103 destinée à être fixée sur les longerons avant du châssis d'un véhicule automobile Le dispositif 101 comprend deux absorbeurs de chocs 105 fixés chacun en appui entre la poutre 103 et un flasque 107 de 15 transfert d'efforts. De manière analogue au mode de réalisation précédent, les absorbeurs de chocs 105 sont aptes à être logés partiellement dans le volume intérieur de la poutre 103 et au moins un absorbeur de chocs 105 est relié au flasque 107 correspondant au moyen d'un embout de 20 centrage 108. Les absorbeurs de chocs 105 de ce deuxième mode de réalisation sont fixés sur la poutre 103 au moyen de plaques de fixation 109. Chaque absorbeur 105 comprend trois tubes 151, 153 et 155 coaxiaux, de formes 25 sensiblement tronconiques. Les tubes 153 et 155 sont disposés à l'avant de la plaque 109, alors que le tube 151 s'étend à l'arrière de la plaque 109 et est destiné à être introduit dans un longeron correspondant du véhicule automobile, à l'arrière de la poutre 103. Les tubes 151, 30 153 et 155 sont aptes à se déformer par retournement lors d'un choc. A cet effet, chaque tube comporte, de manière connue, un bord replié fixé à l'extrémité du tube adjacent. Ces bords repliés permettent d'initialiser le retournement des tubes lors d'un choc. 2903061 8 Dans le troisième mode de réalisation représenté à la figure 4, les éléments analogues aux éléments du premier mode de réalisation portent des références identiques augmentées de 200. Le dispositif d'absorption d'énergie 201 5 comprend une poutre d'absorption d'énergie 203 destinée à être fixée sur les longerons avant du châssis d'un véhicule automobile. Le dispositif 201 comprend deux absorbeurs de chocs 205, constitués en matériau plastique ou composite et aptes à être logés partiellement dans le volume intérieur 10 de la poutre 203. Chaque absorbeur de chocs 205 est fixé en appui entre la poutre 203 et un flasque 207 de transfert d'efforts. La liaison d'un absorbeur 205 avec la poutre 203 est réalisée au moyen d'une plaque de fixation 209 présentant un pion de centrage 291. La liaison d'au moins 15 un absorbeur de chocs 205 avec le flasque 207 associé est assurée grâce à une portion cylindrique 251 faisant saillie par rapport à la face avant de l'absorbeur de chocs 205. Les absorbeurs de chocs 205 sont pourvus de nervures 252 qui participent à leurs propriétés d'absorption d'énergie. 20 Les dispositifs d'absorption d'énergie 1, 101 et 201 conformes à l'invention permettent de dimensionner de manière indépendante, d'une part, la poutre d'absorption d'énergie 3, 103 ou 203 pour le choc frontal à grande vitesse et, d'autre part, les absorbeurs de chocs 5, 105 ou 25 205 et les flasques 7, 107 ou 207 pour le choc de réparabilité. Ainsi, il est possible d'obtenir un comportement à haute performance des dispositifs 1, 101 et 201 dans ces deux situations de chocs, tout en limitant la masse du dispositif d'absorption d'énergie. Le maintien des 30 absorbeurs de chocs en appui entre la poutre d'absorption d'énergie et les flasques permet d'obtenir un fonctionnement à haut rendement des absorbeurs de chocs, quels que soient leur structure ou leur matériau constitutif. 2903061 9 Selon une variante non représentée de l'invention, les dispositifs d'absorption d'énergie 1, 101 et 201 peuvent également être implantés à l'arrière d'un véhicule automobile, la poutre 3, 103 ou 203 étant alors fixée sur 5 les longerons arrière, ou longeronnets, du véhicule. De plus, selon une autre variante non représentée de l'invention, chaque dispositif d'absorption d'énergie 1, 101 ou 201 peut comprendre deux embouts de centrage 8, 108 ou 251 reliant chaque absorbeur de chocs 5, 105 ou 205 au 10 flasque 7, 107 ou 207 correspondant. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'absorption d'énergie (1 ; 101 ; 201) destiné à être intégré au pare-chocs d'un véhicule automobile (V), comprenant une poutre (3 ; 103 ; 203) reliée au châssis (4) du véhicule, cette poutre portant, du côté opposé au châssis, au moins un absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205), caractérisé en ce que chaque absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205) est fixé en appui entre ladite poutre (3 ; 103 ; 203) et un flasque (7 ; 107 ; 207) de transfert d'efforts déconnecté d'une coque extérieure (6) de pare-chocs. 2. Dispositif d'absorption d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite poutre (3 ; 103 ; 203) porte deux absorbeurs de chocs (5 ; 105 ; 205) disposés chacun dans le prolongement d'un longeron (4) du châssis, chaque absorbeur de chocs étant fixé en appui entre ladite poutre et un flasque (7 ; 107 ; 207) respectif. 3. Dispositif d'absorption d'énergie selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205) est muni d'un organe de centrage (8 ; 108 ; 251) sensiblement centré sur l'axe (X4) longitudinal central du longeron (4) correspondant. 4. Dispositif d'absorption d'énergie selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un flasque (7 ; 107 ; 207) comporte une ouverture (71) de réception de l'organe de centrage (8 ; 108 ; 251) de l'absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205) correspondant. 5. Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205) est partiellement logé dans un volume intérieur (V3) de ladite poutre (3 ; 103 ; 203) et fixé en appui contre la face 2903061 11 intérieure (313A) de la paroi (313) de ladite poutre qui est orientée du côté du châssis (4). 6. Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en 5 ce que chaque absorbeur de chocs (5) a une structure ondulée. 7. Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque absorbeur de chocs (105) comporte au moins deux 10 tubes (151, 153, 155) coaxiaux aptes à se déformer par retournement lors d'un choc. 8. Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque absorbeur de chocs (5 ; 105 ; 205) est 15 constitué en métal, en plastique ou en matériau composite. 9. Dispositif d'absorption d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque flasque (7 ; 107 ; 207) est constitué en acier à très haute limite d'élasticité. 20 10. Véhicule automobile (V), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'absorption d'énergie (1 ; 101 ; 201) selon l'une quelconque des revendications précédentes.