Brevet FR3061101A1 — publié le 20180629

La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles. En particulier, l'invention concerne les blocs avant pour véhicules automobiles. Il est connu des blocs avant pour véhicules automobiles composés d'un parechoc, d'une face avant, également appelée « façade avant technique », sur laquelle le parechoc et d'autres éléments (système de refroidissement, système d'éclairage, etc.) sont fixés, et d'un système d'absorption d'énergie. Ce système d'absorption d'énergie comprend au moins une poutre choc, généralement appelée « poutre choc haute » ou poutre choc supérieure », qui est positionnée derrière la face avant et qui relie les longerons du véhicule. Un des inconvénients d'une telle configuration est la position finale de la poutre haute, une telle position étant déterminée par l'agencement des longerons du véhicule. En effet, la poutre haute se retrouve généralement positionnée au niveau de l'entrée d'air du véhicule, matérialisée par les ouvertures de la face avant et du parechoc, ce qui la rend visible par un utilisateur qui se trouve à l'extérieur du véhicule. De plus, la poutre choc obstrue une partie du passage qu'emprunte l'air qui pénètre dans le véhicule et qui ne peut donc pas s'écouler de manière optimisée. Par conséquent, des éléments qui nécessitent d'être en contact avec l'air entrant, par exemple le radiateur, doivent positionnés plus en retrait, interdisant de ce fait toute possibilité de réduire la longueur de cette partie du véhicule. En outre, le système d'absorption d'énergie doit répondre aux réglementations en vigueur de type homologation et consuméristes, ainsi qu'aux spécifications des constructeurs automobiles, de telle sorte que ses dimensions sont aujourd'hui standardisées (longueur, hauteur, profondeur). De plus, l'aspect général du système quant à lui, est imposé par le style du véhicule et les exigences de protection des chocs pour les piétons. Enfin, pour des questions de limitation des coûts des opérations de réparation, la position de la face avant et la distance qui la sépare de la poutre haute sont elles aussi standardisées. Autrement dit, il est très compliqué de modifier le système d'absorption d'énergie, et par extension la poutre haute, tant dans sa forme que dans son agencement vis-à-vis 30 des autres éléments du bloc avant et/ou d'éléments d'autre parties du véhicule situées à proximité. Afin de tenter de remédier à de tels inconvénients, il a été proposé des blocs avant tels que ceux décrits dans la demande FR2911557. Les blocs avant réalisés selon cette solution connue permettent certes de rendre la poutre haute invisible de l'extérieur mais 35 au détriment d'une réduction de la surface d'entrée accessible à l'air et par laquelle l'air peut entrer et s'écouler dans le véhicule. Une autre solution, décrite dans la demande de brevets FR2943595, consiste à 3061101 2 combiner la face avant et la poutre choc haute, cette dernière étant double et étant positionnée au niveau de la paire de longerons supérieurs. La poutre choc haute double comprend deux traverses espacées verticalement qui s'étendent dans l'ouverture et ne permettent pas un écoulement d'air et optimisé. De plus, la réalisation d'une telle poutre 5 haute double est compliquée et donc plus onéreuse. En résumé, les solutions connues ne proposent pas de blocs avant pour véhicule automobile permettant à la fois de répondre aux inconvénients aérauliques et esthétiques, tout en restant abordable et simple à fabriquer. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un cadre 10 structurel avant pour véhicule automobile. Ce cadre structurel avant comprend une poutre longitudinale supérieure, destinée à être positionnée au-dessus d'un plan défini par les longerons du véhicule, une poutre longitudinale inférieure et une partie centrale agencée pour relier la poutre longitudinale supérieure et la poutre longitudinale inférieure l'une à l'autre, la poutre longitudinale supérieure, la poutre longitudinale inférieure et la 15 partie centrale délimitant au moins une ouverture traversante, le cadre structurel avant comprenant des moyens d'absorption de chocs aptes à transmettre des efforts subis au sein de l'ouverture traversante vers le cadre structurel avant. Le cadre structurel avant peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : 20 - les moyens d'absorption de chocs sont aptes à amortir les efforts subis au sein de l'ouverture traversante vers le cadre structurel avant ; - les moyens d'absorption de chocs comprennent des éléments de liaison de deux bords du cadre structurel avant ; - les éléments de liaison sont choisis seul ou en combinaison parmi le groupe constitué 25 de : profilés en V, en L, en H et/ou en U, des profilés creux à sections carrées, rectangulaires ou circulaires, profilés pleins à sections carrées, rectangulaires ou circulaires, cordes ; - les éléments de liaison relient la poutre longitudinale supérieure et la poutre longitudinale inférieure l'une à l'autre ; - les moyens d'absorption de chocs comprennent un support de fixation des éléments de liaison apte à être fixé à la poutre longitudinale supérieure, la poutre longitudinale inférieure et/ou la partie centrale ; - les éléments de liaison sont réalisés à partir de fils ou barre métalliques ou de joncs composite ; 3061101 3 - la partie centrale est venue de matière avec la poutre longitudinale supérieure et/ou poutre longitudinale inférieure ; - la poutre longitudinale supérieure et/ou la poutre longitudinale inférieure constituent des inserts structuraux du cadre structurel avant et la partie centrale les relie par un 5 procédé d'injection plastique ; - l'ouverture traversante est de forme arrondie, de préférence de forme oblongue ; - la partie centrale comprend au moins une poutre horizontale s'entendant en direction opposée de l'ouverture traversante ; - la poutre longitudinale supérieure et/ou poutre longitudinale inférieure sont des 10 profilés obtenus par pultrusion, des profilés métalliques emboutis, des profilés extrudés ou des profilés hydroformés ; - le cadre structurel avant comprend au moins un support ou moyens de couplage pour l'intégration d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le groupe composé de : un absorbeur de chocs/crash box, absorbeur pour les chocs piétons, des guides d'air, 15 un volet piloté actif, un convergent sous véhicule, un bloc optique, un radiateur, des capteurs, un radar, des moyens de fermeture de capot ou un réservoir de liquide ; - l'absorbeur de chocs/crash box est moulé ou venu de matière avec la poutre longitudinale supérieure, la poutre longitudinale inférieure et/ou la partie centrale ; - le cadre structurel avant comprend un revêtement absorbeur de chocs ; 20 - le cadre structurel avant comprend des moyens de fixation de parechoc. L'invention concerne également un ensemble composé d'un pare-choc et d'un cadre structurel avant selon l'invention, dans lequel le pare-choc présente au moins une ouverture dont au moins une portion est en regard de l'ouverture traversante du cadre structurel avant. 25 De préférence, la poutre longitudinale supérieure et la poutre longitudinale inférieure ne sont pas situées en regard de l'ouverture du pare-choc. L'invention concerne également un véhicule comprenant un ensemble selon l'invention L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies 30 à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma illustrant en vue éclatée un cadre structurel avant selon un 3061101 4 premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un schéma illustrant en vue éclatée un cadre structurel avant selon un second mode de réalisation de l'invention, - les figures 3A à 3B illustrent schématiquement différents maillages d'éléments de 5 liaison, et - la figure 4 est un schéma d'une moitié d'un ensemble composé d'un parechoc et d'un cadre structurel avant selon le premier mode de réalisation, vu de dessus. On va décrire en détails un cadre structurel avant 1 pour véhicule automobile (dont seule la partie avant est visible sur les figures 1, 2 et 4). Ce cadre structurel avant 1 10 comprend une poutre longitudinale supérieure 101, destinée à être positionnée au-dessus d'un plan défini par les longerons 2 du véhicule, une poutre longitudinale inférieure 102 et une partie centrale 103 agencée pour relier l'une à l'autre la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale inférieure 102, la poutre longitudinale supérieure 101, la poutre longitudinale inférieure 102 et la partie centrale 15 103 délimitant au moins une ouverture traversante, le cadre structurel avant 1 comprenant des moyens d'absorption de chocs 104 aptes à transmettre des efforts subis au sein de l'ouverture traversante vers le cadre structurel avant 1. On va décrire deux exemples particuliers de réalisation à l'aide des figures 1 et 2, dans lesquels la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale inférieure 102 20 sont des profilés réalisés par pultrusion. Ces profilés servent par la suite d'inserts structuraux lors de la réalisation de la partie centrale 103 par un procédé d'injection plastique et dans lesquels les moyens d'absorption de chocs 104 comprennent des éléments de liaison 105 formés par des cordes 105. Ces cordes 105 relient la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale inférieure 102 l'une à l'autre. 25 L'invention n'est pas limitée à ce type de réalisation, la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale inférieure 102 peuvent par exemple être des profilés métalliques emboutis ou des profilés extrudés. Ils peuvent également être venus de matière avec la partie centrale 103. Les éléments de liaison 105 des moyens d'absorption de chocs 104 peuvent également être des profilés creux ou pleins de formes 30 géométriques variées. On a représenté sur les figures 1 et 2 des éléments intégrés au sein du cadre structurel avant 1. De tels éléments sont des supports d'optique 3 s'étendant de part et d'autre de la poutre longitudinale supérieure 101, un radiateur 4 positionné au plus près du cadre structurel avant 1, des moyens de fermeture de capot 13, un radar 5 positionné sur la poutre longitudinale inférieure 102, des absorbeur de chocs 6 (crash boxes) dont une extrémité est moulée directement contre la partie centrale 103 (comme représenté sur la figure 4), des lames de maintien post choc 7 s'étendant du cadre structurel avant 1 3061101 5 jusqu'aux longerons 2 et des volets d'aération 8 située dans l'ouverture traversante du cadre structurel avant 1. Le cadre structurel avant 1 offre la possibilité de rassembler et supporter de multiples éléments et fonctionnalités de la partie avant d'un véhicule automobile. 5 Par exemple, ces éléments peuvent faire partie des trois groupes suivants : - Elément en lien avec une « fonctions choc »: un absorbeur de chocs/crash box, absorbeur pour les chocs piétons (choc jambe et choc hanche). - Elément en lien avec une fonction aérodynamique : des guides d'air, un volet piloté actif, un convergent sous véhicule... 10 - Elément pour une fonction annexe : un bloc optique, un radiateur, des capteurs, un radar, des moyens de fermeture de capot ou un réservoir de liquide... Grâce au cadre structurel avant 1 de l'invention, il est possible de réduire la distance qui le sépare du radiateur 4 car la poutre longitudinale supérieure 101 ne dérange pas 15 l'écoulement de l'air entrant dans l'ouverture traversante qui peut dès lors s'écouler directement sur le radiateur 4. La surface d'entrée de l'ouverture traversante n'est pas non plus impactée par la position de la poutre longitudinale supérieure 101. Dès lors, la circulation du flux de l'air entrant dans cette partie avant du véhicule peut être adaptée, notamment en fonction du cycle de vitesse du véhicule et de la nécessité de refroidir 20 certain éléments, en pilotant l'inclinaison des volets d'aération 8. Le cadre structurel avant 1 de l'invention peut même intégrer le radiateur 4, comme représenté en figure 4, grâce à des fixations (non représentées). Les moyens d'absorption de chocs 104 du cadre structurel avant 1 comprennent des cordes 105 reliant la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale 25 inférieure 102 l'une à l'autre. Ces cordes 105 sont réparties dans l'ouverture traversante selon le maillage représenté à la figure 3A et permettent de transférer les efforts subis au sein de l'ouverture traversante, par exemple lors d'un choc avec un piéton ou contre un rebord, vers le cadre structurel avant 1, par l'intermédiaire de la poutre longitudinale supérieure 101 et la poutre longitudinale inférieure 102. 30 D'autres maillages de cordes 105 sont envisageables, tels que ceux représentés aux figures 3B et 30, et peuvent être utilisés en fonction des éléments du cadre structurel avant 1 par lesquels le transfert des efforts subis est souhaité. Par exemple, le maillage représenté sur la figure 30 permet une répartition des forces subis plus homogène au sein de l'ensemble du cadre structurel avant 1. En contrepartie, la partie centrale 103 35 peut être soumise à des forces plus importantes, ce qui peut risquer d'accélérer sa 3061101 6 détérioration par rapport à une partie centrale 103 des figures 1, 2 et 3A, si aucune précaution n'est prise. On a représenté sur la figure 1 un cadre structurel avant 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention, dans lequel la partie centrale 103 comprend deux poutres 5 horizontales 106 s'entendant chacune dans une direction opposée de l'ouverture traversante. Ces poutre horizontales permettent de rigidifier la partie centrale 103 sans impacter la surface d'entrée accessible à l'air. Une telle partie centrale 103 avec deux poutres horizontales, également représentée sur les figures 3A-3C et 4, peut ainsi encaisser des efforts plus importants. Par conséquent, une transmission plus 10 homogénéisée, dans l'ensemble du cadre structurel avant 1, des efforts subis au sein de l'ouverture traversante est possible. De plus, cette extension de la partie centrale 103 par deux poutres horizontales 106 est structurelle car elle absorbe l'énergie des impacts de type barrière choc assurance ou choc parking. On a représenté sur la figure 2 un cadre structurel avant 1 selon un second mode de 15 réalisation de l'invention, dans lequel la partie centrale 103 du cadre structurel avant 1 réalisé selon ce second mode de réalisation est dépourvue de poutres horizontales 106. En contrepartie, la partie centrale 103 comprend deux extensions 107 (dont une seule est visible) formant un cadre secondaire dimensionné pour l'accueil d'autres éléments tels qu'un réservoir de liquide 9, un radiateur secondaire 10 et un bloc 11 pour favoriser 20 la prise d'air. Ces éléments peuvent également implémentés sur un cadre structurel avant 1 selon le premier mode de réalisation. Dans un mode de réalisation non représenté, la partie centrale peut comprendre à la fois les poutres horizontales et les extensions pour l'intégration des composants. On a représenté en figure 4 un ensemble 200 composé d'un parechoc 12 et d'un cadre 25 structurel avant 1 selon le premier mode de réalisation. Le parechoc 12 est fixé sur la face extérieure du cadre structurel avant 1 grâce à des moyens de fixation (non représentés). Le parechoc 12 et le cadre structurel avant 1 peuvent également être séparés par un revêtement absorbeur de chocs 6 (non représenté), pouvant être de type mousse et apte à encaisser une partie des efforts subis lors d'un impact. 30 Référence Objet désigné 1 Cadre structurel avant 2 Longerons 3 Supports d'optique 35 4 Radiateur 5 Radar 6 Absorbeur de chocs 3061101 7 7 8 Lames de maintien post choc Volets d'aération 9 Réservoir de liquide Radiateur secondaire 10 5 11 Bloc 12 Parechoc 13 . . Moyens de fermeture de capot 101 . . . Poutre longitudinale supérieure 102 . . . Poutre longitudinale inférieure 10 103 . . . Partie centrale 104 - - - Moyens d'absorption de chocs 105 . . . Éléments de liaison ; Cordes 106 . . . Poutres horizontales 107 . . . Extensions 15 200 Ensemble composé d'un parechoc et d'un cadre structurel REVENDICATIONS1. Cadre structurel avant (1) pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend une poutre longitudinale supérieure (101), destinée à être positionnée au-dessus d'un plan défini par les longerons (2) du véhicule, une poutre longitudinale inférieure (102) et une partie centrale agencée (103) pour relier la poutre longitudinale supérieure (101) et la poutre longitudinale inférieure (102) l'une à l'autre, la poutre longitudinale supérieure (101), la poutre longitudinale inférieure (102) et la partie centrale (103) délimitant au moins une ouverture traversante, le cadre structurel avant (1) comprenant des moyens d'absorption de chocs (104) aptes à transmettre des efforts subis au sein de l'ouverture traversante vers le cadre structurel avant (1). 2. Cadre structurel avant (1) selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'absorption de chocs (104) sont aptes à amortir les efforts subis au sein de l'ouverture traversante vers le cadre structurel avant (1). 3. Cadre structurel avant (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens d'absorption de chocs (104) comprennent des éléments de liaison (105) de deux bords du cadre structurel avant (1). 4. Cadre structurel avant (1) selon la revendication 3, dans lequel les éléments de liaison (105) sont choisis seul ou en combinaison parmi le groupe constitué de : profilés en V, en L, en H et/ou en U, des profilés creux à sections carrées, rectangulaires ou circulaires, profilés pleins à sections carrées, rectangulaires ou circulaires, cordes (105). 5. Cadre structurel avant (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel les éléments de liaison (105) relient la poutre longitudinale supérieure (101) et la poutre longitudinale inférieure (102) l'une à l'autre. 6. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel les moyens d'absorption de chocs (104) comprennent un support de fixation des éléments de liaison (105) apte à être fixé à la poutre longitudinale supérieure (101), la poutre longitudinale inférieure (102) et/ou la partie centrale (103). 7. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel les éléments de liaison (105) sont réalisés à partir de fils ou barre métalliques ou de joncs composite. 3061101 9 8. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie centrale (103) est venue de matière avec la poutre longitudinale supérieure (101) et/ou poutre longitudinale inférieure (102). 9. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans 5 lequel la poutre longitudinale supérieure (101) et/ou la poutre longitudinale inférieure (102) constituent des inserts structuraux du cadre structurel avant (1), la partie centrale (103) les reliant par un procédé d'injection plastique. 10. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ouverture traversante est de forme arrondie, de 10 préférence de forme oblongue. 11. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la partie centrale (103) comprend au moins une poutre horizontale (106) s'entendant en direction opposée de l'ouverture traversante. 12. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, dans lequel la poutre longitudinale supérieure (101) et/ou poutre longitudinale inférieure (102) sont des profilés obtenus par pultrusion, des profilés métalliques emboutis, des profilés extrudés ou des profilés hydroformés. 13. Cadre structurel avant (101) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un support ou moyens de couplage pour 20 l'intégration d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le groupe composé de : un absorbeur de chocs/crash box (6), absorbeur pour les chocs piétons, des guides d'air, un volet piloté actif (8), un convergent sous véhicule, un bloc optique (3), un radiateur (4), des capteurs, un radar (5), des moyens de fermeture de capot (13) ou un réservoir de liquide (9). 25 14. Cadre structurel avant (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'absorbeur de chocs/crash box (6) est moulé ou venu de matière avec la poutre longitudinale supérieure (101), la poutre longitudinale inférieure (102) et/ou la partie centrale (103). 15. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, comprenant un revêtement absorbeur de chocs. 16. Cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des moyens de fixation de parechoc (12). 3061101 10 17. Ensemble (200) composé d'un parechoc (12) et d'un cadre structurel avant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le parechoc (12) présente au moins une ouverture dont au moins une portion est en regard de l'ouverture traversante du cadre structurel avant (1). 5 18. Ensemble (200) selon la revendication 17, dans lequel la poutre longitudinale supérieure (101) et la poutre longitudinale inférieure (102) ne sont pas situées en regard de l'ouverture du parechoc (12). 19. Véhicule comprenant un ensemble (200) selon la revendication 17 ou 18.