FR2885340A1 - Caisson de deformation pour vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

Dans la position intégrée dudit caisson, des vis de compensation (10, 11) s'appliquent contre les faces intérieures (8) d'un longeron (3), suite à la rotation d'un boulon (20), lequel s'engage dans un écrou (23) à l'extérieur dudit longeron. Ainsi, un tronçon de fixation (4) est retenu sur le longeron (3) sans aucun jeu, tant par une tête du boulon (20) et par la première vis (10), que par la seconde vis (11) et l'écrou (23).

Description

CAISSON DE DEFORMATION POUR VEHICULES AUTOMOBILES

La présente invention se rapporte à un caisson de déformation conçu pour être intégré entre une traverse de pare-chocs et un longeron d'un véhicule automobile, ledit caisson présentant un tronçon de fixation qui pénètre dans le longeron et est relié audit longeron par l'intermédiaire d'au moins un boulon traversant la paroi dudit longeron qui s'étend dans le sens longitudinal dudit longeron.

Des caissons de déformation revêtent, en règle générale, la forme d'éléments rectangulaires à parois minces en acier, en aluminium ou en matière plastique, qui sont interposés entre une traverse de pare-chocs et des longerons d'un véhicule automobile, afin d'éviter des détériorations de la structure du véhicule en cas d'impacts frontaux ou par l'arrière, à des vitesses modestes. Des caissons de déformation peuvent être fabriqués par assemblage de coques en tôle venues de pressage, ou bien d'un seul tenant en revêtant, par exemple, la forme d'un profilé extrudé en aluminium. Ils convertissent, en un travail de déformation, l'énergie cinétique résultant d'un impact, et protègent ainsi le longeron de déformations durables lorsqu'un niveau de charge critique est dépassé.

Il est connu de fixer des caissons de déformation aux longerons par l'intermédiaire de platines de bridage, mais également par l'intermédiaire de chevilles transversales traversant lesdits longerons. Comme proposé dans le modèle d'utilité DE-U1-298 08 143, la solidarisation peut être effectuée latéralement, si bien que ce type de réalisation réclame un encombrement accru, tout comme dans le cas de l'appui frontal assuré par des collerettes. Néanmoins, l'espace structurel situé entre les longerons joue un rôle déterminant pour l'intégration du groupe d'entraînement. Des platines de bridage réduisent l'espace structurel nécessaire, et rendent l'intégration plus difficile. La fixation à l'aide de platines de bridage exige des interstices de passage d'outils qui, fréquemment, ne peuvent pas être harmonisés avec l'agencement structurel techniquement le meilleur.

Il a déjà été proposé de tirer profit de l'espace structurel disponible à l'intérieur des longerons, en emboîtant les caissons de déformation dans lesdits longerons. L'on connaît par exemple, d'après les documents WO 99/15364 et US- 3 633 934, des amortisseurs télescopiques qui se rétractent dans les longerons en cas d'impact. Dans la demande de brevet DE-A1-42 38 631, des tubes intérieur et extérieur d'un amortisseur sont par exemple insérés l'un dans l'autre par coulissement, le tube extérieur prenant néanmoins appui à son tour, sur le longeron, par l'intermédiaire d'une bride.

L'invention a pour objet de fournir un caisson de déformation qui soit particulièrement peu encombrant, c'est-à-dire puisse être consigné à demeure sur les longerons avec exploitation optimale de l'espace structurel présent; soit d'un montage particulièrement simple; accuse un poids propre le plus faible possible; et permette une compensation de tolérances entre ledit caisson et le longeron.

Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que le tronçon de fixation est relié, avec verrouillage antirotation, à une douille d'espacement munie de deux zones filetées à pas inverses, dans lesquelles sont vissées des vis de compensation de tolérances dotées d'organes d'entraînement en rotation qui occupent des positions intérieures et qui, lors du vissage d'un boulon traversant lesdites vis et ladite douille d'espacement, sont en prise avec un filetage extérieur dudit boulon, sachant que, dans la position intégrée, lesdites vis viennent s'appliquer contre les faces intérieures du longeron, suite à une rotation dudit boulon, cependant que ledit boulon s'engage dans un écrou disposé à l'extérieur dudit longeron, de sorte que le tronçon de fixation est retenu sur le longeron sans aucun jeu, d'une part par l'intermédiaire de la première vis et d'une tête du boulon et, d'autre part, par l'intermédiaire de la seconde vis et de l'écrou.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le tronçon de fixation peut commodément faire corps avec une platine de bridage appliquée, dans la position intégrée, contre une collerette frontale du longeron; - ledit tronçon de fixation peut se présenter comme une région protubérante venue d'emboutissage profond; - ledit tronçon de fixation peut avantageusement se présenter comme un montant tubulaire d'appui, relié matériellement à la platine de bridage; - de préférence, la douille d'espacement est centrée entre des trous de réception du tronçon de fixation; et - l'écrou peut judicieusement revêtir la forme d'un écrou à cabochon.

Dans le caisson de déformation conforme à l'invention, un aspect essentiel consiste en ce que le tronçon de fixation est relié, avec verrouillage rotatif, à une douille d'espacement qui est munie de zones à filetages en sens inverse et dans laquelle des vis de compensation de tolérances sont vissées. Lesdites vis comportent des organes d'entraînement en rotation occupant des positions intérieures qui, lors du vissage d'un boulon s'étendant dans lesdites vis et la douille d'espacement, sont en prise avec un filetage extérieur dudit boulon. Une rotation imprimée au boulon a pour effet de déplacer respectivement les vis en direction de la face intérieure du longeron, contre laquelle elles viennent s'appliquer lors d'une poursuite de la rotation. Les organes d'entraînement en rotation, en prise avec le filetage extérieur du boulon, revêtent une importance fonctionnelle. Ils peuvent se présenter, par exemple, comme des protubérances disposées sur le pourtour intérieur de la vis de compensation, revêtant la forme de becs ou de cames, et exerçant un effet de coincement sur le boulon. Un boulon classique, à filetage à droite, entrerait en contact avec l'organe d'entraînement au cours de l'insertion dans la première vis. Ladite première vis possède un filetage dont le pas est opposé à celui du boulon, c'est-à-dire, en général, un filetage à gauche. Suite à une rotation du boulon dans le sens horaire, la vis de compensation est extraite du filetage à gauche de la douille, et vient par conséquent s'appliquer contre la face intérieure du longeron. Moyennant une poursuite de la rotation et une neutralisation de la fonction de verrouillage rotatif de l'organe d'entraînement, le boulon peut être vissé davantage dans la douille d'espacement jusqu'à ce que l'extrémité engagée dudit boulon vienne respectivement au contact de la seconde vis de compensation, ou de l'organe d'entraînement de cette dernière. En raison da la présence du filetage dont le pas est opposé à celui de la première vis, c'est-à-dire en général un filetage à droite, cette vis est dégagée de la douille d'espacement et vient se plaquer contre la face intérieure du longeron, située en regard. Dans ce cas également, une poursuite de la rotation du boulon implique une destruction de l'organe d'entraînement telle que les vis de compensation ne tournent plus conjointement. De la sorte, un appui réciproque est procuré aux faces opposées du longeron, et les tolérances de montage prévues s'en trouvent compensées. Pour finir, le boulon traverse intégralement le longeron et vient en prise dans un écrou occupant une position extérieure sur ledit longeron. Lorsque le boulon est serré davantage, la douille d'espacement remplit, en association avec les vis de compensation de tolérances, la fonction d'un corps d'appui absorbant les forces de vissage développées entre l'écrou et la tête du boulon. Dans la position intégrée, les parois du longeron sont bloquées entre les vis considérées et, respectivement, la tête du boulon ou l'écrou.

L'organe d'entraînement en rotation peut revêtir, par exemple, la forme d'une bague en matière plastique, par exemple en un polyamide, qui bloque les filets du boulon vis-à-vis de la vis de compensation de tolérances, au moins sur une région partielle du pourtour. Pour assurer le verrouillage rotatif, l'on peut envisager différents éléments incorporés ou des modifications géométriques comme, par exemple, des goupilles de cisaillement qui libèrent le coincement entre la vis et le boulon, en cas de dépassement d'une charge maximale, de telle sorte que ledit boulon puisse continuer d'être animé d'une rotation par rapport à la vis immobilisée. Un effet secondaire positif réside dans le fait que des organes d'entraînement en rotation consistant en une matière plastique peuvent également servir, après coup, de systèmes d'arrêt du vissage interdisant une dissociation involontaire du boulon.

Un avantage essentiel du caisson de déformation réside dans la possibilité d'un montage rapide, sans réclamer la présence de larges platines de bridage munies de passages d'outils correspondants. La suppression des platines de bridage, relativement grandes jusqu'à présent, permet de réduire le poids total du caisson. Un autre avantage consiste en ce que le montage ne se traduit pas par une déformation de pièces structurelles du caisson ou du longeron. La compensation de tolérances est concrétisée uniquement par des éléments vissables individuels et par des trous oblongs correspondants, pratiqués dans les longerons, à travers lesquels les boulons sont emboîtés. Un avantage supplémentaire est la diminution du nombre des éléments vissables. Par ailleurs, il est considéré comme positif que le fournisseur ne soit pas tenu d'envisager une assistance au montage dans la direction des X, c'est-à-dire dans le sens longitudinal du véhicule. Ladite direction des X est définie par la profondeur d'emboîtement du tronçon de fixation, laquelle est à son tour limitée par une platine de bridage portant contre une collerette frontale du longeron. Dans ce contexte, la collerette frontale ou la platine de bridage remplit uniquement la fonction d'une butée, mais ne sert toutefois pas au verrouillage du caisson sur le longeron, par des techniques de vissage. De ce fait, les dimensions respectives de la collerette frontale ou de la platine de bridage peuvent être notablement moindres, ce qui libère un plus grand espace structurel à l'intérieur du compartiment moteur. Cela offre des avantages pour la conception du véhicule. Un vissage est fondamentalement possible dans les directions des Y et des Z, c'est-à-dire dans une direction transversale au sens du déplacement, et dans le sens de la hauteur.

Comme déjà mentionné, le tronçon de fixation revêt avantageusement la forme d'une région protubérante de la platine de bridage, venue d'emboutissage profond. Cette région protubérante ou le tronçon de fixation présente, respectivement, un dimensionnement nettement moindre que la largeur intérieure du longeron dans lequel ledit tronçon ou ladite région pénètre respectivement. Les interstices périphériques, entre le tronçon de fixation et les parois du longeron, autorisent un positionnement respectif du pare-chocs ou du caisson de déformation relié à ce dernier, sans que les pièces structurelles frottent les unes contre les autres au stade du montage, et qu'il se produise des grippages. Des tolérances des longerons sont compensées par ces interstices pouvant, par exemple, être de l'ordre de 3 mm.

L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un caisson de déformation interposé entre un longeron et une traverse de pare-chocs d'un véhicule automobile; la figure 2 est une illustration en éclaté du caisson de la figure 1; la figure 3 montre ledit caisson et des parties de la traverse de pare-chocs, observés dans la direction de la flèche III de la figure 1; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 1; et la figure 6 représente une forme modifiée d'une platine de bridage.

La figure 1 illustre un caisson de déformation 1 relié, d'une part, à une traverse 2 de pare-chocs et, d'autre part, à un longeron 3 d'un véhicule automobile non représenté en détail. Le caisson 1 se scinde en deux tronçons, plus précisément en un tronçon de fixation 4 pénétrant dans le longeron 3, ainsi qu'en un tronçon déformable 5 placé en amont de la face extrême dudit longeron 3. La figure 2 montre, de manière plus précise, l'agencement structurel du caisson 1.

Le tronçon déformable 5 est composé d'une demi-coque 6a supérieure et d'une demi-coque 6b inférieure qui, dans le cas d'un mode de réalisation en métal, sont reliées l'une à l'autre par soudage. Une autre pièce structurelle du caisson de déformation 1 est une platine de bridage 7 munie d'une région protubérante qui est formée par empreinte d'un seul tenant, et matérialise le tronçon de fixation 4 pénétrant dans le longeron 3. Comme l'atteste notamment une observation de la figure 5, le longeron 3, dont la section transversale est de configuration sensiblement rectangulaire, possède un plus grand diamètre intérieur que le tronçon de fixation 4 doté, lui aussi, d'une configuration sensiblement rectangulaire. Ledit tronçon 4 comporte des zones d'angle plus fortement arrondies mais présente, pour le reste, une distance A sensiblement constante vis-à-vis d'une face intérieure 8 du longeron 3. Cette distance A peut, par exemple, mesurer environ 3 mm.

Une autre pièce structurelle du caisson de déformation 1 revêt la forme d'une douille d'espacement 9 qui est pourvue de deux zones à filetages en sens inverse, est interposée avec effet de centrage entre des trous de réception 19 du tronçon de fixation 4 et est soudée de l'intérieur audit tronçon de fixation, de sorte que ladite douille 9 est retenue avec verrouillage antirotation. Des vis 10, 11 de compensation de tolérances sont insérées dans ladite douille 9 à partir de chaque extrémité et comportent, dans cet exemple de réalisation, une tête hexagonale 12, 13 et une embase filetée respective 16, 17 dotée d'un filetage extérieur 14, 15. Comme le mettent notamment en lumière les figures 4 et 5, la tête hexagonale 12, 13 aplatie possède un plus grand diamètre que l'embase filetée 16, 17 des vis 10, 11.

Dans la position préassemblée, les vis 10, 11 de compensation de tolérances sont vissées le plus profondément possible, dans la douille d'espacement 9, par leur embase filetée 16, 17. Dans cette position, le caisson de déformation 1 préassemblé est introduit dans le longeron 3 jusqu'à ce que la platine de bridage 7 lo vienne s'appliquer contre une collerette frontale 18 dudit longeron 3. Cela a pour effet de définir la profondeur maximale de pénétration dans la direction des X, c'est-à-dire dans le sens longitudinal du véhicule automobile, ainsi que dans le sens longitudinal du longeron 3. L'on insère à présent, à travers des trous de réception 19 alignés pratiqués dans le longeron 3, un boulon 20 qui pénètre tout d'abord, par son filetage extérieur, dans la première vis 10 de compensation de tolérances avec laquelle il est en prise par l'intermédiaire d'un organe 21 d'entraînement en rotation. Lors de la poursuite du vissage, le boulon 20 pénètre ensuite dans un organe 22 d'entraînement en rotation de la seconde vis 11 de compensation de tolérances. Une rotation imprimée au boulon 20 a pour résultat de déplacer les vis 10, 11 dans des sens mutuellement opposés, jusqu'à ce que leurs têtes 12, 13 viennent s'appliquer contre les faces intérieures 8 du longeron 3. Le filetage extérieur 14 de la première vis 11 est un filetage à gauche. Le filetage extérieur 15 de la seconde vis 10 est un filetage à droite. Les trous 19 sont réalisés comme des trous oblongs dans la direction des Y. Le boulon 20 traverse intégralement le longeron 3 et s'engage, pour finir, dans un écrou 23 verrouillé à demeure sur l'extérieur du longeron 3 et retenu dans un cabochon 24 en tôle. Au moyen de cet écrou 23, le boulon 20 est bloqué en définitive avec interposition d'une rondelle de calage 32, les vis 10, 11 remplissant alors la fonction de contre-butées, en association avec la douille d'espacement 9, sans aucune déformation du longeron 3, ou du tronçon de fixation 4 du caisson 1.

La figure 6 montre une forme de réalisation d'une platine de bridage 25 qui, par rapport à la platine précédente, se distingue par le fait qu'un tronçon de fixation 26 ne présente pas une profondeur T identique sur tout son pourtour, mais comprend des zones de paroi 27, 28; 29, 30 de profondeurs T différentes, se faisant face par paires. Il suffit de prévoir une profondeur T supérieure uniquement pour les zones de paroi 27, 28 dans lesquelles des trous 31 sont prévus. Des profondeurs T différentes peuvent être rationnelles pour des considérations techniques de production, cornme par exemple lors du pressage, et également pour des considérations d'économie pondérale.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au caisson décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.

Liste des références numériques: 1 caisson de déformation 2 traverse de pare-chocs 3 longeron 4 tronçon de fixation tronçon déformable 6a demicoque supérieure de 5 6b demi-coque inférieure de 5 7 platine de bridage de 1 8 face intérieure de 3 9 douille d'espacement vis de compensation de tolérances 11 vis de compensation de tolérances 12 tête de 10 13 tête de 11 14 filetage extérieur de 11 filetage extérieur de 10 16 embase filetée de 10 17 embase filetée de 11 18 collerette frontale de 3 19 trou de réception dans 3 boulon 21 organe d'entraînement en rotation de 11 22 organe d'entraînement en rotation de 10 23 écrou 24 cabochon en tôle platine de bridage 26 tronçon de fixation 27 zone de paroi de 26 28 zone de paroi de 26 29 zone de paroi de 26 zone de paroi de 26 31 trous dans 27, 28 32 rondelle de calage A distance T profondeur

Claims (6)

-REVENDICATIONS-

1. Caisson de déformation conçu pour être intégré entre une traverse (2) de pare-chocs et un longeron (3) d'un véhicule automobile, ledit caisson (1) présentant un tronçon de fixation (4) qui pénètre dans le longeron (3) et est relié audit longeron (3) par l'intermédiaire d'au moins un boulon (20) traversant la paroi dudit longeron (3) qui s'étend dans le sens longitudinal dudit longeron (3), caisson caractérisé par le fait que le tronçon de fixation (4) est relié, avec verrouillage antirotation, à une douille d'espacement (9) munie de deux zones filetées à pas inverses, dans lesquelles sont vissées des vis (10, 11) de compensation de tolérances dotées d'organes (21, 22) d'entraînement en rotation qui occupent des positions intérieures et qui, lors du vissage d'un boulon (20) traversant lesdites vis (10, 11) et ladite douille d'espacement (9), sont en prise avec un filetage extérieur dudit boulon (20), sachant que, dans la position intégrée, lesdites vis (10, 11) viennent s'appliquer contre les faces intérieures (8) du longeron (3), suite à une rotation dudit boulon (20), cependant que ledit boulon (20) s'engage dans un écrou (23) disposé à l'extérieur dudit longeron (3), de sorte que le tronçon de fixation (4) est retenu sur le longeron (3) sans aucun jeu, d'une part par l'intermédiaire de la première vis (10) et d'une tête du boulon (20) et, d'autre part, par l'intermédiaire de la seconde vis (11) et de l'écrou (23).

2. Caisson de déformation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tronçon de fixation (4) fait corps avec une platine de bridage (7) appliquée, dans la position intégrée, contre une collerette frontale (18) du longeron (3).

3. Caisson de déformation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le tronçon de fixation (4) se présente comme une région protubérante venue d'emboutissage profond.

4. Caisson de déformation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le tronçon de fixation se présente comme un montant tubulaire d'appui, relié matériellement à la platine de bridage.

5. Caisson de déformation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la douille d'espacement (9) est centrée entre des trous de réception (19, 31) du tronçon de fixation (4).

6. Caisson de déformation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'écrou (23) est un écrou à cabochon.