Ensemble d'absorption de chocs pour véhicule automobile et face avant correspondante

L'invention concerne un ensemble d'absorption de chocs destiné à être intégré à une face avant de véhicule automobile, comprenant une poutre pare-chocs réalisée en un profilé de forme choisie ayant une partie centrale et des extrémités.

Une poutre pare-chocs est généralement constituée d'un profilé métallique à section en forme de U ou de C dont les branches sont horizontales et qui est rapporté sur la face avant du véhicule automobile.

La poutre pare-chocs a plusieurs rôles. Elle participe à la structure du véhicule et doit protéger les passagers du véhicule en cas de chocs avec un obstacle extérieur, ainsi que les équipements du véhicule, notamment afin de réduire le coût des réparations en cas d'accident. Inversement, la poutre pare-chocs doit permettre de diminuer l'agressivité du véhicule, notamment envers les piétons, en absorbant autant que possible l'énergie du choc de manière à minimiser la gravité des blessures infligées à ces derniers.

De nombreuses réglementations, notamment européennes, sont déjà en vigueur ou sur le point d'entrer en vigueur et imposent des performances très strictes concernant l'absorption des chocs réparabilité et grande vitesse. Afin de respecter ces réglementations, la conception des faces avant a été modifiée pour intégrer de nouveaux éléments comme des absorbeurs d'énergie qui viennent grever le coût global de la face avant.

En effet, il n'est pas rare dans les faces avant modernes d'avoir à assembler cinq à sept éléments pour constituer un ensemble d'absorption de chocs satisfaisant aux réglementations en vigueur. Cela crée des difficultés tant au niveau des coûts de la matière première qu'au niveau des coûts d'assemblage.

L'invention vise à améliorer la situation.

A cet effet, l'invention propose un ensemble d'absorption de chocs pour véhicule automobile, comprenant une poutre pare-chocs réalisée en un profilé de forme choisie ayant une partie centrale et des extrémités, la partie centrale étant déportée par rapport aux extrémités pour former une partie centrale d'absorption d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un absorbeur de chocs rapporté sur chaque extrémité de la poutre pare-chocs et s'étendant en direction de la partie centrale.

Un tel ensemble d'absorption de chocs est particulièrement avantageux en ce qu'il permet de réduire le nombre de pièces nécessaires pour le réaliser.

Ainsi, les extrémités peuvent être utilisées pour fixation sur les platines d'un longeron par exemple, ou sur un autre élément de la structure du véhicule automobile. Cela permet donc d'économiser tant au niveau de la matière première qu'au niveau de l'assemblage qui s'en trouvent simplifiés.

De plus, la partie centrale peut être déportée vers l'avant du véhicule lorsqu'elle est intégrée à celui-ci. Cela lui permet de former une partie centrale avancée d'absorption d'énergie une fois montée dans le véhicule.

En outre, la réception d'absorbeurs de chocs aux extrémités et en direction de la partie centrale permet d'obtenir plusieurs avantages.

Un premier avantage obtenu concerne le gain d'espace réalisé en termes de profondeur. En effet, cette conception permet d'économiser tout l'espace qui était occupé précédemment par les absorbeurs, lorsque ceux-ci étaient rapportés sur la poutre pare-chocs, derrière celle-ci.

Un deuxième avantage obtenu concerne la modularité de l'ensemble d'absorption de chocs par rapport aux chocs petite et moyenne vitesse. En

effet, dans le cadre de ces chocs, si l'énergie à absorber n'est pas trop importante, seuls les absorbeurs seront à remplacer et non la poutre entière. Cela permet donc de réaliser une absorption sélective des chocs réparabilité et moyenne vitesse. De plus, le remplacement des absorbeurs pourra être fait d'autant plus facilement que leur emplacement dans cette conception les rend beaucoup plus accessibles que précédemment.

De manière optionnelle et dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif décrit ci-dessus peut présenter les caractéristiques suivantes :

- le profilé peut être réalisé par emboutissage à partir d'une plaque en acier ou en alliage d'acier ;

- la plaque peut comporter au moins deux régions composées de variétés d'acier différentes, et la partie centrale et au moins une des extrémités peuvent être réalisées dans des régions distinctes de la plaque ;

- la plaque peut présenter au moins deux régions présentant une épaisseur différente, et la partie centrale et au moins une des extrémités peuvent être réalisées dans des régions distinctes de la plaque ;

- la poutre peut comporter une plaque de renforcement disposée au moins partiellement contre la partie centrale ;

- le profilé peut être réalisé à partir d'un profilé extrudé en aluminium ou en alliage d'aluminium et le profilé peut être réalisé par emboutissage ou par hydroformage ;

- les extrémités peuvent être formées par aplatissement du profilé ;

- le profilé peut avoir une forme en U dans lequel la base est formée par la partie centrale, et les branches sont formées par des portions reliées à la partie centrale, les extrémités formant une partie repliée des branches ;

- le profilé peut avoir une forme de cuvette à base plate, dans laquelle la base de la cuvette est formée la partie centrale et les bords de la cuvette sont formées par des portions reliées à la partie centrale, les extrémités formant une partie repliée des bords. ;

- la partie centrale peut comporter un évidement qui définit une partie centrale supérieure et une partie centrale inférieure ; et

- les extrémités peuvent comporter des trous pour fixation sur un autre élément du véhicule automobile.

L'invention concerne également une face avant pour véhicule automobile comprenant un ensemble d'absorption de chocs comme décrit ci-dessus.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, donnée à titre illustratif et non limitatif, d'exemples tirés des dessins sur lesquels :

- la figure 1 montre une vue en perspective d'un premier mode de réalisation d'un ensemble d'absorption de chocs selon l'invention ;

- la figure 2 montre une vue en perspective sensiblement de face de l'ensemble d'absorption de chocs de la figure 1 ;

- la figure 3 montre une vue en perspective sensiblement de derrière de l'ensemble d'absorption de chocs de la figure 1 ;

- la figure 4 montre une vue rapprochée du détail IV de la figure 3 ;

- la figure 5 montre une vue en perspective sensiblement de côté d'un deuxième mode de réalisation d'un ensemble d'absorption de chocs selon l'invention ;

- la figure 6 montre une vue rapprochée d'un détail Vl de la figure 5 ; et

- la figure 7 montre une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation de l'invention.

- la figure 8 représente de manière schématique un quatrième mode de réalisation de l'invention.

Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente invention, mais aussi contribuer à sa définition le cas échéant.

La figure 1 montre une vue en perspective sensiblement isométrique d'un ensemble d'absorption de chocs 2. L'ensemble d'absorption de chocs 2 comporte une poutre pare-chocs 4 sur laquelle sont rapportés deux absorbeurs de chocs 6.

La poutre pare-chocs 4 a une forme générale de cuvette à fond plat. La forme de cuvette est réalisée par une partie centrale 8 reliée à deux extrémités 10 par des portions 12. La partie centrale 8 forme la base de la cuvette, et les et les portions 12 forment les bords de la cuvette, les extrémités 10 formant une partie repliée des bords.

Les absorbeurs de chocs 6 peuvent être réalisés de manière classique sous la forme d'une enveloppe recevant une mousse métallique, ou encore sous la forme d'un profilé de mousse polymérique ou sous une autre forme connue.

La partie centrale 8 et les extrémités 10 s'expriment de manière sensiblement parallèle, de sorte que la partie centrale 8 est déportée par rapport aux extrémités 10, reliant la partie centrale 8 à chacune des extrémités 10. Le déport de la partie centrale 8 par rapport aux extrémités est réalisé dans une direction AV. Le montage de l'ensemble d'absorption de chocs 2 dans un véhicule automobile est réalisé de sorte que la direction AV de déport de la partie centrale 8 est sensiblement confondue avec l'axe X du véhicule, c'est-à- dire vers l'avant de celui-ci. Cela permet à la partie centrale 8 de former une partie centrale d'absorption déportée vers l'avant.

Les extrémités 10 comportent chacune quatre trous 14 qui servent à la fixation de la poutre 4 à un élément structurel (non représenté) du véhicule automobile. Cet élément structurel peut notamment être la platine de fixation d'un longeron du véhicule. Les trous 14 apparaissent totalement sur la figure 3. Autrement dit, la poutre 4 intègre de façon monobloc les moyens pour sa fixation sur le véhicule automobile.

Dans ce mode de réalisation, les extrémités 10 sont plates. Autrement dit, elles s'étendent selon un plan qui, dans ce mode de réalisation, est parallèle au plan d'extension général de la partie centrale déportée 8.

Les absorbeurs de chocs 6 sont rapportés sur les extrémités 10, et s'étendent dans la direction AV, c'est-à-dire dans la direction de la partie centrale 8, en occupant l'espace délimité par le déport entre la partie centrale 8 et les extrémités 10.

Dans le mode de réalisation décrit ici, le déport entre la partie centrale 8 et les extrémités 10 est réalisé avec une profondeur prévue pour loger précisément les absorbeurs de chocs 6.

Cela permet donc de dégager l'espace occupé par les absorbeurs 6 dans l'art antérieur, tout en renforçant la modularité de l'ensemble d'absorption de chocs.

En effet, les absorbeurs de chocs 6 sont maintenant placés "devant" la poutre pare-chocs 4, ce qui les rend plus accessibles. Lors d'un choc, les absorbeurs de chocs 6 et la partie centrale 8 seront sollicités sensiblement simultanément, du fait qu'ils sont sensiblement au même niveau.

Dans d'autres modes de réalisation, il serait possible de prévoir une profondeur de déport qui serait plus importante (respectivement moins importante) que celle des absorbeurs de chocs 6, de manière à solliciter d'abord la partie centrale 8 (respectivement des absorbeurs de chocs 6) lors d'un choc.

La structure et la réalisation de la partie centrale 8 vont maintenant être décrites plus avant à l'aide de la figure 2.

Dans ce premier mode de réalisation, la poutre pare-chocs 4 a été réalisée par emboutissage d'une plaque métallique, par exemple en acier. La plaque d'acier est issue du raboutage de plusieurs flans réalisés avec des variétés d'acier différentes. Ces flans ont été choisis avec des épaisseurs différentes, et ont été soudés ensemble au moyen d'une rabouteuse.

Dans le mode de réalisation décrit ici, la plaque d'acier comporte plusieurs zones Z1 , Z2 et Z3 qui ont des épaisseurs respectives e1 , e2 et e3. La zone Z1 est utilisée pour réaliser la partie de la plaque d'acier qui correspond aux extrémités 10 de la poutre pare-chocs 4. La zone Z2 est utilisée pour réaliser la partie de la plaque d'acier qui correspond aux portions 12 de la poutre pare- chocs 4. La zone Z3 est utilisée pour réaliser la partie de la plaque d'acier qui correspond à la partie centrale 8 de la poutre pare-chocs 4.

Dans le mode de réalisation décrit ici, les grades des zones Z1 , Z2 et Z3 et leurs épaisseurs respectives e1 , e2 et e3 sont choisis pour assurer un comportement d'absorption d'énergie voulu lors d'un choc du véhicule automobile. De même, le profil choisi pour la partie centrale 8 et les portions 12

est prévu pour renforcer ce comportement et faciliter l'intégration de l'ensemble de chocs 2 à la face avant du véhicule automobile.

En conséquence de l'emboutissage effectué pour donner le profil voulu à la partie centrale 8 et aux portions 12, celles-ci comportent une partie active 20 et un reste 22. La partie active 20 est la portion du profilé qui va participer directement à l'absorption des chocs par leur positionnement et leur forme. Le reste 22 correspond à la portion du profilé qui subsiste du fait de l'emboutissage réalisé pour donner la forme voulue à la partie active 20, et qui ne sert pas à absorber les chocs.

Afin d'assurer un comportement d'absorption d'énergie encore meilleur, une plaque d'acier 24 de renforcement peut-être disposée le long de la partie active 20. La plaque 24 est visible plus clairement sur les figures 3 et 4. Comme on le voit sur ces figures, la plaque 24 est fixée au moyen de soudures 26 réalisées point par point.

Dans l'exemple décrit ici, la plaque de renforcement 24 s'étend sur toute la largeur de la partie centrale 8 et sur la moitié de chaque portion 12. D'autres réalisations sont possibles en fonction du comportement d'absorption d'énergie recherché.

L'utilisation d'une poutre pare-chocs multigrades, multi-épaisseurs présentant un profil d'emboutissage choisi et éventuellement une plaque de renfort permet donc d'obtenir un comportement d'absorption d'énergie extrêmement modulable selon les besoins en termes de rigidité et de niveau d'effort.

On pourrait également envisager des combinaisons plus simples de ces caractéristiques, c'est-à-dire une réalisation sur la base d'une plaque multigrades uniquement, ou multi-épaisseurs uniquement, ou sans renforcement, etc.

Dans un deuxième mode de réalisation, la poutre pare-chocs 4 est réalisée par emboutissage ou par hydroformage d'un profilé d'aluminium creux.

Ce mode de réalisation est représenté plus en détail sur les figures 5 et 6, qui représentent une vue en perspective sensiblement de côté de l'ensemble de chocs, et un détail de cette vue.

Comme on peut le voir sur ces figures, la partie centrale 8 et les portions 12 sont formées entièrement par leur partie active et ne présentent plus de reste. Cela vient du fait que la poutre pare-chocs est réalisée à partir d'un profilé 28 et non plus à partir d'une plaque.

Ainsi, comme cela apparaît mieux sur la figure 6, les extrémités 10 sont réalisées par aplatissement du profilé 28, et il subsiste un espace 30 entre les deux faces opposées du profilé 28. En conséquence, les trous 14 doivent être réalisés dans chaque face du profilé 28 aplati.

Le profil de la partie centrale 8 et des portions 12 peut être adapté pour obtenir un comportement d'absorption d'énergie voulu, en rapprochant par exemple les faces opposées du profilé 28.

Dans les deux premiers modes de réalisation, la poutre pare-chocs est avantageusement réalisée de manière à correspondre tant en dimensions qu'en propriétés d'absorption à la poutre dite "Danner" du véhicule automobile. Cependant, il est possible de réaliser une poutre pare-chocs différente, par exemple adaptée au choc piéton en voie basse.

Dans un troisième mode de réalisation représenté sur la figure 7, la poutre pare-chocs a des dimensions plus importantes que dans les modes de réalisation précédents.

Comme on peut le voir sur cette figure, une poutre pare-chocs 30 a une forme générale en U. La base du U est réalisée par une partie centrale 32 qui comporte un évidement 34 qui définit une partie centrale supérieure 36 et une partie centrale inférieure 38. Les branches du U sont réalisées par des portions 40 qui forment un angle sensiblement droit avec la partie centrale 32 et dans lesquelles l'évidement 34 est prolongé. Les extrémités des branches du U sont rabattues à angle sensiblement droit avec celles-ci pour former des platines 42.

Ainsi, la partie centrale 32 et les platines 42 s'expriment de manière sensiblement parallèle, de sorte que la partie centrale 32 est déportée par rapport aux platines 42.

Les platines 42 s'expriment le long des branches du U, et sont percées de trous 44 pour permettre la fixation de la poutre pare-chocs 30 sur un élément structurel du véhicule automobile.

La poutre pare-chocs 30 peut être réalisée de la même manière que celle des premier et deuxième modes de réalisation, c'est-à-dire par emboutissage d'une plaque d'acier multigrades et/ou multi-épaisseurs et/ou avec une plaque de renforcement, ou encore par hydroformage ou emboutissage d'un profilé d'aluminium creux, et les platines 10 sont propres à recevoir des absorbeurs d'énergie.

La principale différence entre le troisième mode de réalisation et les modes de réalisations précédents consiste en ce que les dimensions originelles de la plaque ou du profilé de base sont plus importantes, et en ce qu'un évidement est réalisé dans la partie centrale une fois que celle-ci est formée, afin de définir deux parties d'absorption d'énergie située à des hauteurs différentes.

Par ailleurs, on notera que, dans le cadre du troisième mode de réalisation, la plaque d'acier peut comporter plusieurs zones dans sa dimension verticale, en

plus de sa dimension longitudinale comme présenté précédemment, afin par exemple de réaliser une partie centrale supérieure et une partie centrale inférieure dans des grades et/ou épaisseurs différentes.

Cela permet donc de réaliser de manière intégrée un ensemble d'absorption de chocs qui inclue à la fois une poutre Danner et une poutre choc piéton.

Les différentes poutres décrites ici sont toutes réalisées de manière monobloc. Il est aussi envisageable de les réaliser en plusieurs parties et notamment de manière tripartite. Plus précisément, dans un tel cas, la première partie correspondrait à la partie centrale d'absorption (partie équivalente à la zone Z3 de la figure 2) et les deux autres parties regroupant chacune une extrémité accueillant un absorbeur de chocs et une partie de liaison incurvée (l'ensemble correspondrait aux zones Z1 et Z2 de la figure 2) reliant ladite extrémité et ladite partie centrale d'absorption.

La figure 8 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Ici, la poutre 50, par exemple une poutre parechoc, est réalisée par emboutissage d'une plaque métallique. Cette poutre comporte la zone centrale d'absorption 52 qui est déportée par rapport aux extrémités 54. Les extrémités 54 sont destinées à accueillir chacune un absorbeur de chocs (non représenté). Ici aussi, l'absorbeur de choc s'étendra en direction de la partie centrale.

Afin d'assurer un comportement d'absorption d'énergie encore meilleur, une première plaque de renfort 56 de renforcement est intégrée à l'ensemble d'absorption de chocs selon l'invention. Ici, la première plaque de renfort est placée de manière à être en contact avec la partie centrale d'absorption d'énergie 52 de la poutre 50, une fois l'ensemble d'absorption de chocs assemblé.

Dans ce mode de réalisation, l'ensemble d'absorption de chocs comporte en outre deux plaques de renfort latérales 58 dont une seule est représentée sur la figure 8.

Chaque plaque de renfort latérale est prévue apte à être mise en contact avec une extrémité accueillant un absorbeur de chocs et la partie de liaison incurvée de la poutre 50.

Ici, la plaque supplémentaire de renfort recouvre l'extrémité 54 et la partie de liaison incurvée.

L'utilisation de la première plaque de renfort 56 et de la plaque de renfort supplémentaire 58 permet d'obtenir un comportement d'absorption d'énergie extrêmement modulable selon les besoins en termes de rigidité et de niveau d'effort.

Dans ce mode de réalisation, la poutre 50, et plus particulièrement la zone centrale d'absorption 52, et la première plaque de renfort 56 comporte chacune un orifice qui sont en vis-à-vis l'un de l'autre une fois l'ensemble d'absorption de choc assemblé. Ces deux orifices sont destinés à permettre la mise en place d'un crochet de remorquage 60, par ailleurs fixé à la structure du véhicule automobile.

D'autres variantes apparaîtront à l'homme du métier, comme par exemple la réalisation d'une poutre pare-chocs conforme au premier ou au deuxième mode de réalisation, et qui présente une forme générale en U, comme le troisième mode de réalisation. Par ailleurs, la poutre pare-chocs dans l'ensemble d'absorption de chocs présentée ici est une poutre Danner. Cependant, il serait bien évidemment possible de réaliser ce même ensemble d'absorption de chocs avec une poutre piéton au lieu de la poutre Danner.