FR3040034A1

FR3040034A1 - Traverse inferieure de baie de vehicule automobile

Info

Publication number: FR3040034A1
Application number: FR1557717A
Authority: FR
Inventors: Lionel Amiel
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-17
Anticipated expiration: 2035-08-13
Also published as: FR3040034B1

Abstract

L'invention a pour objet une caisse (4) de véhicule automobile présentant une baie dont la traverse inférieure de baie (8) supporte le bord inférieur du pare-brise (6). La traverse (8) forme l'auvent et présente un tronçon central (14), qui s'étend généralement sur un tiers de la traverse (8) en position centrale. La caisse (4) comprend en outre un, préférentiellement deux éléments fragilisés de maintien (16) de la traverse (8) qui sont fixés au tronçon central (14) de la traverse (8). Chaque élément de maintien (16) est apte à se déformer en cas de choc d'une tête (18) de piéton sur le pare-brise (6) au niveau dudit tronçon (14). Ils forment des fusibles mécaniques s'écrasant en cas de choc. Ainsi, la rigidité de la caisse (4) au niveau du tronçon (14) est limitée, ce qui réduit les lésions infligées à la tête du piéton.

Description

TRAVERSE INFERIEURE DE BAIE DE VEHICULE AUTOMOBILE L’invention a trait à une caisse de véhicule automobile. Plus précisément, l’invention concerne une traverse inférieure de baie de véhicule automobile. L’invention aborde en outre le domaine du choc d’une tête de piéton contre le pare-brise.

Une caisse de véhicule automobile présente à l’avant une baie pour recevoir le pare-brise. La baie est délimitée par différents éléments structurels du véhicule alliant rigidité et légèreté. Il s’agit généralement de tôles embouties puis soudées les unes aux autres afin de constituer une structure économique et précise. Parmi ces tôles, la traverse inférieure de baie reçoit le bord inférieur du pare-brise qu’elle longe sur toute la largeur du véhicule. Cette traverse appartient également au groupe de l’auvent qui permet d’assurer l’étanchéité entre l’habitacle et le bloc avant recevant le moteur.

Le document WO2015/040302 A1 divulgue un véhicule automobile comportant un auvent formant le bord inférieur de baie du pare-brise. Le bord est matérialisé par une traverse inférieure de baie qui coopère avec des renforts à ses extrémités externes. Ainsi, en cas de choc frontal le risque de déboutonnage des soudures est maîtrisé, ce qui limite les intrusions dans l’habitacle.

Toutefois, cette architecture est particulièrement rigide. En cas de collision avec un piéton, la tête peut subir de graves lésions en heurtant le pare-brise. Les réglementations évoluant, il devient impératif de réduire les conséquences d’un choc pour un piéton, enfant ou adulte. L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. Plus précisément, l’invention a pour objet d’améliorer la sécurité d’un véhicule. L’invention a également pour objectif de réduire les lésions produites sur une tête de piéton en cas de choc contre un pare-brise du véhicule.

On aura bien compris que l’invention a trait à une traverse inférieure de baie équipée de fusibles mécaniques. L’invention a pour objet une caisse se de véhicule, notamment de véhicule automobile, la caisse comprenant une traverse inférieure de baie qui s’étend transversalement par rapport à la caisse et qui est destinée à recevoir le bord inférieur du pare-brise, la traverse présentant un tronçon centré transversalement, remarquable en ce qu’elle comprend en outre au moins un élément fragilisé de maintien de la traverse qui est fixé au tronçon central de la traverse, et qui est apte à se déformer en cas de choc d’une tête de piéton sur le pare-brise au niveau dudit tronçon afin d’en limiter la rigidité pendant le choc.

Selon des modes particuliers de réalisation, la caisse peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - Le ou chaque élément de maintien comprend une partie principale allongée qui est délimitée par une patte de fixation inclinée par rapport à ladite partie principale, préférentiellement délimitée par deux pattes de fixation inclinées par rapport à la partie principale. - Le ou chaque élément de maintien comprend un raidisseur à la jonction entre sa partie principale et sa patte de fixation de manière à ce que la patte de fixation transmette un couple de flexion sur la partie principale lors du choc. - Le ou chaque élément de maintien comprend une portion fragilisée apte à plier lors du choc au niveau du tronçon central, préférentiellement la portion fragilisée comprend un orifice s’étendant éventuellement sur la majorité de la largeur de ladite portion fragilisée. - L’élément de maintien comprend plusieurs portions rigidifiées séparées par au moins une zone charnière plane, préférentiellement au moins trois portions rigidifiées, chaque portion rigidifiée comprenant un profil de rigidification. - La traverse comprend une tôle principale présentant une épaisseur inférieure ou égale à 1,00 mm, et un profil général avec une forme d’arc à l’intérieur duquel est disposé au moins un ou chaque élément de maintien. - La longueur transversale de la traverse est inférieure ou égale aux deux tiers de la longueur de la traverse, préférentiellement inférieure ou égale à la moitié de la longueur de la traverse ; plus préférentiellement inférieure ou égale au tiers de la longueur de la traverse, et la partie comprend deux éléments de maintien chacun disposés à une des extrémités du tronçon. - La traverse présente un bord avant destiné à épouser la face arrière du pare-brise, au moins un ou chaque élément de maintien étant fixé à la traverse au bord avant, et éventuellement au niveau longitudinalement d’une partie centrale ou arrière de la traverse. - La longueur du ou d’au moins un ou de chaque élément est comprise entre 20 cm et 35 cm, et/ou sa largeur est comprise entre 3 cm et 7 cm, préférentiellement comprise entre 4 cm et 6 cm. Ces dimensions peuvent être celle de la partie principale. - La partie principale du ou de chaque élément de maintien est à distance de la traverse. - La caisse comprend plusieurs éléments de maintien répartis et/ou distribués transversalement sur le tronçon central de la traverse. - Au moins un ou chaque élément de maintien est à distance des extrémités latérales de la traverse. - Au moins un ou chaque élément de maintien présente un plan principal et une section de fixation en élévation par rapport au plan principal de manière à plier ledit élément de maintien lors du choc. - Au moins un ou chaque élément de maintien s’étend vers le bas depuis son extrémité avant, et/ou est incliné d’un angle inférieur ou égal à 45° par rapport à l’horizontale, préférentiellement inférieur ou égal à 30°. - Une patte de fixation d’au moins un ou de chaque élément de maintien recouvre la partie principale associée, par exemple la patte avant. - Le ou chaque élément de maintien comprend une portion principale qui s’étend de manière rectiligne, la portion principale forme éventuellement une plaquette métallique avec des bords parallèles. - Au moins une ou chaque portion fragilisée est en moitié arrière ou en tiers arrière de l’élément de maintien, préférentiellement de la partie principale. L’invention a également pour objet un véhicule comprenant une caisse, remarquable en ce que la caisse est selon l’invention, le véhicule comprenant en outre un pare-brise fixé à la traverse qu’il recouvre.

Selon des modes particuliers de réalisation, le véhicule peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - Le ou chaque élément de maintien est incliné par rapport à la normale au pare-brise d’un angle inférieur ou égal à 30°, préférentiellement inférieur ou égal à 20°, plus préférentiellement inférieur ouégal à 10°. - Le pare-brise recouvre verticalement, préférentiellement totalement, au moins un ou chaque élément de maintien. L’inclinaison entre un élément de maintien et le pare-brise est mesurée au niveau d’une normale au pare-brise à la jonction entre l’élément de maintien et la traverse.

De manière générale, les modes avantageux de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets.

Grâce à la présence d’éléments fusibles, l’invention permet de limiter le pic d’accélération ressentie par la tête en cas de collision. La traverse peut s’enfoncer d’approximativement 0,1 m de manière contrôlée. Cela diminue les lésions. Puisque les éléments de maintien participent au soutènement du bord inférieur du pare-brise, la traverse peut être amincie. Dès lors, sa raideur s’amenuise, ce qui permet de limiter encore le pic d’effort lors du choc. L’invention peut permettre de réduire la masse du véhicule. En effet, la masse ajoutée par l’introduction des éléments est largement compensée par l’allégement opéré sur la traverse dont l’épaisseur est réduite. Un gain de consommation de carburant est donc atteint. L’invention offre un système passif. Il absorbe davantage d’énergie grâce à une structure monobloc. Les éléments de maintien sont orientés pour supporter le pare-brise lors du fonctionnement normal du véhicule. En cas de choc, ils se tordent par étapes pour accompagner progressivement la déformation du bord avant de la traverse. Davantage d’énergie peut être absorbée sur une durée plus longue tout en pilotant l’intensité du choc.

Aussi, l’invention ajoute une pièce élémentaire, dont le comportement dynamique en cas de choc est facilement prévisible et simulable. Son coût propre est limité, tout comme son montage ou encore son remplacement. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description donnée à titre d’exemple et en référence aux dessins parmi lesquels : - La figure 1 illustre une portion avant de véhicule selon l’invention ; - La figure 2 représente une coupe d’auvent selon l’axe 2-2 tracé en figure 1, selon l’invention ; - La figure 3 esquisse une vue isométrique d’un élément de maintien selon l’invention ; - La figure 4 montre un élément de maintien selon l’invention qui a été déformé de manière directe ; et - La figure 5 montre un élément de maintien selon l’invention qui a été déformé de manière indirecte.

Dans la description qui va suivre, la direction longitudinale correspond à la direction principale de déplacement du véhicule. L’avant et l’arrière s’entendent par rapport au sens principal de déplacement. La direction transversale est perpendiculaire à la direction longitudinale.

La figure 1 montre une vue isométrique d’une partie avant de caisse 4 d’un véhicule automobile. Il y est représenté une baie recevant le pare-brise 6. La caisse 4 comporte une traverse inférieure de baie 8 qui s’étend sensiblement sur toute la largeur de la caisse 4, et/ou sur toute la largeur du pare-brise 6. Elle peut être une tôle emboutie et être généralement cintrée pour suivre le bord inférieur curviligne du pare-brise 6. Son épaisseur peut être inférieure à 1,20 mm, préférentiellement inférieure ou égale à 1,00 mm. Elle peut être jointe à des longerons 10 de la caisse 4, et/ou aux piliers avant de la caisse 4.

Afin de rigidifier la traverse inférieure de baie 8, elle présente optionnellement des renforts latéraux 12, à ses extrémités. Ils peuvent être formés de tôles. La traverse présente un tronçon central 14, représentant par exemple la moitié ou un tiers de la longueur transversale de ladite traverse 8. Ce tronçon 14 reçoit au moins un élément de maintien 16 de la traverse 8 qui est fragilisé, en l’occurrence deux éléments de maintien 16 parallèles. Les deux éléments 16 peuvent être placés à chaque délimitation de tiers de la traverse 8, pour délimiter un tronçon 14 d’un tiers de la traverse. Bien entendu, il est envisageable qu’il y ait trois, quatre, ou davantage d’éléments de maintien 16. Ils contribuent à maintenir le pare-brise 6 et soulagent la traverse 8 dont l’assouplissement propre devient envisageable. Malgré le montage en porte à faux du pare-brise 6, celui-ci est suffisamment maintenue en dépit des vibrations inhérentes au fonctionnement du véhicule. Chaque élément de maintien 16 est à distance des extrémités de la traverse 8, et en particulier en retrait des piliers et des renforts latéraux 12.

Les éléments de maintien 16 sont exposés au choc tête 18 de piéton en cas de collision. Dans ce scénario le pare-brise rompt 6, et la raideur qui subsiste résulte essentiellement de la traverse 8 et des éléments de maintien 16.

La figure 2 représente une coupe de la traverse au niveau du tronçon central 14. La coupe suit l’axe 2-2 tracé sur la figure 1. Le pare-brise 6 est représenté. La description qui suit se réfère à un élément de maintien 16, toutefois elle peut s’appliquer à chacun d’eux.

La traverse 8 est généralement profilée transversalement, en ce sens qu’elle peut respecter un profil général qui évolue sensiblement suivant la direction transversale. Le profil général peut comporter une droite avant 20, une droite arrière 22 éventuellement horizontale, et un arc de jonction 24 entre la droite avant 20 et la droite arrière 22. Ces trois secteurs peuvent être les trois secteurs principaux du profil général. En avant, l’élément de maintien 16 peut être fixé au niveau de la droite avant 20 du profil, par exemple à l’extrémité avant. Il peut être fixé au bord avant de la traverse 8, et donc du pare-brise 6 ce qui signifie que les bords peuvent coïncider. La droite avant 20 forme un intercalaire collé entre le pare-brise 6 et chaque fixation d’élément de maintien 16.

Depuis le pare-brise 6, l’élément 16 s’étend vers l’arrière et vers le bas. Il s’étend jusqu’à une autre surface de la traverse, par exemple la surface générée par l’arc de jonction 24 et/ou par la droite arrière 22. L’élément 16 peut être fixé à ladite surface. La traverse 8 peut former une gouttière retournée offrant un espace dégagé pour les déformations de l’élément de maintien 16. Ce dernier peut s’étendre en ligne droite d’une zone de fixation à l’autre. Il forme un tirant, une tige de renfort évitant que l’arc ne s’arque d’avantage. Tant que l’effort vertical exercé sur le bord avant de la traverse 8 reste inférieur à un seul S, l’élément résiste. Dès que l’effort devient supérieur ou égal au seuil S, il se déforme en se pliant et en entraînant les éléments de maintien 16.

La figure 3 présente un élément de maintien 16 tel que l’un ou de ceux des figures précédentes. L’élément de maintien 16 présente une forme allongée. Il présente une partie principale 26, qui s’étend de manière rectiligne, par exemple pour offrir une raideur en compression suivant son allongement. La partie principale 26 peut être délimitée par des pattes de fixation (28 ; 30). Celles-ci sont inclinées par rapport à la partie principale 26, la patte avant 28 peut recouvrir localement la partie principale 16. Au moins une ou chaque patte de fixation (28 ; 30) peut comprendre des perçages de fixation pour un blocage à la traverse. La présence de pattes de fixation (28 ; 30) n’est pas indispensable pour l’invention puisque la portion principale peut être soudée à la traverse. Un raidisseur 32 est avantageusement ajouté à la jonction entre la partie principale 26 et l’une des pattes de fixation (28 ; 30), par exemple celle à l’avant, pour augmenter l’effort de flexion exercé par cette patte 28 sur la portion principale 26.

La partie principale 16 présente une forme générale de plaque plane. Elle peut être généralement rectangulaire, sensiblement trapézoïdale avec un élargissement arrière. Elle présente plusieurs portions, dont au moins une portion fragilisée 34 ou portion de moindre raideur. En cas d’effort de flexion, l’élément de maintien 16 s’y tort. Ladite portion 34 peut comporter un orifice 36, par exemple s’étendant sur la majorité de la largeur de ladite portion 34. En complément ou en alternative, la portion 34 peut présenter une réduction de sa largeur via des échancrures, et/ou d’une réduction d’épaisseur par des rainures transversales. La portion fragilisée 34 est disposée sur l’élément de maintien vers l’opposé du pare-brise, vers l’arrière.

La partie principale 26 peut également comprendre des portions rigidifiés 38, chacune d’elle s’étendant sur un quart de la partie principale 26 et étant distribués sur ses trois tiers. Les portions rigides 38 sont séparées et distantes les unes des autres par des zones charnières plates, dont éventuellement la portion fragilisée 34. Les portions rigidifiés 38 présentent des profils de rigidifications 40 selon l’allongement de la partie principale 26. Elles y forment des segments de raideur accrue, pour amplifier la torsion entre elles. La partie principale 26 peut comprendre une étendue avant 42 essentiellement plane. Elle forme une charnière avant, qui est destinée à se déformer en premier car le moment de flexion y est le plus important lors du choc. L’élément de maintien 16 peut être issu d’une tôle emboutie. Il est monobloc et venu de matière. Il peut être réalisé en acier par soucis d’économie. Les pattes (28 ; 30) de fixation peuvent être formées par pliage. Les profils de rigidification 40 peuvent être venus de matière, par exemple en étant conformés par emboutissage, tout comme chaque trou.

La figure 4 présente la déformation d’un des éléments de maintien 16 qui est déformé selon un mode direct, c’est-à-dire que le choc se produit à son aplomb. Il peut s’agir de l’élément 16 représenté à gauche sur la figure 1.

Lors d’un choc, l’élément de maintien 16 se déforme en plusieurs temps, par exemple en au moins deux temps, préférentiellement au moins trois temps qui peuvent chacun correspondre à l’une des charnières. La déformation angulaire des charnières est plus importante en avant. L’ordre de déformation des charnières peut être d’avant vers l’arrière, en finissant par la portion fragilisée 34. La pluralité de charnières qui se déforment tour à tour permet de libérer la souplesse de la traverse pendant le choc. Ainsi, le pic d’effort est limité. Deux portions rigidifiées 38 peuvent basculer l’une vers l’autre, dans des sens de rotation différents par rapport à une autre portion rigidifiée 38 disposée entre elles.

La figure 5 présente la déformation d’un des éléments de maintien 16 qui est déformé selon un mode indirect, c’est-à-dire que le choc se produit à distance, et que l’effort de déformation est entraîné par la traverse. Il peut s’agir de l’élément 16 de droite sur la figure 1.

La déformation angulaire des charnières est plus importante en arrière, en particulier sur la portion fragilisée 34 qui peut se déformer en premier. Deux portions rigidifiées 38 peuvent pivoter dans un même sens de rotation par rapport à une autre portion rigidifiée 38 disposée entre elles.

Ainsi, les éléments de maintien 16 peuvent se déformer selon plusieurs modes. Suivant une sollicitation directe, ou selon une sollicitation indirecte. Par ce biais, chaque élément de maintien 16 offre une efficacité, même à distance de la zone qu’il soutient.

Claims

REVENDICATIONS

1. Caisse (4) de véhicule, notamment de véhicule automobile, la caisse (4) comprenant une traverse inférieure de baie (8) qui s’étend transversalement par rapport à la caisse (4) et qui est destinée à recevoir le bord inférieur du pare-brise (6), la traverse (8) présentant un tronçon (14) centré transversalement, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre au moins un élément fragilisé de maintien (16) de la traverse (8) qui est fixé au tronçon central (14) de la traverse (8), et qui est apte à se déformer en cas de choc d’une tête (18) de piéton sur le pare-brise (6) au niveau dudit tronçon (14) afin d’en limiter la rigidité pendant le choc.
2. Caisse (4) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou chaque élément de maintien (16) comprend une partie principale (26) allongée qui est délimitée par une patte de fixation (28 ; 30) inclinée par rapport à ladite partie principale (26), préférentiellement délimitée par deux pattes de fixation (28 ; 30) inclinées par rapport à la partie principale (26).
3. Caisse (4) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ou chaque élément de maintien (16) comprend un raidisseur (32) à la jonction entre sa partie principale (26) et sa patte de fixation de manière à ce que la patte de fixation (28 ; 30) transmette un couple de flexion sur la partie principale (26) lors du choc.
4. Caisse (4) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou chaque élément de maintien (16) comprend une portion fragilisée (34) apte à plier lors du choc au niveau du tronçon central (14), préférentiellement la portion fragilisée (34) comprend un orifice (36) s’étendant éventuellement sur la majorité de la largeur de ladite portion fragilisée (34).
5. Caisse (4) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’élément de maintien (16) comprend plusieurs portions rigidifiées (38) séparées par au moins une zone charnière plane, préférentiellement au moins trois portions rigidifiées (38), chaque portion rigidifiée comprenant un profil de rigidification (40).
6. Caisse (4) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la traverse (8) comprend une tôle principale présentant une épaisseur inférieure ou égale à 1,00 mm, et un profil général avec une forme d’arc (24) à l’intérieur duquel est disposé au moins un ou chaque élément de maintien (16).
7. Caisse (4) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la longueur transversale de la traverse (8) est inférieure ou égale aux deux tiers de la longueur de la traverse (8), préférentiellement inférieure ou égale à la moitié de la longueur de la traverse (8) ; plus préférentiellement inférieure ou égale au tiers de la longueur de la traverse (8), et la partie comprend deux éléments de maintien (16) chacun disposés à une des extrémités du tronçon (14).
8. Caisse (4) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la traverse (8) présente un bord avant destiné à épouser la face arrière du pare-brise, au moins un ou chaque élément de maintien (16) étant fixé à la traverse (8) au bord avant, et éventuellement au niveau longitudinalement d’une partie centrale ou arrière de la traverse (8).
9. Véhicule comprenant une caisse (4), caractérisé en ce que la caisse (4) est selon l’une des revendications 1 à 8, le véhicule comprenant en outre un pare-brise (6) fixé à la traverse (8) qu’il recouvre.
10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ou chaque élément de maintien (16) est incliné par rapport à la normale au pare-brise (6) d’un angle inférieur ou égal à 30°, préféOntiellement inférieur ou égal à 20°, plus préférentiellement inférieur ou égal à10°.