Brevet FR2928318A1 — publié le 20090911

Ensemble d'absorption d'énergie et véhicule comportant un tel ensemble. L'invention concerne un ensemble d'absorption d'énergie, notamment pour un pare-choc de véhicule automobile, et un véhicule automobile équipé d'au moins un tel ensemble. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble d'absorption d'énergie du type comportant une poutre transversale reliée à chaque longeron de la caisse d'un véhicule automobile par un absorbeur, de type à déformation par compression, un dispositif de blocage pourvu d'au moins un pion apte à prendre une position déployée où l'absorbeur est rendu solidaire du longeron afin d'absorber l'énergie d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse, et une position escamotée où chaque pion permet un mouvement relatif entre l'absorbeur et le longeron associé. Dans le cadre de la sécurité passive qui concerne l'ensemble des moyens et des actions mises en oeuvre pour diminuer les conséquences d'accidents, les constructeurs automobiles doivent faire face à plusieurs préoccupations majeures. Une préoccupation consiste à assurer la protection des occupants du véhicule lors d'un choc frontal ou arrière. Une préoccupation également des constructeurs consiste à maîtriser les coûts de réparation du véhicule lors de chocs dits à réparabilité ou urbain, c'est-à-dire à faible vitesse. Une préoccupation des constructeurs consiste à limiter l'agressivité du véhicule vis-à-vis des autres usagers de la route et notamment des piétons afin de réduire les risques de blessures graves au niveau des jambes de ces piétons. Une autre préoccupation consiste à concevoir des véhicules attrayant d'un point de vue du style, qui ne soit pas pénalisé par l'accumulation de moyens de protection qui ont pour inconvénient d'augmenter considérablement le porte-à- 3 0 faux avant. Pour répondre favorablement à ces préoccupations, les véhicules automobiles sont équipés à l'avant et à l'arrière d'ensembles d'absorption d'énergie qui sont formés par une poutre transversale reliée aux longerons de la caisse du véhicule par au moins un absorbeur qui est apte à dissiper l'énergie d'un choc selon un principe dit de bottelage, c'est-à-dire de pliage en accordéon. Ces ensembles d'absorption d'énergie sont généralement dimensionnés pour le choc dit à réparabilité à environ 16km/h avec un effort de tarage légèrement en dessous de l'effort supporté par la structure du véhicule. Pour le choc dit piéton, l'effort de tarage de l'absorbeur doit être largement inférieur pour ne pas blesser la jambe du piéton en cas de choc. Il est connu de FR0651715 un ensemble d'absorption d'énergie qui permet 1 o de satisfaire aux critères de sécurité lors d'un choc dit piéton ainsi que lors d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse, tout en permettant de réduire l'encombrement et d'obtenir notamment à l'avant du véhicule un porte à faux court. Pour se faire, un tel ensemble d'absorption comprend des moyens de 15 freinage du déplacement de l'absorbeur dans le longeron correspondant lors d'un choc dit piéton ainsi que des moyens de blocage de ce déplacement lors d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse. Les moyens de blocage qui sont formés par au moins un pion porté par le fourreau de la platine et déplaçable entre une position escamotée et une position 20 active en saillie au travers de l'absorbeur, comprennent un système électromagnétique du type moteur ou relais électrique qui est destiné à déplacer chaque pion sous l'effet d'un courant de commande. La demanderesse a constaté que le recours à de tels moyens de blocage constitue, au vu de l'occurrence des manoeuvres de verrouillage et de 25 déverrouillage, une contrainte élevée d'endurance et de consommation électrique. En effet, outre l'usure de chaque pion monté à coulissement partiellement le long d'une platine et d'un absorbeur d'énergie associé, l'ensemble des pions a une masse d'environ 100 grammes, qu'il convient de déplacer à plus d'un million de cycles, ce qui requiert une énergie électrique 3o conséquente et contraire à la réduction des effets polluant d'un 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 d'absorption d'énergie 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 en outre un dispositif de verrouillage commandé pour se déplacer entre une position active où une cale de verrouillage interdit le déplacement du pion de blocage de sa position déployée à sa position escamotée, et une position inactive où la cale de verrouillage autorise le déplacement du pion de blocage vers la position escamotée. Par ailleurs, l'ensemble d'absorption d'énergie de l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le pion de blocage est déplaçable de la position déployée à la position escamotée sous l'effet d'un choc appliqué à l'absorbeur, lorsque la cale de verrouillage est en position inactive, -le pion de blocage est sollicité élastiquement vers la position déployée, - le pion de blocage coopère par effet de came avec le longeron pour déplacer ledit pion de blocage, en position escamotée en cas de choc dans la direction longitudinale, lorsque la cale de verrouillage est en position inactive, - le dispositif de blocage comprend au moins deux pions de blocage solidaires de deux bras de support montés pivotants en ciseaux autour d'un axe d'articulation commun monté solidaire de parois verticales, lesdits bras étant disposés pour se rapprocher l'un de l'autre lorsque les pions de blocage se déplacent de la position déployée à la position escamotée, le dispositif de verrouillage étant apte à prendre une position active où la cale est intercalée entre lesdits deux bras pour interdire le déplacement des pions de blocage, - l'absorbeur comprend un profilé compressible s'étendant dans la direction longitudinale, dans lequel est ménagé au moins une ouverture de passage dudit pion de blocage alors disposé dans une position déployée de blocage du profilé sur le longeron, - le longeron comprend une extrémité sur laquelle est montée une platine de liaison, la platine comportant un fourreau sur lequel est ménagée au moins une 3o ouverture coaxiale à celle du profilé afin de former une voie de passage au travers de laquelle s'étend le pion en position déployée, - le dispositif de blocage comprend au moins deux pions de blocage solidaires de deux bras montés pivotants en ciseaux autour d'un axe d'articulation commun, lesdits pions de blocage et lesdits bras étant disposés pour se rapprocher l'un de l'autre lorsque les pions de blocage se déplacent de la position déployée à la position escamotée, la cale de verrouillage étant disposée pour s'intercaler entre lesdits deux bras pour interdire le déplacement des pions de blocage en position de déployée lorsque ladite cale de verrouillage est en position active, - les pions de blocage sont adaptés pour buter contre le fourreau lors d'un choc dans une direction longitudinale, dans un sens tendant à rapprocher les 1 o deux bras l'un de l'autre, - les pions de blocage coopèrent par effet de came avec ledit fourreau pour déplacer lesdits pions de blocage en position escamotée en cas de choc dans la direction longitudinale lorsque la cale de verrouillage est en position inactive, - il comprend un actionneur comportant un électroaimant et un noyau 15 magnétique destiné à se déplacer en translation sous l'effet d'un courant de commande, ledit noyau étant rendu solidaire de ladite cale de verrouillage. Par ailleurs, l'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un ensemble d'absorption d'énergie comportant tout ou partie des caractéristiques précédentes, dans lequel une unité de contrôle est reliée à au 20 moins un capteur de vitesse et/ou de choc, et commande le déplacement de la cale de verrouillage soit en position inactive sous certaines conditions de déblocage qui sont fonction d'informations reçues dudit capteur et pour qu'elle soit en position active sinon. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la 25 description d'un des modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective partielle d'un véhicule automobile avec un ensemble d'absorption d'énergie conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue schématique agrandie du dessus de la figure 1, 30 dans laquelle est représenté un absorbeur d'énergie disposé entre une poutre transversale et un longeron de la caisse de véhicule automobile, -la figure 3 est une vue en coupe transversale de l'absorbeur d'énergie selon la ligne A-A de la figure 2, montrant un dispositif de blocage destiné à solidariser l'absorbeur d'énergie à un longeron, ce dispositif étant en position déployée de coopération avec un organe de verrouillage dans un état actif de maintien du blocage, - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, lorsque le dispositif de blocage est en position déployée pour autoriser le déplacement de l'absorbeur dans le longeron, l'organe de verrouillage étant dans un état inactif, - la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de blocage de la figure 4, dans un état déployé. 1 o Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la description qui suit, les orientations utilisées sont les orientations habituelles d'un véhicule automobile et les termes � avant � et � arrière � s'entendent par rapport au sens de la marche du véhicule 15 automobile. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un ensemble d'absorption d'énergie désigné par la référence générale 1, notamment pour un pare-chocs de véhicule automobile, et qui comporte une poutre transversale 2 reliée à des longerons 3 de la caisse du véhicule par des 20 absorbeurs désignés par la référence 10. Chaque longeron 3 est formé par un corps creux présentant, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, une section en forme de carré. La section de chaque longeron 3 peut être rectangulaire ou présenter une autre forme. L'extrémité avant de chaque longeron est pourvue d'une plaque destinée à 25 recevoir une platine 5. Dans le mode de réalisation considéré ici, l'absorbeur d'énergie 10 comprend un profilé compressible métallique, nommé parfois crash-box, s'étendant sensiblement selon la direction longitudinale X. Le profilé compressible 11 est monté dans la platine 5 qui comporte, à cet effet, un fourreau 5a de 30 guidage du profilé 11 et un rebord 5b de fixation sur l'extrémité avant du longeron 3 correspondant. L'ensemble d'absorption d'énergie comprend un dispositif de blocage destiné à autoriser, ou non, le déplacement relatif du profilé compressible 11 par rapport au longeron 3 associé. Le dispositif de blocage 20, tel qu'il est représenté aux figures 3 à 5, comprend au moins un pion 21 mobile autour d'un axe de rotation 22 lui permettant de passer d'une position déployée de blocage du profilé 11 compressible sur la platine 5, lors d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse, à une position escamotée de libération du déplacement du profilé compressible 11 à l'intérieur du longeron, lors d'un choc piéton. Pour se faire, chaque profilé compressible 11 coopère avec au moins un pion de blocage, qui est mobile entre une position déployée où l'absorbeur est rendu solidaire du longeron afin d'absorber l'énergie d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse, et une position escamotée où chaque pion permet un mouvement relatif entre l'absorbeur et le longeron associé. Une partie de l'ensemble d'absorption d'énergie est présenté de manière agrandie en figure 2, avec la crash-box 11, une portion de la poutre 2 et la platine 5 de liaison de la crash-box 11 au longeron 3 associé. A la symétrie près, l'autre partie de l'ensemble d'absorption d'énergie est identique. Dans un mode de réalisation préféré, chaque crash-box 11 quatre ouvertures au travers respectivement de chaque desquelles un pion de blocage 21 est destiné à s'étendre pour bloquer cette dernière sur la platine 5. Pour se faire, le fourreau 5a de la platine 5 comprend un nombre identique d'ouvertures, chaque ouverture du fourreau étant disposée au droit d'une ouverture du la crash-box afin de créer une voie de passage au travers de laquelle un pion 21 de blocage est apte à circuler. En position déployée, chaque pion 21 traverse de part en part le fourreau 5a de la platine 5 et la crash-box 11. Dans le cas d'un choc dit piéton, chaque pion 21 est en position escamotée afin d'autoriser la crash-box 11 de l'absorbeur 10 à se déplace sous l'effet de la poussée exercée par la traverse 2, dans le longeron 3 correspondant. Un tel déplacement engendre un effort de résistance très faible pour le piéton qui provient seulement des efforts de frottement par coulissement de la crash-box 11 contre la platine 5. Pour un maximum d'énergie lors d'un choc dit à réparabilité, c'est-à-dire pour une vitesse du véhicule inférieure à 20 km/h ou lors d'un choc dit à grande vitesse, c'est-à-dire pour une vitesse supérieure à 50 km/h, les pions 21 sont en position déployée, afin de bloquer le coulissement de la crash-box 11 à l'intérieur du longeron 3. De préférence, le dispositif de blocage comprend plusieurs pions 20 portés par ledit fourreau, par exemple quatre comme cela est représenté à la figure 5, dans un but de répartition de l'effort important sur la platine 5, ce qui favorise la déformation de la crash-box 11. L'ensemble d'absorption de l'énergie comporte en outre un dispositif de verrouillage 30 rendu visible sur les figures 3 à 5, et qui est adapté pour verrouiller les pions 21 dans leur position déployée de blocage de la crash-box 11 sur la platine 5. Ce dispositif de verrouillage 30 est fixé à l'intérieur de la crash-box 11, par exemple au moyen d'une embase horizontale 31 portant, à son extrémité arrière, deux parois verticales 32. Chaque paroi verticale 32 comprend une ouverture au travers de laquelle s'étend une extrémité libre de l'axe 22 d'articulation des bras de support 23 d'au moins un pion 21. La liaison entre l'embase 31 et la crash-box 11 est réalisée par exemple par rivetage, sertissage, clipage et est adaptée pour se rompre relativement aisément en cas d'effort violent, comme il sera expliqué ci-après. Le dispositif de blocage 20 comprend par exemple quatre pions 21 de blocage qui, en position déployée, traversent les trous susmentionnés appartenant respectivement à la crash-box 11 et au fourreau 5b de la platine 5 de liaison. Les pions 21 sont répartis par paire sur chacun des bras 23 de support du dispositif de blocage 20. C'est ainsi que dans le mode de réalisation préféré, le dispositif de blocage 20 compris à l'intérieur de chaque crash-box 11, comprend une paire supérieure de pions liée à un premier bras 23 et une paire inférieure de pions liée à un second bras 23. Les bras 23 pivotent en ciseau dans le plan X, Z et sont montés pivotants sur le même axe d'articulation 22 qui s'étend de manière sensiblement transversale à la crash-box. Les bras 23 s'étendent en divergeant vers l'avant, et sont sollicités élastiquement à l'écartement mutuel par l'intermédiaire de deux ressorts 24, de façon à maintenir normalement les pions de blocage dans leur position déployée. L'ensemble d'absorption d'énergie comprend en outre un dispositif de verrouillage 30 de la position déployée des pions 21 de blocage, qui coopère avec chaque dispositif 20 de blocage de la crash-box sur la platine 5. Le dispositif de verrouillage 30 comprend une cale 36 mobile entre une position active représentée aux figures 3 et 5, où ladite cale est disposée entre lesdits bras 23 en bloquant ainsi les pions 21 en position déployée, et une 1 o position inactive représentée en figure 4 dans laquelle ladite cale 36 est retirée d'entre les bras 23 et autorise ainsi la rotation desdits bras 23 de support des pions 21 autour de l'axe d'articulation 22, afin de pivoter les bras 23 l'un vers l'autre, jusqu'à une position escamotée des pions 21 à l'intérieur de la crash-box 11. 15 Pour se faire, le dispositif de verrouillage comprend un actionneur 33 qui est adapté pour déplacer, sous l'effet d'un courant de commande, ladite cale 36 entre ladite position active et ladite position inactive. Tout actionneur à deux positions peut convenir, qu'il soit par exemple électrique, pneumatique ou hydraulique. 20 Toutefois, comme cela est représenté à la figure 5, l'actionneur 33 comprend un électroaimant comportant une bobine, une carcasse 34 liée à l'embase 31, et un noyau magnétique mobile en translation, à l'extrémité duquel est monté de façon solidaire la cale 36. Le courant de commande est par exemple issu d'une unité de contrôle qui 25 reçoit une information sur la vitesse de déplacement du véhicule ou sur la présence d'un choc avec un obstacle. La cale 36 est ainsi apte à occuper la position active lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à une première limite, qui est par exemple fixée à 20 km/h, ou supérieure à une deuxième limite, par exemple environ 40 km/h. 3o Grâce à ladite unité de contrôle, la cale 36 est apte à occuper la position inactive lorsque la vitesse du véhicule est comprise entre les première et deuxième limites susmentionnées. La cale 36 du dispositif de verrouillage est de préférence réalisée en matière plastique, ce qui contribue à alléger l'ensemble d'absorption d'énergie. De plus, étant donnée la sollicitation élastiquement visant à écarter de façon mutuelle les bras 23 par l'intermédiaire de deux ressorts 24, la cale 36 de verrouillage n'exerce aucun effort de frottement avec les bras, ce qui garantit la pérennité de fonctionnement du dispositif de verrouillage 30. L'ensemble d'absorption d'énergie, tel qu'il vient d'être décrit ci-dessus, fonctionne comme suit. Dans la position représentée sur les figures 3 et 5, où la cale de verrouillage 36 est en position active, les pions 21 sont disposés en position déployée de blocage de la crash- box 11 sur la platine 5. Dans ce premier état, si un choc se produit, la liaison entre l'embase 31 et la crash-box 11 se rompt et les pions 21 s'opposent au déplacement de la crash-box à l'intérieur du longeron 3, rendant ainsi apte l'absorption de l'énergie du choc par la compression de la crash-box 11. Cette configuration permet de rendre plus facilement réparables les conséquences des chocs à vitesse inférieure ou égale à 20km/h, et participe à l'absorption d'énergie dans les chocs lorsque le véhicule se déplace à une vitesse supérieure ou égale à 40km/h. Dans la position représentée sur la figure 4, la cale 36 est en position inactive, tandis que les pions 21 sont en position déployée partielle tendant à autoriser la désolidarisation axiale de la crash-box 11 avec le longeron 3. Tel que cela est représenté à la figure 4, la crash-box 11 est déplacée longitudinalement. La poutre 2 transversale disposée à l'extrémité avant de la crash-box est représentée en trait fort dans une position de coulissement à l'intérieur du longeron 3, et en trait mixte dans une position initiale précédent le choc. Dans le deuxième état de la cale 36 de verrouillage, si le véhicule rencontre un obstacle, par exemple un piéton, le choc repousse la poutre transversale 2 liée à l'extrémité avant de la crash-box 11 vers la platine 5 qui sert de guide 3o coulisse à la crash-box afin de permettre à cette dernière un déplacement à l'intérieur du longeron 3 associé. Au cours de ce déplacement, les ouvertures ménagés sur le fourreau 5a font pivoter par effet de came, les bras 23 de support des pions 21, l'un vers l'autre contre la sollicitation élastique des éléments de ressort 24. Les doigts 21 s'effacent alors complètement à l'intérieur de la crash-box 11 jusqu'à prendre la position escamotée, non représentée. Ainsi, la crash-box 11 peut se déplacer librement dans le longeron 3, tout en offrant peu de résistance, ce qui est particulièrement avantageux en cas d'un choc piéton. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'absorption d'énergie (1) du type comportant une poutre (2) transversale reliée à chaque longeron (3) de la caisse d'un véhicule automobile par un absorbeur (10), de type à déformation par compression, un dispositif de blocage (20) pourvu d'au moins un pion (21) apte à prendre une position déployée où l'absorbeur (10) est rendu solidaire du longeron (3) afin d'absorber l'énergie d'un choc dit à réparabilité ou d'un choc dit à grande vitesse, et une position escamotée où chaque pion (21) permet un mouvement 1 o relatif entre l'absorbeur (10) et le longeron (3) associé, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de verrouillage (30) commandé pour se déplacer entre une position active où une cale (36) de verrouillage interdit le déplacement du pion (21) de blocage de sa position déployée à sa position escamotée, et une position inactive où la cale de 15 verrouillage autorise le déplacement du pion (21) de blocage vers la position escamotée. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pion (21) de blocage est déplaçable de la position déployée à la position escamotée sous l'effet d'un choc appliqué à l'absorbeur (10), lorsque la cale (36) de 20 verrouillage est en position inactive. 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pion (21) de blocage est sollicité élastiquement vers la position déployée. 4. Ensemble selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le pion (21) de blocage coopère par effet de came avec le longeron (3) pour 25 déplacer ledit pion de blocage, en position escamotée en cas de choc dans la direction longitudinale, lorsque la cale (36) de verrouillage est en position inactive. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif de blocage (20) comprend au moins 3o deux pions de blocage (21) solidaires de deux bras (23) de support montés pivotants en ciseaux autour d'un axe d'articulation commun (22) monté solidaire de parois verticales (32), lesdits bras (23) étant disposés pour serapprocher l'un de l'autre lorsque les pions de blocage (21) se déplacent de la position déployée à la position escamotée, le dispositif de verrouillage (30) étant apte à prendre une position active où la cale (36) est intercalée entre lesdits deux bras (23) pour interdire le déplacement des pions (21) de blocage. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur (10) comprend un profilé compressible (11) s'étendant dans la direction longitudinale (X), dans lequel est ménagée au moins une ouverture de passage dudit pion de blocage(21) alors disposé dans une position déployée de blocage du profilé (11) sur le longeron (3). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le longeron (3) comprend une extrémité sur laquelle est montée une platine (5) de liaison, la platine comportant un fourreau (5a) sur lequel est ménagée au moins une ouverture coaxiale à celle du profilé (11) afin de former une voie de passage au travers de laquelle s'étend le pion (21) en position déployée. 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que : - le dispositif de blocage (20) comprend au moins deux pions de blocage (21) solidaires de deux bras (23) montés pivotants en ciseaux autour d'un axe (22) d'articulation commun, lesdits pions de blocage (21) et lesdits bras (23) étant disposés pour se rapprocher l'un de l'autre lorsque les pions de blocage se déplacent de la position déployée à la position escamotée, la cale (36) de verrouillage étant disposée pour s'intercaler entre lesdits deux bras (23) pour interdire le déplacement des pions de blocage en position de déployée lorsque ladite cale (36) de verrouillage est en position active, - en ce que les pions (21) de blocage sont adaptés pour buter contre le fourreau (5a) lors d'un choc dans une direction longitudinale (X), dans un sens tendant à rapprocher les deux bras (23) l'un de l'autre, - et en ce que les pions (21) de blocage coopèrent par effet de came avec ledit fourreau (5a) pour déplacer lesdits pions (21) de blocage en 3o position escamotée en cas de choc dans la direction longitudinale (X) lorsque la cale (36) de verrouillage est en position inactive. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendicationsprécédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un actionneur (33) comportant un électroaimant (34) et un noyau magnétique (35) destiné à se déplacer en translation sous l'effet d'un courant de commande, ledit noyau étant rendu solidaire de ladite cale (36) de verrouillage. 10. Véhicule automobile comprenant un ensemble d'absorption d'énergie conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une unité de contrôle est reliée à au moins un capteur de vitesse et/ou de choc, et commande le déplacement de la cale de verrouillage soit en position inactive sous certaines conditions de déblocage qui sont fonction d'informations reçues dudit capteur et pour qu'elle soit en position active sinon.