Brevet FR3148981A1 — publié le 20241129

Une pièce de renfort (PR) équipe un véhicule automobile comprenant un tablier (TV) installé suivant la direction transversale et ayant une première extrémité latérale (EL1), un collecteur d’auvent (CA) installé devant le tablier (TV) et ayant une deuxième extrémité latérale (EL2), une pièce d’ancrage (PA) installée devant le collecteur d’auvent (CA) et ayant une troisième extrémité latérale (EL3) à laquelle est solidarisée une extrémité supérieure d’un amortisseur. Cette pièce de renfort (PR) s’étend devant la deuxième extrémité latérale (EL2) entre les première (EL1) et troisième (EL3) extrémités latérales, en étant solidarisée fixement à ces dernières (EL1, EL3), afin de s’opposer à une translation de la troisième extrémité latérale (EL3) vers la première extrémité latérale (EL1) lorsque le véhicule subit un choc par l’avant. Figure 1 PIÈCE DE RENFORT ANTI-TRANSLATION POUR PROTÉGER UN TABLIER DE VÉHICULE AUTOMOBILE LORS D’UN CHOC PAR L’AVANT Domaine technique de l’invention L’invention concerne les véhicules automobiles, et plus précisément les structures de tels véhicules. Etat de la technique Certains véhicules automobiles comprennent une structure comportant : - un tablier installé suivant la direction transversale à l’interface entre l’habitacle et le compartiment moteur et ayant deux premières extrémités latérales droite et gauche, - un collecteur d’auvent installé devant le (ou en amont du) tablier et ayant deux deuxièmes extrémités latérales droite et gauche, - une pièce d’ancrage installée devant le (ou en amont du) collecteur d’auvent et ayant deux troisièmes extrémités latérales droite et gauche auxquelles sont solidarisées respectivement des extrémités supérieures d’amortisseurs droit et gauche, - des doublures d’aile droite et gauche installées suivant la direction longitudinale contre les premières, deuxièmes et troisièmes extrémités latérales correspondantes, et - un bloc avant. Le bloc avant comprend généralement au moins un berceau avant (avec ses prolonges droite et gauche), des brancards droit et gauche et des bras supérieurs droit et gauche qui assurent ensemble, notamment, le support d’une partie au moins du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule. Le berceau avant est installé sous les brancards et définit une voie d’effort basse. Les brancards droit et gauche définissent une voie d’effort intermédiaire. Les bras supérieurs droit et gauche sont installés au-dessus des brancards et définissent une voie d’effort haute. Chaque bras supérieur s’étend en remontant jusqu’à une zone située entre un pied avant de la structure, qui est solidarisé fixement à un longeron latéral correspondant, et un montant avant de la structure qui est solidarisé fixement au pied avant correspondant. Chaque brancard s’étend vers un pied avant correspondant, et comprend une extrémité arrière, opposée à l’extrémité avant du véhicule, et solidarisée fixement au pied avant. Lorsque le véhicule subit un choc par l’avant, éventuellement avec un faible recouvrement (ou « small overlap »), le bloc avant se comprime et par effet d’empilage ses différentes parties se rapprochent de la pièce d’ancrage qui va à son tour se comprimer et exercer une forte pression sur le collecteur d’auvent. Ce dernier va alors à son tour se comprimer et exercer une pression sur le tablier, et ainsi provoquer une déformation de ce tablier et des pieds avant. Il y a donc une possibilité d’intrusion locale du tablier et/ou d’au moins un pied avant dans l’habitacle et/ou une possibilité d’effondrement d’au moins un pied avant, ce qui peut s’avérer dangereux pour les passagers du véhicule. Pour réduire les possibilités d’intrusion locale et/ou d’effondrement de pied(s) avant, il serait possible d’augmenter l’épaisseur de tout le collecteur d’auvent (situé à l’interface entre la pièce d’ancrage et le tablier). Mais cela augmenterait sa masse et donc son coût et la consommation d’énergie motrice du véhicule. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet une pièce de renfort destinée à équiper un véhicule automobile comprenant : - un tablier installé suivant une direction transversale du véhicule à l’interface entre un habitacle et un compartiment moteur et ayant une première extrémité latérale, - un collecteur d’auvent installé devant le tablier et ayant une deuxième extrémité latérale, et - une pièce d’ancrage installée devant le collecteur d’auvent et ayant une troisième extrémité latérale à laquelle est propre à être solidarisée une extrémité supérieure d’un amortisseur. Cette pièce de renfort se caractérise par le fait qu’elle est propre à s’étendre devant la deuxième extrémité latérale entre les première et troisième extrémités latérales, en étant solidarisée fixement à ces dernières, afin de s’opposer à une translation de la troisième extrémité latérale vers la première extrémité latérale lorsque le véhicule subit un choc par l’avant. Ainsi, chaque pièce de renfort permet de rigidifier localement la deuxième extrémité latérale correspondante tout en permettant de limiter le recul vers le tablier de la troisième extrémité latérale correspondante, ce qui permet de renforcer la sécurité passive du véhicule vis-à-vis de ses passagers. La pièce de renfort selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - elle peut comprendre, d’une première part, une paroi principale propre à s’étendre devant la deuxième extrémité latérale, entre les première et troisième extrémités latérales, d’une deuxième part, une paroi avant faisant un premier angle choisi avec la paroi principale afin d’être solidarisée fixement à la troisième extrémité latérale, et, d’une troisième part, une paroi arrière opposée à cette paroi avant et faisant un deuxième angle choisi avec cette paroi principale afin d’être solidarisée fixement à la première extrémité latérale ; - en présence de la première option, les premier et deuxième angles choisis peuvent être compris entre 80° et 100° ; - lorsque le véhicule comprend aussi une doublure d’aile installée suivant une direction longitudinale du véhicule contre les première, deuxième et troisième extrémités latérales, elle peut être propre à s’étendre aussi jusqu’à cette doublure d’aile ; - en présence des première et dernière options, elle peut comprendre une paroi latérale supérieure faisant un troisième angle choisi avec la paroi principale afin d’être installée au moins en partie entre la deuxième extrémité latérale et la doublure d’aile ; - en présence de la dernière sous-option, le troisième angle choisi peut être compris entre 80° et 100° ; - elle peut présenter une limite d’élasticité qui est supérieure ou égale à 300 MPa ; - elle peut être réalisée en acier ; - elle peut avoir une épaisseur qui est supérieure ou égale à 1,5 mm. L’invention propose également un véhicule automobile comprenant, d’une part, un tablier installé suivant une direction transversale à l’interface entre un habitacle et un compartiment moteur et ayant deux premières extrémités latérales droite et gauche, un collecteur d’auvent installé devant le tablier et ayant deux deuxièmes extrémités latérales droite et gauche, et une pièce d’ancrage installée devant le collecteur d’auvent et ayant deux troisièmes extrémités latérales droite et gauche auxquelles sont propres à être solidarisées respectivement des extrémités supérieures d’amortisseurs droit et gauche, et, d’autre part, deux pièces de renfort du type de celle présentée ci-avant, droite et gauche, et solidarisées fixement et respectivement au moins aux premières et troisièmes extrémités latérales correspondantes. Par exemple, chaque pièce de renfort peut être solidarisée fixement par soudage et/ou vissage au moins aux premières et troisièmes extrémités latérales correspondantes. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »)), sur lesquels : illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant (dans le compartiment moteur), une sous-partie avant gauche d’une structure de véhicule comprenant un premier exemple de réalisation d’une pièce de renfort selon l’invention, solidarisée fixement aux tablier, pièce d’ancrage et doublure d’aile, illustre schématiquement, dans une vue en perspective, la pièce de renfort de la , avant son installation dans le véhicule, illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un deuxième exemple de réalisation d’une pièce de renfort selon l’invention, avant son installation dans un véhicule, et illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un troisième exemple de réalisation d’une pièce de renfort selon l’invention, avant son installation dans un véhicule. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer une pièce de renfort PR destinée à faire partie d’une structure SV d’un véhicule automobile, et permettant de s’opposer au moins partiellement à la translation d’une extrémité latérale EL3 d’une pièce d’ancrage PA vers le tablier TV lorsque le véhicule subit un choc par l’avant. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que chaque pièce de renfort PR est destinée à faire partie d’un véhicule automobile de type voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule automobile. Elle concerne en effet tout véhicule automobile comprenant une structure comportant un collecteur d’auvent installé entre une pièce d’ancrage et un tablier. Sur les figures 1 à 4 la direction X est la direction longitudinale du véhicule (automobile), laquelle est sensiblement parallèle aux côtés latéraux (ou longitudinaux) comportant les portières latérales, la direction Y est la direction transversale du véhicule, laquelle est perpendiculaire à la direction longitudinale X, et la direction Z est la direction verticale du véhicule, laquelle est perpendiculaire aux directions longitudinale X et transversale Y. Dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’avant » est définie par rapport à l’extrémité avant du véhicule, et la notion « d’arrière » est définie par rapport à l’extrémité arrière du véhicule (opposée à l’extrémité avant). Par conséquent, la partie avant d’un élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité avant du véhicule, tandis que la partie arrière de cet élément est (destinée à être) orientée vers l’extrémité arrière du véhicule. On a schématiquement illustré sur la , une sous-partie gauche d’un exemple de partie avant d’une structure SV d’un véhicule (automobile) comprenant un bloc avant s’étendant jusqu’à un tablier TV, précédé par un collecteur d’auvent CA, lui-même précédé par une pièce d’ancrage PA, et comportant des pièces de renfort PR, droite et gauche, selon l’invention. Bien que cela soit partiellement illustré sur la , le bloc avant comprend, notamment, un berceau avant (avec ses prolonges droite et gauche), des brancards BR droit et gauche et des bras supérieurs droit et gauche qui assurent ensemble, notamment, le support d’une partie au moins du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule. Le berceau avant est installé sous les brancards BR et définit une voie d’effort basse. Les brancards BR définissent une voie d’effort intermédiaire. Les bras supérieurs sont installés respectivement au-dessus des brancards BR et définissent une voie d’effort haute. Chaque bras supérieur s’étend en remontant jusqu’à une zone située entre un pied avant PIV de la structure SV, qui est solidarisé fixement à un longeron latéral LL correspondant, et un montant avant de la structure SV qui est solidarisé fixement au pied avant PIV correspondant. Chaque brancard BR s’étend vers un pied avant PIV correspondant, et comprend une extrémité arrière, opposée à l’extrémité avant du véhicule, et solidarisée fixement au pied avant. Le tablier TV est installé suivant la direction transversale Y du véhicule à l’interface entre l’habitacle et le compartiment moteur CM. Il comprend deux premières extrémités latérales EL1, droite et gauche (seule la gauche est ici représentée). Le collecteur d’auvent CA est installé devant le (ou en amont du) tablier TV et suivant la direction transversale Y. Il comprend deux deuxièmes extrémités latérales EL2, droite et gauche (seule la gauche est ici représentée). La pièce d’ancrage PA est installée devant le (ou en amont du) collecteur d’auvent CA et suivant la direction transversale Y. Elle comprend deux troisièmes extrémités latérales EL3, droite et gauche (seule la gauche est ici représentée), et à chacune desquelles est propre à être solidarisée une extrémité supérieure d’un amortisseur (droit ou gauche). Chaque deuxième extrémité latérale EL2 du collecteur d’auvent CA est donc installée entre la première extrémité latérale EL1 correspondante du tablier TV et la troisième extrémité latérale EL3 correspondante de la pièce d’ancrage PA. On notera également que la structure SV du véhicule peut aussi comprendre deux doublures d’aile DA, droite et gauche, installées chacune suivant la direction longitudinale X contre les première EL1, deuxième EL2 et troisième EL3 extrémités latérales correspondantes (droites ou gauches). Comme illustré sur la , chaque pièce de renfort PR, selon l’invention, est propre à s’étendre devant la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante entre les première EL1 et troisième EL3 extrémités latérales correspondantes, en étant solidarisée fixement à ces dernières (EL1, EL3). Cela permet à chaque pièce de renfort PR de s’opposer à une translation de la troisième extrémité latérale EL3 correspondante vers la première extrémité latérale EL1 correspondante lorsque le véhicule subit un choc par l’avant. En d’autres termes, chaque pièce de renfort PR permet de rigidifier localement la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante tout en permettant de limiter le recul vers le tablier TV de la troisième extrémité latérale EL3 correspondante, ce qui permet de réduire les possibilités d’intrusion locale du tablier TV et/ou d’au moins le pied avant PIV correspondant dans l’habitacle et/ou la possibilité d’effondrement du pied avant PIV correspondant. Il en résulte avantageusement un renforcement de la sécurité passive du véhicule vis-à-vis de ses passagers. En outre, cela permet d’éviter d’avoir à augmenter l’épaisseur de tout le collecteur d’auvent CA. Il est important de noter que la raideur additionnelle apportée par chaque pièce de renfort PR ne doit pas être trop grande pour ne pas transmettre directement à la première extrémité latérale EL1 correspondante les efforts subis par la troisième extrémité latérale EL3 correspondante. En d’autres termes, cette raideur additionnelle doit malgré tout permettre une déformation de la pièce de renfort PR pour absorber une partie de l’énergie du choc par l’avant. Par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 4, chaque pièce de renfort PR peut comprendre une paroi principale PPP, une paroi avant PVP et une paroi arrière PRP. La paroi principale PPP est propre à s’étendre devant la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante, entre les première EL1 et troisième EL3 extrémités latérales correspondantes. La paroi avant PVP fait un premier angle choisi avec la paroi principale PPP afin d’être solidarisée fixement à la troisième extrémité latérale EL3 correspondante. La paroi arrière PRP est opposée à la paroi avant PVP (suivant la direction longitudinale X) et fait un deuxième angle choisi avec la paroi principale PPP afin d’être solidarisée fixement à la première extrémité latérale EL1 correspondante. On comprendra que la paroi avant PVP permet d’augmenter la surface de la pièce de renfort PR qui est contre la troisième extrémité latérale EL3 correspondante et donc d’augmenter la limitation de recul vers le tablier TV de cette troisième extrémité latérale EL3, et la paroi arrière PRP permet d’augmenter la surface de la pièce de renfort PR qui est contre la première extrémité latérale EL1 correspondante et donc de répartir les efforts transmis (permettant ainsi d’encaisser de plus grands efforts). On notera, en comparant entre eux les trois exemples de réalisation différents illustrés sur les figures 2 à 4, que les surfaces respectives et orientations des parois avant PVP et arrière PRP peuvent varier selon les besoins. Ainsi, dans le premier exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, chacune des paroi avant PVP et paroi arrière PRP comprend des première et seconde sous-parties orientées respectivement vers le haut et le bas, en s’étendant de façon opposée depuis la paroi principale PPP. Dans le deuxième exemple illustré non limitativement sur la , chacune des paroi avant PVP et paroi arrière PRP est orientée vers le bas, en s’étendant depuis la paroi principale PPP. Dans le troisième exemple illustré non limitativement sur la , la paroi avant PVP est orientée vers le bas, en s’étendant depuis la paroi principale PPP, et la paroi arrière PRP est orientée vers le haut, en s’étendant depuis la paroi principale PPP. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 4, les premier et deuxième angles choisis peuvent être compris entre 80° et 100°. A titre d’exemple illustratif (et comme illustré), les premier et deuxième angles choisis peuvent être égaux à 90°. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 4, lorsque le véhicule comprend des doublures d’aile DA, chaque pièce de renfort PR peut être propre à s’étendre jusqu’à la doublure d’aile DA correspondante, et peut aussi éventuellement être solidarisée fixement à cette dernière (DA). Dans ce cas, chaque pièce de renfort PR peut aussi comprendre une paroi latérale supérieure PLS qui fait un troisième angle choisi avec la paroi principale PPP afin d’être installée au moins en partie entre la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante et la doublure d’aile DA correspondante. Cela permet d’augmenter encore plus le renfort de la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante. De préférence, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 à 4, la paroi latérale supérieure PLS n’est pas solidarisée fixement aux première EL1 et troisième EL3 extrémités latérales correspondantes, de manière à ne pas introduire une raideur additionnelle trop importante. On notera, en comparant entre eux les trois exemples de réalisation différents illustrés sur les figures 2 à 4, que les surfaces respectives et orientations de la paroi latérale supérieure PLS peuvent varier selon les besoins. Ainsi, dans le premier exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, la paroi latérale supérieure PLS comprend des première et seconde sous-parties orientées respectivement vers le haut et le bas, en s’étendant de façon opposée depuis la paroi principale PPP. Dans les deuxième et troisième exemples illustrés non limitativement et respectivement sur les figures 3 et 4, la paroi latérale supérieure PLS est orientée vers le bas, en s’étendant depuis la paroi principale PPP. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 1 à 4, le troisième angle choisi peut être compris entre 80° et 100°. A titre d’exemple illustratif (et comme illustré), le troisième angle choisi peut être égal à 90°. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut être conformée de manière à épouser sensiblement la forme locale de la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante. Afin d’épouser la forme locale de la deuxième extrémité latérale EL2 correspondante, chaque pièce de renfort PR peut éventuellement faire l’objet d’opérations de pliage et/ou d’emboutissage et/ou de découpe. Cela dépend des besoins. De préférence, chaque pièce de renfort PR présente une limite d’élasticité qui est supérieure ou égale à 300 MPa. Cela lui permet de se déformer de façon élastique tant que l’effort qu’elle encaisse n’est pas très important. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut être solidarisée fixement par soudage et/ou vissage (ou boulonnage) aux première EL1 et troisième EL3 extrémités latérales correspondantes ainsi qu’éventuellement à la doublure d’aile DA correspondante. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut, par exemple, être réalisée en acier. Mais d’autres matériaux résistants et présentant une haute limite d’élasticité (typiquement supérieure à 300 MPa) peuvent être utilisés. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut, par exemple, avoir une épaisseur supérieure ou égale à 1,5 mm. A titre d’exemple, cette épaisseur peut être comprise entre 1,9 mm et 2,1 mm. Pièce de renfort (PR) propre à équiper un véhicule automobile comprenant i) un tablier (TV) installé suivant une direction transversale dudit véhicule à l’interface entre un habitacle et un compartiment moteur (CM) et ayant une première extrémité latérale (EL1), ii) un collecteur d’auvent (CA) installé devant ledit tablier (TV) et ayant une deuxième extrémité latérale (EL2), et iii) une pièce d’ancrage (PA) installée devant ledit collecteur d’auvent (CA) et ayant une troisième extrémité latérale (EL3) à laquelle est propre à être solidarisée une extrémité supérieure d’un amortisseur, caractérisée en ce qu’elle est propre à s’étendre devant ladite deuxième extrémité latérale (EL2) entre lesdites première (EL1) et troisième (EL3) extrémités latérales, en étant solidarisée fixement à ces dernières (EL1, EL3), afin de s’opposer à une translation de ladite troisième extrémité latérale (EL3) vers ladite première extrémité latérale (EL1) lorsque ledit véhicule subit un choc par l’avant. Pièce de renfort selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend i) une paroi principale (PPP) propre à s’étendre devant ladite deuxième extrémité latérale (EL2), entre lesdites première (EL1) et troisième (EL3) extrémités latérales, ii) une paroi avant (PVP) faisant un premier angle choisi avec ladite paroi principale (PPP) afin d’être solidarisée fixement à ladite troisième extrémité latérale (EL3), et iii) une paroi arrière (PRP) opposée à ladite paroi avant (PVP) et faisant un deuxième angle choisi avec ladite paroi principale (PPP) afin d’être solidarisée fixement à ladite première extrémité latérale (EL1). Pièce de renfort selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits premier et deuxième angles choisis sont compris entre 80° et 100°. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, lorsque ledit véhicule comprend aussi une doublure d’aile (DA) installée suivant une direction longitudinale dudit véhicule contre lesdites première (EL1), deuxième (EL2) et troisième (EL3) extrémités latérales, elle est propre à s’étendre jusqu’à ladite doublure d’aile (DA). Pièce de renfort selon la revendication 2 ou 3 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisée en ce qu’elle comprend une paroi latérale supérieure (PLS) faisant un troisième angle choisi avec ladite paroi principale (PPP) afin d’être installée au moins en partie entre ladite deuxième extrémité latérale (EL2) et ladite doublure d’aile (DA). Pièce de renfort selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit troisième angle choisi est compris entre 80° et 100°. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle présente une limite d’élasticité supérieure ou égale à 300 MPa. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’elle est réalisée en acier. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu’elle a une épaisseur supérieure ou égale à 1,5 mm. Véhicule automobile comprenant i) un tablier (TV) installé suivant une direction transversale dudit véhicule à l’interface entre un habitacle et un compartiment moteur (CM) et ayant deux premières extrémités latérales (EL1) droite et gauche, ii) un collecteur d’auvent (CA) installé devant ledit tablier (TV) et ayant deux deuxièmes extrémités latérales (EL2) droite et gauche, et iii) une pièce d’ancrage (PA) installée devant ledit collecteur d’auvent (CA) et ayant deux troisièmes extrémités latérales (EL3) droite et gauche auxquelles sont propres à être solidarisées respectivement des extrémités supérieures d’amortisseurs droit et gauche, caractérisé en ce qu’il comprend en outre deux pièces de renfort (PR) selon l’une des revendications précédentes, droite et gauche, et solidarisées fixement et respectivement au moins auxdites premières (EL1) et troisièmes (EL3) extrémités latérales correspondantes.