FR3066966B1 - Dispositif d’entretoisement pour appui de roue de vehicule en choc arriere et vehicule presentant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un véhicule automobile comprenant des longerons (1) latéraux et des roues arrière (3) dotées de pare-boue (5), agencés pour que les extrémités arrière (7) desdits longerons (1) soient placés en regard des pare-boue (5) desdites roues arrière (3), le véhicule comprenant en outre au moins un dispositif d'entretoisement (15) agencé pour être disposé entre un des pare-boue (5) arrière et l'extrémité arrière (7) du longeron (1) disposé en regard. L'invention concerne également de tels dispositifs.

Description

DISPOSITIF D’ENTRETOISEMENT POUR APPUI DE ROUE DE VEHICULE EN CHOC ARRIERE ET VEHICULE PRESENTANT UN TEL DISPOSITIF L’invention se situe dans le domaine des équipements de sécurité passive de véhicule. En particulier, l’invention se situe dans le domaine de la protection des véhicules contre les collisions arrière.

Les règlementations actuelles obligent les constructeurs de véhicules automobiles à respecter certaines contraintes au niveau de la sécurité et à faire réaliser des tests afin d’obtenir les homologations nécessaires à toute commercialisation. Ainsi, les règlementations en Europe, au Japon et dans la majorité des pays du monde imposent de dimensionner le véhicule pour un choc arrière dans lequel le véhicule est percuté par une barrière rigide à la vitesse de 50 km/h. Aux Etats-Unis, le protocole de choc arrière est plus sévère. Dans ce protocole, le véhicule est percuté à l’arrière par une barrière de type NHTSA de 1368kg, à plus grande vitesse (80 km/h) et sur une zone de recouvrement décalée c’est-à-dire avec 70% de recouvrement de la largeur du véhicule tel que relevé à l’essieu droit arrière. Il s’agit donc de chocs à haute énergie, avec une barrière de grande dimension très raide et qui est très agressive pour le véhicule.

La distance d’intrusion de la barrière (ou d’un véhicule tiers) dans le véhicule est importante. Des études ont montré que c’est en fait l’entretoisement des jantes des roues arrière contre les longerons latéraux qui va, au final, stopper cette intrusion. Le reste de la structure du véhicule (longeronnet, plancher arrière) va participer à l’absorption de l’énergie du choc par déformation. Il a également été constaté que la mise en contact de la roue sur le longeron va engendrer une nouvelle mise en mouvement du véhicule par transfert d’énergie d’impact en énergie cinétique.

Malheureusement, certains éléments présents dans le véhicule peuvent être endommagés par l’intrusion de la barrière (ou d’un véhicule tiers) découlant de ce choc haute vitesse. C’est le cas par exemple pour les batteries de propulsion des véhicules de type hybride ou électrique, des réservoirs de carburant ou de gaz ou plus simplement de caves à pied un peu profondes. Cet endommagement intervient dans la cinématique de choc avant que l’intrusion de la barrière ne soit stoppée par l’entretoisement des jantes et des longerons.

Il existe donc un besoin de solutions visant à limiter l’intrusion d’un autre véhicule dans le véhicule considéré en cas de collision arrière à haute vitesse. Il existe déjà différents dispositifs de sécurité orientés vers la protection d’un véhicule en cas de collision arrière. Par exemple, le document EP2384938 décrit un élément de face arrière d’un véhicule automobile comprenant un élément structurel porteur permettant l’absorption de l’énergie d’un choc, et un cadre structurel porteur. La fonction de ces éléments est de répartir les forces générées par un choc arrière vers une surface d’appui de la structure de caisse. Cette solution est intéressante mais implique une modification de la structure du véhicule, ce qui n’est pas avantageux pour des raisons de coûts. En effet, une telle modification de la structure du véhicule augmente sa masse et une masse plus importante impliquant une quantité plus importante d’énergie à absorber, cette solution demanderait d’adapter la structure ou caisse du véhicule en fonction de la masse du véhicule final considéré.

Il serait intéressant de trouver une solution visant à limiter l’intrusion par l’arrière d’un véhicule dans un autre sans pour autant devoir renforcer ou modifier la structure existante de ce dernier véhicule.

Les documents EP2325056 et EP2325057 présentent un bouclier pare-chocs pour véhicule automobile. Ce bouclier comprend deux longerons principaux, deux longerons auxiliaires disposés à une hauteur inférieure, ainsi que des platines d’appui et de fixation disposées entre les extrémités des longerons. Le bouclier est monobloc, en matière plastique et est formé de deux montants et d’une poutre inférieure reliant les montants. Les montants sont configurés pour prendre appui sur les platines de manière à faire office d’absorbeur de chocs. La poutre inférieure est disposée à hauteur des longerons auxiliaires. Le bouclier a une forme générale en U, en U inversé ou en H. La forme est conférée par l’association des montants et de la poutre inférieure.

Le document EP2135778 présente un pare-chocs pour véhicule utilitaire. Le pare-chocs est monobloc et mobile, par translation verticale, entre une position de fermeture et une position d’ouverture au moyen d’un support adapté. Dans sa position de fermeture, le bord supérieur du pare-chocs fait saillie verticalement au-dessus du seuil de chargement du véhicule et est apte à coopérer avec au moins un ouvrant pour fermer l’ouverture d’accès au volume intérieur. Dans sa position d’ouverture, le pare-chocs est entièrement situé au niveau ou au-dessous du seuil de chargement pour permettre l’accès au volume intérieur.

Les solutions impliquant la mise en oeuvre de pare-chocs arrière sont des solutions permettant d’améliorer l’absorption de choc en début de choc mais n’interviennent pas en fin de choc. Ils ne répondent donc pas à la problématique de protection d’éléments tels qu’une batterie de propulsion, lorsque le véhicule tiers a déjà fait intrusion dans le véhicule présentant la batterie à protéger. L’invention a pour objectif de répondre à au moins un des inconvénients rencontrés dans l’art antérieur en proposant un système d’entretoisement qui permette de solliciter plus tôt le longeron lors d’une collision arrière à haute vitesse, et donc de stopper plus tôt la course d’intrusion du véhicule tiers. A cet effet, l’invention a pour objet un véhicule automobile comprenant des longerons latéraux et des roues arrière dotées de pare-boue, agencés pour que les extrémités arrière desdits longerons soient placées en regard des pare-boue desdites roues arrière, le véhicule étant remarquable en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’entretoisement agencé pour être disposé entre un des pare-boue arrière et l’extrémité arrière du longeron disposé en regard.

Selon des modes particuliers de réalisation, l’invention peut comprendre l’une ou l’autre des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons possibles : - Le ou les dispositifs d'entretoisement s’étendent horizontalement entre le pare-boue et l’extrémité du longeron, selon une direction parallèle à l’axe longitudinal du véhicule, de sorte à présenter une face avant disposée en regard de l’extrémité arrière du longeron et une face arrière disposée en regard du garde-boue. - L’extrémité arrière du ou des longerons présentent un relief, le ou les dispositifs d’entretoisement présentent une face avant et une face arrière, la face avant étant disposée en regard de l’extrémité arrière d’un longeron, et le ou au moins un dispositif d’entretoisement est configuré pour présenter, sur sa face avant, un relief complémentaire au relief de ladite extrémité arrière du longeron latéral disposé en regard . - Le ou les dispositifs d’entretoisement présentent une face avant et une face arrière, la face arrière étant disposée en regard du pare-boue, et le ou au moins un dispositif d’entretoisement est configuré pour présenter une surface plane ou incurvée sur sa face arrière.

Le ou au moins un dispositif d’entretoisement est un bloc cloisonné comportant un réseau de cloisons internes.

Le ou au moins un dispositif d’entretoisement est en matériau composite comprenant une matrice thermoplastique chargée en fibres, de préférence au moins un dispositif d’entretoisement est venu de matière avec le pare-boue.

Le ou au moins un dispositif d’entretoisement est en métal, de préférence en acier ou en aluminium.

Le véhicule présente une doublure d’aile arrière et le ou au moins un dispositif d’entretoisement est fixé : i. sur l’extrémité arrière d’un longeron latéral, et/ou ii. sur la surface externe du pare-boue, et/ou iii. sur la doublure d’aile arrière. - Le véhicule est un véhicule à motorisation électrique ou à motorisation hybride. L’invention a également pour objet un dispositif d’entretoisement pour véhicule automobile tel que défini plus haut.

Enfin, l’invention a pour objet un garde-boue pour roue de véhicule automobile, de préférence pour roue arrière de véhicule automobile, remarquable en ce qu’il comprend un dispositif d’entretoisement tel que décrit plus avant, ledit dispositif d’entretoisement étant venu de matière avec ledit garde-boue.

Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention consiste, selon un premier aspect, à proposer un dispositif d’entretoisement disposé entre la roue arrière et l’extrémité du longeron arrière. Le dispositif permet de compenser les zones sans matière entre ces deux pièces et donc de solliciter plus tôt le longeron. L’intrusion d’un véhicule tiers par l’arrière du véhicule concerné est donc stoppée plus tôt dans la cinématique du choc.

Selon un deuxième aspect, le dispositif d’entretoisement présente en outre une double fonction de répartition des efforts et de protection du pneu contre l’éclatement. Cette fonction est particulièrement utile lorsque l’extrémité arrière du longeron ne présente pas une zone d’appui pour la roue (au travers du pare-boue) qui soit suffisante pour une transmission correcte des efforts. C’est le cas par exemple lorsque l’extrémité arrière du longeron présente un relief tel qu’une feuillure débordante, utilisée pour faciliter le soudage de la partie de soubassement et du côté de caisse. Cette feuillure débordante n’est pas favorable à un appui de la roue, elle se plie lors du choc et retarde le contact entre la roue et le longeron. Par ailleurs, elle forme un relief propice à détériorer le pneumatique et favorise donc son éclatement. La roue va alors avancer jusqu’à ce que la jante se place en appui contre le longeron ce qui augmente encore la distance d’intrusion du véhicule tiers. En présentant un relief complémentaire au relief de l’extrémité du longeron, le dispositif d’entretoisement selon l’invention protège le pneumatique de la roue et diminue donc les risques d’éclatement. En opposant une surface plane ou légèrement incurvée à la roue, le dispositif d’entretoisement propose une zone d’appui plus adaptée à la transmission d’efforts et plus proche que l’extrémité du longeron. L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée à titre d’exemple, en référence à la planche de dessin annexée sur laquelle : - la figure 1 est une vue schématique en coupe de l’agencement d’un véhicule comprenant le dispositif selon l’invention ; - la figure 2 représente un garde-boue sur lequel est fixé le dispositif selon l’invention.

Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans le véhicule, le dispositif ou le garde-boue auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». Les termes « inférieur », « supérieur », « avant » et « arrière » s’entendront par rapport à l’orientation générale du véhicule. « Inférieur » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieur » selon l’axe vertical. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

On se référera en premier lieu à la figure 1 illustrant une vue en coupe partielle d’un véhicule selon l’invention. Le véhicule comprend des longerons latéraux 1 et des roues arrière 3 dotées de pare-boue 5. Sur la figure, la coupe étant partielle, seule la partie arrière d’un longeron 1 est représentée. Le longeron 1 est agencé pour que son extrémité arrière 7 soit placée en regard du pare-boue 5 de la roue arrière 3 auquel il est associé. Dans sa partie arrière, le longeron 1 est fixé au longeronet 9 et à la doublure 11 d’aile arrière dans la partie avant de cette dernière. Dans notre exemple, la doublure d’aile arrière 11 est fixée à l’extrémité 7 du longeron 1 par soudage au moyen d’une feuillure débordante 13. Néanmoins, l’invention peut être mise en oeuvre sur des véhicules ne montrant pas un tel relief 13.

Selon l’invention, le véhicule comprend au moins un dispositif d’entretoisement 15 agencé pour être disposé entre un des pare-boue arrière 5 et l’extrémité 7 du longeron 1 disposé en regard. Avantageusement, un dispositif d’entretoisement 15 est associé à chacune des roues arrière 3. Les dispositifs d’entretoisement se présentent sous forme de renforts rigides, indéformables disposés de sorte à être intercalés entre le garde-boue 5 de la roue arrière 3 et l’extrémité arrière 7 du longeron latéral arrière 1. Le dispositif d’entretoisement selon l’invention peut s’étendre transversalement de sorte à se placer également entre un des pare-boue arrière 5 et la doublure d’aile arrière 11, comme illustré.

Le dispositif d’entretoisement 15 est destiné à combler une zone préalablement vide de matière afin de permettre à la roue de solliciter plus rapidement le longeron arrière en cas de collision arrière haute vitesse, sollicitation qui arrête la course d’intrusion d’un véhicule tiers.

Les dispositifs d’entretoisement 15 selon l’invention peuvent être réalisés en matériau composite thermoplastique ou thermodurcissable. Une mise en oeuvre préférée de l’invention privilégiera l’utilisation de matrices thermoplastiques qui présentent des limites au délaminage et à la rupture plus élevées que les résines thermodurcissables. La matrice polymère thermoplastique sera avantageusement sélectionnée parmi un ou plusieurs matériaux choisis entre le polypropylène (PP), le polyphtalamide (PPA), le polyétheréthercétone (PEEK), polysulfure de phénylène (PPS), le polyamide-imide (PAI), le polyétherimide (PEI), le polyarylamide (PAA), ou le polyamide (PA) tel que par exemple du polyamide 6 (PA 6 ou polycaprolactame) ou du polyamide 6.6 (PA 6.6 ou polyhexaméthylène adipamide). La matrice utilisée peut être renforcée avec des fibres par exemple des fibres de verre ou des fibres de carbone.

Alternativement, les dispositifs d’entretoisement 15 peuvent être réalisés en métal, par exemple en acier ou en aluminium.

Les dispositifs d’entretoisement 15 selon l’invention peuvent être pleins ou, préférentiellement se présenter sous forme d’un bloc cloisonné comportant un réseau de cloisons internes participant à la rigidité de la pièce. L’homme du métier choisira sans peine la rigidité suffisante que doit présenter le dispositif d’entretoisement 15 pour satisfaire à sa fonction. Par exemple, le dispositif d’entretoisement 15 peut être conçu pour résister à l’application d’une force pouvant aller jusqu’à 30 000 N, de préférence jusqu’à 20 000 N, sans se briser.

Le ou les dispositifs d’entretoisement 15 selon l’invention peuvent être fixés sur l’extrémité 7 arrière d’un longeron latéral 1, ou sur la surface externe du pare-boue 5, ou sur la doublure d’aile arrière. Il peut également présenter une fixation à plusieurs éléments par exemple à l’extrémité arrière d’un longeron latéral et à la surface externe du pare-boue ; ou à l’extrémité arrière d’un longeron latéral et à la doublure d’aile arrière, ou à la surface externe du pare-boue et à la doublure d’aile arrière, ou encore à l’extrémité arrière d’un longeron latéral et à la surface externe du pare-boue et à la doublure d’aile arrière. Lorsqu’un dispositif d’entretoisement est fixé à la fois sur le pare-boue et sur la doublure d’aile arrière, celui-ci peut en outre servir de pièce intermédiaire de liaison pour la fixation dudit pare-boue sur ladite doublure d’aile arrière.

Le ou les dispositifs d’entretoisement 15 peuvent être fixés par tout moyen, par exemple par collage, par vissage ou par clippage. Lorsque les dispositifs d’entretoisement 15 sont en métal, ils peuvent être fixés par soudage sur l’extrémité du longeron.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le ou les dispositifs d’entretoisement 15 selon l’invention sont en matériau plastique et sont venus de manière avec le pare-boue. L’homme du métier réalisera sans peine un tel garde-boue présentant un renfort sur sa surface extérieure formant un renflement formant le dispositif d’entretoisement, par exemple par moulage ou par co-moulage. Un exemple de garde-boue 5 comprenant un dispositif d’entretoisement 15 selon l’invention, venu de matière avec la paroi dudit garde-boue, est représenté en figure 2.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’extrémité arrière 7 du ou des longerons latéraux 1 présente un relief 13, par exemple une feuillure débordante. Le dispositif d’entretoisement 15 présente une face avant et une face arrière, et est configuré pour présenter un relief complémentaire au niveau de sa face avant, disposée en regard de l’extrémité arrière 7 du longeron 1. Ainsi le dispositif d’entretoisement 15 va contourner ou recouvrir le relief 13, par exemple une feuillure débordante, et permettre à la roue arrière 3 de prendre directement appui sur l’extrémité arrière 7 du longeron 1.

Selon un autre mode de réalisation préféré de l’invention, alternatif ou complémentaire, le dispositif d’entretoisement 15 présente une face avant et une face arrière, et est configuré pour présenter une surface plane ou incurvée sur sa face arrière, disposée en regard du pare-boue 5. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux, mais pas uniquement, lorsque l’extrémité arrière 7 du longeron 1 présente un relief 13 puisque ce dernier est compensé et que la roue 3 va prendre appui sur une surface plane, limitant les risques d’éclatement du pneumatique. L’invention est particulièrement adaptée aux véhicules à motorisation électrique ou à motorisation hybride puisque la réduction de la course d’intrusion d’un véhicule tiers depuis l’arrière du véhicule en direction de l’avant permet d’offrir une protection supplémentaire aux batteries de motorisation. Elle est néanmoins applicable aux autres types de véhicules tels que les véhicules à motorisation thermique.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS

   1. Véhicule automobile comprenant des longerons (1) latéraux et des roues arrière (3) dotées de pare-boue (5), agencés pour que les extrémités arrière (7) desdits longerons (1) soient placés en regard des pare-boue (5) desdites roues arrière (3), le véhicule est caractérisé en ce qu’il comprend au moins un dispositif d’entretoisement (15) agencé pour être disposé entre un des pare-boue (5) arrière et l’extrémité arrière (7) du longeron (1) disposé en regard.
2. 2. Véhicule selon la revendication 1, l’extrémité arrière (7) du ou des longerons (1) latéraux présentant un relief (13) et le ou les dispositifs d’entretoisement (15) présentant une face avant et une face arrière, la face avant étant disposée en regard de l’extrémité arrière (7) d’un longeron (1), le véhicule est caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est configuré pour présenter sur sa face avant un relief complémentaire au relief (13) de ladite extrémité arrière (7) du longeron (1) latéral disposé en regard.
3. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, le ou les dispositifs d’entretoisement (15) présentant une face avant et une face arrière, la face arrière étant disposée en regard du pare-boue (5), le véhicule est caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est configuré pour présenter une surface plane ou incurvée sur sa face arrière.
4. 4. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est un bloc cloisonné comportant un réseau de cloisons internes.
5. 5. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est en matériau composite comprenant une matrice thermoplastique chargée en fibres.
6. 6. Véhicule selon la revendication 5 caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est venu de matière avec le pare-boue (5).
7. 7. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 5, le véhicule comprenant une doublure d’aile arrière et étant caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est fixé : - sur l’extrémité arrière (7) d’un longeron (1) latéral, et/ou sur la surface externe du pare-boue (5), et/ou sur la doublure d’aile arrière.
8. 8. Véhicule selon l’une des revendications 1 à 4 ou selon la revendication 7 caractérisé en ce que le ou au moins un dispositif d’entretoisement (15) est en métal, de préférence en acier ou en aluminium.
9. 9. Pare-boue (5) de véhicule automobile selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il présente un dispositif d’entretoisement (15) qui est venu de matière avec le reste dudit pare-boue (5).