Brevet FR3038875A1 — publié le 20170120

Poutre de pare-chocs munie d'une cavité au moins en partie délimitée par de la matière plastique de la traverse de poutre de pare-chocs Domaine technique de l'invention L'invention concerne le domaine de l'automobile. L'invention a pour objet plus particulièrement une poutre de pare-chocs pour véhicule automobile. État de la technique Les véhicules automobiles sont généralement équipés d'une poutre de pare-chocs avant et/ou arrière dont la fonction est d'absorber et de répartir les efforts en cas de chocs en vue de protéger les longerons du véhicule automobile. 20 Dans le contexte actuel, on cherche à diminuer le poids des véhicules automobiles. La diminution du poids permet notamment de limiter la consommation du véhicule automobile. Cependant, il ne faut pas que cette diminution de poids entraîne une fragilité du véhicule vis-à-vis de 25 l'absorption de chocs en cas d'accident. En ce sens, il existe un besoin de recherche de gain de poids sur les véhicules automobiles tout en conservant un bon compromis quant aux prestations entre choc frontal et/ou arrière et petit choc pour faciliter les 30 réparations du véhicule automobile. 10 15 3038875 2 Le document FR2829734 décrit une poutre de pare-chocs munie d'une traverse et d'absorbeurs de chocs. La traverse conserve une partie métallique pouvant être recouverte par surmoulage avec de la matière 5 plastique alors que les absorbeurs peuvent comporter de la matière plastique. Cette solution n'est pas convenable car coûteuse. En outre, la présence d'un profilé métallique en tant qu'élément de rigidification alourdi la poutre de pare-chocs. Objet de l'invention Le but de la présente invention est de proposer une solution qui remédie aux inconvénients listés ci-dessus. On tend vers ce but en ce que la poutre de pare-chocs pour véhicule automobile comprend au moins une cavité (6) et une traverse (2), et en ce qu'au moins une partie de la surface interne de ladite au moins une cavité est délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse. Notamment, la traverse est obtenue par moulage assisté par injection de fluide de sorte à former au moins une partie de ladite au moins une 25 cavité. Avantageusement, la poutre comporte deux absorbeurs de chocs disposés respectivement au niveau de deux extrémités longitudinales opposées de la traverse. 3038875 3 Notamment, ladite au moins une cavité comporte un premier tronçon s'étendant dans la traverse, un deuxième tronçon s'étendant dans l'un des deux absorbeurs de chocs et un troisième tronçon s'étendant dans l'autre des deux absorbeurs de chocs. 5 Selon une réalisation, les deuxième et troisième tronçons présentent chacun une section de dimensions différentes par rapport aux dimensions de la section du premier tronçon. La poutre peut être formée d'une pièce monolithique, notamment obtenue par moulage assisté par injection de fluide de sorte à former 10 ladite au moins une cavité. De préférence, ladite au moins une cavité est fermée. L'invention est aussi relative à un procédé de fabrication d'une poutre de pare-chocs comprenant les étapes suivantes : - la fourniture d'un moule dont une surface intérieure délimite au 15 moins la forme souhaitée d'une traverse de la poutre de pare- chocs, - une injection de matière plastique dans le moule, - une injection d'un fluide dans le moule de telle sorte à provoquer un déplacement d'au moins une partie de la matière plastique 20 injectée sur la surface intérieure du moule pour former ladite traverse d'où il résulte qu'au moins une partie d'une surface interne d'au moins une cavité de la poutre de pare-chocs est 3038875 4 délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse. En particulier, l'étape d'injection du fluide peut comporter l'injection d'un gaz ou d'un liquide, notamment de l'eau. 5 L'invention est aussi relative à un véhicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs telle que décrite ou obtenue selon le procédé tel que décrit. Description sommaire des dessins 10 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue globale en perspective d'une poutre de 15 pare-chocs selon une mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 est une vue centrée sur une extrémité longitudinale d'une traverse de la poutre de pare-chocs, - la figure 3 illustre en perspective une coupe partielle de la figure 2 selon un plan de coupe horizontal, 20 - la figure 4 illustre en perspective une coupe partielle de la figure 2 selon un plan de coupe vertical. Description de modes préférentiels de l'invention La simple utilisation d'une matière plastique ne permet pas de résoudre des problèmes de raideur, de robustesse et de choc que peut subir une 3038875 5 traverse avant ou arrière en cas de choc, ceci est notamment dû à l'écart du module d'Young. En ce sens, il est proposé ici d'utiliser un corps creux dont au moins une partie de surface interne est en matière plastique. La poutre de pare-chocs décrite ci-après diffère notamment de l'art antérieur en ce qu'elle comporte une traverse dont au moins un tronçon longitudinal délimite au moins une partie d'une cavité dont la surface interne est en matière plastique. La ou les cavités décrites dans la présente description sont calculées de sorte que leurs formes et dimensions participent à l'absorption de chocs au niveau de la poutre de pare-chocs. 15 Comme l'illustrent les figures 1 à 4, une poutre de pare-chocs 1 pour véhicule automobile comprend une traverse 2. Le rôle de la traverse 2 est de répartir les efforts en cas de choc appliqué au pare-chocs. En ce sens, il est connu de l'homme du métier que lorsque l'on parle d'une traverse 2 de poutre de pare-chocs 1, il s'agit d'un élément allongé selon 20 une direction transversale au véhicule automobile lorsque ladite poutre de pare-chocs est montée au véhicule automobile. Plus particulièrement, le rôle de la poutre de pare-chocs 1 est d'absorber certains chocs pour protéger les longerons du véhicule automobile. En ce sens, si un choc n'est pas trop important, la structure même du véhicule automobile reste 25 intacte et seule la poutre de pare-chocs 1 sera à changer. En particulier, la poutre de pare-chocs 1 comporte deux absorbeurs de chocs 3a, 3b disposés respectivement au niveau de deux extrémités longitudinales E1, E2 (figure 1) opposées de la traverse 2. 5 10 3038875 6 Par « disposé au niveau de deux extrémités », on entend que les absorbeurs de chocs 3a, 3b sont plus proches des extrémités longitudinales de la traverse 2 que le centre de la traverse 2 situé à équidistance desdites deux extrémités longitudinales E1, E2. 5 Par ailleurs, chaque absorbeur de chocs 3a, 3b peut comporter une platine 4a, 4b destinée à l'assemblage de la poutre de pare-chocs 1 à un longeron du véhicule automobile. 10 Chaque absorbeur de chocs 3a, 3b peut en outre comporter un élément 5a, 5b configuré de sorte à se déformer en cas de chocs de force prédéterminée. Chaque élément 5a, 5b s'étend entre la platine 4a, 4b correspondante et la traverse 2. 15 De préférence, les éléments 5a et 5b s'étendent de manière sensiblement perpendiculaire à la traverse 2, et viennent au prolongement de longerons (non représentés) du soubassement du véhicule. 20 De manière générale, la poutre de pare-chocs 1 comporte au moins une cavité 6 (visible en figures 3 et 4). Au moins une partie 7 de la surface interne de ladite au moins une cavité 6 est délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse 2. Autrement dit, la cavité 6 est délimitée au moins en partie par la traverse 2, c'est-à-dire 25 que la cavité 6 s'étend sur au moins une partie dans un tronçon longitudinal de la traverse 2 situé entre les deux extrémités E1, E2 de la traverse 2. De manière générale, la matière plastique visée dans la présente 30 description peut être un polymère de type polypropylène ou polyamide. 3038875 7 L'utilisation d'un tel matériau permet de rester dans un coût raisonnable d'allègement d'un véhicule automobile. De préférence, ladite au moins une cavité 6 est fermée. Cette fermeture 5 de la cavité 6 permet une augmentation de la raideur de la poutre de pare-chocs. Selon le procédé d'obtention de la cavité, il peut subsister une ouverture à chaque extrémité de la traverse. Ainsi, la fermeture de la cavité 6 peut être réalisée par des cloisons de fermeture disposées au niveau de chacune des extrémités libres de la traverse 2. De telles 10 cloisons de fermeture peuvent être réalisées par surmoulage de la traverse 2. La cavité 6 peut en outre comprendre au moins une autre cloison transversale (non représentée) afin de créer une rigidification 15 complémentaire destinée à augmenter localement la tenue de la traverse 2 à la déformation lors d'un choc. Chaque cloison transversale peut être obtenue lors de l'opération de moulage de la traverse 2. Selon une variante de réalisation non représentée, du fait que la poutre 20 de pare-chocs est fermée, l'injection d'un matériau peut être réalisée afin de modifier le comportement de la poutre à la déformation. A titre d'exemple, un tel matériau pourrait être une mousse expansive injectée à l'intérieur de chaque cavité 6 préalablement à sa fermeture. 25 Selon une réalisation, la traverse 2 est obtenue par moulage assisté par injection de fluide de sorte à former au moins une partie de ladite au moins une cavité 6. De préférence, l'ensemble de la poutre de pare-chocs 1 est obtenu par moulage assisté par injection de fluide, ainsi chaque cavité 6 présente dans la poutre de pare-chocs est le résultat du moulage assisté par injection de fluide. 3038875 8 L'utilisation de la matière plastique permet, en combinaison avec la technique du moulage assisté par injection de fluide, d'obtenir une pièce à coût faible via un procédé de fabrication simple. 5 Le moulage assisté par injection de fluide est une technique particulière d'obtention de pièce creuse en plastique. Une pièce (ici la traverse 2 ou la poutre de pare-chocs 1) obtenue en utilisant les techniques de moulage assisté par injection de fluide est clairement identifiable si l'on réalise une coupe de ladite pièce. En effet, au niveau de la cavité 6, les 10 parois la définissant sont sensiblement de même épaisseur et présentent un aspect de surface caractéristique identifiable par l'homme du métier. Le fluide injecté lors du moulage peut être un liquide, notamment de l'eau, un gaz, du CO2, etc. 15 L'utilisation d'une telle technique permet d'augmenter significativement la raideur de la pièce associée (la traverse 2 ou la poutre de pare-chocs 1) sans avoir recours à des pièces métalliques additionnelles comme dans l'art antérieur qui viendraient pénaliser le coût. Cette technique ne sera pas décrite ici en détails car bien que jamais 20 utilisée pour former une traverse 2 de poutre de pare-chocs 1, ou plus généralement la poutre de pare-chocs 1, il s'agit d'une technique connue. En résumé, cette technique prévoit l'utilisation d'un moule dans lequel sont injectés une matière plastique et un fluide permettant de plaquer la matière plastique injectée contre la surface interne du moule tout en 25 générant la (ou les) cavité 6 souhaitée. Il en résulte qu'un objet de l'invention est aussi relatif à un procédé de fabrication d'une poutre de pare-chocs 1. Ainsi, le procédé de fabrication d'une poutre de pare-chocs 1 peut comprendre les étapes suivantes : la 3038875 9 fourniture d'un moule dont une surface intérieure délimite au moins la forme souhaitée d'une traverse 2 de la poutre de pare-chocs 1 ; une injection de matière plastique dans le moule ; une injection d'un fluide dans le moule de telle sorte à provoquer un déplacement d'au moins une 5 partie de la matière plastique injectée dans le moule sur la surface intérieure du moule pour former ladite traverse 2 d'où il résulte qu'au moins une partie d'une surface interne d'au moins une cavité 6 de la poutre de pare-chocs est délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse 2. 10 La matière plastique injectée peut se présenter sous la forme d'un liquide ou d'une matière ductile de sorte à permettre son déplacement adéquat au sein du moule. 15 En particulier, le moule peut être tel qu'il permet après l'injection de la matière plastique et l'injection du fluide d'obtenir une pièce monolithique formant la poutre de pare-chocs 1. Ainsi, la surface intérieure du moule peut délimiter la poutre de pare-chocs 1. Autrement dit, de manière plus générale en liaison ou non avec la technique de moulage précitée, la 20 poutre de pare-chocs peut être une pièce monolithique en plastique, c'est-à-dire dépourvue de matière métallique. Une telle pièce monolithique présente l'avantage d'un gain de temps en terme d'assemblage. Une telle poutre de pare-choc peut être réalisée à partir d'un matériau composite afin d'en augmenter sa tenue à la déformation, 25 tout du moins pour ce qui concerne la traverse 2 dont la fonction première est de transmettre l'effort d'un choc du véhicule contre un obstacle à des absorbeurs de chocs. En ce sens, lesdites étapes du procédé de fabrication peuvent être 30 configurées de telle sorte que la poutre de pare-chocs 1 décrite dans la 3038875 10 présente description, et quel que soit le mode de réalisation associé, puisse être fabriquée. Il a été décrit ci-avant la cavité 6. La cavité 6 peut cheminer dans la 5 poutre de pare-chocs 1 à la manière d'une veine. Bien entendu, il est possible de multiplier le nombre de cavités 6. Ces cavité 6 peuvent alors être de forme générale sensiblement identique et incluses dans des plans parallèles distincts et parallèles à un plan de référence représentatif du plan horizontal du véhicule automobile lorsque la poutre 10 de pare-chocs 1 est assemblée au reste du véhicule automobile reposant sur le sol via ses roues. Le nombre de cavité 6 dans la poutre de pare-chocs reliant partiellement ou totalement les absorbeurs peut être variable en fonction du résultat 15 souhaité. Sur les figures 1 à 4 on en compte deux, qui relient la platine gauche de l'absorbeur de gauche à la platine droite de l'absorbeur de droite. De préférence, les cavités 6 sont mutuellement reliées l'une à l'autre par 20 l'intermédiaire d'au moins une cloison de liaison réalisée par l'opération de moulage de la poutre de pare-chocs. Dans le mode de réalisation des figures, une cloison de liaison s'étend verticalement entre les deux cavités 6 parallèles, le long de la traverse 2. Afin de transférer l'effort d'un choc d'une cavité 6 à l'autre cavité 6 qui lui est directement adjacente, la 25 cloison de liaison est de section prédéterminée. La cloison de liaison peut en outre comprendre des nervures de rigidification (non représentées). Selon une réalisation particulière illustrée en figure 3 et 4, ladite au moins une cavité 6 comporte un premier tronçon T1 (figure 3) s'étendant dans 30 la traverse 2, un deuxième tronçon T2 s'étendant dans l'un des deux 3038875 11 absorbeurs de chocs 3b et un troisième tronçon (non visible) s'étendant dans l'autre des deux absorbeurs de chocs. Préférentiellement, la cavité 6 est telle que les deuxième et troisième tronçons de ladite cavité 6 débouchent dans le premier tronçon, 5 notamment entre les extrémités El et E2 de la traverse 2. De préférence, les deuxième et troisième tronçons de la cavité 6 présentent chacun une section de dimensions différentes par rapport aux dimensions de la section du premier tronçon de la cavité 6. 10 De préférence, les deuxième et troisième tronçons de l'une des deux cavités 6 adjacentes et parallèles sont reliés respectivement à des deuxième et troisième tronçons de l'autre des deux cavités 6 par deux parois de liaison de telle sorte que chaque ensemble ainsi formé des deuxièmes tronçons de deux cavités adjacentes avec lesdites parois de 15 liaison correspondantes définissent un corps de section transversale sensiblement circulaire et de sorte que les troisièmes tronçons de deux cavités adjacentes avec lesdites parois de liaison correspondantes définissent un corps de section transversale sensiblement circulaire. De préférence, les deuxième et troisième tronçons de ladite cavité 6 20 présentent chacun une première extrémité longitudinale ouverte débouchant dans le premier tronçon et une deuxième extrémité longitudinale opposée à la première extrémité longitudinale fermée par la platine 4a, 4b correspondante destinée au montage de la poutre de pare-chocs 1 à un longeron correspondant du véhicule automobile. 25 Le fait que la deuxième extrémité longitudinale de chacun des deuxième et troisième tronçons est fermée permet une tenue à la déformation de 3038875 12 ces extrémités ainsi qu'une répartition homogène de l'effort d'un choc contre chaque platine. Sur la figure 3, la coupe réalisée montre le parcours de la cavité (ou 5 veine fluide dans le domaine lorsque le procédé de moulage assisté par injection de fluide est utilisé) au sein de la poutre de pare-chocs 1. La transition entre la zone Z1 de traverse 2 et la zone Z2 de chaque absorbeur 3b, c'est-à-dire l'interface entre le premier tronçon et les deuxième et troisième tronçons, peut être traitée de façon plus ou moins 10 franche selon une augmentation ou une diminution des valeurs de rayon, et ainsi permettre une mise au point en choc. Ainsi la conformation de la transition est assujettie à l'absorption d'énergie déterminée pour le véhicule considéré. 15 La section du corps creux comprenant ladite au moins une cavité est dite fermée. Cette géométrie fermée permet un très bon travail en flexion de la traverse 2 en choc frontal ou arrière. Autrement dit, on considère que selon les directions d'extensions de la cavité 6 les sections de la poutre englobant ladite cavité sont fermées. 20 Un autre avantage de la technologie d'injection décrite est qu'elle permet d'intégrer un certain nombre de fonctions de type absorbeur ou de type fixation d'un élément rapporté (tel un avertisseur sonore, un anneau de remorquage, un déflecteur aérodynamique, etc.). 25 L'invention est bien entendu aussi relative à un véhicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs 1 telle que décrite ou obtenue selon le procédé de fabrication tel que décrit. REVENDICATIONS1. Poutre de pare-chocs (1) pour véhicule automobile comprenant au moins une cavité (6) et une traverse (2), caractérisée en ce qu'au moins une partie (7) de la surface interne de ladite au moins une cavité (6) est délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse (2). 2. Poutre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la traverse (2) est obtenue par moulage assisté par injection de fluide de sorte à former au moins une partie de ladite au moins une cavité (6). 3. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte deux absorbeurs de chocs (3a, 3b) disposés respectivement au niveau de deux extrémités longitudinales opposées (E1, E2) de la traverse (2). 4. Poutre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite au moins une cavité (6) comporte un premier tronçon (T1) s'étendant dans la traverse (2), un deuxième tronçon (T2) s'étendant dans l'un des deux absorbeurs de chocs (3a, 3b) et un troisième tronçon s'étendant dans l'autre des deux absorbeurs de chocs. 5. Poutre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxième et troisième tronçons présentent chacun une section de dimensions différentes par rapport aux dimensions de la section du premier tronçon. 3038875 14 6. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est formée d'une pièce monolithique, notamment obtenue par moulage assisté par injection de fluide de sorte à former ladite au moins une cavité. 5 7. Poutre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite au moins une cavité (6) est fermée. 8. Procédé de fabrication d'une poutre de pare-chocs (1) comprenant les étapes suivantes : - la fourniture d'un moule dont une surface intérieure délimite au 10 moins la forme souhaitée d'une traverse (2) de la poutre de pare- chocs (1), - une injection de matière plastique dans le moule, - une injection d'un fluide dans le moule de telle sorte à provoquer un déplacement d'au moins une partie de la matière plastique 15 injectée sur la surface intérieure du moule pour former ladite traverse (2) d'où il résulte qu'au moins une partie d'une surface interne d'au moins une cavité (6) de la poutre de pare-chocs (1) est délimitée par de la matière plastique d'un tronçon longitudinal de la traverse (2). 20 9. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape d'injection du fluide comporte l'injection d'un gaz ou d'un liquide, notamment de l'eau. 3038875 15 10. Véhicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs selon l'une des revendications 1 à 7 ou obtenue selon le procédé des revendications 8 à 9.