Brevet FR3058120A1 — publié le 20180504

VEHICULE AUTOMOBILE AVEC EXTENSION LATERALE DES BRANCARDS POUR CHOC FRONTAL A FAIBLE RECOUVREMENT L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement à la structure de véhicule automobile et à son comportement en cas choc frontal. La partie avant d'un véhicule automobile comprend classiquement deux profilés structurels longitudinaux s'étendant depuis l'habitacle vers l'avant du véhicule. Ces deux profilés sont couramment appelés brancards dans la mesure où ils peuvent présenter un profil latéral s'apparentant aux bras d'un brancard destiné à transporter une personne ou des objets. Classiquement, les extrémités avant de ces brancards sont prolongées par des caissons déformables supportant une traverse avant de pare-chocs. Un nouveau test de choc frontal à faible recouvrement est en vigueur aux Etats-Unis via l'organisme IIHS, et est en voie de le devenir en Chine. Il s'agit d'un test où le véhicule est déplacé à une vitesse de 64 km/h vers une barrière rigide présentant un recouvrement de 25% seulement avec l'avant du véhicule. La structure classique d'un véhicule, telle que détaillée ci-avant, présente l'inconvénient d'être finalement peu efficace pour ce type de choc à faible recouvrement. Le document de brevet publié WO 2014/154962 Al divulgue un renfort latéral positionné dans la doublure de l'aile avant, sur le pied avant et le montant latéral du véhicule automobile. Même si cette structure permet d'améliorer le renforcement du véhicule, elle garde une forme complexe qui nécessite la production d'un moule spécifique. Cela conduit à modifier les étapes de production pour intégrer ce renfort à la construction du véhicule. De plus, il n'a pas vocation à renforcer l'avant du véhicule contre les chocs frontaux. Le document de brevet publié FR 3023 244 Al décrit une structure avant de véhicule automobile constituée par des profilés. Il existe également, inclus dans cette structure, un profilé de renfort positionné entre le brancard avant et une poutrelle horizontale fixée au pied avant. Cette structure permet seulement d'éviter la déformation du brancard. Il n'y a donc pas d'amélioration de la résistance aux chocs avec faible recouvrement. 3058120 2 L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif d'améliorer l'absorption des chocs frontaux à faible recouvrement L'invention a pour objet une structure avant de la caisse d'un véhicule automobile 5 comprenant : deux profilés structurels longitudinaux parallèles s'étendant vers l'avant depuis une partie habitacle du véhicule et avec des extrémités avant ; deux caissons absorbeurs de chocs disposés aux extrémités avant des deux profilés structurels longitudinaux, respectivement ; une traverse de pare-chocs fixée aux deux caissons absorbeurs de chocs ; remarquable en ce que la structure comprend, 10 en outre : un élément d'extension s'étendant latéralement vers l'extérieur depuis l'extrémité avant d'au moins un des profilés structurels longitudinaux, ledit élément étant apte à coopérer avec un obstacle avec lequel le véhicule entre en collision latéralement à l'avant, au niveau dudit élément, et de transmettre une partie de l'énergie de la collision au profilé structurel longitudinal correspondant. 15 Le ou chacun des éléments d'extension est dimensionné pour pouvoir reprendre une partie non-négligeable d'un choc avant, en particulier suivant un protocole de choc à 64 km/h sur une barrière fixe avec un recouvrement de 25%. Il est avantageusement en métal. Selon un mode avantageux de l'invention, l'élément d'extension ou chacun des 20 éléments d'extension s'étend latéralement depuis le profilé structurel longitudinal correspondant sur plus de 100mm, préférentiellement 150mm, plus préférentiellement 200mm. Avantageusement, l'extrémité avant de chacun des deux profilés structurels longitudinaux comprend une platine de fixation, l'élément d'extension ou chacun des 25 éléments d'extension étant fixé à ladite platine du profilé structurel longitudinal correspondant. L'attachement à la platine de fixation de l'élément d'extension peut se faire via des platines ou des pattes de fixation. Ces éléments peuvent alors contenir des trous de fixation, permettant un attachement par vissage par exemple. La fixation peut 30 également se faire par d'autres méthodes connues, comme par collage par exemple. 3058120 3 Selon un mode avantageux de l'invention, la structure comprend, en outre : un berceau servant de support pour la suspension et/ou le moteur du véhicule ; deux profilés longitudinaux inférieurs s'étendant vers l'avant depuis le berceau, sous les profilés structurels longitudinaux, respectivement ; deux pièces de liaison entre 5 chacun des profilés structurels longitudinaux et le profilé longitudinal inférieur correspondant ; l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension s'étendant latéralement depuis la pièce de liaison correspondante. Avantageusement, l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension comprend un tube cintré formant au moins une boucle dirigée vers l'extérieur. Le 10 tube présente avantageusement un diamètre extérieur compris entre 25 et 35mm et/ou une épaisseur de paroi comprise entre 2 et 4mm. Selon un mode avantageux de l'invention, les boucles du tube cintré ou de chacun des tubes cintrés comprennent une première boucle à hauteur du profilé structurel longitudinal correspondant et une deuxième boucle à hauteur du profilé longitudinal 15 inférieur correspondant. Selon un mode avantageux de l'invention, le tube cintré de l'élément d'extension ou de chacun des éléments d'extension est un tube principal, ledit élément comprenant, en outre, un tube de renfort fixé à une portion du tube principal, intermédiaire entre les première et deuxième boucles, ledit tube de renfort étant fixé à la pièce de liaison 20 correspondante. Selon un mode avantageux de l'invention, l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension comprend, en outre, une platine fixée à au moins une extrémité du tube cintré, ladite ou au moins une desdites platines étant fixée au profilé structurel longitudinal correspondant. 25 Avantageusement, l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension comprend une portion de tôle emboutie avec au moins une, préférentiellement plusieurs nervures s'étendant horizontalement. Selon un mode avantageux de l'invention, la ou chacune des portions de tôle emboutie est fixée, préférentiellement par vissage, à la pièce de liaison 30 correspondante. 3058120 4 Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles proposent une solution à la problématique de chocs frontaux à faible recouvrement, en particulier suivant le protocole de choc frontal à 64 km/h contre une barrière fixe avec une recouvrement de 25%. Cette solution présente l'avantage de pouvoir être facilement mise en 5 oeuvre sur des véhicules déjà conçus. Plus particulièrement, l'ajout du ou des éléments latéraux suivant l'invention permet de se passer de renforts au niveau du côté de caisse et des portes, résultant en un gain de masse de plusieurs kilos. Il a en effet été constaté que le faible recouvrement entre l'obstacle et l'avant du véhicule, notamment lorsque celui-ci est inférieur ou égal à 25%, a pour effet que le 10 brancard situé du côté de l'obstacle s'efface progressivement latéralement à celui-ci et ne participe pas à l'absorption du choc. Les mesures de l'invention corrigent ce défaut. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : 15 - La figure 1 est une vue de 3/4 avant en perspective de la structure avant d'un véhicule automobile selon un premier mode de réalisation l'invention ; - La figure 2 est une vue de 3/4 arrière en perspective de la structure avant de la figure 1 ; - La figure 3 est une vue en perspective de l'élément d'extension de la structure 20 avant des figures 1 et 2, selon le premier mode de réalisation ; - La figure 4 est une vue de 3/4 avant en perspective de la structure avant d'un véhicule automobile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - La figure 5 est une vue de 3/4 arrière en perspective de la structure avant de la figure 4 ; 25 - La figure 6 est une vue en perspective de l'élément d'extension de la structure avant des figures 4 et 5, selon le deuxième mode de réalisation ; - La figure 7 montre une vue de 3/4 avant en perspective d'une structure avant d'un véhicule automobile selon un troisième mode de réalisation de l'invention, 3058120 5 - La figure 8 montre une vue de 3/4 arrière en perspective de la structure avant de la figure 7. Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre une structure avant 1 d'un véhicule automobile. La caisse de 5 la voiture se prolonge vers l'avant par deux voies de reprise d'effort en cas de choc avant, à savoir la voie supérieure 3 et la voie inférieure 11. La voie supérieure 3 se trouve au niveau du moteur et comporte deux profilés structurels longitudinaux 5, couramment désignés brancards, prolongés vers l'avant par deux caissons absorbeurs de chocs supérieurs 7. Ces caissons absorbeurs de 10 chocs 7 supportent à l'avant une traverse de pare-chocs 9. En dessous de la voie supérieure 3 se trouve la voie inférieure 11 dans la partie basse du véhicule. Celle-ci comprend deux profilés longitudinaux inférieurs 13, prolongés vers l'avant par deux caissons absorbeurs de chocs inférieurs 15 qui peuvent être réunis à l'avant par une poutre transversale inférieure 17. Les deux profilés 15 structurels longitudinaux 5 et les deux profilés longitudinaux inférieurs 13 sont reliés mécaniquement par une pièce de liaison 19 généralement métallique, qui sert à stabiliser la structure, et qui est positionnée à l'arrière des caissons absorbeurs de chocs 7 et 15. Sur cette figure on peut également voir à l'arrière de la pièce de liaison 19 une structure additionnelle, il s'agit d'un élément 20 d'extension 20 constitué par un tube cintré. Celui-ci sera plus amplement décrit en relation avec les figures 2 et 3. La figure 2 est une vue arrière de la structure avant 1 de la figure 1. Cet élément d'extension 20 est fixé sur la pièce de liaison 19 au niveau du profilé structurel longitudinal 5 et du profilé longitudinal inférieur 13. Il comprend notamment un 25 tube cintré principal 21 formant une double boucle : une première boucle 21.1 et une deuxième boucle 21.2. La première boucle 21.1 comprend trois portions de tube cintré. La première portion horizontale supérieure 21.1A s'étend latéralement au profilé structurel longitudinal 5. Cette portion est prolongée vers le bas par une deuxième portion 30 verticale descendante 21.1B, qui se termine par une troisième portion horizontale inférieure 21.1C s'étendant en direction du profilé structurel longitudinal 5. Ainsi, cette première boucle 21.1 a une forme de U. 3058120 6 La première boucle 21.1 est prolongée vers le bas par une portion de tube intermédiaire verticale descendante 21.3 reliant la première boucle 21.1 à la deuxième boucle 21.2. Cette deuxième boucle 21.2 comprend trois portions de tube cintré. La première 5 portion horizontale supérieure 21.2A s'étend latéralement au profilé longitudinal inférieur 13. Elle est prolongée par une deuxième portion verticale descendante 21.28 et se termine par une troisième portion horizontale inférieure 21.2C. Celle-ci s'étend en direction du profilé longitudinal inférieur 13. La figure 3 montre l'élément d'extension 20 selon le premier mode de réalisation 10 de l'invention. Cet élément 20 comprend également des platines de fixation 23 pouvant former des pattes de fixation. Ces platines ou pattes 23 peuvent être fixées via des trous de fixation 25, par exemple grâce à un système vis-écrou, aux platines de fixation situées à l'avant du profilé structurel longitudinal 5 (figures 1 et 2) et du profilé longitudinal inférieur 13 (figures 1 et 2). 15 Les figures 4, 5 et 6 montrent différentes vues d'une structure avant 101 de véhicule automobile, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ces figures reprennent la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 100. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le 20 premier mode de réalisation. Des numéros spécifiques compris entre 100 et 200 sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation. A la figure 4 on peut observer que l'élément d'extension 120 comprend un tube cintré principal 121 similaire à celui du premier mode de réalisation présenté aux figures 1 à 3. Il comprend en outre, au niveau de la portion intermédiaire verticale 25 descendante 121.3, la présence d'un tube de renfort 127 additionnel. La figure 5 montre une vue arrière de la structure avant 101 de la figure 4. Le tube de renfort 127 a un profil en forme de U. Il comprend une première portion horizontale supérieure 127A positionnée en-dessous du profilé structurel longitudinal 105 et s'étendant latéralement en direction du tube cintré principal 30 121. Il se prolonge par une portion verticale descendante 127B en direction du profilé longitudinal inférieur 113. Cette portion verticale descendante 1278 se 3058120 7 poursuit par une portion horizontale inférieure 127C, s'étendant latéralement et perpendiculairement à celle-ci en direction du profilé longitudinal inférieur 113. Les deux tubes cintrés 121 et 127 sont positionnés entre le profilé structurel longitudinal 105 et le profilé longitudinal inférieur 113. 5 La figure 6 montre l'élément d'extension 120 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. La portion verticale descendante 127B du tube de renfort 127 est rattachée à la portion intermédiaire verticale descendante 121.3 de l'élément d'extension 120, par exemple grâce à des soudures 129. Ce tube de renfort 127 peut avoir des éléments de fixation pouvant être des platines ou des 10 pattes de fixations 123. Ces éléments de fixation 123 peuvent également présenter des trous de fixation 125. Les figures 7 et 8 illustrent une structure avant 201 de véhicule suivant un troisième mode de réalisation de l'invention. Ces figures reprennent la numérotation des figures 1 à 3 du premier mode de réalisation pour les éléments 15 identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 200. Il est par ailleurs fait référence à la description de ces éléments en relation avec le premier mode de réalisation. Des numéros spécifiques compris entre 200 et 300 sont utilisés pour les éléments spécifiques à ce mode de réalisation. Sur ces figures, on peut voir l'élément d'extension 220 selon l'invention. Celui-ci 20 est placé à l'arrière de la pièce de liaison 219, permettant un rattachement entre le profilé structurel longitudinal 205 et le profilé longitudinal inférieur 213. L'élément d'extension 220 comprend une portion de tôle emboutie 231 préférentiellement métallique, placée transversalement sous le profilé structurel longitudinal 205. Elle s'étend vers l'extérieur du véhicule. Cette portion de tôle 25 emboutie 231 peut présenter plusieurs nervures 233 situées dans les parties supérieure, inférieure et médiane de la portion de tôle emboutie 231. Cet élément d'extension 220 est placé, comme dans les deux précédents modes de réalisation, entre le profilé structurel longitudinal 205 et le profilé longitudinal inférieur 213. Il peut également présenter des trous de fixations 225 afin de le 30 fixer sur la pièce de liaison 219 par un système de vis-écrou entre autres. REVENDICATIONS1. Structure avant (1 ; 101 ; 201) de la caisse d'un véhicule automobile comprenant : - deux profilés structurels longitudinaux (5 ; 105 ; 205) parallèles s'étendant vers l'avant depuis une partie habitacle du véhicule et avec des extrémités avant ; - deux caissons absorbeurs de chocs (7 ; 107 ; 207) disposés aux extrémités avant des deux profilés structurels longitudinaux (5 ; 105 ; 205), respectivement ; - une traverse de pare-chocs (9 ; 109 ; 209) fixée aux deux caissons absorbeurs de chocs (7 ; 107 ; 207) ; caractérisée en ce que la structure comprend, en outre : - un élément d'extension (20 ; 120 ; 220) s'étendant latéralement vers l'extérieur depuis l'extrémité avant d'au moins un des profilés structurels longitudinaux (5 ; 105 ; 205), ledit élément étant apte à coopérer avec un obstacle avec lequel le véhicule entre en collision latéralement à l'avant, au niveau dudit élément, et de transmettre une partie de l'énergie de la collision au profilé structurel longitudinal correspondant (5 ; 105 ; 205). 2. Structure (1 ; 101 ; 201) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'extension (20 ; 120 ; 220) ou chacun des éléments d'extension (20 ; 120 ; 220) s'étend latéralement depuis le profilé structurel longitudinal (5 ; 105 ; 205) correspondant sur plus de 100mm, préférentiellement 150mm, plus préférentiellement 200mm. 3. Structure (1 ; 101 ; 201) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'extrémité avant de chacun des deux profilés structurels longitudinaux (5 ; 105 ; 205) comprend une platine de fixation, l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension (20 ; 120 ; 220) étant fixé à ladite platine du profilé structurel longitudinal (5 ; 105 ; 205) correspondant. 4. Structure (1 ; 101 ; 201) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la structure comprend, en outre : 3058120 9 - un berceau servant de support pour la suspension et/ou le moteur du véhicule ; - deux profilés longitudinaux inférieurs (13 ; 113 ; 213) s'étendant vers l'avant depuis le berceau, sous les profilés structurels longitudinaux (5 ; 5 105 ; 205), respectivement ; - deux pièces de liaison (19 ; 119 ; 219) entre chacun des profilés structurels longitudinaux (5 ; 105 ; 205) et le profilé longitudinal inférieur (13 ; 113 ; 213) correspondant ; l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension (20 ; 120 ; 220) 10 s'étendant latéralement depuis la pièce de liaison (19 ; 119 ; 219) correspondante. 5. Structure (1 ; 101) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension (20 ;120) comprend un tube cintré (21 ; 121) formant au moins une boucle (21.1, 21.2 ; 15 121.1, 121.2) dirigée vers l'extérieur. 6. Structure (1 ; 101) selon les revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les boucles du tube cintré ou de chacun des tubes cintrés (21 ;121) comprennent une première boucle (21.1 ; 121.1) à hauteur du profilé structurel longitudinal (5 ; 105) correspondant et une deuxième boucle (21.2 ; 121.2) à hauteur du 20 profilé longitudinal inférieur (13 ; 113) correspondant. 7. Structure (101) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le tube cintré de l'élément d'extension ou de chacun des éléments d'extension (120) est un tube principal (121), ledit élément (120) comprenant, en outre, un tube de renfort (127) fixé à une portion (121.3) du tube principal (121), intermédiaire 25 entre les première (121.1) et deuxième boucles (121.2), ledit tube de renfort (127) étant fixé à la pièce de liaison (119) correspondante. 8. Structure (1 ; 101) selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension (20 ; 120) comprend, en outre, une platine (23 ; 123) fixée à au moins une extrémité du 30 tube cintré, ladite ou au moins une desdites platines (23 ; 123) étant fixée au profilé structurel longitudinal (5 ; 105) correspondant. 3058120 10 9. Structure (201) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'élément d'extension ou chacun des éléments d'extension (220) comprend une portion de tôle emboutie (231) avec au moins une, préférentiellement plusieurs nervures (233) s'étendant horizontalement. 5 10. Structure (201) selon les revendications 4 et 9, caractérisée en ce que la ou chacune des portions de tôle emboutie (231) est fixée, préférentiellement par vissage, à la pièce de liaison (219) correspondante.