Brevet FR3047455A1 — publié le 20170811

VEHICULE AVEC GLISSIERE DE RENFORT EN CAS DE CHOC FRONTAL AVANT A FAIBLE CHEVAUCHEMENT L'invention s'inscrit dans le domaine automobile et concerne la structure avant d'un véhicule automobile, et le véhicule comprenant une telle structure avant. De nos jours, les véhicules automobiles doivent satisfaire de plus en plus d'exigences en matière de sécurité, notamment de sécurité passive. Les moyens mis en oeuvre doivent notamment permettre de protéger les occupants d'un véhicule, par exemple lors d'un choc frontal à haute vitesse. Ils doivent également permettre de maîtriser les coûts de réparation du véhicule lors d'un choc dit urbain, c'est-à-dire à faible vitesse. Enfin ils doivent permettent de limiter autant que possible le caractère agressif que peut présenter le véhicule, en particulier vis-à-vis des piétons et donc réduire la présence de points durs sous-capot et les risques de blessures graves au niveau des jambes. Par ailleurs, pour des raisons écologiques et économiques, un allègement de la masse 15 globale du véhicule est également recherché. Afin de montrer sa conformité aux nombreuses réglementations, notamment en matière de sécurité, un véhicule doit subir de nombreux tests et procédures d'essais. Les réglementations pouvant varier d'un pays ou d'un continent à l'autre, les solutions apportées pour satisfaire ces tests doivent préférentiellement être adaptables aux différentes situations 20 rencontrées. Ainsi en Europe, il est connu d'effectuer des tests en choc frontal avant avec un schéma de recouvrement de 40% de la largeur du véhicule par une barrière, ces tests sont dits à recouvrement modéré (ou « Moderate Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation »). Dans une telle configuration, le brancard avant du véhicule ainsi que la pièce de renfort avant côté 25 habitacle (constituant une troisième voie de transmission d'efforts) sont sollicités. C'est pourquoi ces pièces sont dimensionnées pour faire face aux exigences de ce protocole d'essai. En Chine, le protocole de tests en choc frontal est dit à faible chevauchement (ou « Small Overlap Frontal Crashworthiness Evaluation »). Selon ce test, une barrière vient heurter le 30 véhicule en recouvrant 25% de sa largeur en partant d'un des côtés du véhicule. Dans une telle configuration, le brancard avant n'est plus sollicité, mais la pièce de renfort avant côté habitacle le reste. Le comportement des véhicules actuels n'est pas entièrement satisfaisant et nécessite d'être amélioré pour répondre aux exigences de ce test. 3047455 2 Par ailleurs, il serait intéressant que les solutions apportées n'impactent pas le style du véhicule, et/ou n'endommagent pas ses performances en matière de choc piéton. Enfin, il serait intéressant que les solutions apportées aient un impact le moins important possible concernant la masse du véhicule. 5 L'invention a pour objectif d'apporter une solution à au moins un des inconvénients de l'art antérieur, en proposant un véhicule présentant au moins un élément de renfort latéral de la structure avant d'un véhicule qui soit léger, qui n'impacte pas le style du véhicule et qui n'affecte pas son comportement en termes de choc piéton. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule présentant une structure de face avant comprenant de chaque côté un brancard avant et une pièce de renfort avant côté habitacle remarquable en ce qu'il comprend en outre au moins une glissière fixée entre le brancard avant et la pièce de renfort avant côté habitacle. 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 glissière comprend au moins un rail comprenant deux extrémités et relié par une de ses extrémités à la pièce de renfort avant côté habitacle en prolongement de celle-ci Le brancard avant comprend une partie avant reliée à la poutre de pare-chocs qui est configurée pour pouvoir se déformer par bottelage et une partie arrière qui est reliée 20 d'une part aux supports moteur et d'autre part au berceau du véhicule, et qui présente une rigidité supérieure à celle présentée par la partie avant, le véhicule est remarquable en ce que la glissière est fixée sur la partie arrière du brancard avant, de préférence au moyen d'au moins un pied formant un retour. Le véhicule présente un élément de passage de roue disposé latéralement au 25 brancard avant et se prolongeant vers l'avant du véhicule jusqu'à la partie avant du brancard avant, le véhicule est remarquable en ce que la glissière est fixée sur la partie arrière du brancard avant au moyen d'une pièce intermédiaire de renfort disposée au niveau de l'élément de passage de roue. La pièce intermédiaire de renfort se présente sous forme d'équerre s'étendant vers 30 l'arrière. La glissière est dimensionnée pour s'étendre depuis la pièce de renfort avant côté habitacle en direction de la face avant du véhicule, de préférence jusqu'à l'extrémité avant du brancard avant. La glissière comprend un rail et un pied. 3047455 3 Au moins un rail est dimensionné pour s'étendre depuis la pièce de renfort avant côté habitacle en direction de la face avant du véhicule, de préférence jusqu'à l'extrémité avant du brancard avant. Au moins un rail se présente sous forme de tige de section circulaire. 5 Au moins un rail est courbé depuis la pièce de renfort avant côté habitacle en direction du brancard avant. Au moins un pied relie la partie arrière du rail au brancard avant. La glissière est en matériau métallique ou en matériau composite éventuellement renforcé avec des fibres de carbone, de préférence la glissière est en matériau métallique Le véhicule comprend des projecteurs avant et la glissière est configurée pour passer sous les projecteurs avant. L'invention concerne également une glissière telle que définie plus haut destinée à être fixée entre le brancard avant et la pièce de renfort avant côté habitacle de la structure avant d'un 15 véhicule. Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste à apporter un élément de renfort latéral qui s'étend vers l'avant du véhicule tout en étant fixé sur deux éléments rigides de la structure avant du véhicule. La glissière va permettre un glissement latéral de la barrière ou de tout autre objet entrant en collision avec 20 le véhicule, tout en incitant le véhicule à un léger déplacement sur le côté. Les efforts sont transmis au brancard avant qui n'aurait été sollicité sans cela, de préférence au niveau de sa partie rigide. L'invention est remarquable en ce qu'elle permet un gain de masse par rapport à une solution de renforcement de la structure. De plus, elle n'impacte pas le style du véhicule car la glissière est configurée pour passer sous les projecteurs avants, ce qui lui 25 permet également de ne pas générer de point durs sous capot qui pourrait dégrader son comportement en cas de choc piéton. Il est connu du document US 8,596,711 un élément de renfort relié par une de ses extrémités à la pièce de renfort avant côté habitacle et par son autre extrémité à une poutre transversale. La glissière selon l'invention se différencie de cet art antérieur par sa fixation 30 au brancard, et par le fait de passer les projecteurs avant ce qui lui permet de ne pas avoir de conséquences sur le style du véhicule et donc de pouvoir être implantée sur différents modèles de véhicules. Par ailleurs le fait de ne pas nécessiter la présence d'une poutre transversale permet également un gain en masse par rapport à cet art antérieur. 3047455 4 L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective d'une glissière selon l'invention fixée entre le 5 brancard avant et la pièce de renfort avant côté habitacle, et la figure 2 est une vue de haut d'une glissière selon l'invention fixée entre le brancard avant et la pièce de renfort avant côté habitacle. Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le véhicule. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». De même, les termes « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l'axe vertical. On rappelle que la structure avant d'un véhicule automobile, et notamment la voie basse, 15 comprend un berceau supportant la suspension avant du véhicule et une poutre de pare- chocs transversale, ou poutre basse, reliée à chacune de ses extrémités au berceau par une prolonge s'étendant vers l'avant du véhicule selon une direction sensiblement horizontale. Cette prolonge de berceau est également appelée « brancard avant » 1. Les brancards avant 1 jouent le rôle d'éléments absorbeurs d'énergie et participent aux prestations du 20 véhicule en termes de choc piéton et de choc urbain en tant qu'éléments destinés à transmettre les efforts reçus. Les brancards avant 1 sont généralement formés par un corps longitudinal creux en acier ou en aluminium relié à ses extrémités respectivement d'une part au berceau et aux supports moteur, et d'autre part à la poutre transversale de pare-chocs. La poutre de pare-chocs est 25 en effet reliée au niveau de chacune de ses extrémités aux brancards avant au moyen de platines de fixation 3 disposés aux extrémités des dits brancards 1. Généralement la fixation par l'intermédiaire absorbeurs de chocs (non représentés) disposés entre lesdites platines 3 et la poutre de pare-chocs. En cas de choc frontal, chaque brancard 1 va participer à l'amortissement du choc. En 30 particulier la partie avant 5 des brancards est configurée pour pouvoir se déformer par pliage ou par écrasement contrôlé sous forme d'ondulations successives selon l'axe longitudinal (ou bottelage) et peut présenter à cet effet une succession de nervures 7 de déformation. Le caractère déformable de la partie avant 5 des brancards avant 1 contribue à l'absorption et à la dissipation de l'énergie engendrée par le choc. La partie arrière 9 des brancards (à savoir 3047455 5 la partie reliée au berceau) présente une rigidité supérieure à la celle de la partie avant 5 et joue un rôle de transmission d'efforts en direction du berceau. Dans l'exemple de réalisation ici décrit, la partie avant 5 du brancard s'étend depuis la platine de fixation 3 jusqu'à un élément 11 de passage de roue. 5 Les efforts générés par un choc frontal sont également transmis à la superstructure du véhicule (comprenant l'auvent et le pied avant - non représentés) par le biais d'une pièce de renfort avant côté habitacle 13 également nommée « troisième voie d'effort ». Selon l'invention, le véhicule va comprendre en outre au moins une glissière 15 fixée entre le brancard avant 1 et la pièce de renfort avant côté habitacle 13. La structure de face avant du véhicule selon l'invention présente de chaque côté un brancard avant 1 et une pièce de renfort avant côté habitacle 13. Le véhicule selon l'invention va donc préférentiellement comprendre deux glissières 15, chacune étant associée à un des brancards avant 1 dudit véhicule. Selon un mode préféré de l'invention, la glissière 15 comprend au moins un rail 17 et préférentiellement au moins un pied 21. Pour la suite de l'exposé, on se référera à un seul rail 17, néanmoins l'invention se rapporte également à une glissière 15 comprenant deux rails 17 ou plus disposés par exemple superposés l'un à l'autre. Une remarque similaire est faite pour les pieds 21. Le rail 17 comprend deux extrémités et est configuré pour se fixer par une de ses extrémités à la pièce 13 de renfort avant côté habitacle en prolongement de celle-ci. A cette fin, l'extrémité arrière du rail 17 présente avantageusement des moyens de fixation 19 à la pièce 13 de renfort avant côté habitacle. La glissière 15 est dimensionnée pour s'étendre depuis la pièce 13 de renfort avant côté habitacle en direction de la face avant du véhicule, de préférence jusqu'à l'extrémité avant du brancard avant 1. L'extrémité avant du rail 17 peut se fixer directement sur le brancard avant 1 du véhicule, lorsque la configuration du véhicule est telle que cette extrémité se fixerait sur la partie arrière 9, rigide, du brancard avant 1. L'homme du métier a en effet avantage à fixer la glissière 15 à la structure du véhicule en deux points. Un de ces points est comme on l'a vu la pièce 13 de renfort côté habitacle. L'autre point de fixation est le brancard avant 1. Ceci permet de transmettre au brancard avant 1 une partie des efforts reçus lors d'un choc frontal dit à faible chevauchement, et donc de le faire participer à l'absorption de l'effort alors qu'il n'est normalement pas sollicité lors de type de chocs. La sollicitation du brancard avant 1 est alors latérale, c'est pourquoi elle doit se faire sur la partie arrière 9 (donc rigide) du brancard avant au risque sinon de le déstabiliser. 3047455 6 De préférence, la glissière 15 est configurée pour que son rail 17 s'avance en direction de la face avant du véhicule jusqu'à se placer latéralement à la partie avant 5, déformable, du brancard avant 1. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la glissière 15 comprend en outre au moins un pied 21 formant un retour et destiné à se fixer sur la partie 5 arrière 9, rigide, du brancard avant 1. Le pied 21 s'étend donc de préférence entre la partie avant du rail 17 et la partie arrière 9 du brancard avant 1. La fixation de la glissière 15 par le biais de son rail 17 ou de son pied 21 au brancard avant 1 peut se faire de manière directe ou indirecte. Dans notre exemple de réalisation, le véhicule présente un élément 11 de passage de roue disposé latéralement au brancard avant 1 et se prolongeant vers l'avant du véhicule jusqu'à la partie avant 5 du brancard avant. On notera que le brancard avant 1 est souvent renforcé au droit devant le passage de roue 11 parce que organes tels que la batterie du véhicule y sont fixés. C'est pourquoi une sollicitation latérale à ce niveau du brancard 1 est possible. Le pied 21 de la glissière 15 est fixé sur la partie arrière du brancard avant 1 au moyen d'une 15 pièce intermédiaire de renfort 23 présentant, de préférence, un renfort supplémentaire (non représenté) derrière le passage de roue. La pièce intermédiaire se présentera alors par exemple sous forme d'équerre 23 s'étendant vers l'arrière. Cette équerre 23 va transmettre les efforts éventuellement reçus depuis le pied de la glissière 15 vers le brancard avant 1 dans sa partie raide. Que la fixation sur le brancard avant soit directe ou indirecte, l'homme 20 du métier aura avantage à doter l'extrémité du pied 21 d'une platine de fixation 25. Selon une mise en oeuvre de l'invention la pièce intermédiaire 23 fait partie de la glissière 15 et est donc venue de matière avec elle. Le rail 17 de la glissière 15 va préférentiellement se présenter sous forme de tige de section circulaire pour des questions de résistance. Néanmoins d'autres types de sections, telles 25 que des sections carrées, triangulaires trapézoïdales ou rectangulaires sont également envisageables. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention le rail 17 présente un rayon de courbure pour favoriser le glissement de l'objet avec lequel le véhicule est entré en collision. De préférence, l'extrémité avant du rail 17 est positionnée de manière à être inférieure à son 30 extrémité arrière. La glissière présente donc une pente générale en direction de l'avant du véhicule. Ceci permet de la faire passer sous le projecteur avant du véhicule et donc de ne pas impacter le style du véhicule. Enfin la glissière15 peut être réalisée en matériau métallique tel qu'en acier ou en aluminium, de préférence en acier. Il est également possible de la réaliser en matériau composite par 3047455 7 exemple renforcé en fibres, à condition qu'elle présente alors la résistance mécanique nécessaire à sa fonction. Lorsqu'elle est réalisée en matériau composite, elle peut par exemple être réalisée en matériau thermoplastique ou thermodurcissable. Une mise en oeuvre préférée de l'invention privilégiera l'utilisation de matrices thermoplastiques qui 5 présentent des limites au délaminage et à la rupture plus élevées que les résines thermodurcissables. La matrice polymère thermoplastique aura avantage à être sélectionnée parmi un ou plusieurs matériaux choisis entre le polypropylène (PP), le polyphtalamide (PPA), le polyetherethercétone (PEEK), polysulfure de phénylène (PPS), le polyamide-imide (PAI), le 10 polyetherimide (PEI), le polyacrylamide (PAA), ou le polyamide (PA) tel que par exemple du polyamide 6 (PA 6 ou polycaprolactame) ou du polyamide 6.6 (PA 6.6 ou polyhexaméthylène adipam ide). La matrice peut être renforcée au moyen de renforts à base de fibres et/ou au moyen d'inserts métalliques dans les zones de concentration d'efforts. Les fibres de renforcement 15 pour les renforts tissés et/ou les renforts non tissés peuvent être organiques ou non organiques. Ainsi les renforcements comprennent des fibres ou un mélange de fibres sélectionnées parmi les fibres de verre, de carbone, de céramique, de graphite, naturelles telles que des fibres de lin, de chanvre ou de bambou, de polymères organiques tels que des fibres de polyester. De préférence les fibres des renforts sont des fibres de verre et/ou de 20 carbone. L'usage d'inserts métalliques peut permettre de faciliter l'assemblage avec le brancard avant et/ou avec la pièce de renfort avant côté habitacle. La glissière est assemblée sur la structure avant du véhicule par différents moyens à la disposition de l'homme du métier comme par exemple rivetage (avec utilisation de rivets aveugles), vissage (avec utilisation de vis auto-perceuses) ou clouage associés à un collage. 25 Dans le cas d'un collage, la colle peut être par exemple issue d'une base époxy polymérisant à température ambiante. REVENDICATIONS1. Véhicule présentant une structure de face avant comprenant de chaque côté un brancard avant (1) et une pièce (13) de renfort avant côté habitacle caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une glissière (15) fixée entre le brancard avant (1) et la pièce (13) de renfort avant côté habitacle. 2. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce que la glissière comprend au moins un rail (17) comprenant deux extrémités et relié par une de ses extrémités à la pièce (13) de renfort avant côté habitacle en prolongement de celle-ci. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, le brancard avant (1) comprenant une partie avant (5) reliée à la poutre de pare-chocs qui est configurée pour pouvoir se déformer par bottelage et une partie arrière (9) qui est reliée d'une part aux supports moteur et 15 d'autre part au berceau du véhicule et qui présente une rigidité supérieure à celle présentée par la partie avant, caractérisé en ce que la glissière (15) est fixée sur la partie arrière (9) du brancard avant (1), de préférence au moyen d'au moins un pied (21) formant un retour. 20 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3, le véhicule présentant un élément (11) de passage de roue disposé latéralement au brancard avant (1) et se prolongeant vers l'avant du véhicule jusqu'à la partie avant (5) du brancard avant (1), le véhicule étant caractérisé en ce que la glissière (15) est fixée sur la partie arrière (9) du brancard avant (1) au moyen d'une pièce intermédiaire de renfort (23) disposée au 25 niveau de l'élément (11) de passage de roue. 5. Véhicule selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pièce intermédiaire de renfort (23) se présente sous forme d'équerre s'étendant vers l'arrière. 30 6. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la glissière (15) est dimensionnée pour s'étendre depuis la pièce (13) de renfort avant côté habitacle en direction de la face avant du véhicule, de préférence jusqu'à l'extrémité avant du brancard avant (1). 35 7. Véhicule selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce qu'au moins un rail (17) se présente sous forme de tige de section circulaire. 3047455 9 8. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'au moins un rail (17) est courbé depuis la pièce (13) de renfort avant côté habitacle en direction du brancard avant (1). 5 9. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la glissière (15) est en matériau métallique ou en matériau composite éventuellement renforcé avec des fibres de carbone, de préférence la glissière (15) est en matériau métallique. 10. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 9, le véhicule comprenant des projecteurs avant, caractérisé en ce que la glissière (15) est configurée pour passer sous les projecteurs avant.