Brevet FR3009706A1 — publié le 20150220

"LONGERON POUR VEHICULE AUTOMOBILE" [0001] La présente invention concerne un longeron pour véhicule automobile. [0002] Les longerons d'un véhicule automobile constituent une partie essentielle de la structure de celui-ci et se présentent par paire, formant ainsi les bords droit et gauche du bas de l'habitacle d'un véhicule automobile de type limousine. En raison de cette position exposée des deux longerons, c'est le longeron du côté du véhicule sur lequel intervient un accident, qui reçoit en premier l'impact d'un choc latéral. Puisque ce « longeron bas de caisse » est la pièce qui pilote la résistance globale de la structure, beaucoup d'efforts de développement se concentrent sur cet élément. [0003] Ainsi, le document WO-A-2008/075200 propose de renforcer le longeron dans une zone prédéterminée à subir, en cas de collision latérale, une flexion, le renfort étant constitué par deux cloisons rigides disposées à l'intérieur du longeron, et d'interposer entre ces deux cloisons rigides, toujours à l'intérieur du longeron, une cloison flexible qui, au moment de la collision, est saisie entre les cloisons rigides et absorbe l'effort appliqué aux cloisons rigides, par déformation, notamment par plissement. Cette solution essaie donc de diriger les efforts vers une zone préparée à subir la flexion au lieu de laisser agir les efforts de manière incontrôlée. Cependant, tous les efforts engendrés par la collision se concentrent sur cette zone. [0004] Cette situation correspond à celle qui fait l'objet d'un protocole d'essai dit de choc latéral contre poteau. Selon le protocole actuellement en vigueur en Europe, le véhicule automobile est propulsé transversalement, par rapport à son étendue longitudinale, avec une vitesse de 29 km/h contre un poteau rigide. Mais selon un protocole déjà en vigueur aux USA et au Canada et dans le futur aussi en Europe, le véhicule est propulsé avec une vitesse de 32 km/h et sous un angle de 75° contre Ln tel poteau. Ceci représentera une augmentation de 25 % en énergie à absorber. [0005] Le but de l'invention est de répondre à cette nouvelle exigence sans augmenter la masse des longerons. [0006] Le but de l'invention est atteint avec un longeron pour véhicule automobile, destiné à être intégré dans l'habitacle du véhicule automobile et comportant un moyen pour absorber un choc latéral intervenant sur le longeron, par pliage du longeron. Selon la présente invention, le longeron est pourvu d'un moyen supplémentaire pour absorber un choc latéral par pliage du longeron, les deux moyens étant espacés l'un de l'autre dans le sens longitudinal du longeron. [0007] Selon le mode de réalisation choisi, le longeron peut également avoir l'une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes : - chacun des deux moyens pour absorber un choc latéral est formé par une découpe du longeron, la découpe étant orientée sensiblement verticalement afin que le longeron se plie, en cas de choc, sensiblement horizontalement ; - chacune des deux découpes est fermée par un coin ayant une résistance mécanique moindre par rapport à celle du longeron ; - lorsque le longeron est pourvu d'un profilé de renfort extérieur de même orientation que le longeron, les deux moyens pour absorber un choc latéral sont réalisés sur le profilé de renfort ; - les deux moyens pour absorber un choc latéral sont disposés face à des points de montage des sièges avant du véhicule ; - les deux découpes sont formées par des découpes à 45°. [0008] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après de deux modes de réalisation de l'invention. La description est faite en référence aux dessins dont : - la figure 1 représente une vue en perspective sur l'intérieur de la caisse d'un véhicule automobile et situe l'objet de la présente invention, - la figure 2 représente un exemple d'un longeron auquel l'invention est applicable, - la figure 3 représente une vue de dessus sur le longeron de la figure 2 et des moyens selon l'invention, - la figure 4 représente l'état du longeron de la figure 3 après une collision avec un poteau, - la figure 5 représente une partie du longeron de la figure 2 de manière isolée et avec un des moyens selon l'invention, - la figure 6 représente le longeron de l'invention dans la position de montage dans la caisse de véhicule automobile de la figure 1, - la figure 7 représente un second mode de réalisation de l'invention, et - la figure 8 représente une variante de réalisation du second mode de réalisation de l'invention. [0009] La figure 1 représente une vue en perspective sur l'intérieur de la caisse d'un véhicule automobile et plus particulièrement sur la partie gauche de ce qui constitue l'habitacle d'un véhicule automobile de type limousine. Cette partie de la caisse comprend le fond de la caisse avec un plancher avant 1, une planche à talons 2 et un plancher arrière 3. Alors que le plancher avant 1 est pourvu d'une traverse d'assise avant 4 et d'un pontet de fixation 5 pour un siège avant, le plancher arrière 3, qui est surélevé par rapport au plancher avant 1, est pourvu de moyens de fixation pour un siège arrière. Cette partie de la caisse comprend en outre un pied avant 6, un pied central 7 et un pied arrière 8 qui s'élèvent sur un longeron 10 qui est l'objet d'un premier mode de réalisation de la présente invention. [0010] La figure 2 représente un exemple d'un longeron 10 auquel l'invention est applicable. Le longeron 10 est un profilé fermé, par exemple en aluminium, avec une paroi 11 pour l'assemblage du longeron 10 avec d'autres éléments formant le bas de caisse, une paroi transversale supérieure 12, une paroi latérale 13 et une paroi transversale inférieure 14, ainsi qu'une cloison médiane interne 15 disposée parallèlement aux parois transversales supérieure 12 et inférieure 14 afin de renforcer la résistance à une flexion horizontale du longeron telle qu'elle risque de se produire lors d'une collision latérale du véhicule automobile avec un autre véhicule ou, pire encore, avec un obstacle tel qu'un poteau. [0011] En effet, lorsqu'un véhicule automobile entre en collision latérale avec un obstacle, ce dernier agit sur le longeron et le déforme, d'abord de manière élastique et puis, au-delà d'un seuil d'effort, de manière plastique, c'est-à-dire de manière irréversible. L'endroit où le matériau passe en comportement plastique est appelé une « rotule plastique » car c'est autour de cette rotule formée au hasard de l'impact sur le longeron que les deux parties du longeron s'étendant de part et d'autre dudit endroit, pivotent l'une par rapport à l'autre lors de la flexion que le longeron subit. A partir du moment où la section face au lieu d'impact s'effondre, l'intrusion de l'obstacle dans l'habitacle du véhicule devient rapide et incontrôlable au point que, par exemple, les airbags n'ont pas assez de temps pour se déployer entièrement. Inversement, l'intrusion est peu importante dans le reste de l'habitacle, par exemple dans des zones où il n'y a pas de présence d'occupants. Autrement dit, les efforts engendrés lors d'un choc sont mal répartis et donc localement trop importants lorsqu'il n'y a qu'une seule rotule plastique ou de flexion. [0012] La figure 3 montre en une vue de dessus sur le longeron 10 et les parties de plancher adjacentes comment la flexion du longeron peut être réduite en appliquant la présente invention, c'est-à-dire en prévoyant deux rotules de flexion. Selon la présente invention, le longeron 10 comprend trois parties de longeron 16, 17 et 18 obtenues par découpe en biais d'un profilé tel que celui représenté sur la figure 2 puis raboutage. La découpe se fait par exemple à 45°. [0013] Les espaces vides en forme de prismes triangulaires obtenus ainsi respectivement entre les parties de longeron 16 et 17, d'une part, et les parties de longeron 17 et 18, d'autre part, sont appelés par la suite les « découpes » et référencés D1 à D5 selon le longeron concerné. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, ces découpes sont remplies avec des coins de profilé 19 et 20. La position des coins de profilé 19, 20 est déterminée en fonction de ce qui doit être protégé plus particulièrement : dans l'exemple donné, c'est le siège avant - et ainsi son occupant - qui sera monté sur la traverse d'assise 4 et le pontet de fixation 5. Les coins de profilé sont donc disposés face aux points de fixation du siège avant (ici : avant gauche) du véhicule automobile. [0014] La figure 3 représente également un poteau P avec lequel le véhicule automobile équipé du longeron 10 risque d'entrer en collision lors d'un accident ou contre lequel le véhicule est propulsé lors d'un essai dit de choc poteau. La référence C indique sommairement d'autres éléments de la caisse du véhicule automobile susceptibles de dépasser le longeron 10 vers l'extérieur du véhicule. [0015] La figure 4 représente l'état du longeron 10 après une collision du véhicule automobile avec le poteau P, lorsque ce dernier a atteint le longeron 10 entre les deux coins de profilé 19, 20. Etant donné que les efforts engendrés par la collision ont été répartis sur deux rotules bien positionnées au lieu d'être subis sur une rotule unique dont la position serait entièrement fonction du lieu d'impact de la collision sur le longeron, la flexion du longeron 10 est limitée et - surtout - la disposition des points de fixation du siège avant du véhicule automobile proche du longeron a changé peu. [0016] La figure 5 représente une partie du longeron 10 de manière isolée afin de pouvoir mieux montrer l'agencement d'une découpe D1 et du coin de profilé 19 afférent dans le longeron 10. Alors que le longeron 10 est pourvu d'une cloison interne horizontale 15, le coin de profilé 19 n'en a pas. De plus, le coin de profilé 19 est réalisé à partir d'un profilé ayant des parois plus minces que celui à partir duquel a été réalisé le longeron 10 afin de conserver la découpe D1 comme point faible programmé du longeron 10. [0017] La figure 6 représente le longeron 10 avec les découpes D1, D2 et les coins de profilé afférents 19, 20 dans la position de montage dans la caisse du véhicule automobile de la figure 1. On notera plus particulièrement que les découpes D1, D2 sont orientées vers l'extérieur de la caisse du véhicule automobile, c'est-à-dire vers une source potentielle des efforts agissant sur le longeron lors d'une collision latérale. Par cette disposition, les découpes D1, D2 ne constituent pas seulement des rotules programmées sur le longeron 10 mais font que les efforts engendrés lors d'une collision latérale ne fassent pas seulement fléchir le longeron 10 mais qu'ils soient absorbés en partie par un travail de compression des coins de profilés 19, 20. [0018] La figure 7 représente un autre exemple de l'application de la présente invention. Selon ce second mode de réalisation, le longeron auquel l'invention est applicable est pourvu d'un renfort de longeron extérieur 30 obtenu d'un profilé de type double oméga. Il s'agit donc d'un profilé ouvert destiné à être monté sur le côté extérieur du longeron. Le renfort de longeron 30 présente ainsi un premier profilé partiel oméga 31 avec une première paroi verticale 32 pour le montage du renfort de longeron 30, suivie d'une première paroi horizontale 33, d'une paroi verticale extérieure 34, d'une seconde paroi horizontale 35 et d'une seconde paroi verticale 36 pour le montage du renfort de longeron 30. La paroi 36 est en même temps la première paroi verticale d'un second profilé partiel 37, suivie d'une première paroi horizontale 38, d'une paroi verticale extérieure 39, d'une seconde paroi horizontale 40 et d'une seconde paroi verticale 41 pour le montage du renfort de longeron 30. [0019] Dans le cas de ce second mode de réalisation, la disposition de découpes selon la présente invention est effectuée uniquement sur le renfort de longeron 30. Ainsi, le renfort de longeron 30 est pourvu de deux découpes dont la figure 7 ne représente qu'une. Elle est référencée D3. Le renfort de profilé 30 avec ses deux découpes est obtenus de la même façon que le longeron 10 avec ses découpes D1, D2, c'est-à-dire par découpe en biais d'un profilé correspondant en trois renforts partiels puis raboutage de ces trois renforts partiels. La découpe se fait par exemple à 45°. [0020] Comme cela est également visible sur la figure 7, la découpe D3 peut être remplie avec un coin 42 en U avec deux branches triangulaires 43, 45 et une base 44. Le coin 42 qui ne reprend donc pas la forme d'un double oméga, peut être réalisé par emboutissage ou pliage d'une tôle. Cependant, si le renfort de longeron 30 est utilisé en association avec un autre renfort, le rajout du coin 42 n'est pas forcément nécessaire. [0021] La figure 8 représente le second mode de réalisation de l'invention et en même temps une variante de réalisation par rapport au mode de réalisation représenté sur la figure 7. Selon le second mode de réalisation de l'invention, le longeron, qui porte ici la référence 50, est assorti du renfort de longeron 30. Le renfort de longeron 30 est pourvu de deux découpes D4, D5. Ainsi, la configuration du renfort de longeron 30 correspond à celle du longeron 10 du premier mode de réalisation. Le longeron 50 ne comporte pas de découpes, car les découpes D4, D5 du renfort de longeron 30 suffisent pour localiser la formation des rotules de flexion de l'ensemble formé par le longeron 50 et le renfort de longeron 30 assorti. [0022] Selon la variante de réalisation représentée sur la figure 8, le renfort de longeron 30 se distingue de ce qui est représenté sur la figure 7 par le fait que le renfort est une pièce unique, c'est-à-dire non obtenue par raboutage, et que les découpes D4, D5 ont été faites sans enlèvement de matière. Les coins de profilés résultant de la découpe ont donc été laissés en place et sont seulement faiblement attachés au renfort de façon qu'ils puissent être déplacés lors d'une flexion de ce dernier. REVENDICATIONS1. Longeron pour véhicule automobile, destiné à être intégré dans l'habitacle du véhicule automobile et comportant un moyen (19) pour absorber un choc latéral intervenant sur le longeron, par pliage du longeron, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un moyen supplémentaire (20) pour absorber un choc latéral par pliage du longeron, les deux moyens (19, 20, D4, D5) étant espacés l'un de l'autre dans le sens longitudinal du longeron. 2. Longeron selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des deux moyens (19, 20) pour absorber un choc latéral est formé par une découpe (D1, D2) du longeron, la découpe étant orientée sensiblement verticalement afin que le longeron se plie, en cas de choc, sensiblement horizontalement. 3. Longeron selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des deux découpes (19, 20) est fermée par un coin ayant une résistance mécanique moindre par rapport à celle du longeron. 4. Longeron selon la revendication 1 avec un profilé de renfort (30) de même orientation que le longeron, caractérisé en ce que chacun des deux moyens (D4, D5) pour absorber un choc latéral est formé par une découpe (D4, D5) sur le profilé de renfort (30). 5. Longeron selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux moyens (19, 20 ; D4, D5) pour absorber un choc latéral sont disposés face à des points de montage des sièges avant du véhicule. 6. Longeron selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les deux découpes (D1, D2 ; D4, D5) sont formées par des découpes à 45°.