Brevet FR3065263A1 — publié le 20181019

La présente invention se rapporte à un dispositif absorbeur d'énergie propre à assurer une protection en cas de choc notamment frontal sur un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif absorbeur d'énergie pour poutre pare-chocs de véhicule automobile disposé entre la poutre pare-chocs et l'extrémité d'un longeron de véhicule en regard de la poutre pare-chocs. Afin d'absorber l'énergie d'un choc notamment frontal au niveau d'une poutre pare-chocs d'un véhicule automobile, il est connu d'utiliser des dispositifs absorbeur d'énergie qui se déforment du fait des forces exercées par le choc. Ces dispositifs absorbeur d'énergie sont généralement réalisés en matériau métallique du fait de leur résistance. Cependant, ces dispositifs absorbeur d'énergie métalliques sont lourds et ne vont pas dans le sens de l'évolution des véhicules automobiles qui cherchent à réduire de plus en plus leur poids. Afin de diminuer le poids des dispositifs absorbeur d'énergie il est connu de les réaliser en matériau plastique ou en matériau composite associant en particulier du plastique et du métal. Pour ce qui est des dispositifs absorbeur d'énergie en matériau plastique, ces derniers ne donnent pas entièrement satisfaction du fait qu'ils ont une énergie absorbée spécifique faible, c'est à dire que l'énergie qu'ils peuvent absorber par rapport à leur masse est faible. Ces dispositifs absorbeur d'énergie plastiques sont donc moins résistants. Concernant les dispositifs absorbeur d'énergie en matériau composite associant du plastique et du métal, ces derniers ont une meilleure énergie absorbée spécifique que les dispositifs absorbeur d'énergie plastiques. Un des buts de la présente invention est d'améliorer la capacité d'absorber de l'énergie issue d'un choc, pour un dispositif absorbeur d'énergie réalisé en plastique et en matériau composite. 3065263 2 L'invention a ainsi pour objet un dispositif absorbeur d'énergie agencé pour être monté entre un pare-chocs et un longeron de véhicule automobile, le dispositif absorbeur d'énergie comportant : 5 - au moins une coquille supérieure et une coquille inférieure, chacune des coquilles étant au moins partiellement réalisée en matériau plastique, ces coquilles étant notamment distinctes l'une de l'autre, - un élément de renfort additionnel réalisé au moins partiellement 10 en matériau composite et disposé entre les deux coquilles. Grâce à l'invention, du fait de la présence de l'élément de renfort additionnel, la capacité d'absorber l'énergie issue d'un choc est améliorée du fait de l'augmentation du nombre parois longitudinales et de la section 15 résistante. Cet élément de renfort additionnel définit notamment une paroi longitudinale additionnelle. Selon un aspect de l'invention, chaque coquille comporte : - un insert, notamment réalisé en matériau composite, comprenant au moins une, voire deux ou trois ou plus, parois longitudinales 20 s'étendant depuis le pare-chocs vers le longeron, lorsque le dispositif absorbeur d'énergie est monté entre le pare-chocs et le longeron, - une structure en matériau plastique enveloppant au moins partiellement l'insert, cette structure étant notamment réalisée par surmoulage de l'insert avec le matériau plastique 25 Selon un aspect de l'invention, l'insert est réalisé en matériau composite, par exemple l'insert comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. 3065263 3 Selon un aspect de l'invention, le matériau de la structure plastique est notamment une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide, notamment compatible ou identique à celle utilisée pour l'insert en matériau composite, avec ou sans renfort. 5 Selon un aspect de l'invention, les trois parois longitudinales s'étendent sensiblement parallèlement les unes aux autres. Selon un aspect de l'invention, les trois parois longitudinales comprennent deux parois latérales de l'insert et une paroi longitudinale disposés entre ces deux parois latérales. 10 Selon un aspect de l'invention, les parois présentent une hauteur sensiblement identique. Selon un aspect de l'invention, les parois longitudinales sont au nombre de quatre, notamment toutes parallèles et notamment toutes de même hauteur. Ces parois forment alors un profilé sensiblement forme de W. 15 Selon un aspect de l'invention, l'élément de renfort additionnel présente une forme sensiblement plane. Selon un aspect de l'invention, l'élément de renfort additionnel comportant une feuille en matériau composite, par exemple en matériau 20 composite, par exemple l'insert comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. Selon un aspect de l'invention, l'élément de renfort additionnel est en contact avec les coquilles supérieure et inférieure, notamment respectivement 25 par sa face supérieure et par sa face inférieure. Selon un aspect de l'invention, les coquilles comportent chacune des zones de jointure agencées pour être assemblées, notamment par soudure, avec l'élément de renfort additionnel, ces zones de jointure des deux coquilles étant respectivement en regard les une des autres. 3065263 4 Selon un aspect de l'invention, les coquilles comportent chacune des nervures de renfort ayant des zones de jointure assemblées avec l'élément de renfort additionnel, notamment par soudure. Selon un aspect de l'invention, ces nervures de renfort sont en matière 5 plastique, sans matériau composite. Selon un aspect de l'invention, l'élément de renfort additionnel est lié aux coquilles par une soudure. Selon un aspect de l'invention, les coquilles ne sont pas directement en contact l'une avec l'autre. L'élément de renfort additionnel assure la fixation par 10 soudure des coquilles avec cet élément et assure ainsi la cohésion d'ensemble du dispositif. Selon un aspect de l'invention, l'élément de renfort additionnel définit un plan de symétrie pour les deux coquilles. L'invention a encore pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif 15 absorbeur d'énergie comportant les étapes suivantes : - fournir au moins une coquille supérieure et une coquille inférieure, chacune des coquilles étant au moins partiellement réalisée en matériau plastique, ces coquilles étant distinctes l'une de l'autre du fait qu'elles sont fabriquées séparément l'une de l'autre, 20 - fournir un élément de renfort additionnel réalisé au moins partiellement en matériau composite et disposé entre les deux coquilles, - souder ensemble les coquilles et l'élément de renfort additionnel. 25 L'invention a encore pour objet un pare-chocs avec une poutre et des dispositifs absorbeur d'énergie décrits au-dessus, montés sur cette poutre. 3065263 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, parmi lesquelles : - la figure 1 illustre, schématiquement et partiellement, une poutre 5 de pare-chocs et des dispositifs absorbeur d'énergie associés, conformes à l'invention, - les figures 2 et 3 illustrent, schématiquement et partiellement, différentes vues des différents éléments des dispositifs absorbeur d'énergie de la figure 1. 10 Les véhicules automobiles sont généralement munis d'une poutre pare-chocs 2 disposée en face avant. Comme le montre la figure 1, cette poutre pare-chocs 2 peut être fixée à un longeron 3 du véhicule. Afin d'absorber les chocs et d'éviter que l'énergie des chocs ne soit directement transmise aux 15 longerons 3 ainsi qu'au reste du véhicule, la poutre pare-chocs 2 comporte des dispositifs absorbeur d'énergie 1 qui font la liaison entre la poutre pare-chocs 2 et les extrémités des longerons 3 qui sont en regards de ladite poutre pare-chocs 2. Ces dispositifs absorbeur d'énergie 1 se déforment selon une déformation programmée lorsque l'énergie du choc atteint un certain niveau afin 20 d'absorber cette énergie. Comme illustré sur la figure 2, chaque dispositif absorbeur d'énergie 1 comporte des coquilles supérieure 10 et inférieure 11. Comme on peut le voir sur la figure 3, la coquille supérieure 10 comporte : 25 - un insert 12 réalisé en matériau composite, - une structure en matériau plastique 13 enveloppant partiellement l'insert 12, cette structure étant réalisée par surmoulage de l'insert 12 avec le matériau plastique. 3065263 6 L'insert 12 présente une forme en W avec des parois longitudinales 15. Ainsi l'insert 12 présente une forme ondulée avec deux sommets plats 16. L'insert 12 est réalisé en matériau composite, par exemple l'insert 5 comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. Le matériau de la structure plastique 13 est une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide, notamment compatible ou identique à celle utilisée pour l'insert en matériau composite, avec ou sans 10 renfort. Chaque dispositif absorbeur d'énergie 1 comporte deux inserts inférieur 30 et supérieur 12, chacun étant surmoulé avec une structure en matériau plastique 31 et 13 respectivement, comme on peut mieux le voir sur la figure 3. Chaque insert 12, 30 avec sa structure en matériau plastique 13, 31 15 forme les coquilles supérieure 10 et inférieure 11 du dispositif absorbeur d'énergie 1. Chaque structure en plastique comporte une collerette de fixation, non représentée, pour la fixation sur le longeron 3, et une paroi transversale plane opposée à l'extrémité de l'insert en matériau composite 12 ;30. 20 Le dispositif 1 comporte un élément de renfort additionnel 40 réalisé en matériau composite et disposé entre les deux coquilles 10 et 11, comme visible sur les figures 2 et 3. Cet élément de renfort additionnel 40 présente une forme sensiblement plane et comporte une feuille en matériau composite, notamment en matériau 25 composite, par exemple l'insert comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. 3065263 7 Cet élément de renfort additionnel 40 est en contact avec les coquilles supérieure 10 et inférieure 11, respectivement par sa face supérieure 41 et par sa face inférieure 42. Les coquilles 10 et 11 comportent chacune des zones de jointure 19 5 agencées pour être assemblées par soudure, avec l'élément de renfort additionnel 40, ces zones de jointure 19 des deux coquilles étant respectivement en regard les une des autres. Les coquilles 10 et 11 comportent chacune des nervures de renfort 18 ayant des zones de jointure 19 assemblées avec l'élément de renfort 10 additionnel 40 par soudure. Ces nervures de renfort 18 sont en matière plastique, sans matériau composite. L'élément de renfort additionnel 40 est lié aux coquilles 10 et 11 par une soudure. 15 Les coquilles 10 et 11 ne sont pas directement en contact l'une avec l'autre. L'élément de renfort additionnel 40 assure la fixation par soudure des coquilles avec cet élément. L'élément de renfort additionnel 40 définit un plan de symétrie pour les deux coquilles 10 et 11. 20 25 REVENDICATIONS1 Dispositif absorbeur d'énergie (1) agencé pour être monté entre un pare- chocs et un longeron de véhicule automobile, le dispositif absorbeur d'énergie comportant : - au moins une coquille supérieure (10) et une coquille inférieure (11), chacune des coquilles étant au moins partiellement réalisée en matériau plastique, ces coquilles étant notamment distinctes l'une de l'autre, - un élément de renfort additionnel (40) réalisé au moins partiellement en matériau composite et disposé entre les deux coquilles. 2 Dispositif selon la revendication précédente, chaque coquille comportant - un insert (12 ; 30), notamment réalisé en matériau composite, comprenant au moins une, voire trois, parois longitudinales (15) s'étendant depuis le pare-chocs vers le longeron, lorsque le dispositif absorbeur d'énergie est monté entre le pare-chocs et le longeron, - une structure en matériau plastique (13 ; 31) enveloppant au moins partiellement l'insert, cette structure étant notamment réalisée par surmoulage de l'insert avec le matériau plastique 3 Dispositif selon la revendication précédente, l'insert (12) étant réalisé en matériau composite, par exemple en matériau composite, par exemple l'insert comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. 3065263 9 4 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, le matériau de la structure plastique étant une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide, notamment compatible ou identique à celle utilisée pour l'insert en matériau composite, avec ou sans renfort. 5 5 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, les parois longitudinales (15) de l'insert s'étendant sensiblement parallèlement les unes aux autres. 10 6 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, l'élément de renfort additionnel (40) présentant une forme sensiblement plane. 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, l'élément de renfort additionnel comportant une feuille en matériau composite, par exemple 15 en matériau composite, par exemple l'insert comporte un textile de fibres de verre ou de carbone pré-imprégné d'une résine thermoplastique comme par exemple un polypropylène ou un polyamide. 8 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, l'élément de 20 renfort additionnel étant en contact avec les coquilles supérieure et inférieure, notamment respectivement par sa face supérieure et par sa face inférieure. 9 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, les coquilles comportant chacune des zones de jointure (19) agencées pour être 25 assemblées, notamment par soudure, avec l'élément de renfort additionnel, ces zones de jointure des deux coquilles étant respectivement en regard les une des autres. 3065263 10 10 Dispositif selon la revendication précédente, les coquilles comportant chacune des nervures de renfort ayant des zones de jointure (19) assemblées avec l'élément de renfort additionnel, notamment par soudure. 5