Brevet FR3070337A1 — publié le 20190301

ENSEMBLE DE CONTROLE DE CHOC COMPORTANT UN IMPACTEUR DE VEHICULE EXTRUDÉ [0001]L'invention se rapporte à un ensemble de contrôle de choc comportant un groupe motopropulseur (dit GMP), un élément structurel de véhicule automobile et un impacteur, cet impacteur assurant une transmission d'efforts entre l'élément structurel et le groupe moto propulseur. Cette invention se rapporte également à un procédé de réalisation d'un tel impacteur. [0002]Cette invention concerne le domaine de la sécurité des véhicules automobiles équipés d'un groupe motopropulseur. Le terme «groupe motopropulseur» GMP désigne un groupe moteur à combustion interne, ou un groupe moteur électrique, qui comporte les principaux organes participant à la motricité d'un véhicule : moteur, boite de vitesses, embrayage, etc. Cette invention concerne en particulier les dispositifs de retenue d'un groupe motopropulseur équipant un véhicule, afin d'en maitriser les mouvements lors d'un choc, et pour empêcher les chocs avec les occupants du véhicule, par exemple par son intrusion dans l'habitacle de ce véhicule. [0003] Les impacteurs sont des structures additionnelles destinées à absorber les chocs, par exemple en réalisant une déformation locale maîtrisée du berceau supportant le moteur, cette déformation transformant une partie de l'énergie cinétique initiale du véhicule et orientant un éventuel déplacement du moteur dans une direction permettant de conserver l'intégrité de l'habitacle et donc de ses occupants. Pour assurer cette fonction, un impacteur est résistant aux chocs et est rigidement fixé, cette fixation étant généralement assurée sur un élément tel qu'un carter d'un élément du GMP. [0004]Un exemple d'utilisation d'un tel impacteur est présenté en référence à la figure 1. Sur cette figure, un impacteur de véhicule automobile 1 comporte des vis 2 de fixation de cet impacteur 1 sur un élément de structure du véhicule (carter de boîte de vitesses, moteur, berceau, etc.). Cet impacteur 1 2 comprend également une face d'impact 3, destinée à accueillir une poussée d'une partie avant du véhicule en cas de choc frontal et de déformation de la partie avant du véhicule. Cette partie avant est généralement constituée de deux longerons reliés par une traverse faisant partie de la structure du véhicule 5 automobile. [0005]De nombreuses solutions ont contribué à améliorer les impacteurs. Ainsi le brevet FR 2976251 présente un impacteur fixé sur une pièce structurelle et qui se loge partiellement dans une cavité agencée dans le groupe motopropulseur en cas de choc. Et le document WO 20133121124 présente un 10 support de palier relais d'une transmission de véhicule automobile comportant un impacteur de choc réalisé en une seule pièce avec le support. [0006]Cependant aucune de ces solutions ne concerne l'amélioration de la robustesse et de la résistance des impacteurs considérés comme une simple pièce intermédiaire. 15 [0007]Pour s'affranchir de cet inconvénient, l'invention prévoit d'utiliser les qualités de l'aluminium profilé pour constituer l'impacteur et former des zones rigidifiées de résistance et de canalisation des efforts en cas de choc. [0008]Plus précisément, la présente invention a pour objet un ensemble de contrôle de choc comportant un groupe motopropulseur, une pièce 20 de structure de véhicule automobile susceptible de se déplacer contre le groupe motopropulseur en cas de choc, et un impacteur comportant une surface d'impact et de transmission d'effort positionnée entre la pièce de structure et le groupe motopropulseur auquel il est fixé par des moyens de fixation. Dans cet ensemble, l'impacteur est constitué en aluminium extrudé selon une direction d'extrusion 25 donnée et comporte deux faces principales perpendiculaires à la direction d'extrusion. De plus, l'impacteur comporte au moins une nervure de rigidification et de canalisation d'effort s'étendant depuis et perpendiculairement à la surface d'impact avec un angle situé dans un intervalle de 90° +/-150 par rapport à cette surface, et au moins deux alvéoles traversantes parallèles à la direction 30 d'extrusion dans lesquelles sont logés les moyens de fixation de l'impacteur au groupe motopropulseur. 3 [0009]L'avantage de l'aluminium extrudé réside en particulier dans sa résistance et de sa ductilité qui sont sensiblement plus élevées que celles de l'aluminium moulé, ce qui permet de réaliser des pièces techniques légères, avec une bonne résistance aux chocs, en particulier sous la forme de nervures qui 5 canalisent les efforts. [0010]La pièce de structure peut être un berceau du groupe moteur, une crémaillère ou un boitier de direction, ou encore toute pièce susceptible de transmettre un effort entre la caisse et le groupe motopropulseur lors d'un choc. [0011]Selon des caractéristiques avantageuses : 10 - l'impacteur comporte une seule nervure formée entre deux ouvertures traversantes et s'étendant dans un plan médian perpendiculairement à la surface d'impact; - l'impacteur comporte plusieurs nervures s'étendant depuis la surface d'impact, ces nervures appartenant à un réseau étoilé de nervures séparées par 15 des ouvertures traversantes; - les alvéoles sont circulaires et les ouvertures de forme allongées, ces alvéoles et ouvertures étant réparties dans tout l'impacteur; - la configuration de la surface d'impact est choisie entre plane, bombée convexe, bombée concave, et saillante, de telles configurations permettant de 20 s'adapter aux chocs prévisibles ; - l'impacteur présente un contour qui épouse au moins en partie la forme extérieure d'une face du groupe motopropulseur de forme extérieure déterminée; - les ouvertures traversantes sont déterminées en nombre, en volume 25 et en position de sorte que l'impacteur présente des parois de même épaisseur. [0012]L'invention se rapporte également à un véhicule automobile équipé d'un ensemble comportant un groupe motopropulseur, une pièce de structure de véhicule automobile, et un impacteur fixé au groupe motopropulseur tel que défini ci-dessus. 30 [0013]L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une série d'impacteurs tels que celui défini ci-dessus. Ce procédé comporte les étapes suivantes : 4 - préparer une filière d'extrusion comportant des noyaux circulaires et des noyaux allongés afin de former, après extrusion, des alvéoles pour des moyens de fixation ainsi que des ouvertures allongées, pour former au moins une nervure entre deux ouvertures perpendiculairement à une surface d'impact; 5 - déterminer la largeur des impacteurs à réaliser ; - extruder l'aluminium, et - couper l'aluminium extrudé selon des largeurs égales à la largeur déterminée et séparer les impacteurs de la série ainsi réalisée. [0014] Selon des caractéristiques avantageuses, les noyaux 10 circulaires et allongés sont positionnés de sorte que les alvéoles de fixation et les ouvertures formées lors de l'extrusion sont réparties dans chaque impacteur de sorte que chaque impacteur présente des parois de même épaisseur. [0015]Sur les figures, des éléments identiques sont repérés par un même signe de référence qui renvoie au(x) passage(s) de la description qui le 15 mentionne(nt). [0016]D'autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement : - la figure 1, une vue d'un impacteur selon l'état de la technique (déjà 20 présentée) ; - la figure 2, une vue en perspective d'un exemple d'impacteur selon l'invention, en position nominale sous un capot de véhicule automobile; - la figure 3, une vue en perspective d'un carter d'un élément du groupe motopropulseur sur lequel est fixé l'impacteur selon la figure 2; 25 - la figure 4, une vue en perspective d'un autre exemple d'impacteur selon l'invention, en position nominale sous un capot de véhicule automobile; et - les figures 5 et 6, des vues en perspective d'autres exemples d'impacteurs selon l'invention. [0017]La figure 2 présente une vue en perspective d'un exemple 30 d'impacteur 10 selon l'invention, dont la forme a été conçue pour un moteur électrique. Cet impacteur 10 est en aluminium extrudé et comporte une surface d'impact 30 et deux alvéoles traversantes circulaires 20 réparties dans tout 5 l'impacteur 10, ces alvéoles 20 servant de logement à des vis de fixation 21 (cf. figure 3). La filière d'extrusion et son sens d'écoulement « E » définissent une direction traversante, perpendiculaire aux deux faces principales parallèles « A » et « B » de l'impacteur 10, toutes les autres surfaces internes ou externes de 5 l'impacteur 10 s'étendant de manière traversante c'est-à-dire perpendiculairement auxdites faces principales « A» et « B ». [0018]La surface d'impact 30 est plane dans cet exemple de réalisation, et s'étend entre les faces principales « A» et « B ». Dans d'autres exemples de réalisation, cette surface d'impact peut être bombée convexe, 10 bombée concave, ou encore saillante. De telles configurations permettent d'adapter l'impacteur 10 à un choc prévisible en fonction de la configuration de la pièce susceptible de provoquer ce choc. Des ouvertures traversantes de forme allongée 32 et 33 sont réparties dans tout l'impacteur 10 afin d'en diminuer le poids et de répartir la masse de l'impacteur 10 de manière sensiblement 15 homogène en formant des parois de même épaisseur, ces parois constituant l'armature de l'impacteur 10. De plus, cette répartition est configurée pour former une paroi centrale formant une nervure 34. Cette nervure 34 s'étend entre les deux ouvertures traversantes 32 et 33 dans un plan médian Pm, sensiblement perpendiculaire à la surface d'impact 30 en son milieu avec une tolérance pouvant 20 atteindre +/-15°, ou légèrement au-delà. Cette postion de la nervure 34 permet de renforcer la rigidité de l'impacteur 10 et de canaliser les efforts pour faciliter leur transmission en cas de choc contre la surface d'impact 30. [0019]La vue en perspective de la figure 3 montre l'impacteur 10 en situation sous un capot de véhicule automobile, fixé à un carter du GMP 40. Des 25 vis 21, insérées dans les alvéoles 20 (cf. figure 2), fixent l'impacteur 10 sur ce carter 40. L'impacteur 10 est placé face à l'avant du véhicule automobile, dans une position prête à supporter, lors d'un choc violent, une transmission d'efforts entre le berceau moteur 41 (cf. figure 4) et le carter du GMP 40. [0020]La vue en perspective de la figure 4 illustre une vue en 30 perspective d'un autre exemple d'impacteur 10' selon l'invention, en position nominale sous un capot de véhicule automobile. La surface d'impact 30' est placée entre le berceau moteur 41 et un carter du GMP 40 auquel l'impacteur 10' 6 est fixé comme sur la figure 3. Dans cet impacteur 10' de forme globalement triangulaire, un réseau étoilé de nervures radiales 42 en aluminium extrudé, séparées par des ouvertures traversantes de forme allongée 43, relie les faces de contour de l'impacteur 10' à un centre 4. En particulier, dans cet exemple, trois 5 nervures 42 s'étendent depuis la surface d'impact 30' de forme convexe et sensiblement perpendiculaire à cette surface 30'. [0021 ]Ce réseau de nervures 42 permet d'assurer une répartition optimisée des contraintes en cas de choc. En effet, lors d'un choc, l'impacteur 10' transmet un effort au berceau et/ou limite le déplacement du GMP 40 afin d'éviter 10 une intrusion du GMP 40 dans l'habitacle du véhicule automobile. Dans ce cas, le berceau moteur 41 entre en contact avec la surface d'impact 30' de l'impacteur 10', et l'onde du choc est répartie sur le carter 40 auquel l'impacteur 10' est fixé, ce qui diminue sensiblement les contraintes. Plus généralement, différentes formes d'impacteur sont produites en fonction des différents groupes 15 motopropulseurs fabriqués. [0022] D'autres exemples de réalisation d'impacteurs 50 et 60 sont présentés respectivement en référence aux vues en perspective des figures 5 et 6. Ces impacteurs 50 et 60 présentent des faces de contour, respectivement 56 et 66, qui épousent la forme des pièces du groupe motopropulseur auxquelles ces 20 impacteurs 50 et 60 sont fixés. [0023] L'impacteur 50 (cf. figure 5) comporte trois alvéoles circulaires 51 servant de logement à des vis de fixation, et trois ouvertures traversantes de forme allongées 52, 53, 54 réparties entre les alvéoles circulaires 51 pour diminuer le poids de l'impacteur 50 et répartir les masses. L'impacteur 60 (cf. 25 figure 6) comporte également trois alvéoles circulaires 61 de logement de vis de fixation, et quatre ouvertures traversantes de forme allongée 62 à 65 réparties entre les alvéoles circulaires dans tout l'impacteur 50. [0024] Avantageusement, deux ouvertures traversantes, respectivement 52 et 53 pour l'impacteur 50, 62 et 63 pour l'impacteur 60, forment 30 des nervures respectivement 57 et 67, s'étendant dans un plan moyen Pm sensiblement perpendiculairement à la surface d'impact, respectivement les surfaces 5 et 6. En cas de choc, les nervures 57 et 67 renforcent la rigidité de 7 l'impacteur, respectivement 50 et 60, et canalisent les efforts pour favoriser leur transmission. [0025]L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, le nombre d'alvéoles circulaires, et de moyens de 5 fixation correspondants, ainsi que le nombre d'ouvertures transversales peut être supérieur à trois. Le nombre de nervures perpendiculaires à la surface d'impact peut être égal à deux ou supérieur à trois. Par ailleurs, outre les vis, les moyens de fixation de l'impacteur peuvent être des boulons, des clips, des rivets ou équivalents. De plus, la ou chaque nervure de rigidification et de canalisation 10 d'effort s'étend sensiblement perpendiculairement à la surface d'impact selon un angle qui peut se situer dans l'intervalle 90° +/-15°, par exemple +/- REVENDICATIONS1. Ensemble de contrôle de choc comportant un groupe motopropulseur (40), une pièce de structure (41) de véhicule automobile susceptible de se déplacer contre le groupe propulseur (40) en cas de choc, et un impacteur (10; 10', 50; 60), cet impacteur (10; 10', 50; 60) comportant une surface d'impact (30, 30', 5, 6) et de transmission d'efforts positionnée entre la pièce de structure (41) et le groupe motopropulseur (40) auquel il est fixé par des moyens de fixation, caractérisé en ce que l'impacteur (10 ;10', 50 ; 60) est constitué en aluminium extrudé selon une direction d'extrusion (E) donnée et comporte deux faces principales (A, B) perpendiculaires à la direction d'extrusion (E), et en ce que l'impacteur (10 ;10', 50 ; 60) comporte au moins une nervure de rigidification et de canalisation d'effort (34, 43, 57, 67) s'étendant depuis et perpendiculairement à la surface d'impact (30, 30', 5, 6) avec un angle situé dans un intervalle de 90° +/-150 par rapport à cette suface, et au moins deux alvéoles traversantes (20, 51, 61) parallèles à la direction d'extrusion (E) dans lesquelles sont logés les moyens de fixation (21) de l'impacteur (10 ;10', 50 ; 60) au groupe motopropulseur (40). 2. Ensemble de contrôle de choc selon la revendication 1, dans lequel l'impacteur (10 ,10', 50 ; 60) comporte une seule nervure (34) formée entre deux ouvertures traversantes (32, 33) et s'étendant dans un plan médian (Pm) perpendiculairement à la surface d'impact (30). 3. Ensemble de contrôle de choc selon la revendication 1, dans lequel l'impacteur (10') comporte plusieurs nervures (42) s'étendant depuis la surface d'impact (30'), ces nervures (42) appartenant à un réseau étoilé de nervures (42) séparées par des ouvertures traversantes (43). 4. Ensemble de contrôle de choc selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les alvéoles (20 ; 51 ; 61) sont circulaires et les ouvertures (32, 33; 43; 52 à 54; 62 à 65) de forme allongées, ces alvéoles et ouvertures étant réparties dans tout l'impacteur (10 ; 10', 50 ; 60). 5.Ensemble de contrôle de choc selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la configuration de la surface d'impact 9 (30, 30', 5, 6) est choisie entre plane, bombée convexe, bombée concave, et saillante. 6. Ensemble de contrôle de choc selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'impacteur (10 ; 10', 50 ; 60) présente un 5 contour (56, 66) qui épouse au moins en partie une forme extérieure du groupe motopropulseur (40). 7. Ensemble de contrôle et maîtrise de choc selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel les ouvertures traversantes (32, 33 ; 52 à 54 ; 62 à 65) sont déterminées en nombre, en volume et en position de sorte que 10 l'impacteur (10; 10', 50 ; 60) présente des parois de même épaisseur. 8.Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un groupe motopropulseur (40), une pièce de structure (41) de véhicule automobile, et un impacteur (10; 10', 50; 60) fixé au groupe motopropulseur (40) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 15 9. Procédé de réalisation d'une série d'impacteurs (10; 10', 50 ; 60), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - préparer une filière d'extrusion comportant des noyaux circulaires et des noyaux allongés afin de former, après extrusion, des alvéoles (20, 51, 61) pour des moyens de fixation (21) ainsi que des ouvertures allongées, pour former 20 au moins une nervure (34, 43, 57, 63) entre deux ouvertures (32, 33 ; 52 à 54 ; 62 à 65) perpendiculairement à une surface d'impact (30, 30', 5, 6); - déterminer la largeur des impacteurs (10 ; 10', 50 ; 60) à réaliser ; - extruder l'aluminium, et - couper l'aluminium extrudé selon des largeurs égales à la largeur 25 déterminée et séparer les impacteurs (10 ; 10', 50 ; 60) de la série ainsi réalisée. 10. Procédé de réalisation d'une série d'impacteurs (10; 10', 50 ; 60) selon la revendication précédente, dans lequel les noyaux circulaires et allongés sont positionnés de sorte que les alvéoles de fixation (20, 51, 61) et les ouvertures (32, 33 ; 52 à 54 ; 62 à 65) formées lors de l'extrusion sont réparties dans chaque 30 impacteur (10; 10', 50; 60) de sorte que chaque impacteur (10; 10', 50; 60) présente des parois (34, 43, 57, 67) de même épaisseur.