Brevet FR3141431A1 — publié le 20240503

Une pièce de renfort (PR) équipe un véhicule automobile comprenant une structure (SV) comportant un berceau (BS) ayant des parties d’extrémité avant droite (PEV1) et gauche (PEV2) auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière (ERP1, ERP2) de prolonges (PB1, PB2), droite et gauche, s’étendant vers l’avant. Cette pièce de renfort (PR) est solidarisée fixement à l’une des prolonges (PB1) et à la partie d’extrémité avant (PEV1) associée en présentant un bord intérieur (BI) s’étendant en biais entre ces dernières (PB1, PEV1) dans une zone vide pour renforcer la raideur transversale de cette prolonge (PB1) et favoriser la transmission d’efforts transversaux en cas de choc par l’avant subi par le véhicule suivant une direction ayant une composante longitudinale et une composante transversale non nulle. Figure 1 PIÈCE DE RENFORT À ENCAISSEMENT D’EFFORTS TRANSVERSAUX, POUR UNE PROLONGE DE BERCEAU D’UNE STRUCTURE DE VÉHICULE AUTOMOBILE Domaine technique de l’invention L’invention concerne les véhicules automobiles, et plus précisément les parties avant des structures de tels véhicules. Etat de la technique Certains véhicules, généralement de type automobile, comprennent une structure comportant dans une partie avant un berceau avant, des prolonges droite et gauche, des brancards droit et gauche, des bras supérieurs droit et gauche, des montants avant droit et gauche, et des pieds avant droit et gauche (auxquels sont solidarisés respectivement des longerons droit et gauche). Le berceau avant, les prolonges, les brancards droit et gauche et les bras supérieurs droit et gauche assurent notamment le support d’une partie au moins du groupe motopropulseur (ou GMP) de leur véhicule. Le berceau avant a des parties d’extrémité avant, droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière des prolonges, droite et gauche. Ces dernières s’étendent vers l’avant du véhicule et sont situées respectivement sous les brancards. Le berceau avant et les prolonges droite et gauche définissent une voie d’effort basse. Les brancards droit et gauche définissent une voie d’effort intermédiaire. Les bras supérieurs droit et gauche définissent une voie d’effort haute. Lorsque le véhicule subit un choc par l’avant, par exemple contre un mur rigide ou une barrière, les prolonges subissent des efforts de compression et leurs extrémités arrière ont tendance à se comprimer suivant la direction longitudinale. Afin de renforcer ses extrémités arrière de prolonge, certaines structures comprennent deux pièces de renfort qui sont solidarisées fixement aux prolonges et aux parties d’extrémité avant associées du berceau en ayant sensiblement la forme des parties arrière des prolonges. Ces pièces de renfort sont dimensionnées de manière à absorber une partie de l’effort longitudinal et à transmettre au berceau une autre partie de ses efforts longitudinaux. Lorsque le choc par l’avant subi par le véhicule est suivant une direction qui a une composante longitudinale et une composante transversale non nulle (on parle alors de choc à faible recouvrement (ou « small overlap »)), les pièces de renfort encaissent des efforts transversaux qui sont plus importants que les efforts longitudinaux. Or, ces pièces de renfort étant agencées pour encaisser principalement des efforts longitudinaux, elles ont tendance à se déformer avec leurs prolonges, ce qui engendre un effondrement de la sous-partie inférieure de la partie avant de la structure, ce qui peut s’avérer dangereux pour passagers du véhicule. Il serait certes possible d’augmenter notablement l’épaisseur des prolonges et des pièces de renfort, mais cela induirait une augmentation du poids du véhicule, et donc des augmentations de sa consommation d’énergie lors de ses déplacements et de son prix. 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 une structure comportant un berceau ayant des parties d’extrémité avant, droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière de prolonges, droite et gauche, s’étendant vers l’avant du véhicule. Cette pièce de renfort se caractérise par le fait qu’elle est propre à être solidarisée fixement à l’une des prolonges et à la partie d’extrémité avant associée (du berceau) en présentant un bord intérieur s’étendant en biais entre ces dernières dans une zone vide pour renforcer une raideur transversale de cette prolonge et favoriser une transmission d’efforts transversaux en cas de choc par l’avant subi par le véhicule suivant une direction ayant une composante longitudinale et une composante transversale non nulle. Grâce à cette extension en biais, on peut réorienter les efforts transversaux, et augmenter progressivement la largeur d’une prolonge au niveau de son extrémité arrière, ce qui facilite la transmission des efforts au berceau en vue de leur absorption. La pièce de renfort selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - son bord intérieur peut avoir une partie principale qui est destinée à être placée en biais dans la zone vide et sensiblement rectiligne ; - elle peut comprendre un premier bord extérieur ayant une extrémité avant joignant une extrémité avant du bord intérieur et comportant une sous-partie avant ayant forme homologue à une forme d’un second bord extérieur de la prolonge associée ; - en présence de la dernière option, son premier bord extérieur peut comporter une sous-partie arrière prolongeant vers l’arrière la sous-partie avant. Dans ce cas, elle peut aussi comprendre un bord arrière joignant une extrémité arrière du bord intérieur et la sous-partie arrière en étant sensiblement perpendiculaire à cette dernière ; - elle peut comprendre au moins deux trous traversants qui sont propres à être placés respectivement devant d’autres trous traversants correspondants et définis dans les prolonge et partie d’extrémité avant associées et à être traversés, tout comme ces autres trous traversants, par des boulons destinés à assurer la solidarisation fixe par vissage ; - elle peut comprendre un bord périphérique en partie redressé de manière à renforcer une résistance à la déformation ; - elle peut être réalisée dans un acier choisi ; - en présence de la dernière option, elle peut avoir une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm. L’invention propose également un véhicule automobile comprenant une structure comportant, d’une part, un berceau ayant des parties d’extrémité avant, droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière de prolonges, droite et gauche, s’étendant vers l’avant du véhicule, et, d’autre part, deux pièces de renfort, droite et gauche, du type de celle présentée ci-avant, et solidarisées fixement chacune à l’une des prolonges et à la partie d’extrémité avant associée. Par exemple, chaque pièce de renfort peut être installée sous l’une des prolonges et sous la partie d’extrémité avant associée. 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, une sous-partie inférieure avant d’un exemple de structure de véhicule automobile, comportant des exemples de réalisation de pièces de renfort selon l’invention, illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessous, la pièce de renfort gauche de la , placée sous la prolonge gauche et la partie d’extrémité avant gauche du berceau, et illustre schématiquement, dans une vue en perspective du dessus, la pièce de renfort gauche des figures 1 et 2. Description détaillée de l’invention L’invention a notamment pour but de proposer une pièce de renfort PR permettant à une prolonge PBj d’une partie avant d’une structure SV d’un véhicule automobile d’encaisser des efforts transversaux lors d’un choc par l’avant à faible recouvrement subi par ce dernier. Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que la 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 berceau avant ayant des parties d’extrémité avant, droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière de prolonges, droite et gauche. Sur les figures 1 à 3 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. Par ailleurs, dans ce qui précède et ce qui suit la notion « d’inférieur » est définie par rapport au sol sur lequel est situé le véhicule, et donc désigne une face d’élément orientée vers le sol, et la notion « de supérieur » désigne une face d’élément orientée vers le haut et donc opposée à la face inférieure de ce même élément. On a schématiquement illustré sur la , une sous-partie inférieure avant d’un exemple de structure SV d’un véhicule automobile, comportant des pièces de renfort PR, droite et gauche, selon l’invention. Cette sous-partie inférieure avant comprend un berceau avant BS ayant des parties d’extrémité avant PEVj, droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière ERPj de prolonges PBj, droite et gauche. Ces prolonges PBj s’étendent vers l’avant du véhicule. Dans ce qui suit, lorsque j est égal à 1, il désigne un élément situé à droite de la structure SV et lorsque j est égal à 2, il désigne un élément situé à gauche de la structure SV. Comme illustré, les prolonges droite PB1 et gauche PB2 comprennent aussi des extrémités avant qui sont opposées à leurs extrémités arrière ERPj et de préférence solidarisées fixement, par exemple par soudage, à des extrémités droite et gauche d’une traverse (ou poutre) avant (orientée suivant la direction transversale Y). On notera, bien que cela n’apparaisse pas sur la , que la partie avant de la structure SV comprend aussi des brancards droit et gauche placés respectivement au-dessus des prolonges PBj droite et gauche, des bras supérieurs droit et gauche, des montants avant droit et gauche, et des pieds avant droit et gauche (auxquels sont solidarisés respectivement des longerons droit et gauche). Les brancards droit et gauche et les bras supérieurs droit et gauche assurent notamment, avec le berceau avant BS et les prolonges PBj, le support d’une partie au moins du groupe motopropulseur (ou GMP) du véhicule. Le berceau avant BS et les prolonges PBj définissent une voie d’effort basse. Les brancards droit et gauche définissent une voie d’effort intermédiaire. Les bras supérieurs droit et gauche définissent une voie d’effort haute. Comme illustré sur la , chacune des pièces de renfort PR, droite et gauche, est monobloc et propre à être solidarisée fixement à l’une des prolonges PBj et à la partie d’extrémité avant PEVj associée du berceau avant BS en présentant un bord intérieur BI qui s’étend en biais entre ces dernières (PBj et PEVj) dans une zone vide. Cette extension en biais est destinée non seulement à renforcer la raideur transversale (suivant la direction transversale Y) de la prolonge PBj, mais aussi à favoriser la transmission d’efforts transversaux en cas de choc par l’avant à faible recouvrement subi par le véhicule. Il est rappelé que l’on entend par « choc par l’avant » un choc subi par le véhicule suivant une direction qui a une composante longitudinale (suivant la direction longitudinale X) et une composante transversale (suivant la direction transversale Y) non nulle. On comprendra que cette extension en biais permet de réorienter les efforts transversaux (voir les flèches larges sur la ), et d’augmenter de façon progressive la largeur d’une prolonge PBj au niveau de son extrémité arrière ERPj, là où la probabilité de déformation est la plus grande en présence d’efforts transversaux. De ce fait, plus on se rapproche de la partie d’extrémité avant PEVj du berceau avant BS, plus la raideur de la prolonge PBj augmente, et au niveau de cette partie d’extrémité avant PEVj la zone dans laquelle les efforts sont transmis est notablement accrue, ce qui permet à son tour au berceau avant BS d’absorber une partie importante des efforts ayant fait l’objet d’une réorientation dans la pièce de renfort PR concernée. De préférence, l’extension en biais du bord intérieur BI se fait suivant un angle par rapport à la direction transversale Y qui est compris entre 40° et 60°. A titre d’exemple illustratif, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, cet angle peut être (approximativement) égal à 45°. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, le bord intérieur BI peut comporter une partie principale PP qui est destinée à être placée en biais dans la zone vide, et qui est sensiblement rectiligne. Cela permet de guider les efforts suivant une unique direction de réorientation. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, chaque pièce de renfort PR peut comprendre un premier bord extérieur BE1 qui a une extrémité avant joignant l’extrémité avant du bord intérieur BI et qui comporte une sous-partie avant SPV ayant forme homologue à la forme d’un second bord extérieur BE2 de la prolonge PBj associée. Cela permet d’optimiser la zone de recouvrement d’une pièce de renfort PR par rapport à la prolonge PBj correspondante, et donc d’augmenter l’épaisseur (et par conséquent aussi la résistance) de cette prolonge PBj dans toute cette zone de recouvrement. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, le premier bord extérieur BE1 de chaque pièce de renfort PR peut comporter une sous-partie arrière SPR qui prolonge vers l’arrière la sous-partie avant SPV en direction de la partie d’extrémité avant PEVj associée. Dans ce cas, chaque pièce de renfort PR peut comprendre un bord arrière BR qui joint l’extrémité arrière de son bord intérieur BI et la sous-partie arrière SPR de son premier bord extérieur BE1 en étant sensiblement perpendiculaire à cette sous-partie arrière SPR. Cela donne une forme générale quasiment triangulaire à chaque pièce de renfort PR qui renforce sa résistance à la déformation. Egalement par exemple, l’angle entre le bord arrière BR et la sous-partie arrière SPR peut être compris entre 80° et 100°. A titre d’exemple illustratif, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 et 3, cet angle peut être (approximativement) égal à 95°. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 2 et 3, chaque pièce de renfort PR peut comprendre au moins deux trous traversants TT qui sont propres à être placés respectivement devant d’autres trous traversants correspondants et définis dans les prolonge PBj et partie d’extrémité avant PEVj associées. Ces trous traversants TT sont propres à être traversés, tout comme les autres trous traversants correspondants, par des boulons qui sont destinés à assurer la solidarisation fixe par vissage, d’une part, d’une pièce de renfort PR à la prolonge PBj associée, et d’autre part, de cette même pièce de renfort PR à la partie d’extrémité avant PEVj associée. On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 2 et 3, chaque pièce de renfort PR comprend cinq trous traversants TT. Mais le nombre de trous traversants TT peut prendre n’importe quelle valeur supérieure ou égale à deux. Egalement par exemple, et comme illustré non limitativement et au moins partiellement sur les figures 2 et 3, que chaque pièce de renfort PR peut comprendre un bord périphérique en partie redressé de manière à renforcer encore plus sa résistance à la déformation. On comprendra que ce bord périphérique est la réunion des bord intérieur BI, premier bord extérieur BE1 et bord arrière BR. De préférence, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, chaque pièce de renfort PR est installée sous l’une des prolonges PBj et sous la partie d’extrémité avant PEVj associée. En d’autres termes la face supérieure FS de chaque pièce de renfort PR est installée en regard des faces inférieures FI2 et FI3 respectivement des prolonges PBj et partie d’extrémité avant PEVj associées. Mais dans une variante de réalisation non illustrée, chaque pièce de renfort PR est installée au-dessus des prolonge PBj et partie d’extrémité avant PEVj associées. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut être réalisée dans un acier choisi. Dans ce cas, chaque pièce de renfort PR peut, par exemple et de préférence, avoir une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm. A titre d’exemple, cette épaisseur peut être comprise entre 3 mm et 4 mm. On notera également que chaque pièce de renfort PR peut être fabriquée par moulage et éventuellement percement, ou bien par emboutissage et/ou pliage et percement. Pièce de renfort (PR) propre à équiper un véhicule automobile comprenant une structure (SV) comportant un berceau (BS) ayant des parties d’extrémité avant (PEVj), droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière (ERPj) de prolonges (PBj), droite et gauche, s’étendant vers l’avant dudit véhicule, caractérisée en ce qu’elle est propre à être solidarisée fixement à l’une desdites prolonges (PBj) et à ladite partie d’extrémité avant (PEVj) associée en présentant un bord intérieur (BI) s’étendant en biais entre ces dernières (PBj, PEVj) dans une zone vide pour renforcer une raideur transversale de ladite prolonge (PBj) et favoriser une transmission d’efforts transversaux en cas de choc par l’avant subi par ledit véhicule suivant une direction ayant une composante longitudinale et une composante transversale non nulle. Pièce de renfort selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit bord intérieur (BI) a une partie principale (PP) destinée à être placée en biais dans ladite zone vide et sensiblement rectiligne. Pièce de renfort selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comprend un premier bord extérieur (BE1) ayant une extrémité avant joignant une extrémité avant dudit bord intérieur (BI) et comportant une sous-partie avant (SPV) ayant forme homologue à une forme d’un second bord extérieur (BE2) de ladite prolonge (PBj) associée. Pièce de renfort selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit premier bord extérieur (BE1) comporte une sous-partie arrière (SPR) prolongeant vers l’arrière ladite sous-partie avant (SPV), et en ce qu’elle comprend un bord arrière (BR) joignant une extrémité arrière dudit bord intérieur (BI) et ladite sous-partie arrière (SPR) en étant sensiblement perpendiculaire à cette dernière (SPR). Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins deux trous traversants (TT) propres à être placés respectivement devant d’autres trous traversants correspondants et définis dans lesdites prolonge (PBj) et partie d’extrémité avant (PEVj) associées et à être traversés, tout comme ces autres trous traversants, par des boulons destinés à assurer ladite solidarisation fixe par vissage. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu’elle comprend un bord périphérique (BI, BE1, BR) en partie redressé de manière à renforcer une résistance à la déformation. Pièce de renfort selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’elle est réalisée dans un acier choisi. Pièce de renfort selon la revendication 7, caractérisée en ce qu’elle a une épaisseur supérieure ou égale à 3 mm. Véhicule automobile comprenant une structure (SV) comportant un berceau (BS) ayant des parties d’extrémité avant (PEVj), droite et gauche, auxquelles sont respectivement solidarisées des extrémités arrière (ERPj) de prolonges (PBj), droite et gauche, s’étendant vers l’avant dudit véhicule, caractérisé en ce que ladite structure (SV) comprend en outre deux pièces de renfort (PR), droite et gauche, selon l’une des revendications précédentes, solidarisées fixement chacune à l’une desdites prolonges (PBj) et à ladite partie d’extrémité avant (PEVj) associée. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque pièce de renfort (PR) est installée sous l’une desdites prolonges (PBj) et sous ladite partie d’extrémité avant (PEVj) associée.