Brevet FR3083511A1 — publié le 20200110

VEHICULE AUTOMOBILE AVEC APPUI DE FACADE COULISSANT TRANSVERSALEMENT L'invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement au comportement en déformation des véhicules automobiles en cas de choc frontal à faible recouvrement. Les chocs frontaux à faible recouvrement, c'est-à-dire avec un recouvrement entre une barrière et la façade avant d'un véhicule automobile inférieur à 25%, prennent une place de plus en plus importante lors des protocoles effectués au sein d'agences gouvernementales ou non gouvernementales. Ces protocoles permettent en fait de vérifier les normes en vigueur dans chaque pays, notamment en ce qui concerne les répercussions des chocs sur les véhicules et les personnes. Lors d'un choc frontal à faible recouvrement, les dégâts occasionnés à l'avant du véhicule sont généralement importants, notamment parce qu'une structure avant comprenant deux voies de reprise d'efforts comme décrite dans la présente demande, est peu favorable pour résister à ce type de choc. Ainsi, la structure avant d'un véhicule automobile telle que retrouvée dans la demande, comprend généralement deux poutres structurelles longitudinales, couramment appelées « brancards », et prolongées à l'avant par deux caissons déformables en cas de choc, couramment appelés « crashbox ». Entre chaque poutre et chaque caisson se trouve un appui de façade. Une traverse supérieure est également positionnée au-dessus de la voie supérieure de reprise d'efforts et entre les appuis de façade. Le document de brevet publié FR 3 047 455 Al divulgue une structure avant de véhicule automobile, la structure comprenant un brancard avant avec une pièce de renfort et une doublure d'aile fixée à la fois sur le brancard et sur la pièce de renfort. Cette doublure d'aile a vocation à servir de renfort supplémentaire et à permettre la reprise des efforts depuis l'avant du véhicule vers le montant avant, notamment lors d'un choc à faible recouvrement. Mais cette structure avant favorise un encastrement du brancard correspondant en cas de choc avant à faible recouvrement, ce qui conduit à des fortes décélérations et de dégâts importants. 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 le comportement du véhicule en cas de choc frontal à faible recouvrement. L'invention a pour objet une structure avant de véhicule automobile, comprenant : 5 deux poutres structurelles longitudinales et parallèles ; deux caissons déformables en cas de choc, fixés à l'avant des deux poutres structurelles longitudinales et parallèles, respectivement ; deux appuis de façade s'étendant verticalement au niveau des fixations entre les caissons déformables et les poutres structurelles longitudinales et parallèles, respectivement ; et une traverse supérieure avec deux extrémités fixées 10 aux deux appuis de façade, respectivement ; remarquable en ce que la fixation de la traverse supérieure aux deux appuis de façade est telle qu'à au moins une des extrémités de ladite traverse, l'appui de façade correspondant est apte à coulisser latéralement vers l'intérieur par rapport à la traverse supérieure lors d'un choc frontal à recouvrement inférieur ou égal à 25%. 15 Avantageusement, la course de coulissement A de l'appui de façade dans l'une des extrémités de la traverse supérieure est supérieure ou égale à 20mm et/ou inférieure ou égale à 40mm. Selon un mode avantageux de l'invention, chacune de l'au moins une des deux extrémités de la traverse supérieure forme un logement de section horizontale en U 20 avec un fond et une ouverture dirigée transversalement vers l'extérieur, ledit logement recevant l'appui de façade correspondant à distance du fond de manière à permettre le coulissement vers l'intérieur. Selon un mode avantageux de l'invention, chacun de l'au moins un logement de section horizontale en U comprend des moyens de retenue de l'appui de façade à 25 distance du fond de la section en U, lesdits moyens étant aptes à céder et/ou se déformer lors du choc frontal. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de retenue de l'appui de façade comprennent un surplus de matière sur les faces latérales du logement entre le fond et l'appui de façade, de manière à réduire la largeur dudit logement à une valeur 30 inférieure à la largeur de l'appui de façade. 3 Selon un mode avantageux de l'invention, le surplus de matière forme au moins un bossage au contact de l'appui de façade, apte à rompre lors du choc frontal. Selon un mode avantageux de l'invention, chacun de l'au moins un appui de façade fixé de manière coulissante à la traverse supérieure présente une section horizontale, 5 au niveau de ladite traverse, creuse en forme de U ou rectangulaire. Selon un mode avantageux de l'invention, la section horizontale creuse en forme de U ou rectangulaire du ou de chacun des appuis de façade présente une face frontale dirigée transversalement vers le fond de la section en U du logement correspondant de la traverse supérieure. 10 Avantageusement, la section horizontale en forme de U de l'appui de façade comprend deux ailes positionnées latéralement à une âme centrale, les deux ailes étant maintenues séparément par au moins une entretoise préférentiellement positionnée au niveau de la zone de liaison de l'appui de façade, de la poutre structurelle longitudinale et du caisson déformable en cas de choc. 15 Selon un mode avantageux de l'invention, la structure comprend, en outre, une doublure d'aile avant s'étendant depuis chacun des appuis de façade, respectivement, jusqu'à un montant avant correspondant d'habitacle. Selon un mode avantageux de l'invention, la traverse supérieure est située à hauteur des doublures d'aile. 20 Selon un mode avantageux de l'invention, chacune des doublures d'aile est fixée à l'appui de façade correspondant au-dessus de la poutre structurelle longitudinale correspondante et en dessous de la traverse supérieure. Avantageusement, la structure avant du véhicule automobile comprend, en outre, un berceau avant, deux poutres inférieures dans le prolongement dudit berceau ; deux 25 caissons inférieurs déformables en cas de choc fixés à l'avant des deux poutres inférieures, respectivement ; et une traverse inférieure de pare-chocs supportée par les deux caissons inférieurs déformables, chacun des appuis de façade s'étendant entre chacune des poutres inférieures et des caissons inférieurs déformables. Avantageusement, entre les deux ailes de l'appui de façade et au niveau de la zone 4 de liaison entre l'appui de façade, la poutre inférieure et le caisson inférieur déformable en cas de choc, se trouve au moins une entretoise apte à maintenir les deux ailes de l'appui de façade séparées. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles favorisent le glissement 5 latéral du véhicule en cas de choc frontal à faible recouvrement, ce qui permet de limiter l'écrasement du brancard correspondant lors d'un choc avant. La liaison entre l'appui de façade et la troisième voie de reprise des efforts, représentée par la doublure d'aile, permet en outre de faciliter la reprise des efforts en Y, améliorant la déviation du véhicule, et de faciliter la transmission des efforts vers le montant avant. 10 La présence de l'appui de façade permet également d'écarter légèrement le brancard pour faciliter le glissement latéral du véhicule en cas de choc. Enfin, l'invention est facile à réaliser grâce à des techniques connues et maîtrisées par l'homme du métier, elle est peu coûteuse car produite avec des matériaux métalliques peu onéreux. L'invention présente en outre l'avantage d'être facile à installer sur la structure avant. 15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'une structure avant de véhicule automobile, montrant la liaison entre une traverse supérieure et un appui de façade selon l'invention ; 20 - La figure 2 est une vue du dessus de la zone de liaison entre l'appui de façade et la traverse supérieure telle que représentée à la figure 1, avant un choc à faible recouvrement ; - La figure 3 montre une vue du dessus similaire à la figure 2, après un choc frontal à faible recouvrement. 25 La figure 1 montre une vue en perspective d'une structure avant de véhicule automobile selon l'invention. La structure avant 1 du véhicule comprend généralement un groupe motopropulseur 3 qui est maintenu et protégé à l'aide de plusieurs poutres métalliques. Ainsi, depuis un montant avant d'une partie habitacle du véhicule (non visible sur ces figures) et latéralement au groupe motopropulseur 3, s'étendent deux 30 poutres structurelles longitudinales 5 et parallèles, couramment appelées 5 « brancards ». À l'avant de chacune des poutres structurelles 5 est fixé un caisson déformable en cas de choc 7, couramment appelés « crashbox », les caissons déformables 7 étant prolongés et maintenus ensemble à l'avant par une traverse de pare-chocs 9. Ce premier ensemble, constitué par les poutres structurelles 5 longitudinales 5, les caissons déformables 7 et la traverse de pare-chocs 9 forme une première voie supérieure de reprise d'efforts lors d'un choc frontal. Supportant partiellement le groupe motopropulseur 3 et en dessous de la voie supérieure de reprise d'effort se trouve un berceau avant 13. Le berceau 13 est prolongé à l'avant par deux poutres inférieures 15, couramment appelées « allonges », les poutres 10 inférieures 15 étant positionnées parallèlement de part et d'autre du groupe motopropulseur 3, en-dessous des poutres structurelles longitudinales 5. Les poutres inférieures 15 sont prolongées à l'avant par deux caissons inférieurs déformables en cas de chocs 17, réunis à l'avant par une traverse inférieure de pare-chocs 19. Les poutres inférieures 15, les caissons inférieurs déformables 17 et la traverse inférieure 15 de pare-chocs 19 forment une voie inférieure de reprise d'efforts lors d'un choc frontal. Une troisième voie de reprise d'efforts, représentée notamment par une doublure d'aile 23, permet la transmission d'efforts depuis l'avant du véhicule vers le montant avant de l'habitacle (non visible sur ces figures). Cette figure montre plus particulièrement le côté avant gauche d'une structure avant 20 de véhicule automobile. Ainsi, les éléments décrits pour le côté gauche peuvent être retrouvés au côté droit du véhicule, de manière symétrique. La transmission des efforts est facilitée par la présence d'un appui de façade 25 selon l'invention. Les appuis de façade 25 sont préférentiellement au nombre de deux par véhicule, s'étendant verticalement au niveau des fixations entre les caissons 25 déformables (7, 17) et les poutres (5, 15) des voies supérieure et inférieure de reprise d'efforts. Les caissons déformables (7, 17) et les poutres (5, 15) sont fixés à l'appui de façade 25 par l'intermédiaire des platines de fixation supérieures 11 et inférieures 21. La doublure d'aile 23 de la troisième voie de reprise d'efforts est également rattachée à l'appui de façade 25 par l'intermédiaire d'un prolongement 23B, le 30 prolongement 23B étant rattaché à une face frontale 25A de l'appui de façade 25. Ce rattachement est préférentiellement réalisé par des techniques connues de l'homme du métier, soit au moment de l'emboutissage, soit par soudage par exemple lors du 6 montage de la structure avant 1 de véhicule. La doublure d'aile 23 présente en outre un renfoncement médian 23A apte à renforcer la structure de la doublure d'aile 23 en cas de choc. L'appui de façade 25 comprend en outre deux portions supérieure 25B et inférieure 5 25C, la portion inférieure 25C pouvant être légèrement plus en avant par rapport à la portion supérieure 25B de l'appui de façade 25. L'appui de façade 25 présente en outre une section horizontale creuse préférentiellement en forme de U. La section en U de l'appui de façade 25 présente une âme centrale 25E et deux ailes 25D positionnées de part et d'autre de l'âme centrale 25E. La section horizontale de l'appui 10 de façade 25 peut également être rectangulaire. La structure avant 1 du véhicule comprend en outre, une traverse supérieure 27, comprenant une portion principale 29 avec deux extrémités 31 respectivement fixées aux deux appuis de façade 25. Sur cette figure, on peut voir la fixation de l'appui de façade 25 gauche. L'extrémité 31 de la traverse supérieure 27 comprend en outre un 15 logement 33, de section horizontale en U. Un logement 33 similaire peut être retrouvé dans l'extrémité 31 droite (non visible sur cette figure) de la traverse supérieure 27. La fixation entre la traverse supérieure 27 et l'appui de façade 25 est telle que l'appui de façade 25 est apte à coulisser latéralement dans la traverse supérieure 27 en cas de choc frontal à recouvrement inférieur ou égal à 25%. La traverse supérieure 27 est 20 préférentiellement située à hauteur des doublures d'ailes 23, les doublures d'ailes 23 étant préférentiellement fixées à l'appui de façade 25 correspondant au-dessus des poutres structurelles longitudinales 5 et en dessous de la traverse supérieure 27. Les figures 2 et 3 montrent des vues du dessus de la fixation entre l'appui de façade et la traverse supérieure, avant et après un choc frontal à faible recouvrement. 25 Le logement 33 de l'extrémité 31 de la traverse supérieure 27 à une section horizontale en U, avec un fond 33A et une ouverture 33B dirigée transversalement vers l'extérieur. Le logement 33 reçoit l'appui de façade 25 à distance du fond 33A, grâce à la présence de moyens de retenue 33C, qui peuvent céder et/ou se déformer lors d'un choc frontal. Ces moyens de retenue 33C peuvent notamment être un 30 surplus de matière positionné sur les faces latérales du logement 33 entre le fond 33A et l'appui de façade 25, ou un bossage par exemple. La présence des moyens de 7 retenue 33C permet de réduire la largeur du logement 33 à une valeur inférieure à la largeur de l'appui de façade 25. Ainsi, une course de coulissement A entre l'appui de façade 25 et le fond 33A du logement 33 de la traverse supérieure 27 existe. Cette course de coulissement A est supérieure ou égale à 20mm et/ou inférieure ou égale 5 à 40mm. La face frontale 25A de l'appui de façade 25 est préférentiellement dirigée transversalement vers le fond 33A de la section en U du logement 33 de la traverse supérieure 27. La présence d'une ou plusieurs entretoises 35 est également envisageable, afin de maintenir les deux ailes 25D de l'appui de façade 25 à une distance constante et de stabiliser la structure avant. Ces entretoises 35 sont 10 préférentiellement positionnées entre les deux ailes 25D de l'appui de façade 25, au niveau de la liaison entre l'appui 25, les poutres structurelles longitudinales 5 et les poutres inférieures (non visibles sur ces figures), les caissons déformables 7 et les caissons déformables inférieurs (non visibles sur ces figures), respectivement. En cas de choc frontal à faible recouvrement (figure 3), on peut voir, après le contact 15 entre une barrière 37 et la structure avant du véhicule, un écrasement de la traverse de pare-chocs 9 et des caissons déformables 7. L'appui de façade 25 est également écrasé dans son extrémité latérale, et coulisse latéralement dans le logement 33 d'une part en raison de la force exercée sur la structure par la barrière 37, et d'autre part grâce à la présence du prolongement 23B de la doublure d'aile 23 qui exerce une 20 force de traction sur l'appui de façade 25. Cette force de traction, orientée vers le véhicule, entraîne l'arrachage des moyens de retenue 33C (représentés en noir à la figure 3), et le coulissement de l'appui de façade 25 dans le logement 33 de la traverse supérieure 27. Alternativement, les moyens de retenue 33C peuvent entraîner un écrasement des deux ailes 25D de l'appui de façade 25, lors de son glissement latéral 25 dans le logement 33 de la traverse supérieure 27 causé par un choc frontal à faible recouvrement. De manière générale, l'ensemble des poutres, traverses et appuis de façade sont préférentiellement réalisés dans des matériaux métalliques, REVENDICATIONS1. Structure avant (1) de véhicule automobile, comprenant : deux poutres structurelles longitudinales (5) et parallèles ; deux caissons déformables (7) en cas de choc, fixés à l'avant des deux poutres structurelles longitudinales (5) et parallèles, respectivement ; deux appuis de façade (25) s'étendant verticalement au niveau des fixations entre les caissons déformables (7) et les poutres structurelles longitudinales (5) et parallèles, respectivement ; et une traverse supérieure (27) avec deux extrémités (31) fixées aux deux appuis de façade (25), respectivement ; caractérisée en ce que la fixation de la traverse supérieure (27) aux deux appuis de façade (25) est telle qu'à au moins une des extrémités (31) de ladite traverse (27), l'appui de façade (25) correspondant est apte à coulisser latéralement vers l'intérieur par rapport à la traverse supérieure (27) lors d'un choc frontal à recouvrement inférieur ou égal à 25%. 2. Structure avant (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune de l'au moins une des deux extrémités (31) de la traverse supérieure (27) forme un logement (33) de section horizontale en U avec un fond (33A) et une ouverture (33B) dirigée transversalement vers l'extérieur, ledit logement (33) recevant l'appui de façade (25) correspondant à distance du fond (33A) de manière à permettre le coulissement vers l'intérieur. 3. Structure avant (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que chacun de l'au moins un logement (33) de section horizontale en U comprend des moyens de retenue (33C) de l'appui de façade (25) à distance du fond (33A) de la section en U, lesdits moyens (33C) étant aptes à céder et/ou se déformer lors du choc frontal. 4. Structure avant (1) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de retenue (33C) de l'appui de façade (25) comprennent un surplus de matière sur les faces latérales du logement (33) entre le fond (33A) et l'appui de façade 9 (25), de manière à réduire la largeur dudit logement (33) à une valeur inférieure à la largeur de l'appui de façade (25). 5. Structure avant (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que le surplus de matière forme au moins un bossage au contact de l'appui de façade (25), 5 apte à rompre lors du choc frontal. 6. Structure avant (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chacun de l'au moins un appui de façade (25) fixé de manière coulissante à la traverse supérieure (27) présente une section horizontale, au niveau de ladite traverse (27), creuse en forme de U ou rectangulaire. 10 7. Structure avant (1) selon l'une des revendications 2 à 5 et selon la revendication 6, caractérisée en ce que la section horizontale creuse en forme de U ou rectangulaire du ou de chacun des appuis de façade (25) présente une face frontale (25A) dirigée transversalement vers le fond (33A) de la section en U du logement (33) correspondant de la traverse supérieure (27). 15 8. Structure avant (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite structure (1) comprend, en outre, une doublure d'aile avant (23) s'étendant depuis chacun des appuis de façade (25), respectivement, jusqu'à un montant avant correspondant d'habitacle. 9. Structure avant (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que la traverse 20 supérieure (27) est située à hauteur des doublures d'aile (23). 10.Structure avant (1) selon la revendication 9, caractérisée en ce que chacune des doublures d'aile (23) est fixée à l'appui de façade (25) correspondant au-dessus de la poutre structurelle longitudinale (5) correspondante et en dessous de la traverse supérieure (27). 25