Brevet FR2986761A1 — publié le 20130816

PARTIE STRUCTURELLE DE VÉHICULE AUTOMOBILE À TUBE DE RENFORT POUR LIMITER LE RECUL DU TABLIER L'invention concerne les véhicules automobiles, et plus précisément la partie structurelle que comprennent de tels véhicules. La plupart des véhicules automobiles comprennent une partie structurelle constituée d'un assemblage de pièces et destinée à encaisser certains chocs frontaux, notamment par absorption d'énergie par déformation la programmée. Parmi ces pièces, on peut notamment citer un pied avant (droit ou gauche), un montant de pare-brise (droit ou gauche), une doublure d'aile avant (droite ou gauche), un tablier, une traverse latérale de tablier (droite ou gauche), un brancard arrière et un brancard avant. La doublure d'aile avant comprend une partie arrière qui est solidarisée au pied avant et dans une 15 partie supérieure de laquelle est fixé un moyen de fixation destiné à permettre la fixation d'une extrémité (droite ou gauche) d'une traverse de planche de bord. Le tablier est une tôle séparant l'habitacle du compartiment avant (où est généralement logé le moteur) et comprenant une partie latérale (droite ou gauche) qui est solidarisée au pied avant. La traverse latérale de tablier 20 comprend des parties arrière et avant qui sont solidarisées respectivement à une partie inférieure du pied avant et au tablier côté habitacle. Le brancard arrière est situé sous le plancher du véhicule, passe sous le tablier et ressort juste devant ce dernier dans le bloc avant pour venir s'assembler au brancard avant. Le brancard avant est situé dans le compartiment avant et solidarisé au 25 tablier ainsi qu'à l'extrémité avant du brancard arrière. Comme le sait l'homme de l'art, lorsque l'on veut obtenir un bon rendement d'absorption d'énergie, il faut que le brancard avant puisse être intégralement compressé, ce qui nécessite une bonne stabilité de la sous-partie de la partie structurelle qui est placée derrière le brancard avant. En 30 effet, cette sous-partie doit présenter une raideur suffisante pour permettre l'amorçage des compressions successives des différentes zones du brancard avant. 2986 761 2 Hélas, il existe au moins une portion d'une zone dans laquelle cette raideur peut devenir insuffisante consécutivement à un choc frontal. Il s'agit de la partie supérieure de ce que l'homme de l'art appelle la zone de « descente du brancard », laquelle est située à la liaison entre le brancard 5 arrière, la traverse latérale de tablier et la platine de fixation du pédalier (qui est la partie du tablier dans laquelle est définie une ouverture destinée à permettre le passage du levier de la pédale de frein et de l'éventuel levier de la pédale d'embrayage). Lorsque la raideur devient insuffisante dans cette zone, par exemple consécutivement à un début de flexion de la traverse latérale de tablier, le brancard avant commence à reculer dans l'habitacle (ce qui constitue un début d'intrusion). Cela provoque un arrêt net de la compressibilité du compartiment avant (ou bloc avant) et donc une incapacité d'absorption de l'énergie du choc. Il s'ensuit un effet d'escalade : l'intrusion augmente très vite, en particulier au niveau de la platine de fixation du pédalier, qui est située en porte-à-faux au-dessus du brancard arrière, et donc il peut survenir un empilage du pédalier (s'il recule trop) et du bas de la colonne de direction et un recul de la planche de bord. Le problème précédent est d'autant plus gênant lorsque l'énergie restant à dissiper est importante, ce qui est généralement le cas lorsque le véhicule à un poids élevé, du fait de la forte énergie initiale du choc frontal. Plusieurs solutions ont été proposées pour tenter d'améliorer la stabilité de la portion de la partie structurelle qui est située derrière le brancard avant. Ainsi, il a été proposé, notamment dans le document brevet FR 2929901, de placer dans le compartiment moteur une barre solidarisée par vissage à l'extrémité avant du brancard arrière et à une partie supérieure du pied avant. Il a également été proposé de déplacer vers le haut la traverse latérale de tablier. Hélas, ces solutions présentent plusieurs inconvénients. En effet, elles peuvent s'avérer assez lourdes, et/ou impliquer un soudage de la traverse latérale de tablier par point(s) de soudure qui provoque son intégration dans le « ferrage » de la caisse et donc son utilisation obligatoire dans chaque modèle de véhicule utilisant une plateforme identique à la sienne, et/ou offrir une efficacité limitée en matière de limitation du recul de la platine de fixation du pédalier en raison d'une absence de liaison directe avec elle, et/ou induire un fort transfert d'effort au niveau de ce que l'homme de l'art appelle les « voies d'efforts hautes » (à savoir le pied avant, le montant de pare-brise et la frise de porte). L'invention a donc pour but de proposer une solution alternative qui ne présente pas tout ou partie des inconvénients précités. Elle propose notamment à cet effet une partie structurelle, destinée à faire partie d'un véhicule automobile, et comprenant, d'une part, un pied avant, auquel sont solidarisées une partie arrière d'une doublure d'aile avant, dans une partie supérieure de laquelle est fixé un moyen de fixation destiné à permettre la fixation d'une extrémité d'une traverse de planche de bord, et une partie latérale d'un tablier, et, d'autre part, une traverse latérale de tablier comprenant des parties arrière et avant solidarisées respectivement à une partie inférieure du pied avant et au tablier. Cette partie structurelle se caractérise par le fait qu'elle comprend en outre un tube de renfort très résistant et présentant des extrémités inférieure et supérieure qui sont solidarisées respectivement à la partie avant de la traverse latérale de tablier et au moyen de fixation, de manière à limiter le recul d'une partie du tablier qui est située au voisinage de l'extrémité inférieure en cas de choc sensiblement frontal subi par le véhicule automobile. Cela permet d'obtenir un gain important en termes de contrôle de l'intrusion dans l'habitacle, et d'offrir une adaptabilité notamment en fonction du modèle de véhicule considéré. La partie structurelle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - le tube de renfort peut être sensiblement rectiligne ; - le tube de renfort peut être réalisé dans un acier de très haute résistance ; le tube de renfort peut être creux ou plein ; les extrémités inférieure et supérieure du tube de renfort peuvent être aplaties ; les extrémités inférieure et supérieure du tube de renfort peuvent comprendre chacune un trou propre à permettre le passage d'une tige filetée de vis ; - elle peut comprendre au moins une paroi de renfort destinée à être solidarisée à la doublure d'aile au voisinage immédiat du moyen de fixation ; - la paroi de renfort peut constituer une sous-partie d'une boîte de renfort qui est destinée à loger au moins partiellement le moyen de fixation. L'invention propose également un véhicule automobile comprenant une partie structurelle du type de celle présentée ci-avant D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté habitacle, une partie d'un exemple de réalisation d'une partie structurelle de véhicule automobile selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté habitacle, une variante de la partie structurelle de la figure 1. Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. L'invention a notamment pour but de proposer une partie structurelle PS de véhicule automobile présentant une raideur suffisante pour permettre en cas de choc frontal l'amorçage des compressions des différentes zones du brancard avant et donc un bon rendement d'absorption d'énergie globale dans le bloc avant. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule automobile est une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule automobile. Elle concerne en effet tout type de véhicule automobile comportant une partie structurelle PS définissant un habitacle H et un compartiment avant CM (comportant généralement au moins un moteur). Ainsi, l'invention concerne également et notamment les véhicules utilitaires et certains engins de voirie, et cela d'autant plus lorsqu'ils sont lourds et (amenés à être) concernés par les exigences de sécurité passive. On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 une partie d'une partie structurelle PS d'un véhicule automobile, et plus précisément une partie latérale avant gauche située à l'interface entre l'habitacle H et le compartiment avant CM. Cette partie de partie structurelle PS délimite ici une partie du poste de conduite. L'invention concerne en effet plus particulièrement, bien que non exclusivement, la zone dite cave à pieds qui est située devant le siège du conducteur et dans laquelle ce dernier peut loger ses jambes et actionner des pédaliers (d'accélération, de freinage et éventuellement d'embrayage). Par conséquent, lorsque le poste de conduite est situé à droite, c'est plus particulièrement la partie latérale avant droite de la partie structurelle PS du véhicule automobile qui est concernée par l'invention. On notera cependant que l'invention pourrait concerner simultanément les parties latérales avant gauche et droite de la partie structurelle PS d'un véhicule automobile. Sur les figures, la direction X est la direction longitudinale du véhicule, laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux qui comportent respectivement les portes latérales (ou portières), la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est sensiblement perpendiculaire aux côtés latéraux, et la direction Z est la direction verticale du véhicule, laquelle est sensiblement perpendiculaire au plancher PL du véhicule. La partie de partie structurelle PS illustrée sur les figures 1 et 2 comporte notamment un pied avant PA (ici gauche), une doublure d'aile avant DA (ici gauche), un tablier TA, une traverse latérale de tablier TL (ici gauche), et un brancard arrière BA. La doublure d'aile avant DA comprend une partie arrière PR1 qui est solidarisée au pied avant PA par soudage. Cette partie arrière PR1 comprend une partie supérieure à laquelle est solidarisé (par vissage ou soudage) un moyen de fixation MF qui est destiné à permettre la fixation d'une extrémité (ici gauche) d'une traverse de planche de bord (non représentée). Le tablier TA est une tôle qui sépare l'habitacle H du compartiment avant CM. Il comprend une partie latérale (ici gauche) qui est solidarisée par soudage au pied avant PA. Cette partie latérale délimite ici partiellement la zone de cave à pieds dédiée au conducteur, et donc comporte une zone PP appelée platine de fixation du pédalier dans laquelle est définie au moins une ouverture destinée à permettre le passage d'au moins un levier de pédalier, comme par exemple celui de la commande de frein. La traverse latérale de tablier TL comprend une partie arrière PR2 qui est solidarisée à une partie inférieure Pli du pied avant PA et une partie avant 1 o PV2 qui est solidarisée au tablier TA du côté de l'habitacle H. Elle comporte un bord périphérique (ou carre) BP épousant la forme locale du tablier TA et soudé à ce dernier (TA), notamment. Le brancard arrière BA est situé sous le plancher PL du véhicule, passe sous le tablier TA et comprend une extrémité avant EA placée juste 15 devant le tablier TA dans le compartiment avant CM. Cette extrémité avant EA est solidarisée par soudage au brancard avant (non représenté) qui est intégralement logé dans le compartiment avant CM et également solidarisé par soudage au tablier TA. Il est rappelé que l'on appelle généralement zone de descente du 20 brancard la zone ZD où se fait la liaison entre le brancard arrière BA, la traverse latérale de tablier TL et la platine de fixation du pédalier PP. Afin d'améliorer notablement la stabilité de la portion de la partie structurelle PS qui est située derrière le brancard avant (et donc à partir du tablier TA), l'invention propose de lui adjoindre au moins un tube de renfort 25 TR très résistant du côté de l'habitacle H. Selon l'invention, ce tube de renfort TR présente une extrémité inférieure El qui est solidarisée à la partie avant PV2 de la traverse latérale de tablier TL et une extrémité supérieure E2 qui est solidarisée au moyen de fixation MF. Cet agencement définit une équerre qui permet très 30 avantageusement de limiter le recul d'une partie du tablier TA qui est située au voisinage de l'extrémité inférieure El du tube de renfort TR en cas de choc sensiblement frontal subi par le véhicule automobile, et en particulier la zone de descente du brancard ZD. En effet, tel qu'il est positionné, le tube de renfort TR empêche le déplacement suivant la direction verticale Z de la partie avant PV2 de la traverse latérale de tablier TL en encaissant les forces qu'elle subit, ce qui empêche au moins la zone de descente du brancard ZD de reculer dans l'habitacle H suivant la direction longitudinale X. En outre, ce tube de renfort TR remplit une fonction de limitation d'effort qui est destinée à éviter de trop surcharger les voies d'effort hautes. Le dimensionnement (et donc la résistance) du tube de renfort TR peut être ajusté en fonction du modèle du véhicule automobile, et en particulier en fonction de son poids. En effet, plus le véhicule automobile est lourd, plus l'énergie initiale qu'il va devoir absorber lors d'un choc frontal est importante, et donc plus la résistance du tube de renfort TR devra être grande. En d'autres termes, le dimensionnement du tube de renfort TR est ajustable en fonction du modèle (ou silhouette) considéré(e) et non pas en fonction de la plateforme que partage éventuellement ce modèle avec d'autre modèles. On notera à cet effet que le tube de renfort TR peut être avantageusement rapporté après les étapes de cataphorèse et de peinture et avant les opérations de montage dans la zone de la planche de bord. Par exemple, le tube de renfort TR peut être réalisé dans un acier de très haute résistance. A cet effet, on pourra, par exemple utiliser un acier tel que ceux référencés 22MnB5 et DP1200. On notera que selon les besoins en termes de dimensionnement, le tube de renfort TR pourra être creux ou plein. A titre d'exemple non limitatif, pour supporter des efforts d'environ 2,5 tonnes, on peut utiliser un tube de renfort TR creux réalisé dans un acier de type 22MnB5 ou DP1200 et présentant un diamètre d'environ 28 mm et une épaisseur de paroi d'environ 1,27 mm. Comme illustré, le tube de renfort TR est préférentiellement tendu entre le moyen de fixation MF et la partie supérieure du bord périphérique (ou carre) de la partie avant PV2 de la traverse latérale de tablier TL, ce qui permet avantageusement de ne pas générer d'encombrement supplémentaire suivant la direction longitudinale X dans la zone de cave à pieds. De préférence, le tube de renfort TR est sensiblement rectiligne. Mais cela n'est pas une obligation. Il peut être en effet légèrement cintré, mais à condition de conserver une section sensiblement constante. Par ailleurs, afin de faciliter la solidarisation des extrémités inférieure El et supérieure E2 du tube de renfort TR, il est préférable que ces dernières (E1, E2) soient aplaties. Mais cela n'est pas une obligation. Il est également préférable que les extrémités inférieure El et supérieure E2 du tube de renfort TR soient vissées afin de pouvoir être plus facilement rapportées après les étapes de cataphorèse et de peinture. Dans ce cas, les extrémités inférieure El et supérieure E2 comprennent chacune un trou (non représenté) qui est destiné à permettre le passage de la tige filetée d'une vis de fixation. Afin de faciliter le vissage de l'extrémité inférieure El du tube de renfort TR sur la partie avant PV2 de la traverse latérale de tablier TL, il est avantageux que cette dernière (TL) soit initialement munie, à l'endroit prédéfini pour la solidarisation, d'un écrou soudé avant ferrage sur le tablier TA. Mais dans une variante de réalisation la solidarisation des extrémités inférieure El et supérieure E2 pourrait se faire par soudage. On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que la partie structurelle PS peut également et éventuellement comprendre au moins une paroi de renfort destinée à être solidarisée à la doublure d'aile DA au voisinage immédiat du moyen de fixation MF. Par exemple, et comme illustré non limitativement, cette paroi de renfort peut constituer une sous-partie d'une boîte de renfort BR qui est destinée à loger au moins partiellement le moyen de fixation MF (en l'encadrant au moins partiellement). On comprendra que cette boîte de renfort BR est destinée à remplir une fonction de limitation d'entrée d'effort vers les voies d'effort hautes. La raideur de cette boîte de renfort BR (ou de chaque paroi de renfort) peut être ajustable en fonction du modèle de véhicule, de sorte qu'elle puisse se déformer lorsque l'effort encaissé par le tube de renfort TR dépasse une valeur prédéfinie fonction dudit modèle (par exemple égale à environ trois tonnes). L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : un faible poids, une simplicité de fabrication et d'implantation, une adaptabilité en fonction des modèles et des besoins, un gain important en termes de contrôle de l'intrusion non seulement de la platine de fixation de pédalier, mais également de la traverse latérale de tablier. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de partie structurelle et de véhicule décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS1. Partie structurelle (PS) de véhicule automobile, comprenant un pied avant (PA), auquel sont solidarisées i) une partie arrière (PR1) d'une doublure d'aile (DA), dans une partie supérieure de laquelle est fixé un moyen de fixation (MF) destiné à permettre la fixation d'une extrémité d'une traverse de planche de bord, et une partie latérale d'un tablier (TA), et ii) une traverse latérale de tablier (TL) comprenant des parties arrière (PR2) et avant (PV2) io solidarisées respectivement à une partie inférieure (Pli) dudit pied avant (PA) et audit tablier (TA), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un tube de renfort (TR) très résistant et présentant des extrémités inférieure (El ) et supérieure (E2) solidarisées respectivement à ladite partie avant (PV2) de la traverse latérale de tablier (TL) et audit moyen de fixation (MF) de manière à 15 limiter le recul d'une partie du tablier (TA) située au voisinage de ladite extrémité inférieure (El ) en cas de choc sensiblement frontal subi par ledit véhicule automobile. 2. Partie structurelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit tube de renfort (TR) est sensiblement rectiligne. 20 3. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit tube de renfort (TR) est réalisé dans un acier de très haute résistance. 4. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit tube de renfort (TR) est creux. 25 5. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit tube de renfort (TR) est plein. 6. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdites extrémités inférieure (El ) et supérieure (E2) du tube de renfort (TR) sont aplaties. 30 7. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdites extrémités inférieure (El ) et supérieure (E2) du tube de renfort (TR) comprennent chacune un trou propre à permettre le passage d'une tige filetée de vis. 8. Partie structurelle selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paroi de renfort destinée à être solidarisée à ladite doublure d'aile (DA) au voisinage immédiat dudit moyen de fixation (MF). 9. Partie structurelle selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite paroi de renfort constitue une sous-partie d'une boîte de renfort (BR) destinée à loger au moins partiellement ledit moyen de fixation (MF). 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une partie structurelle (PS) selon l'une des revendications précédentes.