Brevet FR2912785A1 — publié le 20080822

FILTRE A AIR MUNI DE RESSORTS PRECONTRAINTS [0001] Le domaine technique de l'invention concerne les filtres à air des véhicules possédant un moteur à combustion interne, et plus spécifiquement, les filtres à air spécialement conçus pour la sécurité des piétons amenés à percuter le capot d'un véhicule, suite à une collision accidentelle. En effet, les filtres à air représentent des pièces rigides placés sous le capot du véhicule et émergeant généralement du moteur. Lorsqu'un piéton vient impacter le capot, sa tête va cogner le filtre à air, qui constitue alors un point dur, risquant de provoquer ou d'accroître les blessures. Vis-à-vis de la sécurité des piétons, l'un des soucis majeurs des constructeurs automobiles consiste, soit à maintenir un espace vide entre le capot et le moteur pour permettre la déformation plastique dudit capot et ainsi amortir le choc du piéton, ledit espace étant maintenu vide par un agencement précis et astucieux des pièces solides rigides de manière à ce qu'elles n'émergent pas dans ledit espace, soit à concevoir des pièces déformables ou sécables, pouvant facilement s'effacer en cas de choc, pour ne pas entraver la déformation du capot. L'objet de la présente invention est de proposer un filtre à air placé en partie dans la zone choc piéton. 2] De façon générale, bien que les expressions véhicules et véhicules automobiles soient utilisées dans la description, il faut toutefois préciser que les filtres à 20 air, conçus pour la sécurité des piétons, sont essentiellement utilisés dans les voitures. 3] Les filtres à air dimensionnés pour absorber le choc d'un piéton existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer le brevet DE10063778 qui se rapporte à un dispositif de sécurité pour piéton, impliquant notamment un filtre à air dont certaines parties sont insérées entre le capot et le moteur. Lesdites parties sont conçues 25 pour se déformer et donc absorber l'énergie du choc. 4] Les filtres à air selon l'invention sont conçus pour libérer de l'énergie au moment du choc d'un piéton, dans le but de favoriser leur rupture. Ils sont donc parfaitement adaptés aux véhicules automobiles, en étant peu encombrants, puisqu'ils stockent eux- mêmes l'énergie qu'ils vont libérer, et en étant très fiables, dans la mesure où les mécanismes qu'ils mettent en jeu reposent sur des concepts simples. [0005] La présente invention a pour objet un filtre à air pour moteur à combustion interne de véhicule, comportant une boîte rigide, dotée d'une voie d'entrée d'air, d'une voie de sortie d'air et d'éléments filtrants. La principale caractéristique du filtre à air selon l'invention est que la boîte dispose de moyens de stockage d'énergie, aptes à être libérés au moment de l'impact accidentel d'un piéton sur ladite boîte, de manière à favoriser sa rupture. De cette manière, au moment du choc avec le piéton, la boîte se fragilise avec une éventuelle amorce de rupture due audit choc, puis l'énergie est ensuite libérée pour permettre alors d'accélérer ce phénomène de rupture. En effet, il est souhaitable que la rupture se produise dans un délai très court après le choc, voire directement dans son prolongement, de sorte que la boîte ne constitue, à aucun moment, un objet dangereux susceptible de provoquer des blessures. De façon avantageuse, lesdits moyens sont situés dans la boîte du filtre à air. [0006] De façon préférentielle, les moyens sont constitués par une pluralité de ressorts à spirales, en appui contre la paroi interne de la boîte. Ainsi, ces ressorts précontraints, dans le cas d'une amorce de rupture accidentelle de la boîte, vont accélérer la rupture en ayant tendance à étirer ladite boîte. [0007] Avantageusement, la boîte a la forme d'un parallélépipède rectangle, et les ressorts sont disposés au niveau de chaque sommet de ladite boîte. Cette configuration particulière, favorise le caractère isotrope de l'expansion virtuelle de la boîte, provoquée par les ressorts, optimisant les modalités de la rupture. [0008] De façon avantageuse, chaque ressort comprend au moins une spirale, présentant, à chacune de ses extrémités, un segment rectiligne rigide, et chaque ressort est placé dans la boîte en ayant leurs segments repliés à force, de sorte que, une fois relâchés, les segments viennent en appui contre deux faces successives de ladite boîte. Les ressorts peuvent posséder une pluralité de spirales. De manière plus générale, les ressorts utilisés pour les filtres à air selon l'invention, sont des ressorts usuels, ne possédant aucune propriété particulière. Les segments terminaux exercent une poussée sur la paroi interne de la boîte. [0009] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens sont représentés par une réserve permanente de gaz sous pression. Préférentiellement, cette réserve est étalée dans la boîte, de sorte que, lors de l'amorce d'une rupture due à un choc accidentel de piéton, les gaz stockés vont avoir tendance à fuir brutalement de la boîte en provoquant une ouverture importante, suivie d'une rupture de celle-ci. [0010] Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens sont constitués par une charge pyrotechnique, un moyen d'allumage de ladite charge et un capteur de choc, ledit moyen d'allumage étant relié audit capteur, de manière à ce que la charge soit instantanément initiée en combustion, dès que le choc est détecté. Les dispositifs pyrotechniques ont des temps de réaction très brefs, si bien que la charge commence à se décomposer juste avant l'amorce de rupture de la boîte due au choc accidentel. Les gaz produits, ont tendance à morceler la boîte, qui ne constitue plus alors un obstacle dangereux pour le piéton. Cette configuration présente un rapport encombrement sur énergie libérée extrêmement faible, et qui est particulièrement adapté aux véhicules automobiles dans lesquels les volumes disponibles demeurent peu nombreux et très étroits. La composition de la charge, son conditionnement et sa disposition vis-à-vis du filtre à air, sont autant de paramètres qui vont régir les caractéristiques de la rupture. [0011] Préférentiellement, la boîte présente une zone d'étranglement, de manière à privilégier la direction de sa rupture suite à un impact accidentel. En effet, il peut être souhaitable de privilégier certains points de chute sous le capot, pour les parties issues du morcellement de la boîte. [0012] L'invention porte également sur un dispositif de sécurité pour piéton, comprenant un poinçon solidaire dudit véhicule et un filtre à air, ledit poinçon étant apte à se déplacer sous l'effet de l'impact d'un piéton pour venir perforer le filtre. La principale caractéristique de ce dispositif est qu'il met en oeuvre un filtre à air selon l'invention. Pour cette configuration, le mécanisme d'aide à la rupture de la boîte du filtre à air, a une double composante: l'une, par l'intermédiaire du poinçon, qui va provoquer, de façon certaine, une amorce de rupture, et l'autre, par l'intermédiaire des moyens de stockage d'énergie, qui vont accélérer le phénomène de rupture pour parvenir à un morcellement de la boîte en deux ou plusieurs fragments. Préférentiellement, le poinçon est solidaire du capot. Ainsi, le déplacement du capot, lorsqu'il se déforme, déplace simultanément le poinçon en direction du filtre à air avant de le déformer. Selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le poinçon est autonome et peut être piloté à partir d'une centrale de commande après la détection du choc. [0013] L'invention porte également sur un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et un filtre à air selon l'invention. [0014] Avantageusement, ledit véhicule comprend un dispositif de sécurité selon l'invention. [0015] Les filtres à air selon l'invention présentent l'avantage de pouvoir être décliné en plusieurs versions, impliquant des moyens de stockage d'énergie de nature différente, et offrant ainsi une grande diversité fonctionnelle. Ils peuvent donc s'adapter à une multiplicité de situations et d'environnement. 6] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un 15 filtre à air et d'un dispositif de sécurité selon l'invention en se référant aux figures 1 à 2. - La figure 1 est une vue schématique du dessus d'un filtre à air selon l'invention. - La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de sécurité selon l'invention, montrant un filtre à air muni d'un étranglement, et un poinçon 20 solidaire du véhicule automobile. 7] En se référant à la figure 1, un filtre à air 1 selon l'invention comprend une boîte 2 rigide réalisée, par exemple, en plastique de type PA6GF30 , et ayant la forme d'un parallélépipède rectangle. Cette boîte 2 est classiquement constituée par une arrivée d'air sale, d'éléments filtrants aptes à retenir les particules polluantes, et une sortie d'air propre. 25 La boîte 2 possède, au niveau de chacun de ses huit sommets, un ressort 3 à spirales présentant, à ses deux extrémités, un segment 4,5 rectiligne rigide. En position de repos, les deux segments rectilignes 4,5 des ressorts 3, sont alignés et dans le prolongement l'un de l'autre. Chacun des ressorts 3 est fixé à une structure interne de ladite boîte 2, qui est désolidarisée de celle-ci. Pour être positionnés de façon satisfaisante dans la boîte 2, les deux segments rectilignes 4,5 des ressorts 3, sont pliés à force jusqu'à faire entre eux un angle de 90 , puis lesdits ressorts 3 sont amenés suffisamment proche des faces 6 de la boîte 2, de manière à ce que les deux segments 4,5, une fois relâchés, viennent en appui contre lesdites faces 6 en demeurant perpendiculaires l'un à l'autre. [0018] En se référant à la figure 2, un dispositif 10 de sécurité pour piéton selon l'invention, comprend un filtre à air 1 selon l'invention et au moins un poinçon 1 comportant une tête élargie 12 et une tige 13, ledit poinçon 11 étant fixé au capot du véhicule, au niveau de sa tête 12. La boîte 2 du filtre à air 1, présente un étranglement 14 central, se traduisant par une section rétrécie. Lorsque le capot du véhicule est fermé, l'extrémité de la tige 13 du poinçon 11 affleure la paroi externe de la boîte 2, au niveau de son étranglement 14. [0019] En cas d'une collision accidentelle avec un piéton, le filtre à air 1 selon l'invention réagit de la façon suivante : la tête du piéton vient percuter le capot du véhicule, qui aussitôt se déforme en exerçant une poussée sur le filtre à air 1. Cette poussée se traduit par une amorce de rupture au niveau de la paroi de la boîte 2 du filtre à air 1, fragilisant ainsi sa tenue mécanique. Les ressorts précontraints 3 se détendent alors, provoquant une accélération de la rupture de la boîte 2 qui se morcelle en deux ou plusieurs parties. [0020] En se référant aux figures 2 et 3, le dispositif de sécurité selon l'invention fonctionne en respectant le déroulement suivant. En cas d'une collision accidentelle avec un piéton selon le sens matérialisé par la flèche sur la figure 2, sa tête vient percuter le capot du véhicule, qui aussitôt se déforme, entraînant dans son mouvement le poinçon 11. La tige 13 vient alors perforer la boîte 2 du filtre à air, engendrant une amorce de rupture bien marquée. Les ressorts précontraints 3 se détendent alors, provoquant une accélération de la rupture de la boîte 2, qui se morcelle en deux ou plusieurs parties. Les flèches de la figure 3, indiquent le sens de poussée exercée par les ressorts sur la paroi interne de la boîte 2. REVENDICATIONS 1. Filtre (1) à air pour moteur à combustion interne de véhicule, comportant une boîte (2) rigide, dotée d'une voie d'entrée d'air, d'une voie de sortie d'air et d'éléments filtrants, caractérisé en ce que la boîte (2) dispose de moyens (3) de stockage d'énergie, aptes à être libérés au moment de l'impact accidentel d'un piéton sur ladite boîte (2), de manière à favoriser sa rupture. 2. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sont constitués par une pluralité de ressorts (3) à spirales, en appui contre la paroi interne de la boîte (2). 3. Filtre à air selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boîte (2) a la forme d'un parallélépipède rectangle, et les ressorts (3) sont disposés au niveau de chaque sommet de ladite boîte (2). 4. Filtre à air selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque ressort (3) comprend au moins une spirale, présentant, à chacune de ses extrémités, un segment (4,5) rectiligne rigide, et en ce que chaque ressort (3) est placé dans la boîte (2) en ayant leurs segments repliés à force, de sorte que, une fois relâchés, les segments (4,5) viennent en appui contre deux faces (6) successives de ladite boîte (2). 5. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sous contrainte sont représentés par une réserve permanente de gaz sous pression. 6. Filtre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sont constitués par une charge pyrotechnique, un moyen d'allumage de ladite charge et un capteur de choc, ledit moyen d'allumage étant relié audit capteur de manière à ce que la charge soit instantanément initiée en combustion, dès que le choc est détecté. 7. Filtre à air selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en la boîte (2) présente une zone d'étranglement (14), de manière à privilégier la direction de la rupture suite à un impact accidentel. 8. Dispositif (10) de sécurité pour piéton, comprenant un poinçon (11) solidaire dudit véhicule et un filtre à air (1), ledit poinçon (11) étant apte à se déplacer sous l'effet de l'impact d'un piéton pour venir perforer le filtre (1), caractérisé en ce que le filtre (1) est conforme à l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne et un filtre (1) à air, caractérisé en ce que le filtre (1) à air est conforme à l'une quelconque des 10 revendications 1 à 7. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (10) de sécurité conforme à la revendication 8.