FR3143526A1 - brancard avant pour véhicule automobile - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un brancard avant (1) pour véhicule automobile, le brancard avant (1) comportant un profilé (11) délimitant un corps creux et une zone de déformation (13) s’étendant au niveau d’une zone frontale du brancard avant (1) située à proximité d’une extrémité (12) libre du profilé (11), la zone de déformation (13) comportant une pluralité de rainures périphériques (14). Chaque rainure périphérique (14) s’étend autour d’une partie du profilé (11), relativement à un axe d’extension propre (O1). Chaque rainure périphérique (14) forme une compression dans une partie des parois du profilé (11), de sorte à ménager une zone de déformation (13) programmée facilitant la compression du brancard avant (1) en cas de choc frontal. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui des dispositifs permettant d’absorber des chocs frontaux pour véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention a trait à des brancards avant pour véhicule automobile.
Un véhicule automobile comporte habituellement un groupe motopropulseur situé en avant d’un habitacle du véhicule automobile, relativement à un axe longitudinal. Le groupe motopropulseur permet de générer un couple moteur sur un train roulant du véhicule automobile, afin d’autoriser sa propulsion vers l’avant notamment. Le groupe motopropulseur est généralement supporté par au moins deux brancards avant qui sont configurés pour, outre supporter ledit groupe motopropulseur, protéger des occupants de l’habitacle en évitant l’intrusion du groupe motopropulseur dans ledit habitacle à la suite d’un accident.
Les brancards avant connus prennent ainsi la forme de poutres métalliques qui s’étendent majoritairement selon l’axe longitudinal du véhicule automobile, de part et d’autre du groupe motopropulseur.
Un inconvénient connu de tels brancard avant est qu’ils sont lourds et chers à fabriquer. Un autre inconvénient connu de tels brancards avant est qu’ils nécessitent un temps de fabrication long.
En particulier, dans le contexte de développement de véhicules automobiles économiques et compacts, pour des usages principalement urbains, les brancards avant connus ne sont pas adaptés.
La présente invention a pour objet de proposer un nouveau brancard avant afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.
Un autre but de l’invention est de réduire la masse de tels brancards avant.
Un autre but de l’invention est de réduire le coût de fabrication de tels brancards avant.
Un autre but de l’invention est de réduire le temps de fabrication de tels brancards avant.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un brancard avant pour véhicule automobile, le brancard avant comportant un profilé s’étendant le long d’un axe d’extension propre et délimitant un corps creux, le brancard avant comportant une zone de déformation située au niveau d’une extrémité libre dudit brancard avant, la zone de déformation comportant une pluralité de rainures périphériques au profilé.
Dans le contexte de la présente invention, un axe longitudinal, un axe latéral et un axe vertical sont définis relativement au véhicule automobile sur lequel le brancard avant conforme au premier aspect de l’invention est destiné à être monté. Plus particulièrement, l’axe transversal s’entend comme une direction prise entre un côté latéral du véhicule automobile et un côté latéral opposé dudit véhicule automobile. En d’autres termes, l’axe transversal s’entend selon une direction qui s’étend depuis un côté passager du véhicule automobile vers un côté conducteur dudit véhicule automobile, ou réciproquement. Les adjectifs latéraux, intérieur et extérieur font référence à un tel axe transversal. En outre, l’axe longitudinal s’étend comme étant pris le long d’une direction qui s’étend d’avant en arrière ou d’arrière en avant du véhicule automobile. L’axe longitudinal est perpendiculaire à l’axe transversal. Les adjectifs frontaux, avant et arrière font référence à cet axe longitudinal. Enfin, l’axe vertical s’entend comme étant pris le long d’un axe qui s’étend depuis les roues du véhicule automobile et vers le toit dudit véhicule automobile, ou inversement, l’axe vertical étant simultanément perpendiculaire à l’axe transversal et à l’axe longitudinal. Les adjectifs dessus et dessous, ou inférieur et supérieur font référence à cet axe vertical.
Complémentairement, on définit aussi un axe d’extension propre dans le référentiel du brancard avant, l’axe d’extension propre étant défini par la direction principale d’élongation du brancard avant, défini notamment par la direction d’élongation du profilé. Dans le contexte de l’intégration du brancard avant dans le véhicule automobile, l’axe propre d’extension dudit brancard avant est confondu ou sensiblement confondu avec l’axe longitudinal.
Dans le contexte de la présente invention, le brancard avant s’étend d’avant en arrière dans le véhicule automobile qu’il équipe, relativement à l’axe longitudinal. Le brancard avant est situé sous un compartiment moteur du véhicule automobile, à l’avant du véhicule automobile, en arrière d’un pare-chocs avant du véhicule automobile, et s’étend sous un habitacle du véhicule automobile. Le brancard avant selon l’invention prend la forme d’un profilé métallique fixé solidairement à une structure du véhicule automobile. Le brancard avant est configuré pour absorber un choc frontal au véhicule automobile. Le brancard avant est une pièce de structure longitudinale placée à l'avant du véhicule automobile et sur laquelle un groupe moteur est fixé.
Dans le contexte de la présente invention, le profilé du brancard avant conforme au premier aspect de l’invention se distingue des portées prismatiques des brancards avant connus. En effet, les portées prismatiques de tels brancard avant connus sont formées par des poutres qui sont massiques, onéreuse et plus complexes à fabriquer. En revanche, le profilé formant le brancard avant est obtenu par l’intermédiaire d’un procédé de fabrication plus simple et plus économe. Selon une première variante de réalisation, le profilé formant le brancard avant selon l’invention est obtenu par pliage d’une tôle métallique. Selon une deuxième variante de réalisation, le profilé formant le brancard avant selon l’invention est obtenu par emboutissage d’une tôle métallique.
Dans le contexte de la présente invention, les rainures périphériques s’étendent en périphérie du profilé, selon un contour circonférentiel. En d’autres termes, les rainures périphériques s’étendent dans des plans perpendiculaires à l’axe d’extension propre du brancard avant selon l’invention. Les rainures périphériques s’étendent selon un contour fermé ou un contour ouvert, autour du profilé. Les rainures périphériques sont ménagées directement sur la tôle mécanique formant le brancard avant.
Dans le contexte de la présente invention, la zone de déformation est située au niveau d’une zone terminale du brancard avant, relativement à l’axe d’élongation propre. La zone de déformation est une zone du profilé qui est configurée pour pouvoir se déformer et/ou se comprimer et/ou s’écraser en cas d’intrusion d’un corps situé en avant du brancard avant, tel que par exemple tout ou partie du groupe de motopropulsion. La zone de déformation est ainsi déformable grâce aux rainures périphériques ménagées sur le profilé.
Ainsi, l’invention conforme à son premier aspect résout les problèmes techniques évoqués précédemment en proposant une fabrication plus simple et moins coûteuse d’un brancard avant, comparativement à ceux connus jusqu’alors. Les brancards avant selon l’invention sont aussi plus légers que les brancard avant formés par une poutre métallique.
Le brancard avant conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :
- le brancard avant présente une section transverse en forme de U, ladite section transverse comportant une paroi de fond et deux parois latérales. En d’autres termes, le profilé formant le brancard avant forme un corps creux qui s’étend le long de l’axe d’extension propre et que délimitent respectivement les parois latérales et la paroi de fond. Cette configuration avantageuse permet de bénéficier de la rigidité attendue lors d’une charge statique, notamment pour supporter le groupe de motopropulsion, tout en facilitant une déformation axiale et une compression permettant d’absorber une énergie mécanique consécutive d’un choc frontal ;
– le profilé du brancard avant comporte une paroi supérieure, rapportée et fixée solidairement aux parois latérales, par exemple par soudage au niveau de zones de recouvrement desdites parois latérales. Le profilé prend alors une forme trapézoïdale dans un plan transverse perpendiculaire à l’axe d’extension propre ;
- la paroi de fond et les deux parois latérales délimitant la section transverse du brancard avant sont issues de matière. Cette configuration avantageuse facilite la fabrication du brancard avant ;
- le brancard avant est formé d’une feuille de tôle pliée, préférentiellement emboutie ;
– la zone de déformation du brancard avant s’étend sur une longueur inférieure à 70 cm à partir d’une extrémité axiale dudit brancard avant. Dans le contexte de la présente invention, la zone de déformation est définie comme la partie du brancard avant située entre l’extrémité axiale et la rainure périphérique la plus lointaine, incluant ladite rainure périphérique ;
- les rainures périphériques sont régulièrement espacées les unes des autres dans la zone de déformation et relativement à l’axe d’extension propre. Cette configuration avantageuse permet de faciliter une compression et un écrasement du brancard avant le long de sa zone de déformation ;
- chaque rainure périphérique s’étend sur la paroi de fond et sur une partie de chaque paroi latérale du brancard avant. En d’autres termes, le contour circonférentiel le long duquel chaque rainure périphérique s’étend autour du profilé est un contour rectiligne qui s’étend sur tout ou partie de chaque paroi latérale et de la paroi de fond dudit profilé. De manière avantageuse, les rainures périphériques s’étendent toutes de manière parallèle les unes aux autres afin de faciliter une compression et un écrasement du brancard avant le long de sa zone de déformation ;
- un pas entre deux rainures périphériques successives est compris entre 20 mm et 50 mm. Le pas est mesuré selon l’axe d’élongation propre du profilé, et correspond à la distance séparant deux motifs identiques entre deux rainures périphériques directement adjacentes ;
- une profondeur des rainures périphériques est comprise entre 5 mm et 7 mm. La profondeur d’une rainure périphérique est mesurée selon une direction perpendiculaire à la paroi considérée du profilé ;
- le brancard avant comporte entre 5 et 10 rainures périphériques, préférentiellement exactement 7 rainures périphériques ;
- chaque rainure périphérique présente un profil transverse en « oméga ». Le profil transverse d’une rainure est considéré dans un plan perpendiculaire au profil circonférentiel le long duquel s’étend ladite rainure périphérique autour du profilé ;
- le brancard avant présente une largeur inférieure à 50 mm, prise selon un axe transversal perpendiculaire à l’axe d’extension propre et entre les deux bords latéraux ;
- le brancard avant présente une hauteur inférieure à 60 mm, prise selon un axe vertical simultanément perpendiculaire à l’axe d’extension propre et à l’axe transversal ;
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un véhicule automobile comportant au moins un brancard avant conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.
Dans les FIGURES décrites ci-après, un axe longitudinal X, un axe latéral et un axe vertical Z sont définis relativement au véhicule automobile sur lequel le brancard avant 1 selon l’invention est destiné à être monté.
Plus particulièrement, l’axe transversal Y s’entend comme une direction prise entre un côté latéral du véhicule automobile et un côté latéral opposé dudit véhicule automobile. En d’autres termes, l’axe transversal Y s’entend selon une direction qui s’étend depuis un côté passager du véhicule automobile vers un côté conducteur dudit véhicule automobile, ou réciproquement. Les adjectifs latéraux, intérieur et extérieur font référence à un tel axe transversal Y.
En outre, l’axe longitudinal X s’étend comme étant pris le long d’une direction qui s’étend d’avant en arrière ou d’arrière en avant du véhicule automobile. L’axe longitudinal X est perpendiculaire à l’axe transversal Y. Les adjectifs frontaux, avant et arrière font référence à cet axe longitudinal X.
Enfin, l’axe vertical Z s’entend comme étant pris le long d’un axe qui s’étend depuis les roues du véhicule automobile et vers le toit dudit véhicule automobile, ou inversement, l’axe vertical Z étant simultanément perpendiculaire à l’axe transversal Y et à l’axe longitudinal X. Les adjectifs dessus et dessous, ou inférieur et supérieur font référence à cet axe vertical Z.
Complémentairement, on définit aussi un axe d’extension propre O1 dans le référentiel du brancard avant 1, l’axe d’extension propre O1 étant défini par la direction principale d’élongation du brancard avant 1, défini notamment par la direction d’élongation du profilé 11. Dans le contexte de l’intégration du brancard avant 1 dans le véhicule automobile, l’axe propre d’extension dudit brancard avant 1 est confondu ou sensiblement confondu avec l’axe longitudinal X.
En référence aux FIGURES 1 à 3, l’invention adresse un brancard avant 1 pour véhicule automobile, le brancard avant 1 comportant :
- un profilé 11 s’étendant le long de l’axe d’extension propre O1 et délimitant un corps creux ; et
- une zone de déformation 13 située au niveau d’une extrémité 12 libre dudit brancard avant 1, la zone de déformation 13 comportant une pluralité de rainures périphériques 14 au profilé 11.
Comme visible sur la , le profilé 11 forme une structure tubulaire fermée qui s’étend selon l’axe d’extension propre O1 et qui ménage un vide entre des parois latérales 112, une paroi supérieure 111 et une paroi inférieure 113 du profilé 11. La paroi inférieure 113 et les parois latérales 112 sont issues de matières, formées à partir d’une seule tôle métallique ou feuille métallique, et mise en forme par emboutissage ou par pliage.
Dans un plan transverse pris selon l’axe transversal Y et l’axe vertical Z, comme visible sur la , une section transversale du profilé 11 présente une géométrie trapézoïdale.
Une hauteur du profilé 11, prise entre la paroi inférieure 113 et la paroi supérieure 111, est préférentiellement égal à 50 mm relativement à l’axe vertical Z. Une largeur du profilé 11, prise entre les deux parois latérales 112 opposées est égale à 50 mm, pris selon l’axe transversal Y et au niveau de la paroi supérieure 111. Au niveau de la paroi inférieure 113, la largeur du profilé 11, prise entre les deux parois latérales 112 opposées est inférieure à 50 mm, par exemple égale à 40 mm, pris selon l’axe transversal Y.
En outre, le profilé 11 comporte aussi deux zones de recouvrement entre la paroi supérieure 111 et chaque paroi latérale 112.
La paroi supérieure 111 est préférentiellement soudée aux parois latérales 112, au niveau des zones de recouvrement.
Comme visible sur les FIGURES 1 à 3, les rainures périphériques 14 s’étendent autour du profilé 11 et en périphérie dudit profilé 11, selon un contour circonférentiel. En d’autres termes, comme visible sur la , les rainures périphériques 14 s’étendent dans plusieurs plans perpendiculaires à l’axe d’extension propre O1 du brancard avant 1. Les rainures périphériques 14 sont formées par emboutissage ou par pliage. Elles sont formées par une mise en forme locale de la tôle métallique ou de la feuille métallique formant le profilé 11, de sorte que le profilé 11, pris au niveau de l’une de ses rainures périphériques 14, présente une même épaisseur que pris en dehors desdites rainures périphériques 14.
Comme visible sur les FIGURES 2 et 3, les rainures périphériques 14 s’étendent selon un contour ouvert autour du profilé 11 et de l’axe d’extension propre O1. Plus particulièrement, chaque rainure périphérique 14 s’étend sur la paroi de fond et sur une partie de chaque paroi latérale 112 du brancard avant 1. les rainures périphériques 14 s’étendent sur une partie inférieure des parois latérales 112, proximale de la paroi inférieure 113, de sorte qu’une partie supérieure de chaque paroi latérale 112, proximale de la paroi supérieure 111, est exempte de telles rainures périphériques 14.
Les rainures périphériques 14 s’étendent toutes de manière parallèle les unes aux autres, selon un plan perpendiculaire à l’axe d’extension propre O1, afin de faciliter une compression du brancard avant 1 le long de sa zone de déformation 13.
Chaque rainure périphérique 14 présente un profil transverse en « oméga ». Le profil transverse d’une rainure périphérique 14 est considéré dans un plan perpendiculaire au profil circonférentiel le long duquel s’étend ladite rainure périphérique 14 autour du profilé 11. Comme visible sur la notamment, chaque rainure périphérique 14 est obtenue par emboutissage, de sorte que la rainure périphérique 14 s’étend en creux dans le logement creux formé par le profilé 11 du brancard avant 1.
Une profondeur des rainures périphériques 14, mesurée selon une direction perpendiculaire à la paroi latérale 112 ou à la paroi inférieure 113, est comprise entre 5 mm et 7 mm.
Ainsi, les rainures périphériques 14 forment ensemble la zone de déformation 13 du brancard avant 1 selon l’invention. La zone de déformation 13 est située au niveau de l’extrémité 12 terminale du brancard avant 1. La zone de déformation 13 est ainsi configurée pour pouvoir se déformer et/ou se comprimer et/ou s’écraser en cas de choc CHK frontal, tel que représenté de manière schématique sur la . La zone de déformation 13 est déformable grâce aux rainures périphériques 14 ménagées sur le profilé 11.
La zone de déformation 13 du brancard avant 1 s’étend sur une longueur inférieure à 70 cm à partir de l’extrémité 12 axiale et selon l’axe d’extension propre O1 du brancard avant 1.
Dans la zone de déformation 13, les rainures périphériques 14 sont régulièrement espacées les unes des autres, relativement à l’axe d’extension propre O1. Un pas P1 entre deux rainures périphériques 14 directement adjacentes, mesuré selon l’axe d’élongation propre du profilé 11 et correspondant à la distance séparant deux motifs identiques entre lesdites deux rainures périphériques 14 directement adjacentes, est compris entre 20 mm et 50 mm.
Dans l’exemple de réalisation illustré sur les FIGURES, le brancard avant 1 comporte entre 5 et 10 rainures périphériques 14 dans la zone de déformation 13.
La illustre plusieurs vues successives du brancard avant 1 tel que décrit précédemment et consécutives d’un choc CHK frontal appliqué parallèlement à l’axe d’extension propre O1 du brancard avant 1 et au niveau de l’extrémité 12 terminale avant du profilé 11.
La première vue, en haut, illustre le brancard avant 1 dans son état nominal, en absence de choc CHK frontal, et tel que déjà décrit précédemment.
La deuxième vue, au milieu, illustre les premiers instants succédant à l’application d’un effort dans le profilé 11, consécutif d’un choc CHK frontal. Les efforts résultant du choc CHK frontal sont transmis au profilé 11. La zone de déformation 13 subit alors ces efforts de compression et la présence des rainures périphériques 14 favorise alors la déformation locale du profilé 11, au niveau des premières rainures périphériques 14, située à proximité de l’extrémité 12 terminale. Ainsi, le profilé 11 commence à se compresser au niveau d’une partie frontale et proximale de l’extrémité 12 terminale du brancard avant 1.
La troisième vue illustre la progression de la cinématique du choc CHK frontal : les premières rainures périphériques 14 ont absorbé une partie de l’énergie du choc CHK et ont été comprimées, elles deviennent alors davantage rigides au fur et à mesure qu’elles se compriment et qu’elles deviennent alors moins déformables. Par transitivité, les rainures périphériques 14 suivantes commencent alors à se déformer à leur tour.
Ainsi, le brancard avant 1 se déforme au niveau de sa zone de déformation 13 à la manière d’un accordéon, favorisé par la géométrie et la répétition périodique des rainures périphériques 14 le long de la zone de déformation 13. L’invention permet ainsi d’absorber efficacement l’énergie du choc CHK frontal et de préserver un habitacle du véhicule automobile et ses occupants.
En synthèse, l’invention concerne un brancard avant 1 pour véhicule automobile, le brancard avant 1 comportant un profilé 11 délimitant un corps creux et une zone de déformation 13 s’étendant au niveau d’une zone frontale du brancard avant 1 située à proximité d’une extrémité 12 libre du profilé 11, la zone de déformation 13 comportant une pluralité de rainures périphériques 14. Chaque rainure périphérique 14 s’étend autour d’une partie du profilé 11, relativement à un axe d’extension propre O1. Chaque rainure périphérique 14 forme une compression dans une partie des parois du profilé 11, de sorte à ménager une zone de déformation 13 programmée facilitant la compression du brancard avant 1 en cas de choc CHK frontal.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.
Claims (10)
- Brancard avant (1) pour véhicule automobile, le brancard avant (1) comportant un profilé (11) s’étendant le long d’un axe d’extension propre (O1) et délimitant un corps creux, le brancard avant (1) comportant une zone de déformation (13) située au niveau d’une extrémité (12) libre dudit brancard avant (1), la zone de déformation (13) comportant une pluralité de rainures périphériques (14) au profilé (11).
- Brancard avant (1) selon la revendication précédente, dans lequel les rainures périphériques (14) sont régulièrement espacées les unes des autres dans la zone de déformation (13) et relativement à l’axe d’extension propre (O1).
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un pas (P1) entre deux rainures périphériques (14) successives est compris entre 20 mm et 50 mm.
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une profondeur des rainures périphériques (14) est comprise entre 5 mm et 7 mm.
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque rainure périphérique (14) présente un profil transverse en « oméga ».
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le brancard avant (1) présente une section transverse en forme de U, ladite section transverse comportant une paroi de fond et deux parois latérales (112).
- Brancard avant (1) selon la revendication précédente, dans lequel la paroi de fond et les deux parois latérales (112) délimitant la section transverse du brancard avant (1) sont issues de matière.
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel chaque rainure périphérique (14) s’étend sur la paroi de fond et sur une partie de chaque paroi latérale (112) du brancard avant (1).
- Brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le brancard avant (1) est formé d’une feuille de tôle pliée, préférentiellement emboutie.
- Véhicule automobile comportant au moins un brancard avant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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