Brevet FR2942754A1 — publié le 20100910

AMORTISSEUR D'IMPACTS LATERAUX POUR PORTES DE VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention se rapporte à un amortisseur d'impacts latéraux pour portes de véhicules automobiles, comprenant une tôle métallique mise en forme et présentant une section transversale tubulaire qui est fermée périphériquement dans une région centrale de l'amortisseur et est de réalisation périphériquement ouverte dans les deux régions extrêmes se rattachant longitudinalement à ladite région centrale, et dans lequel un angle d'ouverture des régions extrêmes augmente continûment depuis la région centrale jusqu'à des extrémités desdites régions extrêmes. Dans le domaine des véhicules automobiles, des amortisseurs d'impacts latéraux sont utilisés en tant que renfort de portes, et servent à préserver des occupants de véhicules de tourisme vis-à-vis de blessures lors d'une collision latérale. L'état de la technique englobe la fabrication d'amortisseurs d'impacts latéraux à partir de tubes ou de tronçons tubulaires, par exemple des profils extrudés, voire également à partir de pièces venues de pressage. Des tronçons tubulaires accusent l'inconvénient de présenter en règle générale, dans des régions dans lesquelles les tensions imposées sont moins fortes, la même section transversale que dans les régions dans lesquelles les contraintes maximales surviennent. C'est pourquoi des profilés tubulaires sont surdimensionnés par zones. Une optimalisation pondérale est possible uniquement par découpage ultérieur des tronçons tubulaires, ce qui réclame des étapes de production distinctes. Cela exerce, à son tour, des répercussions négatives sur les coûts de fabrication. En se fondant sur ces considérations, l'invention a pour objet de fournir un amortisseur d'impacts latéraux de poids optimal, qui puisse être fabriqué de manière économique. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par un amortisseur d'impacts latéraux pour portes de véhicules automobiles, comprenant une tôle métallique mise en forme et présentant une section transversale tubulaire qui est fermée périphériquement dans une région centrale de l'amortisseur et est de réalisation périphériquement ouverte dans les deux régions extrêmes se rattachant longitudinalement à ladite région centrale, amortisseur dans lequel un angle d'ouverture des régions extrêmes augmente continûment depuis la région centrale jusqu'à des extrémités desdites régions extrêmes. Comme mentionné ci-avant, l'amortisseur d'impacts latéraux pour portes, conforme à l'invention, comprend une tôle métallique mise en forme et présentant une section transversale tubulaire, de préférence circulaire. Ladite section transversale est fermée périphériquement dans la région centrale de l'amortisseur et, dans les deux régions extrêmes se rattachant longitudinalement à ladite région centrale, ladite section transversale tubulaire est de réalisation périphériquement ouverte. La forme définitive de l'amortisseur d'impacts latéraux est déjà fermement établie par le profil auquel donne naissance le découpage ou le matriçage de la tôle métallique, c'est-à-dire non pas par une étape de production ultérieure. L'optimalisation pondérale a lieu au préalable. Pour des considérations techniques opératoires, cela s'avère plus économique que le découpage ultérieur d'une pièce structurelle tubulaire. De préférence, une tôle de renforcement, disposée dans la région centrale de l'amortisseur d'impacts latéraux, le long de la face intérieure de la tôle métallique mise en forme, s'étend sur une zone périphérique inférieure à 360°. La tôle de renforcement est mise en applique, et fixée sur la future face intérieure de la tôle métallique non encore mise en forme et dont le profil est découpé. Ladite tôle de renforcement peut être reliée à la tôle métallique matériellement ou par concordance de formes, par exemple par soudage, rivetage/repoussage. Au cours d'une étape consécutive de formage, la tôle métallique apprêtée est ensuite mise en forme de façon à donner naissance à une section transversale fermée dans la région centrale et, dans les régions extrêmes, à une section transversale circulaire ouverte. La tôle de renforcement reçoit, elle aussi, sa forme définitive au cours du formage de la tôle métallique. Ledit formage s'opère, de préférence, en deux étapes. Lors d'une première étape, la tôle métallique est amenée à la forme d'un U. Lors de la seconde étape, il est procédé au formage pour obtenir la configuration de section transversale en O, partiellement fermée. L'angle d'ouverture des régions extrêmes augmente jusqu'aux extrémités desdites régions extrêmes, à partir de la région centrale de l'amortisseur d'impacts latéraux. L'augmentation a lieu de préférence continûment, et sans à-coups, afin d'éviter des crêtes de tension. La configuration de section transversale, c'est-à-dire le rayon, le profil de la section transversale tubulaire, elliptique ou spiroïdal en cas de chevauchement, demeurent alors de préférence constants. A l'état initial non encore mis en forme, la tôle métallique peut par exemple présenter une géométrie rectangulaire, offrant de préférence des côtés longitudinaux parallèles, dans la région centrale à laquelle se rattache, dans le sens longitudinal, une région extrême trapézoïdale respective se rétrécissant en direction de son extrémité libre respective. La transition, entre les régions extrêmes et la région centrale, peut être conçue de telle sorte que la distance séparant les côtés longitudinaux desdites régions extrêmes soit plus petite, dans cette zone de transition, qu'une largeur de ladite région centrale. Cela procure, par conséquent, une largeur étagée présentant un gradin accentué dans la zone de transition. Il est semblablement envisageable de concevoir la distance, entre les côtés longitudinaux, égale à la largeur de la région centrale. La tôle de renforcement, située dans la région centrale de l'amortisseur d'impacts latéraux, peut être adaptée à la géométrie de ladite région centrale et présenter, semblablement, une réalisation rectangulaire. Dans ce cas, ladite tôle se trouve à distance des côtés longitudinaux, dans la région centrale, et possède une longueur qui correspond de 40 % à 100 %, de préférence de 40 % à 70 % d'une longueur de ladite région centrale. Une disposition en applique de ladite tôle, sur ladite région, vise à procurer un renforcement localisé de l'amortisseur, précisément à l'emplacement auquel les contraintes maximales sont développées en cas de collision latérale. Un découpage optimisé et un positionnement correspondant de la tôle de renforcement permettent de réduire l'épaisseur de paroi de la tôle métallique, ce qui gouverne globalement une réduction du poids. Dans le cadre de l'invention, il est possible que des régions longitudinales latérales de la tôle métallique se chevauchent dans la région centrale. Il est semblablement concevable de donner, à ladite tôle métallique, une configuration telle que les côtés longitudinaux soient assemblés bord à bord dans la région centrale. Cela prodigue dans les deux cas, dans ladite région centrale de l'amortisseur d'impacts latéraux, la section transversale fermée, nécessaire à la rigidité, et plus stable vis-à-vis des régions extrêmes. Au stade successif, les régions longitudinales latérales ou les côtés longitudinaux de la tôle métallique sont relié(e)s, notamment soudé(e)s localement, en au moins deux emplacements, par exemple au moyen d'une solidarisation matérielle. A l'issue de la mise en forme, les régions extrêmes présentent une section transversale en arc de cercle. Du fait de la configuration trapézoïdale desdites régions extrêmes à l'état précédant le formage, un angle d'ouverture devient plus grand en direction des extrémités libres desdites régions extrêmes. En théorie, ledit angle peut débuter à 0°, mais débute, de préférence, dans une plage de 10° à 100°. Pour finir, ledit angle peut être compris entre 120° et 180° aux extrémités libres des régions extrêmes, ce qui garantit encore la stabilité requise de l'amortisseur d'impacts latéraux, également dans lesdites régions extrêmes. L'angle d'ouverture mesure préférentiellement 180°. En vue d'une adaptation optimale de l'amortisseur, les régions extrêmes peuvent offrir des cotes mutuellement différentes concernant, par exemple, leur longueur. En outre, il est considéré comme avantageux qu'un angle d'ouverture de la tôle de renforcement, résultant de la mise en forme, soit plus grand que l'angle d'ouverture des régions extrêmes dans la zone de transition avec la région centrale. De la sorte, le couple de résistance est particulièrement élevé dans ladite région centrale. Naturellement, le cadre de l'invention n'exclut pas de choisir ledit angle à une valeur égale ou inférieure lorsque l'amortisseur d'impacts latéraux est conçu pour présenter une rigidité moindre. La géométrie de l'amortisseur d'impacts latéraux est fermement établie par le matriçage ou le poinçonnage de la tôle métallique, ce qui permet de se dispenser d'une intervention postérieure supplémentaire en vue d'une optimalisation pondérale. Le cadre de l'invention englobe également la faculté de prévoir, directement au stade du découpage de la tôle métallique, des pattes de fixation ou de solidarisation par l'intermédiaire desquelles ledit amortisseur peut être rapporté sur une structure de porte. Lesdites pattes sont alors amenées et façonnées à l'emplacement souhaité lors de la mise en forme de la tôle métallique. Bien entendu, il est également possible de prévoir, aux extrémités libres des régions extrêmes, des pattes de fixation ou de solidarisation se présentant comme des pièces structurelles distinctes, ce qui implique néanmoins une étape de production additionnelle. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins schématiques annexés sur lesquels : la figure 1 montre une tôle métallique destinée à un amortisseur d'impacts latéraux de porte, avant mise en forme ; la figure 2 est une élévation latérale de la tôle métallique de la figure 1, déjà mise en forme ; la figure 3 est une coupe transversale d'une tôle métallique mise en forme ; la figure 4 est une coupe transversale d'une tôle métallique mise en forme ; la figure 5 est une élévation latérale d'une tôle métallique mise en forme ; les figures 6 et 7 sont des coupes transversales, suivant les lignes I-I et II-II, des régions extrêmes de la tôle métallique selon la figure 5 ; la figure 8 illustre une extrémité libre d'une région extrême ; et la figure 9 représente une tôle métallique mise en forme, associée à des pièces venues de pressage. La figure 1 illustre une tôle métallique 1 destinée à un amortisseur d'impacts latéraux d'une porte, à l'état initial non encore mis en forme. Une région centrale 2 de ladite tôle 1 est de réalisation rectangulaire. Une région extrême trapézoïdale 3, 4 se rattache respectivement à ladite région centrale 2, de part et d'autre dans la direction longitudinale. Dans une zone de transition 7 avec ladite région centrale 2, des distances Al, A2, séparant des côtés longitudinaux 5, 6 des régions extrêmes 3, 4, sont plus grandes qu'à une extrémité libre 8, 9 desdites régions 3, 4. Dans cette forme de réalisation, les distances Al, A2 sont identiques pour les deux régions extrêmes 3, 4, bien qu'il soit pareillement concevable que lesdites distances soient différentes d'une région extrême à l'autre. Dans la zone de transition 7 avec la région centrale 2, la distance A2 séparant les côtés longitudinaux 5, 6 est plus petite qu'une largeur B1 de ladite région 2. Dans une autre forme de réalisation non illustrée dans le présent cas, une distance séparant les côtés longitudinaux des régions extrêmes peut être exactement identique à la largeur de la région centrale, dans la zone de transition avec ladite région centrale, afin d'autoriser une transition, le plus possible exempte de contraintes de cisaillement, entre les régions extrêmes et la région centrale. Une tôle de renforcement 10 est intégrée dans la région centrale 2, à peu près centralement, elle porte à plat contre une future face intérieure 11 de la tôle métallique 1, et présente une longueur L1 (figure 2) correspondant sensiblement à 50 % d'une longueur L2 de ladite région centrale 2. Une largeur B2 de ladite tôle de renforcement 10 est, de surcroît, plus petite que la largeur B1 de la région centrale 2, de sorte que ladite tôle 10 ne fait pas saillie vis-à-vis de côtés longitudinaux 12, 13 de la région centrale 2. L'amortisseur d'impacts latéraux de la porte s'en trouve ainsi, précisément, renforcé à l'emplacement auquel les contraintes maximales sont escomptées. La figure 2 est une élévation latérale de la tôle métallique 1 de la figure 1, après qu'elle a été amenée à la forme d'un profilé tubulaire de section transversale circulaire. Du fait de la configuration trapézoïdale des régions extrêmes 3, 4, ces dernières se rétrécissent continûment vers les extrémités libres 8, 9 à partir de la zone de transition 7. Les côtés longitudinaux 5, 6 des régions extrêmes 3, 4, et un prolongement imaginaire des côtés longitudinaux 12, 13 de la région centrale 2, décrivent alors respectivement un angle W 1, W2 mesurant au moins 10° aux extrémités libres 8, 9 desdites régions 3, 4. Dans ce cas, les angles W1, W2 des régions extrêmes peuvent être différents en étant, par exemple, tributaires d'une longueur différente desdites régions 3, 4. L'amortisseur d'impacts latéraux de la porte peut, en conséquence, offrir une réalisation asymétrique vis-à-vis d'un axe médian transversal MQE. La figure 3 est une coupe transversale d'une région centrale 2 d'une tôle métallique 1 mise en forme, présentant une section transversale tubulaire circulaire. Un rayon intérieur est désigné par R. Dans cette forme de réalisation, la tôle métallique 1 a été mise en forme de telle manière que des régions longitudinales latérales 14, 15 de ladite tôle 1 se chevauchent. L'on constate clairement que la tôle de renforcement 10 ne s'étend pas sur les régions longitudinales latérales 14, 15 de la région centrale 2. Elle porte à plat, de manière uniforme, contre la face intérieure 11 de la tôle métallique 1. Un angle d'ouverture W3 de ladite tôle de renforcement 10, respectivement le rayon R, peut être fermement établi par le degré de chevauchement des régions latérales 14, 15. La figure 4 montre une autre possibilité de configuration de section transversale de la tôle métallique 1 de la figure 1. Dans ce cas, ladite tôle 1 a été mise en forme de façon telle que les côtés longitudinaux 5, 6 soient assemblés bord à bord. Dans cette forme de réalisation, l'angle d'ouverture W3 est plus grand que l'angle d'ouverture W3 de la tôle de renforcement 10 de la figure 3. Tant pour la forme de réalisation de la figure 3, que pour celle de la figure 4, l'assemblage peut par exemple être concrètement obtenu par un procédé de solidarisation matérielle. La figure 5 est une élévation latérale de la tôle métallique 1 de la figure 4 après mise en forme, avec les plans de coupe I-I et II-II. Les figures 6 et 7 sont des coupes transversales des régions extrêmes 3, 4, suivant les plans de coupe I-I et II-II de la figure 5. Il ressort clairement qu'un angle d'ouverture W4 desdites régions 3, 4 dans la zone de transition 7 avec la région centrale 2 est plus petit que l'angle d'ouverture W3 de la tôle de renforcement 10. Suite à la configuration trapézoïdale desdites régions 3, 4, ledit angle d'ouverture W4 devient supérieur à l'angle d'ouverture W3 de la tôle de renforcement 10, en direction des extrémités libres 8, 9, en n'excédant toutefois pas 180°. La figure 8 représente une extrémité libre 16 d'une région extrême 17 sur laquelle des pattes de solidarisation 18 sont façonnées d'un seul tenant en vue de la fixation de l'amortisseur d'impacts latéraux sur une porte. Lesdites pattes peuvent être prévues dès le stade du poinçonnage de la configuration de base de la tôle métallique non encore mise en forme. La figure 9 illustre un amortisseur d'impacts latéraux conforme à l'invention, destiné à une porte et présentant, sur des extrémités libres 20, 21 de régions extrêmes 22, 23, des pattes distinctes de solidarisation 19 en vue du montage rapporté sur une porte. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'amortisseur décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. Liste des références numériques et alphanumériques 1 tôle métallique 2 région centrale de la tôle métallique 3 région extrême de la tôle métallique 4 région extrême de la tôle métallique 5 côté longitudinal d'une région extrême 6 côté longitudinal d'une région extrême 7 zone de transition avec la région centrale 8 extrémité libre d'une région extrême 9 extrémité libre d'une région extrême 10 tôle de renforcement 11 face intérieure de la tôle métallique 12 côté longitudinal de la région centrale 13 côté longitudinal de la région centrale 14 région longitudinale latérale de la tôle métallique 15 région longitudinale latérale de la tôle métallique 16 extrémité libre de région extrême 17 région extrême 18 patte de solidarisation 19 patte de solidarisation 20 extrémité libre de région extrême 21 extrémité libre de région extrême 22 région extrême 23 région extrême Al distance entre côtés longitudinaux A2 distance entre côtés longitudinaux B1 largeur de la région centrale B2 largeur de la tôle de renforcement L1 longueur de la tôle de renforcement L2 longueur de la région centrale MQE axe médian transversal R rayon intérieur de la région centrale W1 angle entre les côtés longitudinaux de la région centrale et des régions extrêmes W2 angle entre les côtés longitudinaux de la région centrale et des régions extrêmes W3 angle d'ouverture de la tôle de renforcement W4 angle d'ouverture des régions extrêmes REVENDICATIONS- 1. Amortisseur d'impacts latéraux pour portes de véhicules automobiles, comprenant une tôle métallique (1) mise en forme et présentant une section transversale tubulaire qui est fermée périphériquement dans une région centrale (2) de l'amortisseur et est de réalisation périphériquement ouverte dans les deux régions extrêmes (3, 4) se rattachant longitudinalement à ladite région centrale (2), et dans lequel un angle d'ouverture (W4) des régions extrêmes (3, 4) augmente continûment depuis la région centrale (2) jusqu'à des extrémités (8, 9) desdites régions extrêmes (3, 4). 2. Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une tôle de renforcement (10), disposée dans la région centrale (2) le long d'une face intérieure (11) de la tôle métallique (1), s'étend sur une zone périphérique inférieure à 360°. 3. Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des régions longitudinales latérales (14, 15) de la tôle métallique (1) se chevauchent dans la région centrale (2). 4. Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que des côtés longitudinaux (12, 13) de la tôle métallique (1) sont assemblés bord à bord dans la région centrale (2). 5. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un angle d'ouverture (W3) de la tôle de renforcement (10) est plus grand que l'angle d'ouverture (W4) des régions extrêmes (3, 4) dans une zone de transition (7) avec la région centrale (2). 6. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les angles d'ouverture (W4) des régions extrêmes (3, 4) présentent des valeurs différentes dans la zone de transition (7) avec la région centrale (2). 7. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la tôle de renforcement (10) est disposée dans la région centrale (2), à distance des côtés longitudinaux (12, 13). 8. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture (W4) se situe dans une plage de 10° à 100° dans la zone de transition (7). 9. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'angle d'ouverture (W4) est compris entre 120° et 180° à l'extrémité libre des régions extrêmes (22, 23). 10. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les côtés longitudinaux (12, 13) et/ou les régions longitudinales latérales (14, 15) sont solidarisé(e)s matériellement en au moins deux emplacements. 11. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'une longueur (L1) de la tôle de renforcement (10) mesure de 40 % à 100 % d'une longueur (L2) de la région centrale (2). 12. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par la présence, aux extrémités (20, 21) des régions extrêmes (22, 23), de pattes de solidarisation (18) destinées au montage rapporté sur une porte, lesdites pattes de solidarisation (18) étant des pièces d'un seul tenant avec lesdites régions extrêmes (22, 23). 13. Amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par la présence, aux extrémités (20, 21) des régions extrêmes (22, 23), de pattes de solidarisation (19) destinées au montage rapporté sur une porte, lesdites pattes de solidarisation constituant des pièces structurelles distinctes, reliées matériellement ou mécaniquement auxdites régions extrêmes (22, 23).