FR3074461A1 - Ensemble absorbeur d'energie ameliore pour vehicule - Google Patents

Abstract

L'ensemble absorbeur (1) comprend un tube absorbeur (6) creux solidarisé à un élément de structure (4) du véhicule par son extrémité arrière (9) et relié à une poutre (3) de pare-chocs. Il comprend en outre un dispositif de coupe (7) engagé sur une portion de l'extrémité avant (14) du tube absorbeur (6) et une pièce de liaison (28) solidarisée au dispositif de coupe (7) et à la poutre (3). Le dispositif de coupe (7) comporte des lames de coupe (15) métalliques disposées radialement en cercle de façon qu'en cas de choc longitudinal ou incliné, le dispositif de coupe (7) soit forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6) et que les lames de coupe (15) découpent longitudinalement la totalité de l'épaisseur du tube absorbeur (6) en lamelles, dissipant par cette opération de découpe au moins une partie de l'énergie cinétique du choc.

Description

ENSEMBLE ABSORBEUR D’ENERGIE AMELIORE POUR VEHICULE

Domaine technique

La présente invention se rapporte à un ensemble absorbeur d’énergie cinétique amélioré pour un véhicule à moteur, notamment automobile.

L’invention concerne plus particulièrement un ensemble absorbeur d’énergie cinétique disposé à l’arrière du pare-chocs d’un véhicule à moteur et permettant d’absorber une partie de l’énergie cinétique développée par ledit véhicule lors d'une collision.

Etat de la technique

Les véhicules automobiles sont équipés à l’avant comme à l’arrière de pare-chocs, également appelés boucliers, dont la fonction principale est, en cas de choc à faible vitesse, d’encaisser le choc afin de protéger le véhicule, et, en cas de choc à vitesse plus importante, de dissiper tout ou partie de l’énergie cinétique du choc en se déformant pour éviter qu’elle ne soit totalement transmise à l’habitacle où se trouvent les passagers.

Dans ce but, la plupart des véhicules actuels comportent également des dispositifs absorbeurs d’énergie cinétique disposés à l’arrière de leur parechocs permettant d’absorber une partie de l’énergie cinétique du véhicule en cas de collision.

Ces dispositifs absorbeurs d’énergie sont complétés par des zones de déformation croissante situées à différents endroits du véhicule, notamment au niveau de la tôle de carrosserie et des longerons de structure, afin qu’en cas de choc la totalité ou un maximum de l’énergie cinétique soit dissipé avant d’arriver à l’habitacle, protégeant ainsi les passagers et évitant des dégâts importants au véhicule.

Pour être retenus par les constructeurs automobiles, ces dispositifs absorbeurs d’énergie cinétique doivent satisfaire un grand nombre d’exigences, concernant leur efficacité technique, notamment leur efficacité et la quantité d’énergie dissipée en fonction de la vitesse de collision et de l’angle d’impact, mais concernant également leur encombrement, leur poids, leur facilité de montage et de remplacement, leur stabilité aux conditions climatiques et surtout leur prix de revient.

On connaît ainsi par exemple des dispositifs amortisseurs hydrauliques, des dispositifs absorbeurs à structure déformable, notamment sous la forme de nids d’abeilles, de soufflet ou d’un tube métallique éventuellement rempli de mousse d’aluminium, des dispositifs basés sur un alliage à mémoire de forme, etc. En plus d’être généralement onéreux, ces dispositifs ne sont pas satisfaisants car ils présentent notamment une capacité de déformation très réduite, et permettent par conséquent d’absorber une partie extrêmement limitée de l’énergie cinétique développée lors d'une collision. En outre, ces dispositifs ne permettent pas de dissiper l’énergie cinétique de manière constante pendant leur déformation.

Un autre dispositif absorbeur d’énergie est divulgué dans le brevet EP 2048407 B1 au nom de REHAU SA. Cet ensemble absorbeur d’énergie comprend un tube absorbeur en matière plastique forcé en avancement à travers un support métallique de rainurage réalisé préférentiellement d’une seule pièce par emboutissage. Le tube absorbeur est solidarisé à une pièce susceptible de recevoir un choc dont on veut absorber l’énergie cinétique et le support de rainurage est solidarisé à un élément de structure à extrémité creuse du véhicule. En cas de choc longitudinal, le tube absorbeur est forcé en avancement à travers une ouverture centrale du support de rainurage et les éléments de rainurage arrachent des copeaux de matière plastique à la surface du tube absorbeur, dissipant par cette opération de rainurage au moins une partie de l’énergie cinétique du choc.

Ce dispositif absorbeur d’énergie est compact, tout en assurant un guidage satisfaisant du tube absorbeur en matière plastique. Il peut être fabriqué de manière économique et permet de bénéficier d’un système de très grande efficacité.

Bien que très satisfaisant, ce dispositif absorbeur d’énergie antérieur présente cependant quelques désavantages.

En effet, lors d’un choc, après avoir été rainuré par le support de rainurage, le tube absorbeur pénètre dans les longerons sur lesquels est fixé le dispositif absorbeur d’énergie. Chaque longeron doit donc non seulement être creux et adapté pour la fixation d’un montage du support métallique de rainurage, mais il doit en plus présenter une longueur suffisante pour pouvoir recevoir le tube absorbeur lors d’un choc. De même, avec ce dispositif absorbeur d’énergie antérieur, le tube absorbeur est initialement logé dans le support métallique de rainurage sur une certaine longueur, et lors d’une collision le tube absorbeur n’est pas rainuré sur toute sa longueur.

De ces caractéristiques il résulte que le dispositif absorbeur d’énergie antérieur et les longerons sur lesquels il est fixé forment un ensemble de longueur importante alors que la tendance actuelle pour les véhicules est de rechercher une compacité maximale.

En outre, le dispositif absorbeur d’énergie est divulgué dans le brevet EP 2048407 B1 présente une rigidité relativement faible vis-à-vis des chocs latéraux.

Il existe donc un besoin pour un dispositif absorbeur d’énergie qui soit notamment plus compact et qui présente une rigidité satisfaisante vis-à-vis des chocs latéraux. Il serait également avantageux de développer un nouveau dispositif absorbeur d’énergie qui permettenUde dissiper encore plus d’énergie que les dispositifs antérieurs, sans augmentation de son coût, ni de son encombrement. Un tel dispositif absorbeur d’énergie doit présenter une bonne résistance en traction, notamment en cas de remorquage du véhicule qui en est équipé. Afin de répondre aux exigences actuelles des constructeurs automobiles, un tel dispositif absorbeur d’énergie doit également permettre de dissiper l’énergie cinétique de manière constante pendant toute la durée pendant laquelle il est sollicité. Il doit en outre pouvoir être adapté aux différentes contraintes dimensionnelles imposées par les constructeurs automobiles et répondre à leurs exigences en matière de capacité de dissipation d’énergie et de seuil de déclenchement de son effet de dissipation d’énergie lors d’un choc. En effet, selon le véhicule qui est prévu d’en être équipé, les constructeurs automobiles souhaitent des dispositifs absorbeurs d’énergie capables de dissiper une quantité d’énergie imposée, mais également qui ne se déclenchent que lors des chocs importants, au-delà d’un certain seuil là aussi imposé.

Description de l’invention

L’objet de la présente invention vise par conséquent à perfectionner le dispositif antérieur décrit dans le brevet EP 2048407 B1 afin de fournir un ensemble absorbeur amélioré plus avantageux et pouvant être fabriqué de façon économique et tout à fait compétitive.

Les objets assignés à l’invention sont atteints à l’aide d’un ensemble absorbeur d’énergie cinétique pour véhicule à moteur, notamment automobile, comprenant un tube absorbeur creux solidarisé à un élément de structure du véhicule par une première extrémité, à savoir son extrémité arrière, et relié à une pièce susceptible de recevoir un choc dont on veut absorber l’énergie cinétique, caractérisé en ce que :

- ledit ensemble absorbeur d’énergie cinétique comprend en outre un dispositif de coupe engagé avec l’extrémité avant du tube absorbeur et solidarisé à la pièce susceptible de recevoir un choc ; et en ce que

- le dispositif de coupe comporte des lames de coupe métalliques disposées radialement de façon qu’en cas de choc longitudinal ou incliné, le dispositif de coupe soit forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur que les lames de coupe découpent longitudinalement le tube absorbeur dans toute son épaisseur pour la production de lamelles de tube absorbeur, dissipant par cette opération de découpe au moins une partie de l’énergie cinétique du choc.

Reposant sur la découpe longitudinale de la totalité de l’épaisseur d’un tube absorbeur, et non pas seulement sur le rainurage d’une partie de son épaisseur, cet ensemble absorbeur d’énergie cinétique permet de dissiper encore plus d’énergie que les dispositifs antérieurs. Cette dissipation d’énergie est encore plus importante car elle peut s’effectuer pratiquement sur toute la longueur du tube absorbeur. Le dispositif de coupe est avantageusement situé du côté du choc et pas du côté du véhicule car c’est lui qui se déplace vers le tube absorbeur et non l’inverse. Ainsi on s’assure que le tube absorbeur est bien découpé lors d’un choc, sans se déformer ou se rompre, sans risque que le dispositif de coupe ne se mette de travers, pour une grande fiabilité de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique de l’invention. Enfin, en adaptant simplement l’épaisseur du tube absorbeur, ainsi que le nombre et la forme des lames de coupe il est possible d’adapter facilement l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique de l’invention à différents besoins de dissipation d’énergie en cas de choc.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe comporte un disque plat, de préférence en métal, dans lequel sont conformées les lames de coupe. De cette manière, la partie du dispositif de coupe comportant les lames de coupe peut être fabriquée de manière simple, rapide et peu coûteuse, par exemple par emboutissage. Ce disque peut également subir des traitements thermiques avant son assemblage au sein du dispositif de coupe.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe comporte un manchon, de préférence en métal, présentant une jupe se prolongeant vers l’arrière en direction du tube absorbeur parallèlement à l’axe longitudinal de celui-ci, la jupe étant en contact de guidage contre la portion du tube absorbeur engagée avec le dispositif de coupe de façon que lors de l’avancement longitudinal du dispositif de coupe le long du tube absorbeur, ce manchon exerce un guidage de l’avancée du dispositif de coupe le long du tube absorbeur.

En plus de guider l’avancement longitudinal du dispositif de coupe le long du tube absorbeur, ce manchon permet également le montage du disque plat dans lequel sont conformées les lames de coupe et permet d’engager le dispositif de coupe sur le tube absorbeur. Préférentiellement solidarisé à la pièce de liaison, le manchon procure une rigidité satisfaisante pour l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique vis-à-vis des chocs latéraux.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, le manchon présente une partie en relief et le disque plat présente une ouverture centrale complémentaire engagée sur ladite partie en relief.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, la jupe du manchon est solidarisée au tube absorbeur, de préférence par collage. Lors d’un choc frontal, avant que le dispositif de coupe ne se déplace le long du tube absorbeur, une partie de l’énergie du choc est avantageusement dissipée en décollant le manchon du tube absorbeur. En outre, la présence de la colle permet de renforcer localement le tube absorbeur et notamment de réaliser un ensemble rigide de liaison entre l’extrémité avant des longerons qui sont en porte à faux.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe est solidarisé à la pièce susceptible de recevoir un choc par l’intermédiaire d’une pièce de liaison, de préférence en métal. Cette pièce de liaison est préférentiellement solidarisée par sertissage à la pièce susceptible de recevoir un choc.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le manchon est solidarisé à la pièce de liaison par l’intermédiaire d’une pièce de déviation, de préférence par soudage de la face avant du manchon sur la face arrière de la pièce de déviation, et par soudage de la face avant de la pièce de déviation sur la face arrière de la pièce de liaison.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, le disque plat est soit :

- logé et immobilisé dans le manchon ; soit

- logé et immobilisé dans la pièce de déviation ; soit

- logé et immobilisé entre le manchon et la pièce de déviation.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque lame de coupe présente un bord tranchant dont le fil est prévu dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal du tube absorbeur. Ainsi, la découpe de l’épaisseur du tube absorbeur se fait de manière orthogonale à l’axe longitudinal du tube absorbeur, pour une dissipation maximale de l’énergie cinétique du choc.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe comporte plus que six lames de coupe, préférentiellement plus que dix lames de coupe, et plus préférentiellement plus que quatorze lames de coupe. Il est en effet avantageux d’avoir un grand nombre de lames de coupe, car plus le dispositif de coupe comporte de lames de coupe, plus la dissipation de l’énergie cinétique du choc est importante.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe est solidarisé sur le tube absorbeur, préférentiellement par collage, de sorte que les lames de coupe soient situées à une distance supérieure ou égale à 1 millimètre, préférentiellement supérieure ou égale à 3 millimètres, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 5 millimètres de l’extrémité avant du tube absorbeur. Ainsi, en cas de choc frontal, une première partie de l’énergie du choc est dissipée en décollant le manchon du tube absorbeur, puis une seconde partie de l’énergie du choc est dissipée en découpant le tube absorbeur en lamelles. Cette succession de dissipation de l’énergie permet d’éviter de cumuler l’effort de rupture de la colle et l’effort de découpe du tube absorbeur afin de fournir un effort de coupe sensiblement constant.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, des espaces libres sont prévus entre les lames de coupe de sorte que les lamelles de tube absorbeur découpées par lesdites lames de coupe passent à travers ces espaces libres lorsque le dispositif de coupe est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur. Ces passages permettent d’évacuer les lamelles à l’opposé du sens de déplacement du dispositif de coupe, afin notamment que ces lamelles ne viennent pas s’accumuler entre le dispositif de coupe et l’élément de structure du véhicule sur lequel est fixé l’ensemble absorbeur.

Selon un exemple supplémentaire de mise en œuvre de l’invention, le dispositif de coupe comporte une pièce de déviation prévue à l’opposé du tube absorbeur, cette pièce de déviation présente un flanc incliné vers l’extérieur et situé sensiblement en regard des lames de coupe de sorte que les lamelles de tube absorbeur découpées par lesdites lames de coupe soient déviées latéralement et radialement vers l’extérieur du dispositif de coupe lorsque ledit dispositif de coupe est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur. Cette pièce de déviation permet de guider les lamelles afin de s’assurer qu’elles soient évacuées vers l’extérieur de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique de l’invention, qu’elles ne viennent pas s’accumuler à l’intérieur du tube absorbeur, et qu’elles ne perturbent pas le déplacement du dispositif de coupe. Le tube étant rigide, cette déviation provoque une tension en flexion des lamelles, également rigides, qui provoque leur rupture, dissipant là encore une partie de l’énergie du choc.

Selon un exemple de mise en œuvre de l’invention, le tube absorbeur est un tube creux en matériau composite pultrudé renforcé par du tissu, un mat et/ou des fibres. Il présente ainsi une grande résistance aux chocs latéraux et à la découpe de son épaisseur, pour une dissipation d’énergie maximale lors de sa découpe.

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le tube absorbeur creux est solidarisé à un élément de structure du véhicule par une plaque de fixation solidarisée à l’élément de structure du véhicule et venant en appui sur des bords évasés vers l’extérieur prévus au niveau de l’extrémité arrière dudit tube absorbeur creux. Ce type de fixation, simple et peu onéreux, permet également de s’assurer que le tube est solidement solidarisé à l’élément de structure du véhicule et offre une bonne rigidité de l’ensemble en cas de choc latéral ainsi qu’une très bonne résistance en traction, notamment en cas de remorquage du véhicule qui est équipé d’un ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention.

On notera en outre que les pièces constituant l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention sont assemblées pour former un ensemble rigide. Les pièces sont solidarisées ensemble, le tube absorbeur étant solidement collé au dispositif de coupe. L’ensemble absorbeur d’énergie cinétique étant fermement fixé à la poutre de pare-chocs d’un côté et fermement fixé aux longerons du véhicule de l’autre côté, préférentiellement par boulonnage, il permet de relier solidement les longerons qui sont en porte à faux.

Enfin, l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention comporte principalement un tube absorbeur en matière composite et aucune pièce métallique qui soit massive, ce qui procure un gain de poids considérable pour l’invention par rapport aux solutions antérieures qui utilisent une grosse masse métallique apte à la déformation.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquels :

- la figure 1 est une vue générale schématique de deux ensembles absorbeurs d’énergie cinétique selon l’invention montés en position d’utilisation à l’arrière du bouclier d’un véhicule à moteur, avant qu’une collision ne se produise ;

- les figures 2 et 3 sont des vues en coupe de l’ensemble absorbeurs d’énergie cinétique selon les axes de coupe représentés sur la figure 2 ;

- la figure 4 est une vue générale schématique de deux ensembles absorbeurs d’énergie cinétique selon l’invention montés en position d’utilisation à l’arrière du bouclier d’un véhicule à moteur, après qu’une collision se soit produite ;

- la figure 5 est une vue en coupe en coupe de l’ensemble absorbeurs d’énergie cinétique selon l’axe de coupe représenté sur la figure 4 ;

- la figure 6 est une vue d’ensemble en perspective d’un ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention fixé à une poutre de parechoc et sur la platine de fixation d’un longeron de véhicule à moteur ;

- la figure 7 est une vue d’ensemble en perspective en éclaté d’un ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention ;

- la figure 7a est une vue en perspective de l’équerre de la figure 7, représentée retourné à 180° ;

- la figure 7b est une vue en perspective du disque de coupe de la figure 7, représenté retourné à 180° ;

- la figure 8 est une vue d’ensemble en perspective en éclaté de la partie de fixation à la poutre d’un ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention ; et

- la figure 9 est une vue assemblée de la partie de fixation à la poutre de la figure 8.

Mode(s) de réalisation de l’invention

Les éléments structurellement et fonctionnellement identiques présents sur plusieurs figures distinctes, sont affectés d’une même référence numérique ou alphanumérique.

Sur les figures, les pièces ne faisant pas partie de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique selon l’invention sont représentés en fantômes par des traits discontinus.

On définira dans la suite de cette description la face avant du dispositif comme étant celle destinée, en situation d’utilisation, à être dirigée en direction de la pièce susceptible de recevoir un choc, par exemple en direction du pare-chocs du véhicule. Les autres directions seront définies en conséquence.

Les figures annexées, ainsi que la suite de cette description se rapportent à une application préférentielle de l’invention dans laquelle l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique est monté à l’arrière d’un pare-chocs de véhicule, entre la poutre de ce bouclier et un longeron de structure du véhicule.

Il doit cependant être bien compris que l’invention n’est absolument pas limitée à cette application, l’homme du métier pouvant en imaginer beaucoup d’autres dans lesquelles un tel système d’absorption d’énergie peut être utilisé pour dissiper l’énergie d’un choc.

De manière générale, l’invention peut être intercalée entre n’importe quelle partie de la structure du véhicule et n’importe quelle pièce susceptible de recevoir un choc dont on veut absorber l’énergie cinétique.

En effet, l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) de l’invention est notamment destiné à être monté à l’arrière d’une pièce (2) susceptible de recevoir un choc, de manière classique sur un pare-chocs, ou sur une charnière du capot moteur, pour absorber l’énergie d’un éventuel choc avec un piéton, ou au niveau de l’armature interne d’un siège du véhicule, pour absorber l’énergie développée par les passagers ou des objets projetés contre ces sièges en cas de collision du véhicule.

D’autres applications encore peuvent être envisagées par l’homme du métier sans sortir de la portée, ni du cadre de l’invention.

Dans la suite de ce descriptif, la pièce (2) susceptible de recevoir un choc dont on veut absorber l’énergie cinétique est une poutre (3) métallique ou composite, équipant classiquement les véhicules automobiles à l’avant et à l’arrière, qui s’étend transversalement au véhicule, sur laquelle est habituellement rapportée une peau en matière plastique, préférentiellement en polypropylène, constituant le pare-chocs du véhicule et pouvant intégrer en outre des ouvertures ou supports pour les optiques du véhicule, des aérations, et/ou d’autres éléments techniques de fonction diverse.

La poutre (3), préférentiellement formée d’une tôle emboutie, d’un profilé d’aluminium ou d’une pièce composite pultrudée, sert d’armature de rigidification au pare-chocs.

Comme on peut le voir sur les figures 1 à 6, cette poutre (3) est habituellement reliée à l’extrémité d’un élément de structure (4) du véhicule, habituellement des longerons (5) de châssis du véhicule, qui s’étendent longitudinalement sur toute la longueur du véhicule et supportent la caisse, par l’intermédiaire de deux ensembles absorbeurs d’énergie cinétique (1) selon l’invention, intercalés chacun entre le pare-chocs et l’un des longerons (5) du véhicule à moteur, préférentiellement automobile.

Plus précisément, chaque ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) est monté d’un côté sur la poutre (3) transversale du bouclier et de l’autre coté sur un longeron (5) de châssis du véhicule.

L’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’invention comprend deux parties indépendantes essentielles : un tube absorbeur (6) et un dispositif de coupe (7), ces deux parties étant destinées à coopérer l’une avec l’autre pour réaliser l’absorption d’énergie cinétique souhaitée en cas de choc.

Le tube absorbeur (6) est un tube creux, à section circulaire, ovale, polygonale ou autre. Il présente de préférence des coins arrondis de sorte de pouvoir être plus facilement coupé en lamelles par le dispositif de coupe (7).

Le tube absorbeur (6) est préférentiellement en matériau composite pultrudé renforcé par du tissu, un mat et/ou des fibres. En effet, la pultrusion permet la production en grande série et à faible coût de profilés renforcés de section constante présentant une très grande rigidité pour un poids réduit. Le tube absorbeur (6) est préférentiellement en polypropylène ou en polyamide pultrudé renforcé par des fibres de verre disposées selon plusieurs orientations, Les fibres de verre disposées à 0° (c’est-à-dire selon l’axe longitudinal du tube absorbeur (6)) fournissent une résistance à la flexion pour le tube absorbeur (6), tandis que les fibres à 90° fournissent notamment une résistance à la découpe. Les fibres selon les autres orientations participent au renfort global du tube absorbeur (6). On ajoute généralement des fibres à +/- 60° afin de renforcer le tube absorbeur (6).

A sa base, c’est-à-dire au niveau son extrémité arrière (9), le tube absorbeur (6) présente des bords (8) évasés vers l’extérieur ou un méplat sur lequel une pièce de fixation (10) vient en appui. Il s’agit préférentiellement d’une plaque de fixation (11) comportant un orifice (12) à travers lequel elle est montée sur le tube, la bordure de cet orifice (12) venant alors en appui sur les bords (8) évasés du tube absorbeur (6). Cette plaque de fixation (11) est solidement fixée sur l’un des longerons (5) du véhicule, par exemple par vissage ou boulonnage.

Les bords (8) évasés du tube absorbeur (6) sont préférentiellement formés après échauffement du matériau composite pultrudé.

Un jeu latéral est préférentiellement prévu entre les bords (8) évasés du tube absorbeur (6) et la plaque de fixation (11) de sorte que ladite plaque de fixation (11) puisse s’adapter à différents dimensions possibles pour les bords (8) évasés du tube absorbeur (6).

La plaque de fixation (11) présente préférentiellement trois trous (13) de passage de vis permettant sa fixation sur les longerons (5).

Elle est préférentiellement en métal et obtenue pas emboutissage d’une plaque d’acier ou d’aluminium.

Ce type de fixation rigide, allié à la grande solidité du tube absorbeur (6), procure une grande rigidité à l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’invention en cas de choc à composante latérale.

Le dispositif de coupe (7) est engagé avec une portion de l’extrémité libre du tube absorbeur, à savoir sur son extrémité avant (14). Elle comporte des lames de coupe (15) métalliques disposées radialement de façon qu’en cas de choc longitudinal ou incliné, le dispositif de coupe (7) soit forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6) et que les lames de coupe (15) découpent longitudinalement la totalité de l’épaisseur du tube absorbeur (6) en lamelles (16), dissipant par cette opération de découpe au moins une partie de l’énergie cinétique du choc.

Les lames de coupe (15) sont préférentiellement disposées selon un tracé correspondant à la forme de la section du tube absorbeur (6), de sorte que chacune des lames de coupe (15) soit située au niveau de l’épaisseur du tube absorbeur (6) en vue de sa découpe. Ainsi, par exemple en cas de tube absorbeur (6) à section circulaire, les lames de coupe (15) sont disposées radialement en cercle.

De sorte à découper la totalité de l’épaisseur du tube absorbeur (6), chacune des lames de coupe (15) présente une longueur supérieure à l’épaisseur du tube absorbeur (6).

Le dispositif de coupe (7) est solidarisé sur le tube absorbeur (6), préférentiellement par collage, de sorte que les lames de coupe (15) soient situées à une distance (d) supérieure ou égale à 1 millimètre, préférentiellement supérieure ou égale à 3 millimètres, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 5 millimètres de l’extrémité avant (14) du tube absorbeur (6).

Le tube absorbeur (6) est préférentiellement collé avec un jeu de 5 millimètres par rapport aux lames de coupe (15) du dispositif de coupe (7). En cas de choc, la colle est cisaillée avant que la découpe commence. Ainsi, on ne cumule pas l’effort de coupe avec l’effort de cisaillement de la colle et l’énergie cinétique du choc est dissipée de manière constante pendant toute la durée pendant laquelle l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’invention est sollicité.

On notera que l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’invention utilise un tube absorbeur (6) entier, qui ne nécessite pas de fentes, de prédécoupes ou de zones d’affaiblissement pour fonctionner. Au contraire, de telles fentes, prédécoupes ou zones d’affaiblissement, en plus de compliquer la fabrication du tube absorbeur (6), auraient tendance à diminuer la capacité de dissipation d’énergie de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) et à ne pas permettre une dissipation de l’énergie cinétique du choc de manière constante.

Le tube absorbeur (6) présente préférentiellement un diamètre de 90 millimètres, et une épaisseur de 3,5 millimètres.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de coupe (7) comporte un disque plat (17) en métal dans lequel sont conformées les lames de coupe (15).

Le disque plat (17) est préférentiellement en métal, par exemple en acier. Pour une question de résistance mécanique et pour que les arêtes coupantes ne s’émoussent pas, le disque peut subir un traitement thermique tel qu’une trempe suivi d’un revenu.

Il est avantageux que les lames de coupe (15) soient prévues sur une pièce distincte des autres pièces métalliques de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) car cela permet de faire subir des traitements thermiques au disque plat (17) visant notamment à renforcer sa dureté, alors qu’un tel traitement pourrait affecter négativement la résistance des autres pièces de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1).

Chaque lame de coupe (15) présente un bord tranchant dont le fil est prévu dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal du tube absorbeur (6), de sorte de découper celui-ci dans toute la largeur de son épaisseur en cas de choc.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chaque lame de coupe (15) présente un bord tranchant (22).

Sur les figures, les fils de ces bords tranchants (22) sont tous prévus dans même un plan orthogonal à l’axe longitudinal du tube absorbeur (6). Il est cependant envisageable que les fils des bords tranchants (22) ne soient pas tous dans un même plan, de sorte qu’en début de choc, le tube absorbeur (6) soit d’abord découpé par certaines lames de coupe (15), puis par d’autres lames de coupe (15) lors du déplacement du dispositif de coupe (7)

Selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, chaque lame de coupe présente un bord tranchant, le fils de ces bords tranchants étant tous prévus dans un même plan orthogonal à l’axe longitudinal du tube absorbeur. Ainsi, en cas de choc, le tube absorbeur se fait découper simultanément par toutes les lames de coupe.

Chaque lame de coupe (15) présente une longueur légèrement supérieure l’épaisseur du tube absorbeur (6), préférentiellement une longueur de 4 millimètres pour une du tube absorbeur (6) de 3,5 millimètres d’épaisseur.

Afin de dissiper un maximum d’énergie en cas de choc, le dispositif de coupe (7) comporte plus que six lames de coupe (15), préférentiellement plus que dix lames de coupe (15), et plus préférentiellement plus que quatorze lames de coupe (15). Sur les figures, le dispositif de coupe (7) comporte seize lames de coupe (15).

Des espaces libres (23) sont prévus entre les lames de coupe (15) de sorte que les lamelles (16) de tube absorbeur (6) découpées par lesdites lames de coupe (15) passent à travers ces espaces libres (23) lorsque le dispositif de coupe (7) est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6).

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le dispositif de coupe (7) comporte une pièce de déviation (24) prévue à l’opposé du tube absorbeur (6). Cette pièce de déviation (24) présente un flanc incliné (25) vers l’extérieur et situé sensiblement en regard des lames de coupe (15) de sorte que les lamelles (16) de tube absorbeur (6) découpées par lesdites lames de coupe (15) soient déviées latéralement et radialement vers l’extérieur du dispositif de coupe (7) lorsque ledit dispositif de coupe (7) est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6).

En cas de choc frontal, le dispositif de coupe (7) s’enfonce dans le tube absorbeur (6), qui est découpé en lamelles (16) par l’intermédiaire des lames de coupe (15). Les lamelles (16) ainsi obtenues sont alors déviées latéralement par la pièce de déviation (24) pour ne pas s’accumuler entre le dispositif de coupe (7) et l’élément de structure (4) du véhicule et ne pas opposer de résistance au déplacement du dispositif de coupe (7) et permettre à celui-ci de continuer à s’enfoncer dans le tube absorbeur (6).

En déviant latéralement les lamelles (16) la pièce de déviation (24) provoque une tension en flexion des lamelles qui provoque leur rupture, dissipant là encore une partie de l’énergie du choc et permettant une dissipation sensiblement constante de l’énergie du choc pendant la course du dispositif de coupe (7). Le flanc incliné (25) de la pièce de déviation (24) est préférentiellement incliné à 45° par rapport à l’axe longitudinal du tube absorbeur (6) découpées, mais cet angle peut être adapté selon la rigidité du tube absorbeur (6) afin de provoquer la rupture des lamelles (16).

La pièce de déviation (24) est préférentiellement en métal ou en matière plastique injectée.

La pièce de déviation (24) adopte la forme générale d’une bague dont la partie arrière, c’est-à-dire celle dirigée vers le tube absorbeur (6), présente le flanc incliné (25) décrit plus haut.

Selon un mode de réalisation préféré représenté sur les figures, la pièce de déviation (24) sert également de pièce de support pour fixer le dispositif de coupe (7) sur la poutre (3). Elle présente une face avant préférentiellement inclinée dans le cas où la poutre (3) n’est pas rectiligne. Cette face avant présente préférentiellement une surface plane prévue pour être fixée à une pièce de liaison (28) prévue pour être solidarisée à la poutre (3), tel que cela sera décrit plus loin.

Le dispositif de coupe (7) comporte également un manchon (18) présentant une jupe (31) se prolongeant vers l’arrière en direction du tube absorbeur (6) et parallèlement à l’axe longitudinal de celui-ci.

La jupe (31) du manchon (18) est montée à proximité immédiate sur le tube absorbeur (6), au niveau de la partie avant de celui-ci, à l’extérieur ou à l’intérieur de celui-ci. Elle est solidarisée au tube absorbeur (6), de préférence par collage. Sur les figures, le manchon (18) est représenté collé sur la face interne (21) du tube absorbeur (6), mais il peut tout aussi bien être collé sur la face externe (20) de celui-ci.

La jupe (31) est en contact de guidage contre la portion du tube absorbeur (6) engagée avec le dispositif de coupe (7) de façon à ce que lors de l’avancement longitudinal du dispositif de coupe (7) le long du tube absorbeur (6), une fois le manchon (18) décollé du tube absorbeur (6), sa jupe (31) exerce un guidage de l’avancée du dispositif de coupe (7) le long du tube absorbeur (6), en coulissant à l’intérieur ou à l’extérieur du tube absorbeur (6).

La jupe (31) du manchon (18) est guidée à l’intérieur ou à l’extérieur du tube absorbeur (6). Ainsi, en cas de choc, ceci permet de s’assurer que le dispositif de coupe (7) se déplace le long du tube absorbeur (6) sans se mettre de travers ou de biais, ce qui nuirait à la dissipation de l’énergie cinétique du choc, notamment en cas de chocs inclinés par rapport à l’axe longitudinal de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1).

Le manchon (18) est préférentiellement en métal.

La face avant (33) du manchon (18) est préférentiellement solidarisée à la face arrière (27) de la pièce de déviation (24) par tout moyen connu. Cette solidarisation est préférentiellement réalisée par soudage par points qui est une solution fiable, aisée à mettre en œuvre et peu onéreuse.

Selon un mode de réalisation préféré représenté sur les dessins, le manchon (18) présente une partie en relief (36) dans sa partie avant, par exemple sous la forme d’un rebord surélevé bordant une ouverture centrale (37). Cette partie en relief (36) est prévue pour servir au montage et au centrage du disque plat (17), lequel présente une ouverture centrale (38) complémentaire à travers laquelle pénètre la partie en relief (36) du manchon (18). Le disque plat (17) est préférentiellement immobilisé entre le manchon (18) et la pièce de déviation (24) lors du soudage mutuel de ces deux pièces (18, 24). Il est préférentiellement monté en ajustement serré sur la partie en relief (36) du manchon (18).

On peut également envisager de loger le disque plat (17) dans la pièce de déviation (24) ou dans le manchon (18) et de l’y immobiliser, par exemple par sertissage, par collage ou par soudage.

Dans sa face arrière (27), la pièce de déviation (24) peut présenter une partie en relief (34) prévue pour venir s’engager dans l’ouverture centrale (37) du manchon (18). Cette partie en relief (34) peut également border une ouverture centrale (35) prévue dans la pièce de déviation (24).

Le dispositif de coupe (7) est solidarisé à la poutre (3) ou à la pièce (2) susceptible de recevoir un choc par l’intermédiaire d’une pièce de liaison (28) solidarisée au dispositif de coupe (7) et à la pièce (2) susceptible de recevoir un choc.

Selon une variante préférée de l’invention, la pièce de liaison (28) présente au moins une partie de fixation (29) destinée à collaborer avec une partie de fixation complémentaire (30) de la pièce (2) susceptible de recevoir un choc afin de solidariser mutuellement ces deux pièces (28, 2).

Ainsi, dans l’exemple représenté sur les figures, la pièce de liaison (28) est une plaque présentant une surface plane ou courbe selon que la poutre est rectiligne ou courbe prévue pour se plaquer sur une surface plane ou courbe de ladite poutre (3), et des bords retournés faisant office de partie de fixation (29) et prévus pour venir enserrer des rebords en saillie de la poutre (3) faisant office de partie de fixation complémentaire (30).

Lors du montage de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) illustré sur les figures sur une poutre (3), la pièce de liaison (28) sous la forme d’une plaque est positionnée à l’arrière de ladite poutre (3) puis ses rebords sont repliés en direction de celle-ci afin d’enserrer les rebords en saillie de la poutre (3) afin de réaliser un sertissage mécanique de la pièce de liaison (28) sur la poutre (3) .

Bien entendu, selon la forme adoptée par la section de la poutre (3), la pièce de liaison (28) peut présenter n’importe quelle forme et présenter ou non une partie de fixation (29) adaptée à sa fixation sur ladite poutre (3).

On peut par exemple envisager de coller, de visser ou de boulonner la pièce de liaison (28) à la poutre (3), mais tout autre moyen de fixation peut être envisagé.

Il s’agit préférentiellement d’une pièce creuse, dans laquelle peut optionnellement être logée une équerre (39). Cette équerre (39) a pour but de prolonger la surface d’appui à l’avant de la pièce de déviation (24) lorsque la pièce de liaison (28) n’est pas centrée par rapport à la pièce de déviation (24). Elle est préférentiellement immobilisée par calage serré entre la pièce de liaison (28) et la pièce de déviation (24) lorsque ces deux pièces mutuellement sont solidarisées.

Tel qu’illustré sur les figures 8 et 9, la pièce de liaison (28), l’éventuelle équerre et la pièce de déviation (24) forment la partie de fixation (40) à la poutre de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’invention.

La pièce de liaison (28) est préférentiellement en métal.

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la face arrière (32) de la pièce de liaison (28) est solidement liée à la face avant (26) de la pièce de déviation (24), de préférence par soudage par points.

La pièce de liaison (28) est prévue de sorte que le tube absorbeur (6) soit positionné de manière sensiblement orthogonale par rapport à Taxe longitudinal de la poutre (3) ou de la pièce (2) susceptible de recevoir un choc.

De même, la pièce de liaison (28) et la pièce de déviation (24) sont positionnées de sorte qu’en cas de choc frontal, ce choc soit transmis au dispositif de coupe (7) à la fois par la face avant de la poutre (3) et par la face avant de la pièce de déviation (24).

Il est doit être clair pour l’homme du métier que les dimensions de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) peuvent facilement être adaptées en fonction de la quantité d’énergie qui doit être dissipée lors d’un choc. De même, le nombre et l’orientation des fibres du tube absorbeur (6) permettent aussi de modifier la capacité d’absorption d’énergie de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) de l’invention. Enfin, le nombre de lames de coupe (15), leur angle de coupe et le caractère plus ou moins affûté de leur fil permettent également de modifier la capacité d’absorption d’énergie de l’ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) de l’invention. L’invention peut ainsi être facilement adaptée aux exigences des différents constructeurs automobiles.

L’homme du métier doit veiller à ce que l’effort de coupe nécessaire pour découper le tube absorbeur (6) soit légèrement inférieur à la résistance compression dudit tube absorbeur (6) de sorte que le tube absorbeur (6) soit découpé en lamelles (16) lors d’un choc et qu’il ne casse pas en compression ou ne rompe d’une autre manière.

Il est évident que la présente description ne se limite pas aux exemples explicitement décrits, mais comprend également d’autres modes de réalisation et/ou de mise en œuvre. Ainsi, une caractéristique technique décrite peut être remplacée par une caractéristique technique équivalente sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications annexées et une étape décrite de mise en œuvre du procédé peut être remplacée par une étape équivalente sans sortir du cadre de l’invention tel que défini par les revendications.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) pour véhicule à moteur, notamment automobile, comprenant un tube absorbeur (6) creux solidarisé à un élément de structure (4) du véhicule par son extrémité arrière (9), et relié à une pièce (2) susceptible de recevoir un choc dont on veut absorber l’énergie cinétique, caractérisé en ce que :

   - ledit ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) comprend en outre un dispositif de coupe (7) engagé avec l’extrémité avant (14) du tube absorbeur (6) et solidarisé à la pièce (2) susceptible de recevoir un choc ; et en ce que

   - le dispositif de coupe (7) comporte des lames de coupe (15) métalliques disposées radialement de façon qu’en cas de choc longitudinal ou incliné, le dispositif de coupe (7) soit forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6) et que les lames de coupe (15) découpent longitudinalement le tube absorbeur (6) dans toute son épaisseur pour la production de lamelles (16) de tube absorbeur (6), dissipant par cette opération de découpe au moins une partie de l’énergie cinétique du choc.
2. 2. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) comporte un disque plat (17), de préférence en métal, dans lequel sont conformées les lames de coupe (15).
3. 3. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) comporte un manchon (18), de préférence en métal, présentant une jupe (31) se prolongeant vers l’arrière en direction du tube absorbeur (6) parallèlement à l’axe longitudinal de celui-ci, la jupe (31) étant en contact de guidage contre la portion du tube absorbeur (6) engagée avec le dispositif de coupe (7) de façon que lors de l’avancement longitudinal du dispositif de coupe (7) le long du tube absorbeur (6), ce manchon (18) exerce un guidage de l’avancée du dispositif de coupe (7) le long du tube absorbeur (6).
4. 4. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le manchon (18) présente une partie en relief (36) et en ce que le disque plat (17) présente une ouverture centrale (38) complémentaire engagée sur ladite partie en relief (36).
5. 5. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la jupe (31) du manchon (18) est solidarisée au tube absorbeur (6), de préférence par collage.
6. 6. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) est solidarisé à la pièce (2) susceptible de recevoir un choc par l’intermédiaire d’une pièce de liaison (28), de préférence en métal.
7. 7. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce de liaison (28) est solidarisée par sertissage à la pièce (2) susceptible de recevoir un choc.
8. 8. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon (18) est solidarisé à la pièce de liaison (28) par l’intermédiaire d’une pièce de déviation (24), de préférence par soudage de la face avant (33) du manchon (18) sur la face arrière (27) de la pièce de déviation (24), et par soudage de la face avant (26) de la pièce de déviation (24) sur la face arrière (32) de la pièce de liaison (28).
9. 9. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que le disque plat (17) est soit :

   - logé et immobilisé dans le manchon (18) ; soit

   - logé et immobilisé dans la pièce de déviation (24) ; soit

   - logé et immobilisé entre le manchon (18) et la pièce de déviation (24).
10. 10. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque lame de coupe (15) présente un bord tranchant (22) dont le fil est prévu dans un plan orthogonal à l’axe longitudinal du tube absorbeur (6).
11. 11. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) comporte plus que six lames de coupe (15), préférentiellement plus que dix lames de coupe (15), et plus préférentiellement plus que quatorze lames de coupe (15).
12. 12. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) est solidarisé sur le tube absorbeur (6), préférentiellement par collage, de sorte que les lames de coupe (15) soient situées à une distance (d) supérieure ou égale à 1 millimètre, préférentiellement supérieure ou égale à 3 millimètres, et plus préférentiellement supérieure ou égale à 5 millimètres de rextrémité avant (14) du tube absorbeur (6).
13. 13. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des espaces libres (23) sont prévus entre les lames de coupe (15) de sorte que les lamelles (16) de tube absorbeur (6) découpées par lesdites lames de coupe (15) passent à travers ces espaces libres (23) lorsque le dispositif de coupe (7) est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6).
14. 14. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon la revendication 13 prise en combinaison avec la revendication 8 , caractérisé en ce que le dispositif de coupe (7) comporte une pièce de déviation (24) prévue à l’opposé du tube absorbeur (6), cette pièce de déviation (24) présentant un flanc incliné (25) vers l’extérieur et situé sensiblement en regard des lames de coupe (15) de sorte que les lamelles (16) de tube absorbeur (6) découpées par lesdites lames de coupe (15) soient déviées latéralement et radialement vers l’extérieur de le dispositif de coupe (7) lorsque ledit dispositif de coupe (7) est forcé en avancement longitudinal le long du tube absorbeur (6).
15. 15. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube absorbeur (6) est un tube creux en matériau composite pultrudé renforcé par du tissu, un mat et/ou des fibres.
16. 16. Ensemble absorbeur d’énergie cinétique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube absorbeur (6) est solidarisé à un élément de structure (4) du véhicule par une plaque de fixation (11) solidarisée à l’élément de structure (4) du véhicule et venant en appui sur des bords (8) évasés vers l’extérieur prévus au niveau de l’extrémité arrière (9) dudit tube absorbeur (6).