FR3001696A1

FR3001696A1 - Structure avant deformable de vehicule automobile.

Info

Publication number: FR3001696A1
Application number: FR1351001A
Authority: FR
Inventors: Matthieu Barbier
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2013-02-06
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2014-08-08

Abstract

L'invention a trait à une structure avant (2) de véhicule automobile, comprenant un brancard avec deux longerons (4) généralement parallèles, une poutre transversale (6) fixée à l'avant des longerons (4), une façade avant (8) s'étendant généralement parallèlement à, et derrière, la poutre transversale (6), et remarquable en ce que la façade avant est fixée aux longerons via des moyens de fixation (10) aptes à coulisser le long desdits longerons (4) en cas d'impact sur ladite façade.

Description

STRUCTURE AVANT DEFORMABLE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a trait à une structure avant d'une véhicule automobile, plus particulièrement à une structure avant déformable en cas d'impact à l'avant du véhicule. L'invention a trait également à un véhicule comprenant une telle structure.

Le document de brevet FR 2 952 330 Al divulgue une structure avant de véhicule automobile, comprenant un brancard, une poutre avant transversale fixée au brancard et une façade avant supportant un radiateur de refroidissement du moteur du véhicule. La façade avant s'étend transversalement au véhicule, derrière la poutre avant, parallèlement à celle-ci. Le radiateur est monté coulissant ou du moins mobile longitudinalement sur la façade avant en présence d'un effort sur le radiateur et dirigé vers l'arrière. La poutre avant comporte un organe de percussion disposé en face d'un organe correspondant du radiateur, l'organe du radiateur étant destiné à recevoir un effort de déformation de la poutre avant via l'organe de percussion et à le transmettre aux moyens de liaison coulissante du radiateur, de manière à ce que le radiateur se déplace vers l'arrière du véhicule en cas d'impact à l'avant du véhicule. L'objectif de ces mesures est de préserver le radiateur et ses accessoires en cas de choc à l'avant du véhicule, lorsque le choc est à une vitesse réduite (inférieure à 16 km en cas d'impact sur un mur rigide) et lorsque les dégâts sont ainsi réparables. Ces mesures permettent ainsi de diminuer les coûts de réparation du véhicule en cas de choc léger. Le document de brevet JP 2009-137481 A divulgue une structure avant de véhicule, comprenant, similairement au document précédent, un brancard, une poutre avant transversale fixée au brancard et une façade avant supportant un radiateur de refroidissement du moteur du véhicule. La façade avant, située entre les deux longerons du brancard, est fixée, de chaque côté, à un support lui-même fixé aux extrémités des longerons du brancard. La fixation de la façade avant est conçue de manière à permettre à la façade de se déplacer vers l'arrière en cas d'impact sur l'avant du véhicule. En effet, la fixation en question est assurée par des pattes de la façade pourvues d'encoches dirigées vers l'avant, ces pattes étant fixées au support correspondant via des vis. Ces vis peuvent optionnellement comprendre un ressort de compression disposé sur la tige de la vis entre la tête de la vis et la patte, la tige traversant l'encoche et coopérant par engagement avec le support. Les pattes de la façade avant sont ainsi maintenues en pression sur les supports, les encoches ne permettant un déplacement que vers l'arrière en cas d'impact. La façade avant comprend également de chaque côté une patte de fixation du radiateur de refroidissement à la façade avant, ladite patte s'étendant vers l'avant de manière à être contactée par la poutre avant en cas d'impact. Elle permet ainsi de déplacer la façade avant vers l'arrière en cas d'impact à l'avant du véhicule. Ces mesures permettent de diminuer les coûts de réparation du véhicule en cas de choc léger. Les mesures des deux enseignements décrits ci-avant s'intéressent à limiter les dégâts au niveau de la façade avant, c'est-à-dire au niveau du radiateur et groupe moto-ventilateur, en cas de choc dit « réparabilité », c'est-à-dire un choc dont les dégâts peuvent être réparés à un coût raisonnable, en particulier inférieur à la valeur du véhicule neuf. Elles ne semblent cependant pas augmenter la capacité d'absorption d'énergie de choc de la structure avant pour des vitesses d'impact supérieure à 16km/h. Elles ne semblent également pas diminuer le poids de la structure avant. L'invention a pour objectif de proposer une structure avant palliant au moins un des inconvénients de l'état de la technique discuté ci-avant. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une structure avant dont la capacité d'absorption soit accrue. L'invention a également pour objectif de proposer une structure avant qui soit plus légère. L'invention a également pour objectif de proposer une structure avant dont la réparabilité soit accrue. L'invention a pour objet une structure avant de véhicule automobile, comprenant: un brancard avec deux longerons généralement parallèles; une poutre transversale fixée à l'avant des longerons; une façade avant s'étendant généralement parallèlement à, et derrière, la poutre transversale; remarquable en ce que la façade avant est fixée aux longerons via des moyens de fixation aptes à coulisser le long desdits longerons en cas d'impact sur ladite façade. Les longerons peuvent présenter une section transversale formant un contour fermé, le contour pouvant être généralement polygonal, plus particulièrement rectangulaire.

Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de fixation de la façade comprennent des surfaces de contact avec les faces supérieure, latérale intérieure et éventuellement inférieure de chacun des longerons. Les surfaces de contact des moyens de fixation sont configurées pour assurer un blocage de la façade avant suivant une direction transversale horizontale et une direction verticale. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de fixation présentent une section transversale en forme générale de L ou de U couché, de chaque côté de la façade avant, lesdites sections coopérant avec les longerons, respectivement. Les formes de L ou de U couché sont orientées avec l'ouverture du L ou du U dirigée vers l'extérieur, c'est-à-dire vers la gauche pour les moyens de fixation du côté gauche du véhicule, et vers la droite pour le côté droit.

Selon un mode avantageux de l'invention, les longerons et les moyens de fixation comprennent des moyens d'arrêt dans la direction longitudinale et dans le sens avant du véhicule, lesdits moyens permettant à la façade avant de reculer par rapport aux longerons en cas d'impact à l'avant du véhicule. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens d'arrêt comprennent au moins une butée sur chacun des longerons et une surface d'appui correspondante sur les moyens de fixation, à chaque côté de la façade avant, la surface d'appui formant préférentiellement une encoche dans les moyens de fixation. Selon un mode avantageux de l'invention, chacun des longerons comprend une première partie faisant partie intégrante du brancard, et une deuxième partie rapportée à la première et disposée à l'avant de la première partie, la deuxième partie coopérant avec les moyens de fixation. La deuxième partie peut mesurer plus de 100mm, préférentiellement plus de 150mm. Selon un mode avantageux de l'invention, la deuxième partie de chacun des longerons est en matériau aluminium extrudé apte à absorber l'impact par 25 déformation en compression avec des plis de forme généralement annelée. Selon un mode avantageux de l'invention, la deuxième partie de chacun des longerons est insérée dans la première partie correspondante. Selon un mode avantageux de l'invention, la façade avant comprend des moyens poussoirs, préférentiellement de chaque côté de ladite façade, s'étendant en avant 30 de ladite façade de manière à entrer en contact avec la poutre transversale en cas d'impact et à transmettre le déplacement de la poutre à la façade. Les moyens poussoirs sont à une distance de la poutre avant, suivant la direction longitudinale, inférieure à 50mm, préférentiellement 30mm, plus préférentiellement 15mm. Les moyens poussoirs peuvent également être en contact avec la poutre avant.

L'invention a également pour objet un véhicule automobile avec une structure avant, remarquable en ce que ladite structure est conforme à l'invention. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent aux parties avant des longerons de se déformer par bottelage, c'est-à-dire par une déformation en compression suivant leurs directions longitudinales, résultant en la formation d'anneaux à la manière d'un accordéon, tout en assurant une fixation stable et optimale de la façade avant. En effet, la fixation de la façade avant à des zones plus en arrière des longerons serait susceptible de rendre la fixation moins rigide et/ou d'augmenter la masse du véhicule par l'ajout de renforts. Les mesures de l'invention permettent, de plus, de prévoir des portions avant des longerons en matériau différent de celui du brancard, notamment en aluminium extrudé particulièrement intéressant d'un point de vue masse et capacité d'absorption de l'énergie d'un impact à l'avant du véhicule. Ces portions avant optimisées peuvent ainsi, grâce à l'invention, supporter directement la façade avant, tout en permettant de libérer les surfaces extérieures de ces dites portions en cas d'impact à l'avant.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en élévation de la partie avant gauche d'une structure avant conforme à l'invention ; - La figure 2 est une vue en perspective depuis un point de vue latéral avant de la partie de structure avant de la figure 1. La structure avant 2 illustrée aux figures 1 et 2 comprend essentiellement un brancard constitué de deux longerons 4 généralement parallèles, d'une poutre avant 6 fixée aux extrémités avant des deux longerons 4, et une façade avant 8 disposée derrière la poutre avant 6, entre les deux longerons 4. La façade avant 8 comprend une partie structurelle, préférentiellement métallique, supportant un ou plusieurs radiateurs de refroidissement du moteur à combustion, de l'air d'admission dudit moteur et/ou de la vapeur condensable d'un système de climatisation de l'habitacle du véhicule. Les longerons 4 sont des poutres préférentiellement métalliques aptes à se déformer en compression en cas d'impact à l'avant du véhicule. Plus particulièrement, les longerons sont aptes à se botteler, c'est-à-dire à se déformer en formant des anneaux à la manière d'un accordéon. Afin de permettre aux longerons 4 de se botteler de manière optimale, la façade avant 8 comprend, à chacun de ses côtés, des moyens de fixation 10 coopérant de manière coulissante avec les surfaces extérieures des longerons 4. Plus précisément les moyens de fixation 10 présentent, à chaque côté de la façade avant 8, une forme de U dont l'ouverture est orientée transversalement vers l'extérieur, le creux du U coopérant avec le longeron 4. Ils peuvent être constitués de tôles métalliques formant notamment une surface d'appui latéral, c'est-à-dire une surface généralement verticale assurant un blocage de la façade avant suivant une direction transversale, ladite surface correspondant au fond du U. Les tôles métalliques peuvent également former deux surfaces d'appui vertical, c'est-à-dire deux surfaces généralement horizontales et superposées verticalement de manière à coopérer avec les faces supérieure et inférieure des longerons. Ces surfaces correspondent alors aux branches du U.

Des moyens de butée entre les moyens de fixation 10 et les longerons 4 peuvent être prévus. Ces moyens sont destinés à positionner la façade avant 8 selon la direction longitudinale du véhicule, tout en permettant à ladite façade de se déplacer vers l'arrière (flèche 18) en cas de choc à l'avant du véhicule. Ces moyens peuvent comprendre une ou plusieurs encoches 12 au niveau des moyens de fixation 10, plus particulièrement au niveau d'au moins une des surfaces coopérant avec les surfaces extérieures des longerons. Les longerons peuvent alors comprendre, chacun, au moins une butée 14, destinée à engager avec l'encoche correspondante 12 des moyens de fixation 10. Ces moyens de butée sont ainsi configurés pour assurer un positionnement de la façade avant 8 dans la direction longitudinale, dans le sens dirigé vers l'avant. Les moyens de butée illustrés aux figures 1 et 2 sont purement exemplatifs. En effet, de nombreuses variantes sont envisageables. Il peut être désirable que ces moyens de butée, ou du moins ces moyens de butée en combinaison avec les moyens de fixation assurent un blocage longitudinal de la façade avant. Pour ce faire, un serrage au niveau des moyens de fixation peut être mis en oeuvre. A titre d'exemple, on peut prévoir des moyens de serrage des deux surfaces horizontales des moyens de fixation. Alternativement ou de manière complémentaire, les moyens de butée peuvent coopérer par serrage avec les moyens de fixation, de manière à ce qu'un effort minimum soit nécessaire pour déplacer la façade avant 8 vers l'arrière depuis sa position de référence. En cas d'impact à l'avant du véhicule, la déformation de la poutre avant 6 va être transmise à la façade avant par un contact entre ces deux éléments, et la façade avant va alors pouvoir coulisser vers l'arrière du véhicule, laissant ainsi libre les surfaces extérieures des longerons 4. Ces derniers vont alors pouvoir se déformer en compression de manière optimale et, partant, augmenter la capacité d'absorption de choc du véhicule, plus particulièrement au niveau de la partie avant du brancard.

L'amélioration de l'absorption d'énergie dans cette zone permet de diminuer l'effort en fin de choc auquel doit résister la cellule habitacle et donc permet un allègement induit sur cette partie du véhicule. Les longerons 4 peuvent être des profilés en aluminium, plus particulièrement des profilés en aluminium extrudés. De tels longerons présentent de bonnes propriétés d'absorption d'énergie d'impact par des déformations en accordéon. Ces profilés peuvent être rapportés sur des portions arrière 22 des longerons, ces portions arrière 22 faisant partie intégrante du brancard. Ce dernier étant habituellement réalisé en tôles d'acier assemblées notamment par soudage, les profilés 4 formant les portions avant des longerons peuvent alors être fixées aux portions arrière 22 par insertion dans lesdites portions arrière et vissage au travers des orifices 20. Ces mesures sont particulièrement intéressantes car elles permettent aux portions avant 4 des longerons d'être remplacées facilement après un choc léger, ces portions étant par ailleurs rendues particulièrement performantes d'un point de vue absorption d'énergie de choc par leur forme et leur matériau. Les mesures de l'invention assurant un déplacement vers l'arrière de la façade avant permettent à ces deux profilés de se déformer sans perturbation des moyens de fixation de ladite façade.

La façade avant 8 peut être pourvue de moyens poussoirs 16 s'étendant longitudinalement vers l'avant jusqu'à proximité de la face arrière de la poutre avant. L'objectif de tels moyens est d'assurer une transmission rapide du déplacement de la poutre avant à la façade avant 8, de manière à progressivement libérer la surface extérieure des longerons en vue de leur déformation. L'objectif est également de préserver les accessoires de la façade avant, c'est-à-dire d'éviter un contact entre la poutre avant et ces accessoires qui serait sinon nécessaire pour assurer le déplacement de la façade. Ce contact serait en effet susceptible d'endommager les accessoires, tels qu'un ou plusieurs radiateurs, de tels accessoires étant 1 0 particulièrement fragiles.

Claims

REVENDICATIONS1. Structure avant (2) de véhicule automobile, comprenant : un brancard avec deux longerons (4) généralement parallèles ; une poutre transversale (6) fixée à l'avant des longerons (4) ; une façade avant (8) s'étendant généralement parallèlement à, et derrière, la poutre transversale (6) ; caractérisée en ce que la façade avant est fixée aux longerons via des moyens de fixation (10) aptes à coulisser le long desdits longerons (4) en cas d'impact sur ladite façade.
2. Structure avant (2) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation (10) comprennent des surfaces de contact avec les faces supérieure, latérale intérieure et éventuellement inférieure de chacun des longerons (4).
3. Structure avant (2) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de fixation (10) présentent une section transversale en forme générale de L ou de U couché, de chaque côté de la façade avant (8), lesdites sections coopérant avec les longerons (4), respectivement.
4. Structure avant (2) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les longerons (4) et les moyens de fixation (10) comprennent des moyens d'arrêt (12, 14) dans la direction longitudinale et dans le sens avant du véhicule, lesdits moyens (12, 14) permettant à la façade avant (8) de reculer par rapport aux longerons (4) en cas d'impact à l'avant du véhicule.
5. Structure avant (2) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens d'arrêt comprennent au moins une butée (14) sur chacun des longerons (4) et une surface d'appui correspondante (12) sur les moyens de fixation (10), à chaque côté de la façade avant (8), la surface d'appui formant préférentiellement une encoche (12) dans les moyens de fixation (10).
6. Structure avant (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chacun des longerons comprend une première partie (22) faisant partie intégrante du brancard, et une deuxième partie (4) rapportée à la première (22) et disposée à l'avant de la première partie, la deuxième partie (4) coopérant avec les moyens de fixation (10) de la façade avant (8).
7. Structure avant (2) selon la revendication 6, caractérisée en ce que la deuxième partie (4) de chacun des longerons est en matériau aluminium extrudé, apte à absorber l'impact par déformation en compression avec des plis de forme généralement annelée.
8. Structure avant (2) selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la deuxième partie (4) de chacun des longerons est insérée dans la première partie correspondante (22).
9. Structure avant (2) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la façade avant (8) comprend des moyens poussoirs (16), préférentiellement de chaque côté de ladite façade, s'étendant en avant de ladite façade (8) de manière à entrer en contact avec la poutre transversale (6) en cas d'impact et à transmettre le déplacement de la poutre (6) à la façade (8).
10. Véhicule automobile avec une structure avant, caractérisé en ce que ladite structure avant (2) est conforme à l'une des revendications 1 à 9.25