Brevet FR3047222A1 — publié le 20170804

ELEMENT MOULE DE GRILLE D'AERATION POUR FACE AVANT DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a pour objet les faces avant de véhicule automobile, et plus particulièrement les grilles d'aération pour face avant de véhicule automobile. Les faces avant de véhicule automobile intègrent généralement des aérations prévues pour refroidir des éléments moteurs du véhicule, et également pour alimenter en air l'habitacle du véhicule. Ces faces avant intègrent également des fonctions aérodynamiques et esthétiques, en partie assurées par la forme extérieure du bouclier avant, définissant l'extrémité avant du profil du véhicule. Ces faces avant doivent, de plus en plus, intégrer également des fonctions de protection, aussi bien de protection du véhicule que de protection d'éventuels piétons qui pourraient venir en collision avec le véhicule. Ainsi, entre la caisse de véhicule et le bouclier de pare-chocs, trouve-t-on différents types d'éléments absorbeurs d'énergie, destinés, pour certains, à dissiper une partie de l'énergie d'éventuels chocs du véhicule contre un obstacle inerte ou un autre véhicule, afin de limiter l'impact d'un choc avant du véhicule sur les passagers du véhicule, et destinés pour d'autres absorbeurs, à se déformer en limitant l'énergie d'un pic de décélération d'un objet ou d'une personne venant en contact brutal avec le pare-chocs, de manière à limiter les dommages à cet objet ou cette personne. L'invention a pour but de proposer un élément de face avant permettant d'intégrer conjointement de manière économique, avec une efficacité 3047222 2 améliorée de tenue au choc, plusieurs des fonctions mentionnées précédemment. Selon l'invention, un élément moulé formant grille d'aération 5 pour face avant de véhicule automobile, comprend une portion ajourée formant grille d'aération et s'étendant sur une première profondeur suivant la direction d'avancement du véhicule, et comprend, moulé monobloc dans la même pièce que la portion ajourée, au moins un caisson formant absorbeur de choc, placé de 10 manière à être monté devant une traverse avant du véhicule, le caisson formant poutre creuse à section à contour fermé autour d'un axe de poutre orienté pour être monté sensiblement parallèle à la direction d'avancement du véhicule. On peut par exemple considérer que pour être apte à absorber 15 suffisamment d'énergie de choc, le caisson peut présenter un plus grand diamètre intérieur de contour fermé de la poutre creuse strictement supérieur, au moins 1,25 fois supérieur, avantageusement au moins 1,5x fois, et par exemple au moins deux fois supérieur à la profondeur de la ou des portions ajourées, et peut 20 présenter une profondeur selon la direction d'avancement du véhicule supérieure ou égale à ce plus grand diamètre. De manière préférentielle, le rapport entre la profondeur de la portion de poutre à contour fermé et le plus grand diamètre intérieur de la même poutre creuse est compris entre 1,25 et 3. On limite 25 ainsi les effets de flambement de la poutre sous l'effet de la compression de la poutre suivant la direction d'avancement du véhicule. Avantageusement, la portion formant poutre s'évase vers la face de l'élément 1 qui est destinée à être tournée vers l'avant du 30 véhicule une fois l'élément formant grille assemblé sur le véhicule. 3047222 3 De manière préférentielle, la portion de poutre à section fermée est formée par une surface réglée dont au moins une partie des génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe d'avancement (s'écartant de moins de 15° de l'axe longitudinal du véhicule, ou 5 axe d'avancement usuel du véhicule). On considère que la face avant de l'élément est a priori la face ne portant pas les points d'injections de l'élément, et qui est aussi la face moulée avec un état de surface plus régulier. La portion de poutre peut être par exemple conique, avec un angle maximal d'ouverture du cône (angle 10 maximal entre deux génératrices) inférieur ou égal à 30°, avantageusement inférieur ou égale à 20°. De manière avantageuse, la portion de poutre à section fermée peut se refermer du côté de la face arrière de l'élément, par une portion de surface plane destinée à être positionnée selon une 15 direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'avancement du véhicule, une fois l'élément formant grille assemblé sur le véhicule. La portion de surface plane peut comporter une ouverture en son centre. Il est également proposé un ensemble de face avant de véhicule, 20 comprenant un élément moulé tel que décrit précédemment, ainsi qu'une peau de bouclier configurée pour recouvrir l'extrémité évasée de la portion de poutre une fois la peau de bouclier assemblée sur l'élément formant grille. Avantageusement, l'élément peut porter sur au moins une 25 portion du pourtour de l'extrémité évasée de la poutre, une rainure ou une nervure complémentaire d'une nervure, respectivement d'une rainure ménagée sur la face arrière de la peau de bouclier Il est aussi proposé un ensemble de face avant de véhicule comprenant un élément moulé tel que décrit précédemment, ainsi 30 qu'une traverse avant configurée pour être monté face à la portion 3047222 4 de surface plane. De manière avantageuse, la portion de surface plane est conçue pour rester espacée de la traverse, sans être assemblée directement à la traverse, pour tenir compte des dispersions dimensionnelles de fabrication. 5 L'ensemble de face avant peut comporter deux desdites portions de poutres, disposées symétriquement de part et d'autre d'un plan médian longitudinal vertical du véhicule. L'élément peut comprendre deux desdits caissons, et comprendre entre les caissons, reliant les caissons, au moins une 10 portion de surface de liaison transversale au véhicule. L'élément peut comprendre deux desdites portions de poutres à contours fermés, chaque portion de poutre étant formée par des portions de parois d'épaisseur sensiblement constante. L'élément peut comprendre entre les portions de poutre, reliant les portions de 15 poutre, une portion de surface de liaison transversale au véhicule, d'épaisseur supérieure ou égale à l'épaisseur de parois des portions de poutres. Selon une variante de réalisation, la portion de liaison de surface transversale relie les contours évasés des deux portions de poutre sur toute la hauteur verticale de ces portions de poutres. 20 Selon une autre variante de réalisation, au moins deux surfaces de liaison parallèles relient respectivement une portion deux portions hautes de chaque contour et deux portions basses de chaque contour. La hauteur verticale s'entend pour la position de l'ensemble de face avant assemblé sur le véhicule. Selon une autre variante de 25 réalisation, l'épaisseur de paroi des portions de poutre peut être décroissante vers l'arrière du véhicule, de manière à localiser la déformation ou la consommation de la portion de poutre dans des sections droites successives au fur et à mesure qu'un effort de compression d'amplitude croissante est appliqué sur la portion de 30 poutre. 3047222 5 Il est aussi proposé un véhicule équipé d'une grille de calandre formée d'une seule pièce avec deux portions formant portion de poutre à contour fermé autour d'un axe intérieur de la portion de poutre sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule, 5 chacune des portion de poutre étant montée de manière à être recouverte à l'avant par une peau de bouclier avant, et de manière à faire face à l'arrière à une poutre transversale avant. Par axe d'avancement du véhicule, on entend l'axe usuel d'avance ment du véhicule, correspondant à une direction 10 longitudinale fixe par rapport à la carrosserie du véhicule. Quelques buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux figures annexées, sur lesquelles : 15 - la figure 1 est une vue schématique d'une face avant d'un véhicule, vue par l'avant du véhicule; - la figure 2 est une vue schématique, vue par l'avant du véhicule, d'une portion de la face avant de la figure 1; - la figure 3 est une vue schématique en coupe, dans un 20 plan horizontal du véhicule à hauteur d'une traverse du véhicule, d'un élément de face avant selon l'invention; - la figure 4 est une vue schématique en coupe, dans un plan vertical parallèle à la direction usuelle d'avancement du véhicule, d'un élément de face avant selon l'invention monté sur un 25 véhicule automobile; - la figure 5 est une vue schématique d'une portion d'un élément de face avant selon l'invention, vue en coupe selon un plan horizontal passant par une ou plusieurs portions de caissons absorbeurs de chocs formant poutres creuses et appartenant à 30 l'élément selon l'invention. 3047222 6 Tel qu'illustré sur la figure 1, une face avant 10 de véhicule, comprend un premier élément 1 intégrant une grille supérieure 13, portant accessoirement ici un logo distinctif 14, représentatif de la marque ou de l'identité du véhicule. Une portion inférieure de 5 l'élément, non visible sur la figure 1, est masquée à la vue par une peau 2 de bouclier, derrière laquelle peuvent être disposés différents éléments d'absorption d'énergie du choc (non représenté sur la figure 1). La peau de bouclier 2 sépare, dans le sens de la verticale z du 10 véhicule, la grille supérieure 13, d'un autre élément formant grille inférieure 3. Selon une variante de réalisation non représentée, la grille supérieure et la grille inférieures peut appartenir au même élément monobloc, recouvert par une portion de peau de bouclier. La face avant 10 est ici représentée sans montrer la structure 15 de caisse sur laquelle elle est assemblée. Sur les figure, les directions caractéristiques de l'élément formant grille sont celles de l'élément monté sur le véhicule, à savoir une direction X longitudinale du véhicule, dirigé de l'avant vers l'arrière du véhicule, une direction Y transversale au véhicule et dirigée vers la 20 droite, et une direction verticale Z, dirigée vers le haut. On retrouve sur la figure 2 des éléments communs à la figure 1, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. L'élément 1 formant grille est ici une pièce moulée monobloc qui peut être par exemple moulée en matière 25 thermoplastique suivant des techniques connues. L'élément 1 formant grille, comporte notamment, au niveau d'une portion ajourée de la grille 13, des barreaux 4, qui pourraient, selon des variantes de réalisation être remplacés par exemple par une structure de grille à barreaux croisés au lieu de la structure à 30 barreaux parallèles illustré. Sous la structure ajourée 13, sont 3047222 7 prévus différents caissons 5 et 6. Chaque caisson comporte au moins deux portions de parois se faisant face, et sensiblement parallèles à la direction longitudinale X du véhicule. Les structures de caisson 5, 6 sont intégrés de manière monobloc au même élément 1 formant 5 la grille 13. Des caissons 6 de profondeur modérée, typiquement de profondeur comparable à la profondeur, selon l'axe X, de la portion ajourée 13, permettent d'assurer diverses fonctions telles que des point d'appui de l'élément 1 contre la caisse du véhicule (non 10 représentée sur la figure). Dans l'exemple représenté, les caissons 5 sont des caissons principaux, situés intérieurement par rapport à la direction transversale Y du véhicule, c'est-à-dire à proximité d'un plan médian vertical longitudinal du véhicule, tandis que les caissons 6 sont des caissons secondaire, facultatifs, situés 15 extérieurement par rapport à la direction transversale Y du véhicule, c'est-à-dire à une plus grande distance d'un plan médian vertical longitudinal du véhicule.. Les structures de caisson 5, disposées de manière symétrique par rapport à un plan médian longitudinal du véhicule (plan 20 parallèle aux axes X-Z), comportent chacune une portion de poutre creuse à section fermée, d'axe sensiblement parallèle à l'axe longitudinal du véhicule (s'écartant par exemple de moins de 20° de la direction longitudinale du véhicule). La profondeur de la portion de poutre creuse selon cette même direction longitudinale est 25 sensiblement supérieure, par exemple au moins 1,5 fois supérieure ou au moins deux fois supérieure à la profondeur de la portion ajourée 13. Au moins une portion de poutre creuse de chaque caisson 5 peut s'évaser vers l'avant du véhicule, et se refermer vers l'arrière de l'élément 1 (arrière suivant la direction du véhicule) par 30 une portion de paroi sensiblement verticale et transversale au 3047222 8 véhicule, cette portion de paroi étant conçue pour venir se positionner face à une surface avant de traverse avant du véhicule, de manière à être au repos, espacé de la traverse, et à venir s'appliquer contre la traverse sous l'effet d'un choc d'un objet venant 5 percuter le véhicule par l'avant. La traverse avant est une poutre s'étendant transversalement au véhicule, sensiblement suivant l'axe Y transversal au véhicule. Les deux portions de poutres creuses des caissons 5 peuvent contribuer à absorber de l'énergie de choc lorsqu'une force de 10 compression vient être appliquée sur l'élément 1 au travers, par exemple, de la peau de pare-chocs 2. On remarque qu'au moins deux caissons 5 sont reliés, suivant la direction Y, par un ou plusieurs ponts de matière 12, également intégrés de manière monobloc à l'élément 1, le ou les ponts de 15 matière reliant des contours d'extrémité avant des portions de poutre creuse des caissons 5. Les portions de liaisons transversales 12 reliant les deux caissons 5 permettent notamment, lorsqu' un choc est appliqué entre les deux caissons, ou au droit d'un des caissons, d'éviter un excès de flexion latérale du caisson le plus proche du 20 point d'impact, vers l'extérieur du véhicule. Le ou les ponts de matière 12 permettent aussi, éventuellement, de retransmettre une partie de l'effort de choc dirigé suivant l'axe X, à au moins un autre parmi les caissons. Cette redistribution des efforts vers un caisson plus éloigné du 25 point d'impact, est d'autant plus efficace que les portions de liaison transversales 12 présentent des section formant goulotte, rigidifiant ces ponts de matière qui fonctionnent ainsi comme des poutres creuses de section à contours ouverts. Tel que visible sur la coupe de la figure 3, l'arrière de chacun 30 des caissons 5 est disposé en face d'une même poutre transversale 7 3047222 9 du véhicule. Comme mentionné précédemment, lors d'un choc frontal sur la face avant 10, l'élément 1 reste ainsi maintenu en avant de la traverse 7. Dans un tel cas de choc, c'est donc la déformation des 5 éléments de caisson 5 recouverts par la peau de bouclier 2, qui détermine la cinétique de déformation de l'élément 1 et la cinétique de décélération par exemple de la jambe du piéton percuté. On note en particulier que les caissons 5 formant poutre creuse, sont recouverts de leur côté évasé (i.e. leur côté tourné vers 10 l'avant du véhicule en position assemblée) par la peau de bouclier 2, qui est assemblée au contact des contours d'extrémité de ces caissons 5. Un jeu "e" suivant la direction X est en revanche ménagé entre la poutre 7 et l'arrière des caissons 5, de manière à tenir compte des dispersions de fabrication et d'assemblage des 15 différentes pièces. Le jeu "e" est réduit, typiquement inférieur ou égal à la profondeur "f" de la portion ajourée. La peau de bouclier renforce ainsi le maintien en latéral des extrémités des portions de poutres creuses déjà assuré en partie par les ponts de matière 12 intégrés à l'élément 1. 20 On remarque que l'arrière des caissons 5 comporte de préférence une portion de paroi plane faisant face à la traverse 7, de manière à améliorer l'efficacité de l'appui de chaque caisson 5 sur le traverse 7, et de manière à limiter des effets locaux de flambement des parois de la poutre creuse 5 au contact de la 25 traverse 7. La figure 4 illustre le positionnement vertical de l'élément de grille 1, notamment le positionnement de la portion formant poutre creuse 5, par rapport à une traverse avant 7 d'un véhicule sur lequel est monté l'élément de grille 1. L'élément de grille 1 peut être 30 maintenu par différents points d'assemblage -non illustrés sur les 3 04 72 2 2 10 figures-, avec une portion avant 11 de la caisse du véhicule. L'élément 1 de grille peut être situé partie supérieure de la face avant, à proximité d'un capot 9 du véhicule. Une portion supérieure de l'élément de grille 1 peut être éventuellement recouverte par un 5 rebord de caisse 8. Comme visible sur les figures 2 et 4, pour être apte à absorber suffisamment d'énergie de choc, le caisson présente ici un plus grand diamètre intérieur D de contour fermé de la poutre creuse strictement supérieur à la profondeur f de la portion ajourée 13. Le 10 caisson peut présenter une profondeur P selon la direction X d'avancement du véhicule supérieure ou égale à ce plus grand diamètre D. La profondeur P est typiquement supérieure ou égale à 50mm. Comme visible sur la figure 4, les caissons 5 forment 15 sensiblement une surface réglée démoulable vers l'avant des caissons (par rapport à la position assemblée sur le véhicule). La surface réglée peut être évasée vers l'avant et se refermer vers l'arrière par des parois de fond 15 formant le fond des caissons. Les parois de fond peuvent être et sensiblement perpendiculaires à la 20 direction d'avancement X du véhicule. Elles peuvent être ouvertes en partie centrale. De préférence, des parois de fond 15 se trouve chacune face à une surface d'appui correspondante de la traverse 7, de manière à ce que l'intégralité de chaque paroi de fond15 puisse venir, en cas 25 de choc, en appui au contact de la traverse 7. La figure 5 illustre une coupe partielle de l'élément de grille 1 dans un plan horizontal passant par les caissons 5 et passant par l'une des portions de liaison transversale 12 de l'élément 1. Comme illustré sur la figure 5, l'épaisseur "A" de paroi au 30 niveau de la portion de liaison transversale 12, peut être 3047222 11 avantageusement plus élevée qu'une épaisseur "a" de paroi moyenne au niveau des parois formant la portion de poutre creuse s'étendant suivant l'axe X du caisson 5. De cette manière, on améliore la rigidité de l'ensemble 5 {caisson + portion de liaison} dans le sens transversal au véhicule, tout en limitant la rigidité dans le sens longitudinal, de manière à limiter le pic de décélération de la jambe d'un piéton éventuellement impacté par l'avant du véhicule. On remarque également sur la figure 5, des rainures 16 10 ménagées sur la surface avant de l'élément 1, lesdites rainures permettant de solidariser au moins une portion de contour avant de chacun des caissons 5 et la peau de bouclier 2, de manière à améliorer encore la rigidité transversale de l'ensemble comme déjà mentionné précédemment. 15 L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. Suivant les rigidités souhaitées pour les portions de poutre creuses dans le sens longitudinal, les portions des caissons 5 pourraient comporter des nervures longitudinales sur l'extérieur et/ou sur l'intérieur des 20 portions de caisson 5 formant poutre creuse. L'élément 1 pourrait comporter un seul caisson central, ou au contraire ou de préférence comporter plus de deux caissons, par exemple un caisson central et deux caissons latéraux symétriques, ou encore quatre caissons répartis symétriquement de part et d'autre 25 de l'axe médian du véhicule. La grille moulée avec les caissons d'absorption de choc pourrait être une grille inférieure du véhicule tel que la grille 3, les caissons se trouvant par exemple au-dessus de la partie ajourée de la grille. 3047222 12 Du fait de l'intégration des caissons 5 à l'élément de grille 1 s'étendant transversalement au véhicule, le maintien des caissons 5 est amélioré transversalement au véhicule par rapport à un système comportant des caissons d'absorption de choc rapportés. On peut 5 ainsi obtenir une meilleure reproductibilité des énergies restituées en fonction de différentes direction/différents points d'impact. La pièce de grille selon l'invention permet également de réduire les coûts de fabrication et d'assemblage du véhicule. 10 REVENDICATIONS1. Elément moulé (1) formant grille d'aération pour face avant de véhicule automobile, comprenant une portion ajourée (13) formant grille d'aération, et s'étendant sur une première profondeur (f) suivant la direction d'avancement (X) du véhicule, et comprenant, moulé monobloc dans la même pièce (1) que la portion ajourée (13), au moins un caisson (5) formant absorbeur de choc, placé de manière à être monté devant une traverse avant (7) du véhicule, le caisson (5 )formant poutre creuse à section à contour fermé autour d'un axe géométrique de poutre (xx') orienté pour être monté sensiblement parallèle à la direction d'avancement (X) du véhicule. 2. Elément moulé selon la revendication 1, dans lequel la portion formant poutre creuse (5) s'évase vers la face qui est destinée à être tournée vers l'avant du véhicule. 3. Elément moulé selon la revendication 2, dans lequel la portion de poutre creuse à section à contour fermé (5) est formée par une surface réglée dont au moins une partie des génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe d'avancement (X) du véhicule. 4. Elément moulé selon la revendication 3, dans lequel la portion de poutre creuse (5) à section à contour fermé se referme du côté de la face arrière de l'élément, par une portion de surface plane (15) destinée à être positionnée selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'avancement (X) du véhicule. 5. Ensemble de face avant de véhicule comprenant un élément (1) selon la revendication 4, ainsi qu'une peau de bouclier 3047222 14 (2) configurée pour recouvrir l'extrémité évasée de la portion de poutre creuse (5) une fois la peau de bouclier (2) assemblée sur l'élément (1) formant grille. 6. Ensemble de face avant de véhicule selon la 5 revendication 5, l'élément (1) portant sur au moins une portion du pourtour de l'extrémité évasée de la portion de poutre creuse (5), une rainure (16) -respectivement une nervure-, complémentaire d'une nervure -respectivement d'une rainure- ménagée sur la face arrière de la peau de bouclier (2). 10 7. Ensemble de face avant de véhicule comprenant un élément (1) selon la revendication 4, ainsi qu'une traverse avant (7) configurée pour être monté face à la portion de surface plane (15). 8. Ensemble de face avant de véhicule selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, ou selon la revendication 7 15 combinée avec l'une des revendications 5 ou 6, comportant au moins deux desdits caissons (5) disposés symétriquement de part et d'autre d'un plan médian longitudinal vertical du véhicule 9. Ensemble de face avant de véhicule selon la revendication 8, dans lequel l'élément comprend deux desdits 20 caissons (5), chaque caisson étant formé par des portions de parois d'épaisseur sensiblement constante (a), et l'élément comprend entre les caissons, reliant les caissons, au moins une portion de surface de liaison (12) transversale au véhicule. et d'épaisseur de paroi (A) supérieure ou égale à l'épaisseur de paroi (a) des caissons (5). 25 10. Véhicule équipé d'une grille de calandre moulée formée d'une seule pièce avec deux portions formant portion de poutre creuse (5) à contour fermé autour d'un axe intérieur (xx') de la portion de poutre sensiblement parallèle à l'axe d'avancement (X) du véhicule, chacune des portion de poutre creuse (5) étant montée 30 de manière à être recouverte à l'avant par une peau (2) de bouclier 3047222 15 avant, et de manière à faire face sur son arrière, à une traverse avant (7) du véhicule.