TRAVERSE INFERIEURE DE BAIE DE PARE-BRISE

La présente invention revendique la priorité de la demande française 1902210 déposée le 05 Mars 2019 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

L’invention a trait au domaine de la conception des éléments de structure de la caisse des véhicules automobiles, et plus particulièrement de celui des traverses inférieures de baie de pare-brise.

La figure 1 montre un exemple de traverse inférieure de baie de pare-brise 1 présente sur les modèles actuels de véhicules automobiles. Cet élément 1 de structure de caisse est constitué d’une tôle emboutie 3 qui s’étend dans une direction transversale du véhicule (non représenté) et qui est disposée entre le pare-brise (non représenté), pour lequel elle sert de réceptacle, le capot (non représenté) et le tablier supérieur 5, ce dernier élément permettant de relier notamment cette tôle emboutie 3 au plancher (non représenté) du véhicule.

Les traverses inférieures de baie de pare-brise sont des éléments conçus en principe de manière à être rigides pour minimiser toute transmission de vibration et bruit de roulage et ainsi permettre d’offrir une bonne prestation acoustique et vibratoire (ACV). Cette rigidité est d’autant plus accrue que pour assurer tout affaissement de la traverse inférieure de baie des pièces mécaniques de renfort 7 (Figure 1 ) sont également fixées au niveau de la zone de jonction avec le tablier supérieur.

Cette rigidité peut toutefois être également source d’inconvénient en particulier en cas de collision avec la tête d’un piéton. En effet, la capacité d’un véhicule automobile à amortir un choc de la tête dans la zone du bas de pare-brise repose sur le fait que la traverse inférieure de baie puisse s’affaisser, progressivement et sans arrêt brutal de cet affaissement, au moment du choc. En ce sens, la traverse inférieure de baie de pare-brise, tout en étant suffisamment rigide, doit donc être aussi capable de pouvoir se déformer de manière à absorber l’énergie tout au long du choc par une déformation programmée, afin de minimiser les conséquences de l’impact du choc sur la tête du piéton percuté. Pour remédier à cet inconvénient, l’épaisseur des traverses inférieures de baie est en principe limitée pour garantir une meilleure flexion et le nombre de renforts est également réduit au strict minimum.

Alternativement, et comme il est notamment décrit dans le document brevet publié FR2997904 A1 , un élément de renfort peut être interposé entre la traverse inférieure de baie de pare-brise et la partie avant de la planche de bord du véhicule. La forme et la matière de cet élément de renfort sont en fait ajustés pour optimiser l’enfoncement du bas du pare-brise et de la planche de bord en direction de la traverse inférieure de baie, ainsi que l’absorption d’énergie générée par le choc.

Bien qu’il soit possible également d’envisager de mettre en place cet élément de renfort sur des traverses inférieures de baie de pare-brise d’épaisseur limitées, il n’en reste pas moins qu’en plus de la complexité de sa mise en place cet élément de renfort ne permet pas pour autant d’amortir suffisamment les chocs de tête lorsqu’ils ont lieu sur les parties latérales du bas du pare-brise qui sont en vis-à-vis de la jonction de la traverse inférieure de baie de pare-brise avec le tablier supérieur, et notamment de l’arête de ce dernier.

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 de garantir la souplesse de la traverse inférieure de baie de pare-brise d’un véhicule automobile en cas de choc tête piéton sur le bas du pare-brise et notamment de limiter le contact de la tête avec l’arête du tablier supérieur, ceci de manière simple, économique et rapide à mettre en œuvre.

L’invention a pour objet une traverse inférieure de baie de pare-brise pour véhicule automobile, comprenant une tôle emboutie s’étendant longitudinalement de manière à former une poutre et présentant un rebord longitudinal formant une surface de réception du pare-brise ; des moyens de renfort de l’embouti ; remarquable en ce que les moyens de renfort sont disposés sous la surface de réception du pare-brise et prennent appui sur la tôle emboutie de manière à, lors d’un choc piéton, limiter une déformation de la tôle emboutie et absorber une partie de l’énergie du choc. Selon un mode avantageux de l’invention, la tôle emboutie comprend, longitudinalement, une portion centrale et deux portions latérales respectivement de part et d’autre de la portion centrale, les moyens de renfort étant disposés uniquement sur les portions latérales.

Selon un mode avantageux de l’invention, chacune des portions latérales s’étend longitudinalement sur une distance d’un point central de la tôle emboutie, comprise entre 350mm et 750mm, préférentiellement entre 300mm et 700mm.

Selon un mode avantageux de l’invention, la tôle emboutie présente une section transversale avec une portion en U avec deux ailes et un creux, une desdites ailes formant le rebord longitudinal et la surface de réception du pare-brise, les moyens de renfort comprenant un ou plusieurs éléments en mousse déformable logés dans le creux.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou les éléments en mousse présentent une densité supérieure à 20g/litre et/ou inférieure à 40g/litre.

Selon un mode avantageux de l’invention, le U de la portion de section transversale en U est divergent depuis le creux dudit U.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou les éléments en mousse sont fixés sur la tôle emboutie par collage.

Selon un mode avantageux de l’invention, le ou les éléments en mousse présentent une hauteur moyenne supérieure à 50% de la hauteur moyenne intérieure du U de la portion de section transversale en U.

Selon un mode avantageux de l’invention, la tôle emboutie présente une section transversale avec une portion en U avec une première aile formant le rebord longitudinal et la surface de réception du pare-brise, et une deuxième aile se prolongeant au-delà de la première aile, les moyens de renfort comprenant des montants s’étendant entre les première et deuxième ailes.

L’invention a également pour objet un véhicule automobile, comprenant une traverse de baie de pare-brise ; remarquable en ce que ladite traverse est selon l’invention mentionnée ci-dessus. Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que la traverse inférieure de baie de pare-brise permet d’éviter que lors d’un choc avec un piéton sur le bas du pare- brise, la tête de ce dernier vienne heurter en fin de choc les portions de l’arête du tablier supérieur situées au niveau des zones latérales de la traverse inférieure de baie. En effet, les moyens de renfort, à savoir la mousse et/ou les montants, ainsi que leurs positionnements permettent à la traverse inférieure de baie de pare-brise de gagner encore plus en souplesse et donc de pouvoir beaucoup plus limiter la course de la tête du piéton ainsi que sa décélération en fin de choc. Cette invention s’avère également intéressante dans le sens qu’elle permet donc de répondre aux futurs standards en matière de sécurité passive des véhicules automobiles qui devraient être prochainement imposés à partir de 2024 pour le protocole d’homologation et/ou les programmes d’évaluation EuroNCAP (European New Car Assessment Program) et chinois ChinaNCAP (China New Car Assessment Program). Ces futurs standards imposent en effet des conditions beaucoup plus sévères que les conditions actuelles en préconisant en particulier d’effectuer des points d’impacts ou tirs dans la zone bas du pare-brise. Cette invention est encore plus intéressante en ce que lorsque les moyens de renfort sont constitués par la mousse ils s’avèrent en plus avoir un effet favorable dans l’insonorisation des vibrations et des bruits de roulage.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins.

[Fig 1 ] représente une vue en perspective d’une traverse inférieure de baie de pare- brise et du bord supérieur d’un tablier supérieur associé à cette traverse, selon l’état l’art antérieur.

[Fig 2] est une vue d’une coupe longitudinale d’une portion de la partie avant d’un véhicule automobile comprenant un premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention, et une vue élargie de cette traverse fixée sur le tablier supérieur.

[Fig 3] est une seconde vue de face et schématique du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention. [Fig 4] représente une troisième vue et de côté du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention.

[Fig 5A] et

[Fig 5B] montrent une quatrième vue en perspective du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention, respectivement avant et après un choc de tête piéton.

[Fig 6A] et

[Fig 6B] illustrent la mesure de l’accélération de la course de la tête d’un piéton lors d’un choc sur la zone latérale d’une traverse inférieure de baie de pare-brise. La figure [Fig 6A] représente le cas d’une traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’art antérieur et la figure [Fig 6B] lorsque cette traverse inférieure est selon le premier mode de réalisation des figures 2 à 4.

[Fig 7] est une première vue en perspective d’un second mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention.

[Fig 8] montre une seconde vue et de face du second mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention

La figure 1A est une vue d’une traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’art antérieur et elle a déjà été décrite précédemment.

De façon générale, la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention est formée par une tôle emboutie de fine épaisseur (<1 mm) et des moyens de renforts spécifiques. La tôle emboutie s’étend en particulier longitudinalement de façon à former une poutre, et présente un rebord longitudinal qui forme une surface de réception du pare-brise. Les moyens de renforts sont quant-à-eux disposés sous cette surface de réception et viennent prendre appui sur la tôle de l’emboutie de manière à, lors d’un choc tête piéton, limiter la déformation cette tôle et absorber une partie de l’énergie du choc, ce qui a pour conséquence également de réduire fortement les blessures sérieuses. La figure 2 représente une vue d’une coupe longitudinale d’une portion de la partie avant d’un véhicule automobile qui comprend un premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention, et une vue élargie de cette traverse inférieure fixée sur le tablier supérieur. En l’occurrence dans le premier mode de réalisation, la traverse inférieure de baie de pare-brise 101 ou poutre est constituée par une tôle emboutie 103 ayant une section transversale avec une portion en U horizontale avec deux ailes 1 1 1/1 12 et un creux 1 13. L’ouverture du creux 1 13 est notamment dirigée vers l’habitacle 1 15 du véhicule automobile 109 et une des deux ailes 1 1 1 /1 12 forme le rebord longitudinal et la surface de réception 1 17 du pare-brise 127.

Dans ce premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise 101 selon l’invention, les moyens de renfort 121 de la tôle emboutie 103 sont en fait constitués par un ou plusieurs éléments en mousse déformable 121 qui sont logés dans le creux en U de la section transversale de la tôle emboutie 103. Cette mousse 121 a une densité supérieure à 20g/litre et/ou inférieure à 40g/litre. En l’occurrence sur la figure 2, un seul élément en mousse 121 occupe le creux 1 13 de la portion latérale gauche 1 19 de la traverse inférieure de baie de pare-brise 101 .

La figure 3 montre une seconde vue de face du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention. Cette figure permet notamment d’observer que la section transversale en forme de U de la tôle emboutie 103 est en fait formée longitudinalement d’une portion centrale 104 et de deux portions latérales 106 qui sont disposées de part et d’autre de cette portion centrale. Il est à noter que sur la figure 2 ci-dessus seule une partie de la portion latérale gauche 106 de la section transversale en forme de U de la tôle emboutie 103 est représentée. Chacune des portions latérales 106 s’étend longitudinalement sur une distance d’un point central de la tôle l’emboutie 103, qui est comprise entre 350 mm et 750 mm mais plus préférentiellement entre 300mm et 700mm. C’est au niveau du creux de ces deux portions latérales 106 que sont précisément disposés les moyens de renfort en mousse 121 .

La figure 4 montre une troisième vue et de côté du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention. La section transversale en U est fixée à un bord supérieur du tablier supérieur 105. Cette fixation est réalisée au niveau de l’extrémité de l’aile 1 12 du U qui est opposée à l’aile 1 1 1 formant le rebord longitudinal et la surface de réception 1 17 au pare-brise (non représenté). La fixation de cette aile de fixation 1 12 se fait en l’occurrence sur la figure 3 au niveau de pattes 123 qui s’étendent à partir de son extrémité, et elle est en principe réalisée par des points de soudure électrique ou par tout autres moyens de fixation connus de l’homme du métier. La mousse déformable 121 , qui sert de moyen de renfort à la tôle emboutie 103, est quant à elle maintenue dans le creux 1 13 de la section transversale du U par collage à l’aide par exemple de bandes adhésive (non visibles) et/ou par des pions de fixation (non représentés) positionnés sur l’aile de fixation 1 12.

Les figures 5A et 5B montrent une quatrième vue en perspective du premier mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention, respectivement avant et après un choc de tête piéton.

La figure 5A montre en l’occurrence que le U de la portion de section transversale de la tôle emboutie 103 peut également être dans ce mode de réalisation divergent depuis le creux 1 13 dudit U. En général dans ce mode de réalisation, l’élément de renfort en mousse déformable 121 présente avantageusement une hauteur moyenne supérieure à 50% de la hauteur moyenne intérieure du U de la portion de section transversale en U. Sur la figure 5A, la mousse 121 occupe notamment la plus grande partie du creux 1 13. Concernant la tôle emboutie 103 en tant que tel, elle est avantageusement constituée dans un alliage métallique et présente dans la plupart des cas une épaisseur inférieure à 1 mm, préférentiellement comprise entre 0,75mm et 0,95mm.

Sur la figure 5B, la section transversale de la tôle emboutie 103 est illustrée lorsqu’un choc de tête piéton intervient sur le bas du pare-brise (non représenté). Comme représenté sur cette figure 5B, le choc tête 125 piéton sur le bas du pare-brise (voir en parallèle la figure 2) se traduit en fait par un repliement de la tôle emboutie 103 de la traverse 101 sur l’élément de renfort en mousse déformable 121 qui vient alors absorber l’énergie générée par le choc et limiter et amortir la course de la tête 125 du piéton (voir figure 2). Les figures 6A et 6B illustrent la mesure de l’accélération de la course de la tête d’un piéton lors d’un choc sur la traverse inférieure de baie d’un pare-brise d’un véhicule automobile suite à un impact sur le bas du pare-brise de ce véhicule. Sur la figure 6A, la traverse inférieure de baie de pare-brise est selon l’art antérieur actuel, et sur la figure 6B la traverse inférieure est selon l’invention. Comme illustré sur cette deuxième figure, la présence d’une traverse inférieure de baie de pare-brise selon le premier mode de réalisation de l’invention permet en fait de diminuer nettement le second pic de décélération de la tête et donc de ralentir la course de cette dernière et par conséquent son impact sur l’arête du tablier supérieur (voir en parallèle les figures 5A et 5B).

La figure 7 est une vue en perspective d’un second mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention. Dans ce mode de réalisation la tôle emboutie 203 de la traverse 201 présente une section transversale avec une portion en U avec deux ailes 21 1/212. Au niveau des deux portions latérales de cette tôle emboutie 203 des moyens de renfort 221 sont également mis en place. Toutefois, si comme dans le premier mode de réalisation, la première aile 21 1 du creux 213 de la section en U forme un rebord longitudinal et la surface de réception 217 du pare-brise (non représenté), la deuxième aile 212 se prolonge ici au-delà de la première aile 21 1 . De la même façon, les moyens de renfort 221 ne sont pas des éléments en mousse déformable mais des montants 221 qui s’étendent du côté de l’habitacle 215 du véhicule automobile (non représenté) entre la première 21 1 et la deuxième aile 212 et au niveau de leurs extrémités. Avantageusement la tôle emboutie 203 est aussi un alliage métallique qui présente une épaisseur inférieure à 1 mm, préférentiellement comprise entre 0,75 et 0,95mm.

La figure 8 montre une seconde vue de face et schématique du second mode de réalisation de la traverse inférieure de baie de pare-brise selon l’invention. Cette figure 8, comme la figure 3, illustre plus particulièrement la localisation des moyens de renforts. Les montants 221 sont situés au niveau des deux portions latérales 206 de la section en U de la tôle emboutie 203 de la traverse inférieure de baie de pare-brise 201 qui sont situées de part et d’autre de la portion centrale 204. De façon générale, cette invention a pour avantage, lors d’un choc avec un piéton, de ralentir la course de la tête du piéton lorsque celle-ci vient frapper un côté latéral du bas du pare-brise situé en vis-à-vis de la traverse inférieure de baie de pare-brise. Cette invention a au final pour résultat d’empêcher que la tête vienne en fin de course heurter le bord supérieur du tablier supérieur sur lequel est fixé la traverse inférieure de baie de pare-brise, et ainsi provoquer de sérieuses blessures. Cette invention est également avantageuse car elle peut être mise en place de façon simple et économique sur tous les types de véhicules devant être soumis à partir de 2024 aux nouveaux critères du programme d’homologation et les programmes d’évaluation EuroNCAP et chinois ChinaNCAP.