Brevet FR2982814A1 — publié le 20130524

Système de résistance aux chocs comprenant une pièce de renfort L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, et plus précisément aux systèmes de résistance des chocs sur l'avant du véhicule. Un véhicule automobile comprend en général une caisse, définissant l'ossature du véhicule, sur laquelle divers éléments sont rapportés, comme par exemple les sièges, le bloc moteur, les organes du commande, les roues, ou encore la garniture. La caisse du véhicule définit en outre ce qui est communément appelé l'habitacle du véhicule, dans lequel les passagers se placent. Par conséquent, afin de protéger les passagers en cas d'accidents, la caisse est généralement conçue pour être rigide, c'est-à-dire qu'elle ne se déforme pas ou peu en cas de choc, pour protéger les passagers. Cependant, pour rigidifier la caisse, la quantité de matière utilisée est alors augmentée, augmentant à la fois le poids du véhicule et les coûts. Il est connu de prévoir des moyens pour absorber les chocs et/ou les répartir de manière efficace sur la structure de la caisse du véhicule, de manière à éviter les déformations de la caisse du véhicule sans augmenter la quantité de matière. Ainsi, en cas de choc frontal, c'est-à-dire sur la partie avant du véhicule, dans la direction de déplacement du véhicule, les efforts engendrés lors du choc sont principalement transmis aux éléments longitudinaux de la caisse du véhicule, plus rigides face à ce type de choc. Les caisses des véhicules actuels présentent alors sur leur face avant une voie d'effort supérieure et une voie d'effort inférieure, reliées aux éléments longitudinaux de la caisse, pour leur transmettre les efforts, et éventuellement absorber une partie de l'énergie, en cas de choc. Les voies supérieure et inférieure sont également reliées entre elles par un pendard pour rigidifier la structure. Cependant, dépendamment de l'obstacle, il se peut que seule une des deux voies soit sollicitée, déstabilisant la structure. En effet, par exemple lorsque seule la voie basse est sollicitée, le pendard est déformé par flexion, et déforme en conséquence la voie haute. Cette dernière devient alors impropre à transmettre les chocs. Le document FR 2 904 589 (PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES) propose de mettre en place un cadre sur l'avant du véhicule. Ce cadre comprend une poutre supérieure et une poutre inférieure, reliées entre elles par des jambages rigides. Le cadre comprend en outre des plaques d'appui fixées entre les poutres, dans le but d'augmenter la surface d'appui pour une meilleure interaction avec un obstacle, et pour rigidifier davantage le cadre. Bien qu'une telle solution permette d'apporter une rigidité accrue au cadre sur la partie avant de la caisse du véhicule, elle demeure 10 coûteuse. En effet, les plaques d'appui placées entre les deux poutres sont dimensionnées en fonction notamment de la distance entre les poutres. Ainsi, le cadre doit être dimensionné en fonction du véhicule auquel il est destiné. Elles sont également dimensionnées en fonction de la 15 forme des poutres. Ainsi, si une des poutres est par exemple galbée pour suivre le profil général du véhicule, la conception entière du cadre doit être revue. Il existe donc un besoin pour proposer un système permettant d'absorber et de transmettre les chocs à la structure de la caisse du 20 véhicule, tout en étant adaptable sur tout type de véhicule. Un premier objet de l'invention est de proposer un système de résistance aux chocs qui n'est pas sensible aux dimensions ni à la forme de la caisse du véhicule. Un deuxième objet de l'invention est de proposer un système de 25 résistance aux chocs augmentant la surface de contact avec un obstacle en cas de choc. Un troisième objet de l'invention est de proposer un système de résistance aux chocs qui s'assemble aisément sur la caisse du véhicule. 30 Un quatrième objet de l'invention est de proposer un système de résistance aux chocs permettant de diminuer les coûts de fabrication du véhicule. Un cinquième objet de l'invention est de proposer un système de résistance aux chocs limitant les déformations de la caisse du véhicule 35 pour garantir la sécurité des passagers et réduire les dommages causés aux éléments du véhicule. A ces fins, l'invention se rapporte selon un premier aspect à un système de résistance aux chocs pour une caisse de véhicule automobile, le système comportant une traverse supérieure apte à être fixée sur la caisse du véhicule et une traverse inférieure apte à être fixée sur la caisse du véhicule, les deux traverses définissant un plan frontal, le système comprenant un pendard relié d'une part à la traverse supérieure et d'autre part à la traverse inférieure. Le système comprend en outre une pièce de renfort, présentant une portion supérieure fixée sur la traverse supérieure, une portion inférieure bloquée sur le pendard selon un axe perpendiculaire au plan frontal, et une portion intermédiaire, reliant la portion inférieure et la portion supérieure, placée en vis-à-vis et à distance du pendard. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : la portion inférieure de la pièce de renfort est fixée sur le pendard ; la portion inférieure de la pièce de renfort est en appui contre une face frontale du pendard ; la pièce de renfort comprend une portion fixée sur le pendard et une portion en appui contre une face frontale du pendard ; la pièce de renfort est réalisée à partir d'une feuille d'acier d'épaisseur comprise entre 1,5 mm et 1,9 mm. Selon un deuxième aspect, l'invention se rapporte à un véhicule automobile comprenant une caisse, muni en outre d'un système de résistance aux chocs tel que décrit précédemment, fixé sur une partie avant de la caisse du véhicule. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : la caisse comprend un berceau moteur, la traverse inférieure étant reliée au berceau moteur ; le véhicule comprend des moyens pour absorber les chocs placés entre la traverse supérieure et la caisse. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description des modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective partielle de la partie avant d'une caisse d'un véhicule automobile comprenant un système de résistance aux chocs selon un premier mode de réalisation ; la figure 2 est une vue de côté du système de la figure 1 ; la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1, comprenant un système de résistance aux chocs selon un deuxième mode de réalisation ; la figure 4 est une vue de côté du système de la figure 3. Sur les figures 1 à 4 est représentée partiellement la portion 1 avant d'une caisse d'un véhicule automobile. La caisse définit un espace intérieur, appelé habitacle, dans lequel le conducteur et les passagers du véhicule peuvent s'installer. On définit par rapport à la caisse du véhicule un repère orthogonal direct comprenant un axe X longitudinal, parallèle au sol et confondu avec la direction générale de déplacement du véhicule ; un axe Y transversal, également parallèle au sol et perpendiculaire à l'axe X longitudinal ; un axe Z vertical, perpendiculaire au plan XY horizontal (c'est-à-dire perpendiculaire au sol). Dans ce qui suit, les contraintes de chocs peuvent être prédéterminées notamment grâce à la mise en oeuvre d'essais normalisés, pour lesquels par exemple la direction et la valeur des contraintes appliquées, sont fixées. La portion 1 avant de la caisse du véhicule comprend une voie 2 haute, une voie 3 basse et un système 4 de résistance de chocs. Sur les figures 1 à 4, seule une partie de la portion 1 avant est représentée. La portion 1 avant étant sensiblement symétrique selon un plan ZX vertical, l'autre partie de la portion 1 avant peut être obtenue par symétrie par rapport au plan ZX vertical. La voie 2 haute comprend deux longerons 5 supérieurs s'étendant de part et d'autre du véhicule selon l'axe X longitudinal, sensiblement symétriques l'un à l'autre par rapport à un plan ZX vertical. La voie 3 basse comprend également deux longerons 6 inférieurs s'étendant de la même manière que les longerons 5 supérieurs. Comme précisé précédemment, seules une portion 5a extrême d'un longeron 5 supérieur et une portion 6a extrême d'un longeron 5 inférieur sont représentées sur les figures. Les longerons 6 inférieurs sont par exemple reliés au berceau moteur. Les longerons 6 inférieurs sont écartés des longerons 5 supérieurs selon l'axe Z vertical, d'une distance pouvant varier d'un véhicule à l'autre. Les longerons 5 supérieurs et les longerons 6 inférieurs sont par exemple obtenus par pliage d'une feuille métallique, et présentent de préférence une section fermée, les rendant particulièrement résistants aux contraintes engendrées selon l'axe X longitudinal. Le système 4 de résistance aux chocs comprend une traverse 7 supérieure et une traverse 8 inférieure, s'étendant chacune sensiblement parallèlement à l'axe Y transversal, mais à distance l'une de l'autre selon l'axe Z vertical. Les deux traverses 7, 8 définissent alors entre elles un plan dit plan YZ frontal, sensiblement perpendiculaire à l'axe X longitudinal. Ainsi, comme illustré sur les figures 1 à 4, les traverses 7, 8 sont toutes les deux sensiblement parallèles au plan YZ frontal. Les traverses 7, 8 pourront cependant être courbées, le plan YZ frontal étant alors sensiblement tangent à la courbe des traverses 7, 8. La traverse 7 supérieure est fixée sur la portion 5a extrême de chaque longeron 5 supérieur, par exemple au moyen d'une platine 9. Plus précisément, la traverse 7 supérieure comprend deux faces 10, 11 sensiblement perpendiculaires à l'axe X longitudinal, appelée face 10 avant et face 11 arrière, la platine 9 étant appliquée contre la face 11 arrière. Avantageusement, un bloc 12 absorbeur de chocs supérieur peut être interposé entre la platine 9 et la traverse 7 supérieure, le bloc 12 se déformant lors d'un choc comprenant des contraintes de composante selon l'axe X longitudinal. La traverse 8 inférieure est fixée sur la portion 6a extrême de chaque longeron 6 inférieur, par exemple également au moyen d'une platine 13. Plus précisément, la traverse 8 inférieure peut présenter sur une portion 14 extrême un ressaut selon l'axe Z vertical, de manière à former un logement pour un bloc 15 absorbeur de chocs inférieur. La platine 13 présente alors une forme une L, c'est-à-dire qu'elle présente une surface 16 sensiblement perpendiculaire à l'axe Z vertical, sur laquelle la portion 14 extrême de la traverse 8 inférieure est fixée, et une surface 17 sensiblement perpendiculaire à l'axe X longitudinal sur laquelle le bloc 15 absorbeur de chocs inférieur est fixé. Ainsi, l'absorbeur 15 de choc inférieur peut présenter une surface 18 frontale, c'est-à-dire sensiblement perpendiculaire à l'axe X longitudinal, apte à entrer en contact avec un obstacle, de manière à se déformer en cas de choc selon l'axe X longitudinal. Le système 4 de résistance aux chocs comprend en outre un pendard 19, relié d'une part à la traverse 7 supérieure et d'autre part à la traverse 8 inférieure. Le pendard 19 est formé par exemple à partir d'une feuille métallique pliée, et présente une face 20 frontale, sensiblement parallèle au plan YZ frontal, et quatre bords 21 s'élevant autour de la face 20 frontale, en lui étant sensiblement perpendiculaire. La face 20 frontale pourra toutefois admettre une courbure, de manière à être sensiblement tangente au plan YZ frontal Plus précisément, le pendard 19 s'étend principalement sensiblement selon l'axe Z vertical. La platine 9 de la traverse 7 supérieure est fixée sur la face 20 frontale du pendard dans une portion 22 extrême supérieure. Dans une portion 23 extrême inférieure, un bord 21 du pendard est fixé sur le ressaut de la traverse 8 inférieure, le lieu de la fixation du pendard 19 sur la traverse 8 inférieure coïncidant avec le lieu de fixation de la platine 13 de la traverse 8 inférieure. Le système 4 de résistance aux chocs comprend en outre une pièce 24 de renfort, placée entre la traverse 7 supérieure et le pendard 19. La pièce 24 de renfort comprend une portion 25 supérieure fixée sur la traverse 7 supérieure et une portion 26 inférieure bloquée sur le pendard 19 selon l'axe X longitudinal, perpendiculairement au plan YZ frontal. La pièce 24 de renfort comprend en outre une portion 27 intermédiaire s'étendant en vis-à-vis, mais écartée du pendard 19. L'expression « bloquée selon l'axe X longitudinal » désigne ici la propriété selon laquelle la pièce 24 de renfort est immobile par rapport au pendard 19 selon l'axe X longitudinal ou, en d'autres termes, que lorsqu'une contrainte dirigée selon l'axe X longitudinal est appliquée sur la pièce 24 de renfort, elle est en contact avec le pendard 19. Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 1 et 2, la pièce 24 de renfort est fixée sur le pendard 19. Elle présente une forme globalement en C, et plus précisément elle présente un bord 28 supérieur, un bord 29 inférieur et une base 30 reliant les deux bords 28, 29. Le bord 28 supérieur et le bord 29 inférieur s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe X longitudinal, et la base 30 s'étend sensiblement parallèlement à l'axe Z vertical. De préférence, la pièce 24 de renfort est réalisée par pliage ou par emboutissage d'une feuille en acier, d'une épaisseur comprise entre 1,5 et 1,9 mm. La portion 25 supérieure de la pièce 24 de renfort comprend ici le bord 28 supérieur et une partie de la base 30, de sorte qu'elle peut être appliquée contre la face 10 avant de la traverse 7 supérieure et y être fixée par collage, soudage ou encore vissage. La portion 26 inférieure de la pièce 24 de renfort comprend le bord 29 inférieur, qui est fixé sur la platine 13 de la traverse 8 inférieure. Plus précisément, le bord 29 inférieur de la pièce 24 de renfort est fixé sur la surface 16 sensiblement perpendiculaire à l'axe Z vertical de la platine 13 de la traverse 8 inférieure, de sorte que le lieu de fixation de la pièce 24 de renfort sur la platine 13 coïncide avec le lieu de fixation de la platine 13 sur la traverse 8 inférieure. En pratique, la pièce 24 de renfort est donc fixée à la fois sur la platine 13 de la traverse 8 inférieure et sur la traverse 8 inférieure. De même que pour la portion 25 supérieure, la fixation de la portion 26 inférieure de la pièce 24 de renfort peut être réalisée par collage, soudage ou vissage. La portion 27 intermédiaire de la pièce 24 de renfort est donc formée par la portion de la base restante entre la potion 25 supérieure et la portion 26 inférieure. Elle s'étend ainsi en vis-à-vis mais écartée de la face 20 frontale du pendard 19. Avantageusement, la portion 27 intermédiaire est munie d'une nervure 31 s'étendant sur la base 30 comprise dans la partie 26 inférieure et la partie 27 intermédiaire de la pièce 24 de renfort, de manière à rigidifier la pièce 24 de renfort. Selon un deuxième mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4, la portion 26 inférieure de la pièce 24 de renfort est en appui contre la face 20 frontale du pendard 19. La pièce 24 de renfort présente également une forme globalement en C, sensiblement similaire à celle du premier mode de réalisation. Cependant, dans le deuxième mode de réalisation, la base 30 est de longueur inférieure à celle du premier mode de réalisation, et le bord 29 inférieur est d'une longueur supérieure à celle du premier mode de réalisation. Ainsi, comme dans le premier mode de réalisation, la portion 25 supérieure de la pièce 24 de renfort est appliquée contre la face 10 avant de la traverse 7 supérieure, la portion 27 intermédiaire s'étendant en vis-à-vis mais écartée de la face 20 frontale du pendard 19. La portion 26 inférieure est alors appliquée contre la face 20 frontale du pendard 19. Plus précisément, l'extrémité 32 du bord 29 inférieur de la pièce 24 vient en butée contre la face 20 frontale du pendard 19. La nervure 31 s'étend alors, dans ce deuxième mode de réalisation, depuis l'extrémité 32 du bord 29 inférieur sur le bord 29 inférieur et sur la portion de la base 30 comprise dans la partie 27 intermédiaire de la pièce 24. Selon une première variante, la portion 26 inférieure de la pièce 24 peut être fixée sur la face 20 frontale du pendard 19. Selon une deuxième variante, l'extrémité 32 du bord 29 inférieur de la pièce 24 est, en absence de contraintes extérieures, écartée de la face 20 frontale du pendard 19. Sous l'action de contraintes orientées selon l'axe X longitudinal, l'extrémité 32 du bord 29 inférieur vient alors en butée contre la face 20 frontale du pendard 19, par flexion élastique de la portion 27 intermédiaire de la pièce. Selon un troisième mode de réalisation, non représenté sur les figures, la pièce 24 de renfort est à la fois fixée sur le pendard 19 selon la premier mode de réalisation et en appui sur la face 20 frontale du pendard 19 selon le deuxième mode de réalisation. A cet effet, la pièce 24 de renfort présente une forme similaire à celle du premier mode de réalisation et est fixée de la même manière sur la traverse 7 supérieure et sur le pendard 19. La portion 27 intermédiaire de la pièce 24 est cependant munie d'un bras, s'étendant selon l'axe X longitudinal, qui vient en appui contre la face 20 frontale du pendard 19. En cas de choc frontal, c'est-à-dire comprenant au moins une composante dirigée selon l'axe X longitudinal, et donc perpendiculaire au plan YZ frontal, l'obstacle vient en contact avec la pièce 24 de renfort. Cette dernière, en appui sur le pendard 19, ou venant en appui sur le pendard 19 sous l'effet du choc, transmet les efforts selon l'axe X longitudinal aux longerons 5, 6 de voies 2 haute et 3 basse, de sorte que la résistance aux chocs est accrue, les longerons 5, 6 étant particulièrement résistants face à ce type de contraintes. On a décrit ci-dessus l'assemblage d'une pièce 24 de renfort. De préférence, la portion 1 avant de la caisse du véhicule comprend deux pièces 24 de renfort, placées symétriquement l'une par rapport à l'autre selon un plan ZX vertical. Par exemple, chaque pièce 24 est placée à proximité des flancs du véhicule. La pièce 24 de renfort bloquée sur le pendard 19 est indépendante de l'écartement entre les traverses 7, 8. Ainsi, la pièce 24 est particulièrement adaptée pour les véhicules à assiette haute. En effet, en absence d'une pièce 24 de renfort, pour de tels véhicules, la traverse 7 supérieure peut se trouver à une hauteur de sol telle que, en cas de choc, elle passe au-dessus de l'obstacle, et seule la traverse 8 inférieure entre en contact avec l'obstacle. Or, la traverse 8 inférieure est en général conçue pour absorber les chocs à une vitesse relativement faible, représentative d'un choc avec un piéton. En cas de choc plus violent, par exemple avec un autre véhicule automobile, la traverse 8 inférieure encaisse alors la majorité de l'énergie du choc, et se déforme considérablement, notamment par flexion autour de l'axe Y transversal. Cette déformation entraine un mouvement du pendard 19, fixé sur la traverse 8 inférieure, également autour de l'axe Y transversal, et par conséquent le longeron 5 supérieur, relié au pendard 19, est également entrainé en déformation. Le longeron 5 supérieur ne peut alors plus absorber de manière optimale les chocs comprenant une composante dirigée selon l'axe X longitudinal comme prévu par sa conception. La rigidité de la caisse s'en trouve réduite, les dommages causés aux éléments du véhicule et aux passagers dans l'habitacle s'en trouvant au contraire augmentés. En outre, en passant par-dessus l'obstacle, qui est par exemple un autre véhicule, la traverse 7 supérieure peut agresser l'autre véhicule, en particulier son moteur en cas de collision fronto-frontale. Grâce à la pièce 24 de renfort, la surface potentielle de contact avec l'obstacle est augmentée de la portion 27 intermédiaire de la pièce 24, de sorte que même pour les véhicules à assiette haute, la traverse 7 supérieure ne peut pas passer par-dessus l'obstacle, et les contraintes engendrées par un choc sont transmises à la traverse 7 supérieure et aux longerons 5 supérieurs selon l'axe X longitudinal. Par ailleurs, la pièce 24 de renfort peut être rapportée sur toute portion avant de véhicule. En effet, en étant bloquée sur le pendard 19 et non sur la traverse 8 inférieure comme dans l'état de la technique, la pièce 24 de renfort ne remet pas en cause la conception de la portion 1 avant de la caisse du véhicule. La pièce 24 de renfort permet donc de développer la construction de véhicule à partir de plate-forme commune, puisqu'elle n'impacte pas la structure de la plateforme, mais uniquement sur le profil. La pièce 24 de renfort est facile à monter et à démonter. La pièce 24 peut par exemple être soudée sur la traverse lorsque celle-ci est déjà en place, ou être préalablement soudée sur la traverse 7 supérieure, l'ensemble étant ensuite monté sur la caisse du véhicule. Les traverses 7, 8 et la pièce 24 de renfort sont en général placées derrière le parechoc, non illustré sur les figures. La forme de la pièce 24 de renfort peut alors être adaptée à la silhouette du parechoc pour ne pas gêner son montage. La pièce 24 de renfort permet ainsi astucieusement d'augmenter la rigidité de la portion avant de la caisse du véhicule à moindre coût. En effet, non seulement la quantité de matière utilisée pour la pièce 24 de renfort est très faible, de l'ordre en pratique de 200 grammes, mais aussi son intégration dans la chaîne de fabrication de fabrication impacte très peu celle-ci. En outre, la mise en place de la pièce 24 de renfort ne demande en aucun cas de revoir la conception de la portion 1 avant de la caisse du véhicule. REVENDICATIONS1. Système (4) de résistance aux chocs pour une caisse de véhicule automobile, le système comportant une traverse (7) supérieure apte à être fixée sur la caisse du véhicule et une traverse (8) inférieure apte à être fixée sur la caisse du véhicule, les deux traverses (7, 8) définissant un plan (YZ) frontal, le système comprenant un pendard (19) relié d'une part à la traverse (7) supérieure et d'autre part à la traverse (8) inférieure, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une pièce (24) de renfort, présentant une portion (25) supérieure fixée sur la traverse (7) supérieure, une portion (26) inférieure bloquée sur le pendard (19) selon un axe perpendiculaire au plan (YZ) frontal, et une portion (27) intermédiaire, reliant la portion (25) supérieure et la portion (26) inférieure, et placée en vis-à-vis et à distance du pendard (19). 2. Système (4) de résistance aux chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion (26) inférieure de la pièce (24) de renfort est fixée sur le pendard (19). 3. Système (4) de résistance aux chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion (26) inférieure de la pièce (24) de renfort est en appui contre une face (20) frontale le pendard (19). 4. Système (4) de résistance aux chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce (24) de renfort comprend une portion fixée sur le pendard et une portion en appui contre une face (20) frontale du pendard (19). 5. Système (4) de résistance aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce (24) de renfort est réalisée à partir d'une feuille d'acier d'épaisseur comprise entre 1,5 mm et 1,9 mm. 6. Véhicule automobile comprenant une caisse, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un système (4) de résistance aux chocs selon l'une quelconque des revendications précédentes, fixé sur une portion (1) avant de la caisse du véhicule. 7. Véhicule automobile selon la revendication précédente, 35 caractérisé en ce que la caisse comprend un berceau moteur, la traverse (8) inférieure étant fixée au berceau moteur. 8. Véhicule automobile selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (12) pour absorber les chocs placés entre la traverse (7) supérieure et la caisse.5