Brevet FR3037019A1 — publié le 20161209

DISPOSITIF D'ABSORPTION DE CHOCS POUR STRUCTURE AVANT OU ARRIERE D'UN VEHICULE ET VEHICULE EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif d'absorption de chocs pour structure avant ou arrière d'un véhicule, par exemple d'un véhicule automobile. L'invention concerne également un véhicule équipé d'un tel dispositif. La structure avant ou arrière d'un véhicule automobile présente un brancard comportant deux longerons destinés à supporter ensemble un dispositif d'absorption de chocs comprenant une poutre de pare-chocs. Chaque longeron est généralement constitué d'une pièce en acier orientée selon l'axe longitudinal du véhicule et dont l'extrémité avant ou arrière sert de support audit dispositif de sorte à ce que la poutre soit orientée transversalement. Dans les dispositifs d'absorption de chocs concernés par l'invention, un absorbeur de chocs, également appelé «crash box», est intercalé entre les extrémités de chaque longeron et la poutre de pare-chocs afin de protéger la structure du brancard en cas de chocs à faible vitesse. Les absorbeurs de chocs sont des pièces déformables, typiquement en aluminium, associées à la poutre transversale du pare-chocs au niveau de ses extrémités. Ils présentent généralement une partie profilée allongée dans le sens longitudinal qui se déforme par pliages successifs sous l'effet de l'effort de compression générée par le choc, selon un mode de déformation appelé « bottelage ». Un exemple de dispositif d'absorption de chocs connu est donné par le document W02014/207544. Lors d'un choc frontal à très faible vitesse, la poutre de pare-chocs et les absorbeurs de chocs vont se déformer dans le domaine élastique et reprendre leur position initiale sans détérioration. Lorsque le choc se produit à plus grande vitesse, sans pour autant être très importante, par exemple de l'ordre de 10-15 km/heure, le pare-chocs et les absorbeurs de chocs subissent une déformation plastique qui permet d'absorber au moins en partie l'énergie du choc. Cette absorption d'énergie permet de préserver le reste de la structure du véhicule tant que l'on reste en dessous du seuil de réparabilité. Au-delà de ce seuil, la structure du brancard est endommagée sous l'effet du choc. On comprend qu'un tel dispositif, placé en porte à faux, doit s'écraser de manière stable pour absorber un maximum d'énergie et transmettre harmonieusement les efforts au brancard. De tels dispositifs d'absorption de chocs sont donc sensibles aux efforts de cisaillement et aux moments de flexion. 3037019 2 Le compartiment moteur ou de coffre à proximité du dispositif d'absorption de chocs peut être amené à accueillir de nouveaux éléments tels que par exemple un module d'entrée d'air en partie avant du véhicule. L'implantation de nouveaux éléments au sein d'une architecture déjà contrainte peut générer des problèmes d'encombrement stérique notamment en relation 5 avec le dispositif d'absorption de chocs. L'invention a pour objectif d'apporter une solution à la problématique d'implantation de nouveaux éléments, en proposant un nouveau dispositif d'absorption de chocs qui facilite cette implantation tout en conservant ses propriétés d'absorption énergie en cas de choc. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'absorption de chocs pour structure avant ou 10 arrière de véhicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs aux extrémités de laquelle sont fixés des absorbeurs de chocs, remarquable en ce que ladite poutre de pare-chocs présente une hauteur inférieure à celle des absorbeurs de chocs. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : 15 La poutre de pare-chocs et les absorbeurs de chocs comprenant chacun une face inférieure, le dispositif est remarquable en ce que la poutre de pare-chocs et les absorbeurs de chocs sont alignés selon l'axe vertical par leurs faces inférieures. Le dispositif d'absorption de chocs est asymétrique selon un plan horizontal. La hauteur de la poutre de pare-chocs est de 0.5 à 0.8 fois la hauteur des absorbeurs 20 de chocs. Au moins un des absorbeurs de chocs présente à une de ses extrémités une encoche dans laquelle se loge la poutre de pare-chocs, ladite encoche étant configurée pour que l'absorbeur de chocs se superpose en partie à la poutre de pare-chocs selon l'axe vertical. De préférence tous les absorbeurs de chocs présentent 25 une telle encoche. L'encoche est dimensionnée pour contenir la poutre de pare-chocs de sorte à ce que l'absorbeur de chocs se superpose en partie à la poutre de pare-chocs selon l'axe vertical sur toute la largeur de la poutre de pare-chocs. La poutre de pare-chocs se présente sous forme d'un profilé de section rectangulaire 30 ou carrée incluant une paroi inférieure, une paroi supérieure et au moins une paroi verticale. La paroi inférieure de la poutre de pare-chocs présente une résistance mécanique inférieure à celle des autres parois au moins au niveau des absorbeurs de chocs. La paroi inférieure de la poutre de pare-chocs présente une ouverture au niveau des absorbeurs de chocs. 3037019 3 La paroi inférieure de la poutre de pare-chocs présente une épaisseur inférieure à celle des autres parois. La poutre de pare-chocs présente deux ouvertures symétriquement disposées de part et d'autre du centre de la poutre pris selon sa longueur, entre les absorbeurs de 5 chocs et pratiquées sur l'une des parois verticales ou sur la paroi supérieure de ladite poutre de pare-chocs, de préférence les ouvertures sont pratiquées à proximité des absorbeurs de chocs. Les absorbeurs de chocs présentent au moins une entaille sur leur surface. Le dispositif d'absorption de chocs est un dispositif d'absorption de chocs pour 10 structure avant de véhicule automobile. L'invention a également pour objet un véhicule remarquable en ce qu'il présente un dispositif d'absorption de chocs tels que défini ci-dessus selon toutes ses variantes. Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste selon un premier aspect à proposer une poutre de pare-chocs dont la hauteur est 15 réduite par rapport aux poutres de l'art antérieur. Cette configuration permet de générer un espace supplémentaire pour l'insertion de nouveaux éléments tels qu'un module d'entrée d'air en partie avant du véhicule. L'espace généré est d'autant plus important lorsque la poutre est disposée décentrée par rapport aux absorbeurs, par exemple en les alignant verticalement par leur face inférieure. La capacité d'absorption d'énergie des absorbeurs 20 n'est pas modifiée puisqu'ils conservent leur taille initiale. Selon un second aspect, l'invention consiste à proposer un dispositif qui est asymétrique selon un plan horizontal mais dans lequel la déformation des absorbeurs est néanmoins maîtrisée. L'invention est remarquable en ce qu'elle offre la possibilité d'une déformation de la face inférieure de la poutre au niveau des absorbeurs, ce qui leur permet de s'écraser de 25 manière stable et donc d'absorber de manière optimale l'énergie des chocs. L'invention permet également un découplage de la torsion de la poutre par des ouvertures pratiquées sur la poutre entre les absorbeurs, ce qui contribue à leur stabilité en limitant les perturbations dues au dégalbage de la poutre. Enfin, l'invention va permettre aux absorbeurs d'absorber à la fois l'énergie en provenance de la poutre de pare-chocs et celle en 30 provenance du pare-chocs, en permettant audit absorbeur de coopérer directement avec le pare-chocs en plus de sa coopération avec la poutre de pare-chocs, par une superposition d'une partie des absorbeurs à la poutre selon un axe vertical. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui sui donnée à titre d'exemple en référence à la planche de 35 dessins annexée sur laquelle : 3037019 4 la figure 1 est une vue en perspective vue de dessus d'un dispositif d'absorption de chocs selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective vue de dessous d'une zone de jonction entre un absorbeur et la poutre d'un dispositif selon l'invention ; 5 la figure 3 est une vue en perspective vue de dessus d'une zone de jonction entre un absorbeur et la poutre d'un dispositif selon l'invention. Dans la description qui suit les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule. Ainsi, lorsque le dispositif d'absorption de chocs est situé à l'avant d'un véhicule, la face avant de la poutre entre en 10 contact avec le pare-chocs lors d'un choc de sorte à ce qu'elle se déforme en s'enfonçant vers l'arrière. Dans le cas où le dispositif d'absorption de chocs est disposé au niveau de la structure arrière d'un véhicule, c'est la face arrière de la poutre qui entre en contact avec le pare-chocs en cas de chocs et la déformation générée se fait en direction de l'avant du véhicule. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » 15 selon l'axe vertical. Par ailleurs, la poutre étant disposée transversalement par rapport à l'axe longitudinal du véhicule, la largeur de la poutre de pare-chocs est mesurée selon l'axe longitudinal du véhicule et sa longueur selon l'axe transversal du véhicule. L'invention sera décrite ici en relation avec un dispositif d'absorption de chocs pour structure 20 avant de véhicule mais sera adaptée sans peine par l'homme du métier à un dispositif d'absorption de chocs pour structure arrière de véhicule. On se référera en premier lieu à la figure 1 montrant un dispositif d'absorption de chocs 1 selon l'invention. Ce dispositif 1 comprend une poutre de pare-chocs 3 (ci-après « poutre ») destinée à être placée selon l'axe transversal du véhicule et constituée par un corps creux 25 en acier ou en aluminium. Aux extrémités de la poutre 3 sont fixés des absorbeurs de chocs 5 (ci-après « absorbeurs »). Les absorbeurs 5 sont destinés à s'intercaler entre la poutre 3 et les longerons (non représentés) du brancard du véhicule. A cet effet, ils présentent chacun une platine de fixation 7 à leur extrémité opposée à celle associée à la poutre 3. Les absorbeurs 5 sont des pièces déformables, par exemple en aluminium, destinées à se 30 déformer par bottelage. Selon l'invention, la poutre 3 présente une hauteur inférieure à celle des absorbeurs. Cette diminution de la hauteur de la poutre 3 par rapport aux poutres connues permet d'en diminuer l'encombrement et donc facilite l'implantation d'éléments supplémentaires à proximité de celle-ci. Par exemple, la hauteur de la poutre 3 sera de 0.5 à 0.8 fois la hauteur 35 des absorbeurs 5. De préférence, la hauteur de la poutre 3 est la moitié de la hauteur des 3037019 5 absorbeurs 5. La rigidité de la poutre 3 peut être conservée en jouant sur l'épaisseur de ses parois ou sur la rigidité du matériau dont elle est constituée. Son association avec des absorbeurs 5 de taille supérieure va permettre au dispositif 1 d'absorption de chocs de conserver la capacité d'absorption d'énergie nécessaire à son implantation sur un véhicule. Il 5 offre également une grande adaptabilité au dispositif 1 d'absorption de chocs puisque son installation sur un véhicule ne nécessite pas de modification de son brancard. En effet, la jonction avec celui-ci par le biais des absorbeurs 5 est inchangée par rapport aux dispositifs antérieurs. Selon un mode de réalisation de l'invention, la poutre 3 est en outre décentrée selon la direction verticale par rapport aux absorbeurs 5. Le dispositif d'absorption 1 est donc non symétrique selon un plan XY. De préférence, la poutre 3 et les absorbeurs 5 sont alignés selon l'axe vertical par leurs faces inférieures comme illustré dans notre exemple. De la sorte, le gain de place en partie supérieure de la poutre est maximal. Bien entendu, l'homme du métier pourra choisir d'aligner la poutre et les absorbeurs selon leurs faces supérieures 15 en fonction de la localisation du besoin en place, par exemple si l'ajout d'un élément supplémentaire au sein de l'architecture du véhicule devait se faire sous ladite poutre. De préférence, les absorbeurs 5 présentent à leur extrémité de jonction avec la poutre 3 une encoche 9 dans laquelle se loge ladite poutre 3. Comme illustré sur les figures 1 à 3, on voit qu'une partie ou avancée 11 de chaque absorbeur 5 va alors se superposer selon l'axe 20 vertical à la poutre 3. Avantageusement, l'encoche 9 est configurée pour contenir la poutre 3. Ainsi, l'encoche 9 de l'absorbeur 5 est préférentiellement dimensionnée pour recevoir totalement la poutre 3 selon sa hauteur, de manière à ce que la poutre ne dépasse pas de l'absorbeur 5 vers le bas. Ainsi, leurs faces inférieures sont alignées verticalement. Avantageusement, l'encoche 9 de l'absorbeur 5 est dimensionnée pour recevoir totalement 25 la poutre 3 selon sa largeur. Ainsi, la face avant de l'absorbeur 5 au niveau de son avancée 11 est alignée avec la face avant de la poutre 3 et pourra coopérer directement avec le pare-chocs en cas de collision. On comprend qu'ainsi la déformation de l'absorbeur 5 se fait alors sur toute sa hauteur alors même la poutre 3 à laquelle il est associé ne va lui transmettre des efforts que sur une portion de sa hauteur. 30 La poutre 3 se présente préférentiellement sous forme d'un profilé de section rectangulaire ou carré. A ce titre elle comprend une paroi inférieure 13, une paroi supérieure 15 et au moins une paroi verticale 17. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi inférieure 13 de la poutre 3 présente une résistance mécanique inférieure à celle de ses autres parois (15, 17) au moins au niveau de la zone de jonction entre la poutre 3 et les 35 absorbeurs 5. Ainsi en cas de choc, la paroi inférieure 13 de la poutre 3 pourra se déformer. 3037019 6 Ceci permet d'obtenir plus de stabilité au niveau de la déformation de l'absorbeur 5 et en particulier de limiter les déversements éventuels selon l'axe vertical pouvant être générés par le décentrage de la poutre sur les absorbeurs. L'obtention d'une résistance mécanique sur la paroi inférieure 13 qui est inférieure à celle 5 des autres parois (15, 17) peut être obtenue de différentes façons. De manière préférentielle et comme illustré sur la figure 2, elle est obtenue par la présence d'une ouverture 19 pratiquée dans la paroi inférieure 13 de la poutre 3. Cette ouverture peut éventuellement être débouchante au niveau de l'extrémité de la poutre sur laquelle elle est pratiquée. La longueur et la largeur de l'ouverture seront déterminées sans peine par l'homme du métier 10 en fonction de la déformation recherchée. A titre d'exemple non limitatif de l'invention, la taille d'une telle ouverture peut être de l'ordre 10 x 85 mm. On aura compris que l'ouverture 19 est située sur la poutre 3 de sorte à être placée en face de l'absorbeur auquel elle est associée. La poutre étant reliée à deux absorbeurs, sa face inférieure 13 présentera deux ouvertures sur sa face inférieure 13 symétriquement disposées selon un plan médian à la 15 poutre telle que prise selon son orientation transversale. Une autre possibilité pour obtenir un dispositif dont la poutre a une paroi inférieure moins résistante que ses autres parois est d'utiliser une poutre dons la paroi inférieure est moins épaisse que les autres parois. Cette variante de l'invention est alternative ou complémentaire à la précédente. 20 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur les figures 1 et 3, la poutre 3 présente de manière additionnelle ou alternative, au moins deux ouvertures pratiquées sur l'une des parois verticales 17 ou sur la paroi supérieure 15 de la poutre 3. De préférence ces ouvertures 21 sont plus petites que celles 19 situées sur la face inférieure 13 de la poutre 3 lorsque la poutre 3 présente également de telles ouvertures. A titre d'exemple non limitatif de 25 l'invention la taille de ces ouvertures 21 sera de l'ordre de 10 x 50 mm. Ces ouvertures 21 sont symétriquement disposées de part et d'autre du centre de la poutre pris selon sa longueur, entre les absorbeurs 5. La présence de telles ouvertures 21 va contribuer à une meilleure stabilisation des absorbeurs 5 en cas de déformation et donc à une absorption optimale de l'énergie. En particulier, elles vont permettre de découpler en torsion la partie 30 centrale de la poutre 3 et donc de limiter les perturbations liées aux dégalbage de la poutre 3. C'est pourquoi, les ouvertures 21 sont de préférence pratiquées à proximité des absorbeurs 5. Dans le cadre de l'invention, le fait que les ouvertures soient situés à proximité des absorbeurs signifie que la distance entre un absorbeur et le centre de l'ouverture qui située à proximité de lui est inférieure à la distance entre le milieu de la poutre pris selon sa 35 longueur et le centre de ladite ouverture. 3037019 7 Enfin, de manière optionnelle, au moins une entaille 23 est pratiquée dans la paroi des absorbeurs, par exemple en regard des ouvertures 21 disposées entre les absorbeurs. Ces entailles contribuent à l'obtention d'une déformation homogène des absorbeurs 5. 5 REVENDICATIONS1. Dispositif d'absorption de chocs (1) pour structure avant ou arrière de véhicule automobile comprenant une poutre de pare-chocs (3) aux extrémités de laquelle sont fixés des absorbeurs de chocs (5), caractérisé en ce que ladite poutre de pare-chocs (3) présente une hauteur inférieure à celle des absorbeurs de chocs (5). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, la poutre de pare-chocs (3) et les absorbeurs de chocs (5) comprenant chacun une face inférieure, le dispositif étant caractérisé en ce que la poutre de pare-chocs (3) et les absorbeurs de chocs (5) sont alignés selon l'axe vertical par leurs faces inférieures. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la hauteur de la poutre de pare-chocs (3) est de 0.5 à 0.8 fois la hauteur des absorbeurs de chocs (5). 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'au moins un des absorbeurs de chocs (5) présente à une de ses extrémités une encoche (9) dans laquelle se loge la poutre de pare-chocs (3), ladite encoche (9) étant configurée pour que l'absorbeur de chocs (5) se superpose en partie à la poutre de pare-chocs (3) selon l'axe vertical. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'encoche (9) est dimensionnée pour contenir la poutre de pare-chocs (3) de sorte à ce que l'absorbeur de chocs (5) se superpose en partie à la poutre de pare-chocs (3) selon l'axe vertical sur toute la largeur de la poutre de pare-chocs (3). 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 5, la poutre de pare-chocs (3) se présentant sous forme d'un profilé de section rectangulaire ou carrée incluant une paroi inférieure (13, une paroi supérieure (15) et au moins une paroi verticale (17), le dispositif (1) étant caractérisé en ce que la paroi inférieure (13) de la poutre de pare- chocs (3) présente une résistance mécanique inférieure à celle des autres parois (15, 17) au moins au niveau des absorbeurs de chocs (5). 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, la poutre de pare-chocs (3) se présentant sous forme d'un profilé de section rectangulaire ou carrée incluant une paroi inférieure (13), une paroi supérieure (15) et au moins une paroi verticale (17), le 3037019 9 dispositif (1) étant caractérisé en ce que la paroi inférieure (13) de la poutre de pare-chocs (3) présente une ouverture (19) au niveau des absorbeurs de chocs (5). 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7, la poutre de pare-chocs (3) se 5 présentant sous forme d'un profilé de section rectangulaire ou carrée incluant une paroi inférieure (13), une paroi supérieure (15) et au moins une paroi verticale (17), caractérisé en ce que la paroi inférieure (13) de la poutre de pare-chocs (3) présente une épaisseur inférieure à celle des autres parois (15, 17). 10 9. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 8, la poutre de pare-chocs (3) se présentant sous forme d'un profilé de section rectangulaire ou carrée incluant une paroi inférieure (13), une paroi supérieure (15) et au moins une paroi verticale (17), caractérisé en ce que la poutre de pare-chocs (3) présente deux ouvertures (21) symétriquement disposées de part et d'autre du centre de la poutre pris selon sa 15 longueur, entre les absorbeurs de chocs (5) et pratiquées sur l'une des parois verticales (17) ou sur la paroi supérieure (15) de ladite poutre de pare-chocs (3), de préférence les ouvertures sont pratiquées à proximité des absorbeurs de chocs (5). 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif 20 d'absorption de chocs (1) selon l'une des revendications 1 à 9.