Brevet FR3055299A1 — publié le 20180302

VEHICULE AVEC BUTEE FUSIBLE SUR ALLONGE DE BERCEAU L'invention se situe dans le domaine automobile et concerne la structure avant d'un véhicule ainsi que 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 de type urbain, c'est-à-dire à faible vitesse. Par ailleurs, pour des raisons écologiques et économiques, un allègement de la masse 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. Ainsi par exemple, lors d'un choc frontal à faible vitesse, c'est-à-dire à une vitesse inférieure à 20 km/h par exemple de l'ordre de 16 km/h, le véhicule doit pouvoir montrer une bonne tenue au choc. Ceci signifie par exemple que l'allonge de berceau et le berceau du véhicule doivent être intacts après le choc afin de minimiser le nombre de pièces à réparer. Pour ce faire il est connu de souder une butée métallique (par exemple en acier) sur l'allonge de berceau qui est placée en regard de la feuillure de berceau, de sorte à ce que ladite butée vienne prendre appui sur ladite feuillure. L'objectif visé est une transmission des efforts au berceau sans se déformer lors d'un choc à faible vitesse (dit de réparabilité) et sans perturber le comportement de l'allonge lors de sa déformation en réponse à une collision frontale à plus grande vitesse. En effet, dans un choc frontal à plus grande vitesse, la butée doit pouvoir s'effacer pour ne pas gêner le comportement en déformation de l'allonge. Pour obtenir une dissipation d'énergie optimale, l'allonge doit pouvoir plier au niveau de son amorce. La solution actuelle comprenant une butée de renfort soudée sur l'allonge de berceau n'est pas totalement satisfaisante. Il a parfois été observé des amorces de pli de l'allonge mais également des déformations du nez du berceau, ce qui engendre des coûts de réparation élevés par la nécessité de remplacer l'allonge après le choc ou de redresser le nez du berceau. De même, lors des chocs frontaux à grande vitesse, il a parfois été observé des perturbations dans le comportement de l'allonge, liées à la présence de cette butée soudée. 3055299 2 Il peut arriver que le pli de l'allonge ne se fasse pas au niveau de l'amorce de l'allonge ce qui a des conséquences sur le comportement du berceau dans le scénario de la collision. Une solution visant à améliorer le comportement de la face avant du véhicule à la fois en cas de collision frontale à faible vitesse et en cas de collision frontale à grande vitesse, reste 5 donc à trouver. L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des problèmes rencontrés dans l'art antérieur en proposant un nouveau système de fixation de la butée sur l'allonge de berceau, qui soit fusible et dont la fusibilité soit contrôlable. A cet effet, l'invention a pour objet un véhicule comprenant un berceau présentant une feuillure de berceau, une allonge de berceau, et une butée fixée sur ladite allonge et disposée en regard de ladite feuillure de berceau, remarquable en ce que la butée est fixée sur l'allonge de berceau par un système de liaison fusible configuré pour rompre ou se détacher sous l'application d'un effort selon l'axe longitudinal du véhicule supérieur à un seuil prédéterminé et comprenant au moins un élément de fixation coopérant avec au moins une 15 ouverture présente sur l'allonge. 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 : Le système de fixation comprend au moins deux éléments de fixation alignés selon la longueur de l'allonge. 20 La butée présente une face disposée en regard de la feuillure de berceau et destinée à s'appuyer sur ladite feuillure de berceau en vue de la transmission d'effort en cas de collision frontale. L'allonge présente une coupelle disposée à son extrémité en contact avec le nez de berceau et la butée est disposée en retrait de cette coupelle de sorte à ne pas être en 25 contact avec le nez de berceau. La butée est fixée sur l'allonge au niveau de son amorce. Au moins un élément de fixation est un pion de clippage porté par la butée en vue de la fixation par emboitage élastique de la butée sur l'allonge Au moins un élément de fixation est en matériau plastique ou composite. 30 Au moins un élément de fixation présente une zone montrant une diminution de diamètre et formant une zone fusible. - Au moins un élément de fixation est une vis ou un rivet. Le système de fixation comprend au moins un pion et au moins une vis ou un rivet. L'allonge présente au moins une ouverture pour le passage d'un élément de fixation. 3055299 3 - Le système de fixation est configuré pour se rompre ou se détacher sous l'application d'une force supérieure à 50 000 N selon la direction longitudinale du véhicule. De préférence, lorsqu'au moins un élément de fixation est une vis ou un rivet, l'invention peut présenter en outre les caractéristiques suivantes : 5 La butée présente une base, et le véhicule est remarquable en ce que la base présente au moins un trou oblong pour le passage d'au moins un élément de fixation, ledit trou oblong débouchant sur le côté de la butée placé en regard de la feuillure de berceau, et étant orienté de façon à permettre un coulissement dudit élément de fixation selon la longueur de ladite butée. 10 Le véhicule comprend en outre une interface de fixation disposée entre la butée et l'allonge, ladite interface de fixation présentant au moins une ouverture pour le passage d'au moins un élément de fixation et une zone montrant une résistance mécanique amoindrie destinée à se rompre sous l'effet d'une force exercée par le coulissement dudit élément de fixation selon la longueur dudit trou oblong lorsque 15 ladite force est supérieure à un seuil prédéterminé. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la butée est en matériau composite et de préférence : La butée comprend une matrice en résine thermoplastique ou thermodurcissable et un renfort en fibres, de préférence encore le renfort en fibres comprend des fibres de 20 verre et/ou la matrice est sélectionnée dans le groupe comprenant les résines polypropylène, polyamide, polyphtalamide, polyéthercétone, polysulfure de phénylene, polyamide-imide, polyétherimide, polyarylamide, polyépoxyde, polyester insaturés, vinylester et polyester-vinylester. Le ou les pions sont venus de matière avec la butée. 25 Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention consiste à doter l'allonge de berceau d'un renfort sous forme de butée dont la liaison est fusible en ce qu'elle est apte à rompre ou à se détacher lorsqu'elle est soumise à un effort suffisant. Le caractère fusible est obtenu par un système de fixation impliquant des éléments de fixation fusibles ou pouvant se détacher sous une certaine contrainte. Il est donc possible 30 de contrôler le comportement du système de fixation en cas de choc et donc par conséquent le comportement des allonges et du berceau. L'invention est remarquable d'une part en ce qu'elle permet au véhicule de satisfaire à la fois aux exigences en termes de choc réparabilité à faible vitesse par la présence d'une butée qui transmet les efforts reçus par l'allonge à la feuillure de berceau, et aux chocs à grande vitesse par l'absence d'une butée puisque cette dernière va alors s'effacer et ne perturbera pas le comportement de l'allonge 3055299 4 en déformation. L'invention est également remarquable en ce qu'elle propose une solution présentant une masse réduite et un montage simplifié par rapport aux solutions connues. Le document US20110266785 montre un assemblage pour face avant de véhicule dans lequel les allonges de berceau ne présentent pas de renfort. Lorsque des éléments sont 5 assemblés, les liaisons ne sont pas fusibles. De même, le document DE102011119542 va lui aussi aborder le thème du choc frontal à faible vitesse. Il ne divulgue cependant pas de renfort d'allonges de berceau avec une fixation fusible. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au 10 vu de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : La figure 1 montre une allonge portant une butée en position par rapport au berceau d'un véhicule. La figure 2 montre une allonge de berceau sur laquelle est fixée une butée selon 15 l'invention. Les figures 3a et 3b montrent un premier exemple de réalisation d'une butée selon l'invention. La figure 4 montre un deuxième exemple de réalisation d'une butée selon l'invention. Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est 20 pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le véhicule auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». Les termes « inférieur », « supérieur », « avant » et « arrière » s'entendront par rapport à l'orientation générale du véhicule ou de l'élément auquel il se rapport par rapport à son implantation dans le véhicule. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante 25 que « supérieur » selon l'axe vertical. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. On se référera pour commencer aux figures 1 et 2 montrant une allonge de berceau 1 sur laquelle est fixée une butée 3 venant en renfort et placée en retrait d'une coupelle 5 disposée en extrémité de ladite allonge. La butée 3 est donc fixée au niveau de l'amorce de 30 l'allonge 1 en retrait de la coupelle 5. La butée 3 est destinée à s'appuyer sur la feuillure 7 de berceau avec l'objectif de contribuer à la transmission des efforts reçus par l'allonge en cas de choc à faible vitesse, c'est-à-dire dans le cadre d'une prestation de type « réparabilité ». La butée 3 se place donc en renfort sur l'allonge 1 et est configurée pour ne pas se déformer ou se détacher en cas de choc à faible vitesse afin d'éviter un changement complet de 35 l'ensemble formé par l'allonge et la butée. Ainsi selon une mise en oeuvre préférée de 3055299 5 l'invention, la butée 3 doit soutenir un effort d'au moins 50 000 N (c'est-à-dire de 5 tonnes) sans se déformer ou se détacher afin de limiter les coûts de réparation. Lors d'un choc à grande vitesse, l'invention va permettre à la butée 3 de se détacher de l'allonge 1 et donc de s'effacer afin de ne pas risquer de gêner la déformation de l'allonge 1 5 lorsqu'elle va plier pour amortir le choc. Pour ce faire, le système de fixation de la butée 3 sur l'allonge 1 est fusible, c'est-à-dire qu'il est configuré pour rompre ou se détacher sous l'application d'un effort selon l'axe longitudinal du véhicule, lorsque ledit effort est supérieur à un seuil prédéterminé. Par exemple, il est configuré pour rompre ou se détacher sous l'action d'une force supérieure à 50 000 N, de sorte que l'allonge 1 ne soit pas déstabilisée par la 10 buée 3 et puisse atteindre un effort de fonctionnement de 70 000 N (c'est-à-dire supérieur à 7 tonnes) selon l'axe longitudinal du véhicule. Selon une mise en oeuvre de l'invention, le système de fixation comprend au moins un élément de fixation 11 coopérant avec au moins une ouverture présente sur l'allonge en vue de la fixation de la butée sur l'allonge. Afin de garantir une bonne stabilité de la butée 3 sur 15 l'allonge 1, l'homme du métier aura avantage à doter le système de fixation d'au moins deux éléments de fixation 11 préférentiellement alignés selon la longueur de l'allonge 1. Ainsi, selon un premier mode de réalisation de l'invention, le ou les éléments de fixation 11 de la butée à l'allonge sont configurés pour se rompre sous l'action d'une force supérieure à un seuil prédéterminé. Selon une première variante illustrée aux figures 3a et 3b, au moins 20 un élément de fixation 11 est un pion de clippage porté par la butée 3 en vue de la fixation par emboitage élastique de la butée 3 sur l'allonge. Par exemple, et comme illustré, la butée 3 peut présenter deux pions de fixation 11. Les pions 11 vont permettre la tenue en place de la butée 3 lors d'un choc frontal du véhicule inférieur à un seuil prédéterminé et rompre au-delà de ce seuil permettant à la butée 3 de s'effacer. L'emploi d'un système de fixation par 25 emboitage élastique est avantageux pour sa simplicité de montage. Selon une deuxième variante de l'invention, les éléments de fixation 11 ne font pas partie intégrante de la butée 3 mais sont rapportés. L'homme du métier pourra alors choisir de fixer la butée 3 de manière permanente sur l'allonge par l'emploi d'un ou de plusieurs rivets. Il pourra également choisir un système de fixation réversible par l'emploi d'une ou plusieurs vis 30 de fixation, les vis de fixation pouvant être des vis auto-taraudeuses ou faire partie d'un système vis-écrou. Des solutions mixtes dans lesquelles, le système de fixation comprend au moins un pion et au moins une vis ou un rivet sont également envisageables selon l'invention. 3055299 6 Les éléments de fixation 11 qu'ils se présentent sous forme de pion, de vis ou de rivet seront avantageusement en matériau plastique ou composite afin de pouvoir rompre sous l'application d'une force supérieure à un seuil prédéterminé. Lorsque les éléments de fixation 11 sont des pions de clippage associés à une butée en matériau composite, le ou les pions 5 sont venus de matière avec la butée. En effet, afin de favoriser l'allègement de la masse globale du véhicule, la butée 3 sera préférentiellement également en matériau composite. De préférence, le corps de la butée 3 présentera une ou plusieurs nervures de renfort 13 pour en améliorer la rigidité. Par exemple, la butée 3 peut être en matériau composite comprenant une matrice en résine 10 thermoplastique ou thermodurcissable et un renfort en fibres, de préférence encore le renfort en fibre comprend des fibres de verre et/ou la matrice est sélectionnée dans le groupe comprenant les résines polypropylène, polyamide, polyphtalamide, polyéthercétone, polysulfure de phénylene, polyamide-imide, polyétherimide, polyarylamide, polyépoxyde, polyester insaturés, vinylester et polyester-vinylester. De préférence, le matériau composite 15 est un polypropylène chargé en fibres de verre. Le caractère fusible des éléments de fixation 11 peut être accentué en les dotant d'une zone fusible 15 (voir figure 3b) où leur résistance mécanique est diminuée et qui est donc plus susceptible de se rompre. Une telle zone fusible peut être obtenue par une diminution de diamètre sur une portion de leur longueur, par exemple une diminution du quart de leur 20 diamètre. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le système de fixation est conçu pour que la butée 3 et l'allonge se détachent l'une de l'autre sous l'action d'une force supérieure à un seuil prédéterminé. Par exemple et comme illustré à la figure 4, la butée 3vprésente sur sa base 17 destinée à se placer en regard de l'allonge, au moins un trou oblong 19 pour le 25 passage d'au moins un élément de fixation, de préférence de deux éléments de fixation. L'élément de fixation (non représenté) est ici une vis ou un rivet qui ne présente pas de caractère fusible. Il peut donc être en métal, au besoin. Préférentiellement, le trou oblong 19 débouche sur le côté 21 de la butée 3 placé en regard de la feuillure de berceau, et est orienté de façon à permettre un coulissement dudit élément de fixation selon la longueur 30 dudit trou oblong (et donc de ladite butée). Ainsi sous l'action d'une force supérieure à un seuil prédéterminé, l'élément de fixation va coulisser le long du trou oblong 19 jusqu'à en sortir par le côté débouchant 21. La butée 3 est ainsi détachée de l'allonge. Afin de détacher la butée le plus tôt possible dans le scénario de collision, il est possible, lorsque la butée est fixée par au moins deux éléments de fixation, que le trou oblong 19 présente par endroit un 35 élargissement 23 suffisant pour laisser passer la tête d'une vis ou d'un rivet, afin de 3055299 7 permettre un détachement rapide de la butée 3, c'est-à-dire sans que ladite vis ou ledit rivet n'ai besoin de coulisser sur toute la longueur du trou oblong 19. Le coulissement relatif de la butée et des éléments de fixation sous un effort supérieur à un seuil prédéterminé se fait par un tarage des vis de fixation. La force associée à ce tarage 5 sera déterminée sans peine par l'homme du métier en fonction de la sensibilité qu'il souhaite donner au caractère fusible de la liaison et en fonction du nombre de vis utilisées pour cette liaison. Selon une autre variante de l'invention non représentée, le véhicule comprend en outre une interface de fixation disposée entre la butée et l'allonge, ladite interface présentant au moins 10 une ouverture pour le passage d'au moins un élément de fixation et une zone montrant une résistance mécanique amoindrie destinée à se rompre sous l'effet d'une force exercée par le coulissement dudit élément de fixation selon la longueur dudit trou oblong lorsque ladite force est supérieure à un seuil prédéterminé. REVENDICATIONS1. Véhicule comprenant un berceau (9) présentant une feuillure (7) de berceau, une allonge (1) de berceau, et une butée (3) fixée sur ladite allonge (1) et disposée en regard de ladite feuillure (7) de berceau, caractérisé en ce que la butée (3) est fixée sur l'allonge (1) de berceau par une système de liaison fusible configuré pour rompre ou se détacher sous l'application d'un effort selon l'axe longitudinal du véhicule supérieur à un seuil prédéterminé et comprenant au moins un élément (11) de fixation coopérant avec au moins une ouverture présente sur l'allonge (1). 2. Véhicule selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au moins un élément de fixation (11) est un pion de clippage porté par la butée (3) en vue de la fixation par emboitage élastique de la butée (3) sur l'allonge (1). 3. Véhicule selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'au moins un élément de fixation (11) est en matériau plastique ou composite. 4. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'au moins un élément de fixation (11) présente une zone montrant une diminution de diamètre et formant une zone fusible. 5. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'au moins un élément de fixation est une vis ou un rivet. 6. Véhicule selon la revendication 5, la butée (3) présentant une base (17), le véhicule étant caractérisé en ce que la base (17) présente au moins un trou oblong (19) pour le passage d'au moins un élément de fixation, ledit trou oblong (19) débouchant sur le côté (21) de la butée (3) placé en regard de la feuillure (7) de berceau, et étant orienté de façon à permettre un coulissement dudit élément de fixation selon la longueur de ladite butée (3). 7. Véhicule selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend en outre une interface de fixation disposée entre la butée (3) et l'allonge (1), ladite interface de fixation présentant au moins une ouverture pour le passage d'au moins un élément de fixation et une zone montrant une résistance mécanique amoindrie destinée à se rompre sous l'effet d'une force exercée par le coulissement dudit élément de fixation 3055299 9 selon la longueur dudit trou oblong (19) lorsque ladite force est supérieure à un seuil prédéterminé. 8. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la butée (3) est 5 en matériau composite, de préférence comprenant une matrice en résine thermoplastique ou thermodurcissable et un renfort en fibres, de préférence encore le renfort en fibre comprend des fibres de verre et/ou la matrice est sélectionnée dans le groupe comprenant les résines polypropylène, polyamide, polyphtalamide, polyéthercétone, polysulfure de phénylene, polyamide-imide, polyétherimide, 10 polyarylamide, polyépoxyde, polyester insaturés, vinylester et polyester-vinylester. 9. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que la butée (3) est en matériau composite et en ce que le ou les pions (11) sont venus de matière avec la butée (3). 15 10. Véhicule selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le système de fixation est configuré pour se rompre ou se détacher sous l'application d'une force supérieure à 50 000 N selon la direction longitudinale du véhicule.