Brevet FR2911572A1 — publié le 20080725

La présente invention c:oncerne un dispositif de liaison d'éléments de structure de véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile le comportant. Plus précisément, l'invention s'applique essentiellement à la liaison formée entre une traverse inférieure de baie et une traverse de planche de bord munie d'un support de colonne de direction. La technologie actuelle de fabrication des automobiles comprend la réalisation de sous-ensembles qui sont raccordés à une caisse lors d'un montage final. Chaque sous-ensemble est réalisé de la manière la plus efficace, notamment au point de vue du coût. Par exemple, on réalise un sous-ensemble de baie destiné notamment au support du pare-brise et qui possède une traverse inférieure. On réalise aussi un sous-ensemble de planche de bord qui comprend une traverse de planche de bord, notamment destinée à porter un support de colonne de direction. Ces deux ensembles sont habituellement fabriqués séparément, dans des installations distinctes. Ces sous-ensembles pourraient être indépendants l'un de l'autre dans le véhicule, c'est-à-dire fixés chacun séparément à des éléments de la caisse du véhicule automobile. Cependant, on s'est rendu compte que, pour des raisons de rentabilité, il était souhaitable de relier ces sous-ensembles. Par exemple, le sous-ensemble à traverse de planche de bord, s'il était indépendant, devrait avoir une résistance mécanique très élevée pour ne pas transmettre de vibrations inconfortables au conducteur, par l'intermédiaire de la colonne de direction. On sait en effet que les vibrations ressenties par un conducteur qui tient un volant monté sur une colonne de direction doivent être faibles, de préférence aux basses préférences. L'utilisation d'une liaison entre ce sous-ensemble à traverse de planche de bord et un sous-ensemble de traverse inférieure de baie permet l'obtention de la résistance élevée nécessaire de la traverse de planche de bord qui est ainsi rigidifiée. Si la traverse de planche de bord n'était fixée qu'à ses extrémités, elle ne présenterait qu'un seul ventre de vibration, et deux noeuds aux extrémités. Par contre, si elle est maintenue en un point intermédiaire de sa longueur, un autre noeud de vibration est créé sur sa longueur, à l'emplacement de la fixation, et il se forme ainsi deux ventres de vibration, correspondant chacun à une longueur réduite de traverse, et donc à une fréquence accrue. En outre, lorsque ce ventre intermédiaire de vibration ainsi créé n'est pas équidistant des deux extrémités, l'énergie de vibration, et donc les fréquences de vibration, se répartissent dans deux plages distantes, évitant l'addi- t:ion des vibrations dans une même plage de fréquences. Une telle fixation réduit donc la sensation d'inconfort que peut ressentir un conducteur lorsqu'il manie le volant. Un dispositif de liaison est donc en général placé entre la traverse inférieure de baie et la traverse de planche de bord ou le support de colonne de direction. Ce dispositif a d'autres fonctions que le simple amortissement des vibrations qu'on vient de décrire. Ainsi, le dispositif de liaison doit aussi pouvoir se déformer en présence d'un choc appliqué dans la direction longitudinale du véhicule, à la suite d'une collision. En effet, pour des raisons de sécurité, il est nécessaire que i.e déplacement d'une traverse inférieure de baie à la suite d'un choc frontal ne soit pas transmis directement à la traverse de planche de bord, mais soit absorbé au moins par- t.ielle:ment, pour la sécurité du conducteur et du passager avant. Le dispositif de liaison doit donc assurer une absorption du choc. En outre, étant donné les nombreuses fonctions élaborées qu'on attend des automobiles modernes, de nombreux éléments sont logés dans la planche de bord, notamment à proximité du conducteur et donc de la colonne de direction, et il est souhaitable de dégager au maximum l'espace de planche de bord voisin de la colonne de direction. Enfin, comme la liaison entre la traverse inférieure de baie et la traverse de planche de bord ou le support de colonne de direction est réalisée sur le véhicule en cours de montage de sous-ensembles séparés, à un stade déjà avancé de ce montage, il n'est pas normalement souhaitable 2911572 .3 d'utiliser, pour la fixation du dispositif de liaison, des appareils de soudage. En effet, non seulement ils peuvent provoquer un dégagement de chaleur important pouvant détériorer des éléments des deux sous-ensembles, mais encore ils 5 nécessitent l'incorporation d'un appareil de soudage coûteux à la ligne finale de fabrication. On connaît déjà de nombreux dispositifs de liaison d'une traverse inférieure de baie ou d'un élément analogue à une traverse de planche de bord ou un support de colonne 10 de direction. La figure 1 représente une partie de la figure 1 du document US-5 452 916 qui représente un dispositif 20 de liaison comprenant quatre branches en forme de cornière reliant des quadrilatères avant et arrière. D'un côté, le 15 dispositif de liaison comprend des joues qui chevauchent une partie de support de colonne de direction, si bien que ce dispositif de liaison est encombrant et volumineux, et de l'autre côté, il est soudé à la partie formant traverse inférieure de baie. 20 Les figures 2 et 5, extraites respectivement des documents DE-34 27 211 et US-4 531 760, représentent des dispositifs de liaison placés sensiblement dans un plan ver-tical contenant la colonne de direction et qui sont destinés à se déformer en cas de choc. 25 La figure 3, extraite du document US-4 627 306, représente un dispositif de liaison essentiellement destiné à former un support auxiliaire de direction qui chevauche la colonne de direction. Grâce à sa forme de tôle simplement pliée, il constitue un support de faible résistance aux 30 chocs frontaux, mais il n'augmente pas sensiblement la raideur des éléments qu'il relie. La figure 4, extraite du document DE199 62 550, représente un dispositif de liaison en parallélogramme directement monté sur une colonne de direction, dans un plan 35 vertical contenant la direction longitudinale du véhicule. La figure 6, extraite du document US-3 964 578 représente un dispositif de liaison qui n'est pas fixé à une traverse de planche de bord, mais à un support destiné à retenir les genoux du conducteur en cas de choc frontal. Il se trouve donc dans un plan vertical contenant la colonne de direction. Enfin, la figure 7, extraite du document FR-2 883 245, représente un dispositif de liaison placé entre une traverse inférieure de baie et un support de colonne de direction et comprenant deux branches non rectilignes placées entre des dispositifs de fixation d'une part à la traverse inférieure de baie et d'autre part au support de colonne de direction. Ce document, qui représente la technique antérieure la plus proche de l'invention, décrit un dispositif qui est symétrique et qui chevauche la colonne de direction. En particulier, il entoure la colonne de direction et occupe un espace important de chaque côté de celle-ci. Il présente l'avantage de permettre l'absorption des chocs frontaux par déformation des deux branches dans une direction transversale à la direction longitudinale du véhicule automobile. L'invention a pour objet un dispositif de liaison qui comporte aussi deux branches, qui est réalisé d'une manière simple et qui n'occupe qu'un très faible espace, notamment parce qu'il n'est placé que d'un seul côté de la colonne de direction. Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de liaison de deux éléments de structure de véhicule automo- bile, les deux éléments ayant une orientation générale hori- zontale transversale à la direction longitudinale de dépla- cement du véhicule automobile et comprenant un premier élément de structure voisin du pare-brise et un second élé- ment de structure comprenant une traverse de planche de bord et un support de colonne de direction, le dispositif de liaison étant du type qui comprend un corps possédant un premier dispositif de fixation du dispositif de liaison au premier élément de structure, un second dispositif de fixation du dispositif de liaison au second élément de struc- Lure, et au moins deux branches disposées entre les premier et second dispositifs de fixation et déformables dans la direction transversale sous l'action d'un choc appliqué dans la direction longitudinale du véhicule. Selon l'invention, le second dispositif de fixation est disposé d'un seul côté de la colonne de direction, et: les deux branches du corps ne sont pas symétriques l'une de l'autre par rapport à une direction longitudinale. De préférence, le second dispositif de fixation est plus proche du centre du second élément de structure que la colonne de direction. De préférence, chaque branche a une forme en U ouvert entre les deux dispositifs de fixation. De préférence, chaque branche a une section en forme de cornière dont un côté est sensiblement horizontal et l'autre côté forme une joue sensiblement verticale. Le côté sensiblement vertical se prolonge avantageusement par une joue dans l'un au moins des deux dispositifs de fixation. De préférence, lorsque le dispositif de liaison est monté sur le véhicule automobile, les deux dispositifs de fixation sont décalés par rapport à la direction longitudinale du véhicule. De préférence, l'une des branches a sa plus grande 20 partie sensiblement dans la direction longitudinale du véhicule automobile. De préférence, le premier dispositif de fixation est formé dans une partie du corps qui se trouve dans un plan transversal presque vertical, et le second dispositif de 25 fixation est formé dans une partie du corps qui se trouve dans un plan transversal sensiblement horizontal. Dans un mode de réalisation, le second dispositif de fixation est fixé à un support de colonne de direction. Dans un autre mode de réalisation, le second dispositif 30 de fixation est fixé à la traverse de planche de bord. De préférence, l'un au moins des premier et second dispositifs de fixation est un dispositif de fixation méca- nique. Les deux dispositifs de fixation sont avantageusement maintenus par des fixations mécaniques. 35 De préférence, les deux branches au moins du dispositif de liaison sont au nombre de deux. De préférence, le premier élément de structure est une traverse inférieure de baie du véhicule automobile. L'invention concerne aussi un véhicule automobile, comprenant un premier élément de structure constitué d'une traverse inférieure de baie et un second élément de structure comprenant une traverse de planche de bord et un support de colonne de direction, tel que les deux éléments de structure sont reliés par un dispositif de liaison selon l'un des paragraphes précédents. Un premier avantage du dispositif de liaison selon l'invention est que, grâce à sa forme dissymétrique et à sa résistance mécanique élevée, il assure une liaison robuste entre la traverse inférieure de baie et la traverse de planche de bord ou le support de colonne de direction ; en conséquence, la fréquence de vibration du support de colonne de direction est déplacée vers les fréquences élevées, et le conducteur ne ressent pratiquement pas de vibrations lors-qu'il tient le volant. Un second avantage du dispositif de liaison selon l'invention est que, grâce à la forme dissymétrique des branches, (c'est-à-dire que les deux branches ne sont pas symétriques l'une de l'autre dans le dispositif de liaison et, de préférence, chaque branche n'a pas une forme symétrique), chaque branche peut se déformer latéralement, c'est-à-dire dans la direction transversale du véhicule automobile ; ainsi, lorsqu'un choc frontal est appliqué entre les dispositifs de fixation et la traverse inférieure de baie et à la traverse de planche de bord ou au support de colonne de direction. Le dispositif de fixation constitue donc un dispositif efficace d'amortissement des chocs frontaux. Un troisième avantage du dispositif de liaison selon l'invention est la réduction du volume occupé par le dispositif de liaison, autour de la colonne de direction, par rapport aux dispositifs connus. En effet, le dispositif n'est fixé que d'un côté de la colonne, si bien que l'autre côté est entièrement libre pour le logement de différents dispositifs. Enfin, un quatrième avantage du dispositif de liaison selon l'invention est que l'un au moins des deux dispositifs 2911572 ,7 de fixation est de type mécanique, par exemple vissé, serti ou riveté, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de réaliser un soudage au moment du montage des divers sous-ensembles dans la caisse d'un véhicule automobile. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1 à 7, illustrant des dispositifs de la technique antérieure, ayant déjà été décrites : 10 la figure 8 est une vue en plan d'une partie de la structure de véhicule automobile comprenant un sous-ensemble de traverse de planche de bord muni d'un support de colonne de direction, avec en outre une colonne de direction et un volant, et avec un dispositif de liaison selon l'invention, 15 cette figure indiquant la position du dispositif de liaison dans un véhicule ; et les figures 9 à 14 sont diverses vues en perspective du dispositif de liaison représenté sur la figure 8. La figure 8 représente un sous-ensemble comprenant une 20 traverse de planche de bord 10, ayant une partie relative-ment mince 12, se terminant par un dispositif de fixation 14 et munie de renforts ou jambes de force 15, et une partie relativement large 16, se terminant par un dispositif de fixation 18 et portant un support de colonne de direction 25 20. Les dispositifs de fixation 14 et 18 sont destinés à être fixés à la caisse d'un véhicule automobile, et les renforts 15 au tunnel du plancher du véhicule. Le support 20 de colonne de direction supporte la colonne de direction 22 qui se termine, du côté du conducteur, par un volant 24. 30 Un dispositif de liaison 26 selon l'invention, destiné à être fixé par un premier dispositif de fixation 30 à une traverse inférieure de baie (non représentée), est fixé par un second dispositif de fixation 28 au support 20 de colonne de direction (ou éventuellement à la partie 16 de la 35 traverse de planche de bord). Les figures 9 à 14 sont des vues en perspective du dispositif de liaison 26 dont la forme est très élaborée. Comme l'indique la figure 9, le corps du dispositif de liaison comprend, entre le premier dispositif de fixation 28 et le second 30, deux branches 32, 34. La branche 32 a une forme en U ouvert dont un côté est orienté pratiquement dans la direction longitudinale du véhicule automobile alors que l'autre côté du U ouvert est largement incliné par rapport à cette direction longitudinale. La branche 34 a une forme en U ouvert plus arrondie que celle de la branche 32. Le second dispositif de fixation 28 est pratiquement clans un plan horizontal, alors que le premier dispositif de fixation 30 est approximativement dans un plan vertical. Chacune des deux branches 32, 34 a une forme de cornière dont un côté se trouve pratiquement dans le plan horizontal principal du corps et dont l'autre côté forme une joue sensiblement verticale 40, 42. On note sur les figures 10 et 13 que le corps, entre les deux dispositifs de fixation 28 et 30, a une forme gauchie par rapport à un plan horizontal. Dans le mode de réalisation représenté, les deux dis- positifs de fixation 28, 30 coopèrent avec l'élément de structure correspondant par une fixation mécanique, par exemple par un boulon passant dans un orifice respectif 36, 38. De préférence, la joue verticale 40, 42 de chaque branche se prolonge dans l'un au moins des deux dispositifs de fixation 28, 30, et de préférence dans les deux comme représenté (voir notamment figures 11 et 12). La figure 13 représente ainsi une partie de joue 44 qui augmente la résistance mécanique de la partie de fixation 30. La figure 9 indique que les deux branches 32, 34 forment entre elles une cavité en forme de poire dont la longueur 46 est destinée à diminuer fortement en cas de choc frontal. Un choc frontal dans la direction longitudinale du véhicule automobile associé est appliqué pratiquement dans la direction de la partie principale de la branche 32 (figure 9). Grâce à la forme en U de chacune des branches 32, 34 et au gauchissement des branches (voir figure 10), celles-ci se déforment facilement en cas de choc frontal suffisant, bien qu'elles aient une grande raideur grâce à leur forme de cornière. La surface étendue de la partie de fixation 30 permet la formation d'une surface importante de coopération avec la traverse inférieure de baie qui donne une bonne rigidité en direction verticale. Grâce à la présence des joues 40, 42 et de la partie de fixation étendue 30 qui sont orientées verticalement, la raideur de la traverse de planche de bord est largement accrue en direction verticale, si bien que le premier mode de vibration de la colonne de direction est largement décalé vers des fréquences élevées. Cependant, grâce à la forme en U et à la dissymétrie du dispositif de liaison, les conditions fixées pour la résistance aux chocs en cas de collision frontale sont facilement remplies, de sorte que l'intrusion du tablier dans l'habitacle n'affecte guère la traverse de planche de bord. Une caractéristique très importante, qui apparaît clairement par la comparaison du dispositif de liaison selon l'invention aux dispositifs de liaison représentés sur les figures 1 à 7 de la technique antérieure, est que, bien que les conditions d'amortissement des vibrations et d'amortissement des chocs frontaux soient remplies, l'encombrement du dispositif de liaison est extrêmement réduit. Enfin, grâce à la fixation mécanique, le montage est aisé lors de la construction du véhicule et le démontage est possible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison de deux éléments de structure de véhicule automobile, les deux éléments ayant une orientation générale horizontale transversale à la direction longitudinale de déplacement du véhicule automobile et comprenant un premier élément: de structure voisin du pare-brise et un second élément de structure comprenant une traverse de planche de bord (10) et un support de colonne de direction (20), le dispositif de liaison étant du type qui comprend un corps possédant un premier dispositif de fixation (30) du dispositif de liaison au premier élément de structure, un second dispositif de fixation (28) du dispositif de liaison au second élément de structure, et au moins cieux branches (32, 34) disposées entre les premier et second dispositifs de fixation (28, 30) et déformables dans la direction transversale sous l'action d'un choc appliqué dans la direction longitudinale du véhicule, caractérisé en ce que le second dispositif de fixation (28) est disposé d'un 20 seul côté de la colonne de direction, et les deux branches (32, 34) du corps ne sont pas symétriques l'une de l'autre par rapport à une direction longitudinale. 2. Dispositif de liaison selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que le second dispositif de fixation (28) est plus proche du centre du second élément de structure que la colonne de direction. 3. Dispositif de liaison selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque branche (32, 34) a une 30 forme en U ouvert entre les deux dispositifs de fixation (28, 30). 4. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque branche (32, 34) a une section en forme de cornière dont un 35 côté est sensiblement horizontal et l'autre côté forme une joue (40, 42) sensiblement verticale. 5. Dispositif de liaison selon la revendication 4, caractérisé en ce que le côté sensiblement vertical se 2911572 1.1 prolonge par une joue (44) dans l'un au moins des deux dispositifs de fixation. 6. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lorsque 5 le dispositif de liaison est monté sur le véhicule automobile, les deux dispositifs de fixation (28, 30) sont décalés par rapport à la direction longitudinale. 7. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier 10 dispositif de fixation (30) est formé dans une partie du corps qui se trouve dans un p:Lan transversal presque vertical, et le second dispositif de fixation (28) est formé dans une partie du corps qui se trouve dans un plan transversal sensiblement horizontal. 15 8. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un au moins des premier et second dispositifs de fixation (28, 30) est un dispositif de fixation mécanique. 9. Dispositif de liaison selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier élément de structure est une, traverse inférieure de baie du véhicule automobile. 10. Véhicule automobile, comprenant un premier élément de structure constitué d'une traverse inférieure de baie et un second élément de structure comprenant une traverse de planche de bord (10) et un support de colonne de direction (20), caractérisé en ce que les deux éléments de structure sont reliés par un dispositif de liaison (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes.