Brevet FR2986490A1 — publié le 20130809

BRANCARD DE VEHICULE RENFORCE POUR CHOC FRONTAL L'invention a trait à un profilé structurel avec une portion courbée, tel que notamment un brancard de véhicule automobile s'étendant sous la caisse du véhicule vers le compartiment moteur. L'invention a trait également à un véhicule équipé d'un tel brancard. Les véhicules automobiles sont habituellement équipés de deux profilés structurels parallèles s'étendant depuis l'arrière du véhicule jusqu'à l'avant du compartiment moteur en passant sous le plancher. Ces profilés sont communément dénommés brancard. Ils présentent en effet habituellement un profil de civière ou brancard au sens premier du terme. Leur section peut varier sur leur longueur et ils peuvent être constitués de plusieurs éléments assemblés entre eux. Le brancard présente habituellement une portion courbée à l'avant du plancher du véhicule de manière à permettre aux profilés de remonter dans le compartiment moteur pour ensuite décrire une autre courbe contraire à la première et s'étendre horizontalement vers l'avant du véhicule. La partie courbée à l'avant du plancher est sujette à des déformations importantes en cas de choc frontal. Il est connu de les renforcer à cette zone. Les figures 1 et 2 illustrent la partie courbée d'un brancard située à l'avant du plancher, la partie courbée en question étant renforcée par un profilé de renfort. La figure 1 illustre le brancard à l'état normal et la figure 2 illustre le brancard à l'état déformé après un choc frontal du véhicule. A la figure 1, on peut observer que le brancard 102 s'étend sous le plancher 112 et comporte une portion courbée 104 contournant la partie avant remontante du plancher. Le brancard 102 s'étend davantage vers le haut et l'avant, cette portion étant communément appelée descente de brancard en raison de son inclinaison descendante vers le plancher. Le brancard comprend un premier profilé 106 de section ouverte et un deuxième profilé 108 fixé au premier et s'étendant sous le plancher et le long de la portion courbée du brancard. Un profilé de renfort 110 est logé dans la cavité du deuxième profilé. Il suit la courbe du brancard et y est fixé par soudure par point. La figure 2 illustre la déformation du brancard 102, plus précisément la déformation de sa portion courbée après un choc frontal avec le véhicule. On peut observer un basculement vers l'habitacle de la descente de brancard et, par voie de conséquence, une déformation importante de la partie avant du plancher. Des déformations importantes à ce niveau sont susceptibles de déformer de manière substantielle l'habitacle et de provoquer des blessures importantes aux passagers du véhicule. Le document de brevet EP 1 256 510 Al a trait à une structure de véhicule automobile à comportement amélioré au choc. Cet enseignement s'intéresse plus particulièrement à la liaison entre le berceau et le brancard en vue d'améliorer la résistance du véhicule aux chocs frontaux. Le document de brevet EP 1 081 023 Al a trait également à une structure de véhicule automobile à comportement amélioré au choc. Il a pour objectif d'améliorer la préservation de l'intégrité de l'habitacle suite à un choc frontal, plus particulièrement d'éviter une intrusion du bloc moteur dans l'habitacle. La solution apportée consiste essentiellement en la présence d'une barre longitudinale sous le moteur, apte à recevoir une partie de l'énergie d'impact en cas de choc frontal. Elle peut ainsi faire basculer le moteur par rapport à ses points de fixation supérieurs et ensuite venir en contact avec le berceau. Ce dernier peut ainsi transmettre une partie de l'énergie d'impact de la barre à la partie arrière du brancard. Les solutions proposées dans ces deux documents sont essentiellement liées à l'interaction du berceau avec le brancard en cas de choc frontal. Elles n'apportent pas de solution directe au problème de déformation du brancard, plus particulièrement de la descente de brancard. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un des inconvénients sus mentionnés. L'invention a pour objectif de proposer une solution au problème de flexion d'une portion courbée d'un profilé structurel, notamment lorsque ce profilé est soumis à des contraintes de flexion de sa portion courbée. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une solution au problème de déplacement de la portion ou descente de brancard située à l'avant du plancher en cas de choc frontal. L'invention a pour objet un profilé structurel, notamment d'un brancard de véhicule automobile, avec une portion courbée et comprenant un profilé de renfort disposé à l'intérieur et s'étendant le long de la portion courbée; remarquable en ce que le profilé de renfort comprend une portion d'appui à hauteur de la portion d'une paroi 2 9864 90 3 du profilé structurel, ladite portion de paroi décrivant la courbure intérieure de la portion courbée, de manière à soutenir le profilé structurel en cas de déformation en flexion tendant à augmenter la courbure de sa portion courbée. Préférentiellement, la portion d'appui du profilé de renfort est disposée par rapport à la portion de paroi 5 du profilé de manière à ce qu'il soutienne le profilé dés le début de sa déformation en flexion. La portion courbée du profilé structurel comprend préférentiellement une seule concavité, c'est-à-dire sans point d'inflexion. Le profilé comprend une paroi décrivant la courbure intérieure et une paroi décrivant la courbure extérieure. 10 La portion d'appui est préférentiellement une surface généralement plane, plus préférentiellement l'âme d'une section en U du profilé de renfort. Le contact entre la portion d'appui et la portion de paroi du profilé est préférentiellement du type linéique, du moins avant déformation. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion d'appui du profilé de renfort est 15 à une distance de moins de 10 mm, préférentiellement 5 mm, plus préférentiellement 3 mm, de la paroi du profilé structurel décrivant la courbure intérieure. Selon un autre mode avantageux de l'invention, la portion d'appui du profilé de renfort est en contact avec la paroi du profilé structurel décrivant la courbure intérieure. 20 Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, la portion d'appui est une portion centrale du profilé de renfort. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, au moins une des extrémités, préférentiellement les deux extrémités du profilé de renfort est/sont à l'extérieur de la fibre neutre du profilé suivant la déformation en flexion, 25 préférentiellement à distance de la portion courbée. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le profilé de renfort présente une courbure inverse de celle de la portion courbée du profilé structurel, le rayon de courbure moyen étant supérieur à 30 cm, préférentiellement 50 cm. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le profilé de renfort est 30 généralement rectiligne. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le profilé structurel comprend un premier profilé principal et un deuxième profilé disposé contre ou dans le premier profilé, le deuxième profilé comprenant une section en U, le profilé de renfort présentant une section en U et étant disposé dans le deuxième profilé. Selon un encore autre mode avantageux de l'invention, le profilé de renfort est fixé au profilé structurel via leurs parois latérales respectives qui sont en contact et reliées par soudure par point. L'invention a également pour objet un véhicule automobile comprenant un brancard parallèle s'étendant longitudinalement sous la caisse du véhicule et dans le compartiment moteur, avec une portion courbée vers le haut et vers l'avant à une partie avant de la caisse, remarquable en ce qu'il comprend au moins un profilé selon l'invention. Les mesures de l'invention permettent au profilé de renfort de participer à l'absorption d'énergie de déformation du profilé structurel dés le début de sa déformation. La forme du profilé de renfort permet d'optimiser sa capacité à reprendre des efforts de flexion et à absorber l'énergie de déformation correspondante tout au long de la déformation. La forme du profilé de renfort combinée à son positionnement permet également d'assurer une retenue en traction de zones du profilé de part et d'autre de la zone courbée et disposées du côté extérieur de la fibre neutre du profilé par rapport à une déformation en flexion tendant à augmenter la courbure. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective de la partie avant latérale d'un plancher de véhicule et d'un profilé structurel de brancard selon l'état de la technique ; - La figure 2 correspond à l'illustration de la figure 1 suite à un choc frontal du véhicule ; - La figure 3 est une vue en perspective de la partie avant latérale d'un plancher de véhicule et d'un profilé structurel de brancard selon l'invention ; 2 9864 90 5 - La figure 4 correspond à l'illustration de la figure 3 suite à un choc frontal du véhicule. La figure 3 est une vue en perspective de la partie avant latérale d'un plancher 12 de véhicule. Un profilé structurel 2 formant une partie d'un brancard du véhicule s'étend 5 sous le plancher vers l'avant du véhicule. Plus précisément, le profilé structurel 2 s'étend longitudinalement sous le plancher du véhicule et comporte une portion courbée 4 à l'avant du plancher de manière à suivre la partie avant courbée du plancher 12. Il s'étend ensuite de manière essentiellement rectiligne jusqu'à une certaine hauteur (non visible sur la figure) pour ensuite suivre un courbe contraire à 10 la portion courbée 4 et s'étendre essentiellement horizontalement jusqu'à l'avant du compartiment moteur. Le profilé structurel 2 comprend un premier profilé principal 6 s'étendant sur la majeure longueur du brancard, et un deuxième profilé 8 s'étendant essentiellement sur la portion courbée 4. Les premier et deuxième profilés 6 présentent, chacun, une 15 section généralement ouverte de manière pouvoir s'imbriquer l'un dans l'autre ou au moins l'un contre l'autre de manière à former un profilé avec une rigidité accrue. Dans le cas précis de l'illustration des figures 1 et 2, la section du premier profilé forme un double « L » avec une âme et deux ailes opposées et parallèles aux extrémités de l'âme. La section du deuxième profilé est en forme de « U ». Le 20 deuxième profilé est disposé de manière à ce que sa section en « U » soit renversée. Une des branches ou semelles du U est disposée contre l'âme du premier profilé et y est fixée par soudure par résistance. La largeur de la section en « U » du deuxième profilé correspond essentiellement à celle de l'aile correspondante du premier profilé. 25 Un profilé de renfort 10 est disposé à l'intérieur de la section en « U » du deuxième profilé, au niveau de la portion courbée 4 du profilé 2 de brancard. Le profilé de renfort 10 s'étend le long du profilé structurel 2 de manière à ce qu'il passe au niveau de la courbe intérieure de la portion courbée. La portion courbée du profilé structurel 2 décrit en effet essentiellement deux courbes essentiellement parallèles : 30 une courbe extérieure formée par la paroi inférieure du profilé et une courbe intérieure formée par la paroi supérieure du profilé. Le profilé de renfort présente ainsi une portion d'appui 14 sur la face intérieure de la paroi du profilé décrivant la 2 9864 90 6 courbe intérieure. Cet appui permet au profilé de renfort de participer à l'absorption d'énergie de déformation dès le début de la déformation en flexion de la portion courbée 4 du profilé 2. Le profilé de renfort 10 a chacune de ses extrémités 16 et 18 située au niveau de la 5 paroi du profilé 2 qui forme la courbe extérieure et qui est ainsi opposée à celle formant la courbe intérieure. Ces extrémités 16 et 18 sont par ailleurs en dehors de la portion courbée 4 du profilé 2. Le profilé de renfort 10 peut ainsi être ancré à des zones du profilé qui sont assez peu sollicitées. En effet, en cas de flexion de la zone courbée 4 suite à un choc frontal, la partie intérieure de la portion courbée va 10 travailler en compression et avoir tendance à se froisser alors que la partie extérieure va travailler en traction et éventuellement avoir tendance à s'étendre. Les extrémités du profilé de renfort, de part leur positionnement, assurent une liaison à des zones du profilé structurel qui sont du côté extérieur par rapport à sa fibre neutre. Les parois latérales du profilé à ces zones vont donc subir des efforts de 15 traction lors de l'application d'un effort tendant à augmenter la courbure du profilé, typiquement lors d'un choc frontal du véhicule. Ces zones sont donc susceptibles de s'éloigner mutuellement lors de l'application d'un tel effort. Le profil quasi-rectiligne du profil de renfort permet ainsi de participer à l'absorption de l'énergie d'impact et ce non seulement via un effort de flexion du profil de renfort causé par son appui sur 20 la face intérieure de la paroi du profilé décrivant la courbe intérieure mais également via un effort de traction exercé notamment par ses extrémités. Le profilé de renfort peut présenter une légère courbure inverse à celle de la partie courbée. Cette légère courbure permet de rendre le profilé un peu plus résistant en flexion suivant la flexion du profilé structurel 2 lors d'un choc frontal. De plus, cette 25 courbure du profilé de renfort lui permet de venir au plus près de la face intérieure de la paroi du profilé décrivant la courbe intérieure, voire en contact avec elle. Le profilé de renfort 10 présente une section en « U » apte à être logée dans le creux du deuxième profilé et à avoir au moins une de ses parois latérales en contact avec une paroi latérale du deuxième profilé. Le profilé de renfort 10 est ainsi 30 rigidement lié au deuxième profilé, préférentiellement par soudure par point. La face supérieure du profilé de renfort correspond à l'âme du « U », c'est-à-dire la face reliant les deux branches ou semelles de sa section en « U ». Cette face sert ainsi de face d'appui sur la face intérieure de la paroi du profilé décrivant la courbe intérieure. La figure 4 est une vue en perspective de la partie avant latérale du plancher et du profilé de brancard de la figure 3, où le véhicule a subi un choc frontal. On peut observer que la déformation en flexion du profilé 2, plus particulièrement de sa portion courbée 4 est limitée, en particulier en comparaison avec la figure 2. Cette limitation de déformation a pour conséquence directe de limiter de manière correspondante la déformation du plancher 12. Cette limitation de déformation est la conséquence directe notamment de l'appui formé par la portion centrale du profilé de renfort sur la face intérieure de la paroi du profilé décrivant la courbe intérieure. Elle est également la conséquence directe notamment de la forme rectiligne, quasi-rectiligne ou légèrement courbée du profilé de renfort. La réalisation de l'invention qui vient d'être décrite ici est donnée à titre d'exemple parmi de nombreuses manières de réaliser l'invention. La construction du profilé structurel, plus particulièrement au moyen de plusieurs profilés et/ou la forme de leurs sections peut être différente de ce qui a été décrit. Il en va de même pour la section du profilé de renfort qui peut également prendre diverses sections et/ou formes. La réalisation de l'invention qui vient d'être décrite ici en relation avec un brancard de véhicule est également donnée à titre d'exemple parmi d'autres applications de l'invention. En effet, le profilé structurel renforcé selon l'invention peut trouver sa place à d'autres endroits et/ou pour d'autres fonctions dans un véhicule. Il peut également être mis en oeuvre dans des applications autres que celles liées à un véhicule, en particulier toute application où un effort de flexion est appliqué, notamment sous forme de choc. REVENDICATIONS1. Profilé structurel (2), notamment d'un brancard de véhicule automobile, avec une portion courbée (4) et comprenant un profilé de renfort (10) disposé à l'intérieur et s'étendant le long de la portion courbée (4) ; caractérisé en ce que le profilé de renfort (10) comprend une portion d'appui (14) à hauteur de la portion d'une paroi du profilé structurel (2), ladite portion de paroi décrivant la courbure intérieure de la portion courbée (4), de manière à soutenir le profilé structurel (2) en cas de déformation en flexion tendant à augmenter la courbure de sa portion courbée. 2. Profilé structurel (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'appui (14) du profilé de renfort (10) est à une distance de moins de 10 mm, préférentiellement 5 mm, plus préférentiellement 3 mm, de la portion de paroi du profilé structurel décrivant la courbure intérieure. 3. Profilé structurel (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion d'appui (14) du profilé de renfort est en contact avec la portion de paroi du profilé structurel décrivant la courbure intérieure. 4. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion d'appui (14) est une portion centrale du profilé de renfort. 5. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des extrémités (16, 18), préférentiellement les deux extrémités (16, 18) du profilé de renfort (10) est/sont du côté extérieur de la fibre neutre du profilé (2) suivant la déformation en flexion, préférentiellement à distance de la portion courbée (4). 6. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le profilé de renfort (10) présente une courbure inverse de celle de la portion courbée (4) du profilé structurel (2), le rayon de courbure moyen étant supérieur à 30 cm, préférentiellement 50 cm. 7. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le profilé de renfort (10) est généralement rectiligne. 8. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un premier profilé principal (6) et un deuxième profilé (8) disposé contre ou dans le premier profilé (6), le deuxième profilé (8) comprenant une section en U, le profil de renfort (10) présentant une section en U et étant disposé dans le deuxième profilé (8). 9. Profilé structurel (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le profilé de renfort (10) est fixé au profilé structurel (2) via leurs parois latérales respectives qui sont en contact et reliées par soudure par point. 10. Véhicule automobile comprenant un brancard s'étendant longitudinalement sous la caisse du véhicule et dans le compartiment moteur, avec une portion courbée vers le haut et vers l'avant à une partie avant de la caisse, caractérisé en ce que le brancard comprend au moins un profilé (2) selon l'une des revendications 1 à 9.20