Brevet FR3160949A1 — publié le 20251010

L’invention concerne une structure avant déformable de véhicule automobile comprenant : un berceau adapté à venir s’étendre transversalement sous un compartiment moteur d’un véhicule automobile, ledit berceau comportant deux prolonges s’étendant parallèlement vers l’avant dudit véhicule ; une traverse profilée (34) présentant deux extrémités opposées (36, 38), lesdites prolonges reliant respectivement lesdites deux extrémités opposées (36, 38) de ladite traverse (34). Lesdites deux extrémités de traverse (36, 38) comprennent des lignes de pliage préférentiel pour provoquer le pliage desdites deux extrémités (36, 38) selon lesdites lignes de pliage préférentiel lors d’un choc. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 2 Structure avant déformable de véhicule automobile La présente invention se rapporte à une structure avant déformable d’un véhicule automobile. La déformation de la structure avant vise à absorber le maximum d’énergie lors des chocs de manière à préserver les matériels et les personnes impliqués, qu’elles se trouvent à l’intérieur du véhicule ou à l’extérieur. Les véhicules automobiles connus comprennent usuellement un habitacle et un compartiment moteur situé à l'avant et délimité de l'habitacle par un tablier. Ils comprennent également deux longerons sensiblement parallèles qui s'étendent longitudinalement à distance l'un de l'autre à travers le tablier et dans le compartiment moteur. Sensiblement à l'aplomb du tablier et du compartiment moteur, le véhicule comprend un berceau qui s'étend transversalement et duquel viennent s'étendre deux prolonges sous le compartiment moteur. Ces deux prolonges s'étendent elles-mêmes sensiblement à l'aplomb des deux longerons et elles y sont généralement suspendues au moyen d’un organe de suspension, ou pendeloque. Les prolonges sont respectivement prolongées elle-même par des absorbeurs de chocs communément appelés « crash-box ». Et au surplus, les deux absorbeurs de chocs sont reliés ensemble par une traverse qui vient s’étendre à l’avant. Aussi, les traverses sont réalisées dans des nuances d’acier à très haute limite élastique et usuellement, selon des procédés continus de profilage à froid. On met en œuvre par exemple des aciers martensitiques dont la limite élastique est de l’ordre de 1200 MPa. Les traverses ainsi réalisées présentent des propriétés d’absorption de chocs relativement avantageuses. Néanmoins, elles sont excessivement coûteuses. Ainsi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est de fournir des structures avant déformables présentant des capacités d’absorption des chocs importantes, mais à des coûts de fabrication plus avantageux. Dans le but de résoudre ce problème, il est proposé une structure avant déformable de véhicule automobile comprenant : un berceau adapté à venir s’étendre transversalement sous un compartiment moteur d’un véhicule automobile, ledit berceau comportant deux prolonges s’étendant parallèlement vers l’avant dudit véhicule ; et, une traverse profilée présentant deux extrémités opposées, lesdites prolonges reliant respectivement lesdites deux extrémités opposées de ladite traverse. Et, lesdites deux extrémités de traverse comprennent des lignes de pliage préférentiel pour provoquer le pliage desdites deux extrémités selon lesdites lignes de pliage préférentiel lors d’un choc. Ainsi, une caractéristique de l’invention réside dans la mise en œuvre de lignes de pliage préférentiel dans la traverse. De la sorte, on peut s’affranchir des absorbeurs de chocs, dont le rôle est alors joué par des extrémités de la traverse. On diminue ainsi sensiblement le coût de la structure avant déformable. Au surplus, on peut utiliser une nuance d’acier moins performante, dont la limite élastique est par exemple de l’ordre de 650 MPa, et qui est par conséquent moins coûteuse. Aussi, l’acier en bande est embouti pour former la traverse et par conséquent, celle-ci est obtenue à un coût plus avantageux, comparé aux traverses obtenues grâce aux procédés de profilage à froid. Selon un mode de mise en œuvre de l’invention particulièrement avantageux, ladite traverse est profilée en U en définissant une paroi de fond et deux ailes opposées en regard, lesdites deux prolonges étant reliées auxdites deux ailes opposées, tandis que ladite paroi de fond s’étend à l’opposé desdites deux prolonges. Une telle configuration favorise l’absorption d’énergie comme on l’expliquera plus en détail ci-après. En outre, on observera que les nuances d’acier à moins haute limite élastique sont plus aisées à relier par soudure à d’autres aciers. Selon l’invention, lesdites deux ailes opposées comprennent, préférentiellement, dans chacune desdites deux extrémités de traverse, deux languettes s’étendant en saillie et en regard l’une de l’autre à l’opposé de ladite paroi de fond, et chacune desdites deux prolonges est reliée auxdites deux languettes. Les deux languettes permettent ainsi d’augmenter localement la largeur des ailes de la traverse. De la sorte, on augmente les capacités d’absorption d’énergie de la structure. Avantageusement, selon l’invention, chacune desdites deux prolonges est reliée auxdites deux languettes par l’intermédiaire d’une platine. Ainsi, les bords libres des deux languettes, opposés à ladite paroi de fond de la traverse, sont préférentiellement soudés sur la platine. La platine est elle-même ajustée à plat sur une platine de réception, laquelle platine de réception est soudée sur l’extrémité de la prolonge, comme on l’expliquera en détail dans la suite de la description. Selon une variante de réalisation de l’invention, chacune desdites deux languettes présente un étranglement pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Les étranglements sont formés par deux gorges s’étendant à l’opposé l’une de l’autre. Ainsi, les lignes de pliage préférentiel s’étendent entre les deux gorges. Selon une autre variante de réalisation de l’invention, lesdites deux ailes opposées présentent, dans chacune desdites deux extrémités de traverse, au moins un évidement pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Préférentiellement, l’évidement s’étend dans les languettes, et en conséquence, les lignes de pliage préférentiel s’étendent au niveau des languettes de part et d’autre des évidements. Selon encore une autre variante de réalisation de l’invention, lesdites deux ailes opposées présentent, dans chacune desdites deux extrémités de traverse, des rainurages pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Avantageusement, les rainurages s’étendent également dans les languettes pour faciliter leur déformation en cas de choc. Conformément à un mode de mise en œuvre de l’invention particulièrement avantageux, lesdites deux ailes opposées présentent des bords tombés. Autrement dit, les deux ailes présentent deux bordures pliées en retour à l’opposé l’une de l’autre. De la sorte, on vient augmenter sensiblement le moment quadratique de la traverse. Par ailleurs, ladite traverse présente, selon l’invention, une pluralité de paires d’enfoncements locaux pratiqués dans les arêtes entre lesdites ailes et ladite paroi de fond. Autrement dit, les deux arêtes opposées de la traverse sont sensiblement enfoncées de manière symétrique. De la sorte, on forme également des zones de pliage préférentiel. Selon un mode de mise en œuvre de l’invention particulièrement avantageux, ladite traverse est cintrée selon une convexité opposée audit berceau. Aussi, selon l’invention, ladite traverse est emboutie dans un matériau métallique. En effet, en utilisant une nuance d’acier de plus basse limite élastique, inférieure à 700 MPa par exemple, la traverse est plus aisée à emboutir. De plus, il est aisé de la souder ensuite. En comparaison des procédés de profilage à froid, ou « roll-forming » en langue anglaise, l’emboutissage est bien moins coûteux. D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : FIG. 1 est une vue schématique en perspective avant droite d’une structure avant déformable véhicule automobile selon l’art antérieur ; FIG. 2 est une vue schématique en perspective avant droite d’un élément d’une structure avant déformable conforme à l’invention selon un mode de mise en œuvre ; FIG. 3 est une vue schématique de détail de l’objet de la FIG. 2 selon un autre mode de mise en œuvre ; et, FIG. 3 est une vue schématique de détail de l’objet de la FIG. 2 selon encore un autre mode de mise en œuvre. La FIG. 1 montre une structure avant déformable 10 de véhicule automobile, selon l’art antérieur. Elle s’inscrit dans un repère orthogonal X, Y, Z, dans lequel l’axe X s’étend selon une direction longitudinale avant-arrière du véhicule automobile, orienté vers l’arrière ; l’axe Y s’étend selon une direction transversale du véhicule, orienté de la gauche vers la droite lorsque l’on est en situation de roulage ; et l’axe Z s’étend selon une direction verticale, orienté à l’opposé du sol. La structure avant 10 comprend un berceau 12 qui s’étend transversalement selon la direction Y, et longitudinalement selon la composante -X, au moins partiellement sous le compartiment moteur 14. En outre, la structure 10 comporte des prolonges, une prolonge droite 16 et une prolonge gauche 18, lesquelles sont reliées au berceau 12 et s’en étendent sensiblement parallèlement l’une à l’autre vers l’avant selon la composante -X. Les prolonges 16, 18 s’étendent sensiblement à l’aplomb des longerons, lesquels ne sont pas représentés. Aussi, dans le prolongement des prolonges 16, 18, la structure avant 10 comprend des absorbeurs de chocs, ou « crash-box », droit 20 et gauche 22. Et les deux absorbeurs de chocs 20, 22 sont reliés ensemble par une traverse 24. Les absorbeurs de chocs 20, 22 sont des organes tubulaires aptes à se comprimer axialement en cas de choc. Ils sont reliés aux prolonges 16, 18 par l’intermédiaire d’une platine de liaison droite 26, et gauche 28 à laquelle ils sont respectivement soudés. Les platine de liaison 26, 28 sont elles-mêmes vissées sur des platines de réception droite 30, et gauche 32 lesquelles sont solidaires des prolonges 16, 18. Aussi, les platines de réception 30, 32 sont usuellement suspendues aux longerons au moyen d’organes de suspension ou pendeloques. Ces dernières tout comme les longerons ne sont pas représentées ici. Conformément à l’invention, on substitue à la traverse 24 et aux absorbeurs de chocs 20, 22 une nouvelle traverse 34 telle que représentée sur la FIG. 2 et selon une première variante d’exécution. La traverse 34 présente une extrémité droite 36 opposée à une extrémité gauche 38, lesquelles extrémités vont jouer le rôle d’absorbeurs de chocs comme on l’expliquera ci-après. L’extrémité droite 36 est symétrique de l’extrémité gauche 38 par rapport au plan médian Pm. La traverse 34 est profilée en U et elle est obtenue par découpage emboutissage d’une bande métallique. La bande métallique est faite d’une nuance d’acier présentant une limite élastique inférieure à 1000 MPa. Sa limite élastique est avantageusement inférieure à 700 MPa. Elle est par exemple de 660 MPa. Une telle nuance d’acier est aisée à façonner et à emboutir. Ainsi, grâce au découpage et à l’emboutissage, la traverse 34 présente une paroi de fond 40 et deux ailes opposées en regard 42, 44 dressées par rapport à la paroi de fond 40. Les deux ailes en regard 42, 44 présentent deux bordures libres 41, 43 et elles définissent avec la paroi de fond 40, deux arêtes opposées 45, 47. Aussi, les deux extrémités opposées 36, 38 sont symétriques l’une de l’autre par rapport à un plan médian Pm. Par ailleurs, lors de l’opération de découpage, il a été ménagé deux languettes droites en regard 46, 48 dans l’extrémité droite 36 et deux languettes gauches en regard 50, 52 dans l’extrémité gauche 38. Les languettes 46, 48 ; 50, 52 s’étendent en saillie respectivement des ailes 42, 44, selon le plan qu’elles définissent, et à l’opposé de la paroi de fond 40. De plus, il a été ménagé deux évidements oblongs droits en regard 54, 56 dans l’extrémité droite 36 et à l’opposé, deux évidements oblongs gauches en regard 58, 60 dans l’extrémité gauche 38. Les évidements oblongs 54, 56 ; 58, 60 s’étendent dans les ailes opposées 42, 44 et dans les languettes respectivement 46, 48 ; 50, 52. Ils s’étendent selon une direction sensiblement perpendiculaire à la paroi de fond 40 de la traverse 34. Les languettes 46, 48 ; 50, 52 présentent une largeur sensiblement égale à la hauteur des deux ailes opposées 42, 44. Aussi, la hauteur des languettes 46, 48 ; 50, 52 est comprise entre un tiers et deux tiers de la hauteur des deux ailes opposées 42, 44. En outre, lors de l’emboutissage, les bordures libres 41, 43 des deux ailes opposées 42, 44 sont pliées en retour à l’opposé l’une de l’autre pour former deux bords tombés opposés 62, 64. Ces deux bords tombés 62, 64 permettent d’augmenter localement le moment quadratique des bords de la traverse 34. Autrement dit, ils permettent d’augmenter sensiblement la résistance à la déformation des bords de la traverse 34. De plus, les arêtes 45, 47 présentent des paires d’enfoncements en coin 66, 68 pratiquées de proche en proche le long de la traverse 34. Les enfoncements 66, 68 sont pratiqués en vis-à-vis selon une même section droite de la traverse 34. Aussi, les paires d’enfoncements 66, 68 sont espacées les unes des autres d’une distance comprise entre une fois et trois fois la largeur des ailes 42, 44. Elles sont par exemple écartées les unes des autres d’une distance sensiblement égale à deux fois la largeur des ailes 42, 44. Ces paires d’enfoncements en coin 66, 68, permettent de former des zones de pliage préférentiel. Aussi, la traverse 34 est reliée à deux platines de liaison, une platine de liaison droite 70, et une platine de liaison gauche 72 sensiblement identiques à celles décrites en regard de la [ FIG. 1 ]. Elle y est reliée par l’intermédiaire des deux paires de languettes 46, 48 ; 50, 52 au moyen de cordons de soudure 74. Grâce à la nuance d’acier mise en œuvre pour réaliser la traverse 34, il est aisé de souder ensemble les platines de liaison 70, 72 et les languettes 46, 48 ; 50, 52. Seuls les cordons de soudure 74 reliant deux languettes 46, 50 aux platines de liaison 78, 72 apparaissent sur la FIG. 2 . Les deux autres sont masquées par la traverse 34 elle-même. De la sorte, la traverse 34 illustrée sur la FIG. 2 est adaptée à être installée à l’extrémité des deux prolonges 16, 18 représentés sur la FIG. 1 , en lieu et place de la traverse 24 et de ses deux absorbeurs de chocs 20, 22. Les deux platines de liaison 70, 72 sont alors appliquées à plat contre les deux platines de réception 30, 32 et y sont boulonnées. On observera ainsi, que l’on s’affranchit des deux absorbeurs de chocs 20, 22. Au surplus, cela permet de raccourcir sensiblement le compartiment moteur tout en bénéficiant des capacités d’absorption usuelles. Ainsi, lors d’un choc frontal, du véhicule automobile, les deux extrémités opposées 36, 38 de la traverse 34 joue le rôle d’absorbeurs de chocs. Selon la première variante d’exécution telle qu’illustrée sur la FIG. 2 , les deux fois deux évidements oblongs 54, 56 ; 58, 60 permettent de délimiter de chaque côté des ponts s’étendant respectivement dans les languettes 46, 48 ; 50, 52, lesquels ponts sont aptes à fléchir lors du choc. Le fléchissement préférentiel de ces ponts concourt alors à l’écrasement des extrémités 36, 38 de la traverse 34 selon la composante X, et par conséquent, à l’absorption d’une quantité significative d’énergie. On se reportera sur la FIG. 3 montrant partiellement l’extrémité gauche 38’ de la traverse 34’, selon une deuxième variante d’exécution. Les éléments identiques à ceux de la FIG. 2 présentent les mêmes références affectées d’un signe prime : « ‘ ». Aussi, la FIG. 3 illustre la mise en œuvre d’un étranglement 76 à la base des languettes 50’, 52’ grâce à deux gorges opposées 78, 80. Les languettes de l’extrémité droite de la traverse 34, non représentées ici, présentent les mêmes gorges. De la sorte, lors d’un choc frontal, les lignes de pliage préférentiel s’établissent d’un fond de gorge 78 à l’autre 80. Et ces lignes de pliage préférentiel permettent l’écrasement contrôlé de l’extrémité gauche 38’. Selon une troisième variante d’exécution représentée sur la FIG. 3 , où les éléments identiques à ceux de la FIG. 2 présentent les mêmes références affectées d’un signe double prime : « ’’ », des rainurages 82, 84 sont ménagés dans les languettes 50’’, 52’’. Ainsi, les lignes de pliage préférentiel s’étendent selon les rainurages 82, 84. Et lors d’un choc frontal, les languettes 50’’, 52’’ se plient selon ces rainurages 82, 84. Structure avant déformable de véhicule automobile comprenant : - un berceau (12) adapté à venir s’étendre transversalement sous un compartiment moteur d’un véhicule automobile, ledit berceau (12) comportant deux prolonges (16, 18) s’étendant parallèlement vers l’avant dudit véhicule ; - une traverse profilée (34) présentant deux extrémités opposées (36, 38), lesdites prolonges (16, 18) reliant respectivement lesdites deux extrémités opposées (36, 38) de ladite traverse (34) ; caractérisée en ce que lesdites deux extrémités de traverse (36, 38) comprennent des lignes de pliage préférentiel pour provoquer le pliage desdites deux extrémités (36, 38) selon lesdites lignes de pliage préférentiel lors d’un choc. Structure avant déformable selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite traverse (34) est profilée en U en définissant une paroi de fond (40) et deux ailes opposées en regard (42, 44), lesdites deux prolonges (16, 18) étant reliées auxdites deux ailes opposées, tandis que ladite paroi de fond (40) s’étend à l’opposé desdites deux prolonges (16, 18). Structure avant déformable selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdites deux ailes opposées (42, 44) comprennent dans chacune desdites deux extrémités (36, 38) de traverse, deux languettes (46, 48 ; 50, 52) s’étendant en saillie et en regard l’une de l’autre à l’opposé de ladite paroi de fond (40), et en ce que chacune desdites deux prolonges (16, 18) est reliée auxdites deux languettes (46, 48 ; 50, 52). Structure avant déformable selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacune desdites deux prolonges (16, 18) est reliée auxdites deux languettes (46, 48 ; 50, 52) par l’intermédiaire d’une platine (70, 72). Structure avant déformable selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chacune desdites deux languettes (46, 48 ; 50, 52) présente un étranglement (76) pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que lesdites deux ailes opposées (42, 44) présentent, dans chacune desdites deux extrémités de traverse, au moins un évidement (54, 56 ; 58, 60) pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que lesdites deux ailes opposées (42, 44) présentent, dans chacune desdites deux extrémités (36, 38) de traverse, des rainurages (82, 84) pour former lesdites lignes de pliage préférentiel. Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que lesdites deux ailes opposées (42, 44) présentent des bords tombés (62, 64). Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que ladite traverse (34) présente une pluralité de paires d’enfoncements (66, 68) locaux pratiqués dans des arêtes (45, 47) entre lesdites ailes (42, 44) et ladite paroi de fond (40). Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que ladite traverse (34) est cintrée selon une convexité opposée audit berceau (12). Structure avant déformable selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que ladite traverse (34) est emboutie dans un matériau métallique.